Sein kleinstes Wasserkraftwerk hat der oberösterreichische Branchenexperte Jank GmbH für einen Kunden mit klingendem Namen gefertigt. Für die Ferdinand Porsche Erlebniswelten fahr(T)raum in der Salzburger Gemeinde Mattsee konstruierte Jank eine voll funktionsfähige Miniatur-Kleinwasserkraftanlage mit einer Durchström-Turbine nach dem Design von Porsche. Die Idee für das Schauwasserkraftwerk stammt vom fahr(T)raum Schirmherrn Ernst Piëch, dem Enkel des legendären Automobil- und Allroundkonstrukteurs Ferdinand Porsche. Bei der Konzeption und Herstellung des interaktiven Schaukraftwerks konnte die Jank GmbH ihr Know-how bei außergewöhnlichen Projekten einmal mehr unter Beweis stellen.

Rund 20 Kilometer nördlich der Landeshauptstadt Salzburg finden an historischer Technik Interessierte im Flachgauer Seengebiet ein wahres Paradies vor. Das 2013 in der Gemeinde Mattsee eröffnete Oldtimermuseum fahr(T)raum zeigt auf 3.500 m² Fläche eine faszinierende Auswahl an Konstruktionen und Entwicklungen von Automobilpionier Ferdinand Porsche. Ins Leben gerufen wurde die Ausstellung in den Hallen einer ehemaligen Schuhfabrik von Ernst Piëch, einem Enkel von Ferdinand Porsche, der von seinem berühmten Großvater höchstpersönlich im Autofahren unterwiesen wurde. Mit dem fahr(T)raum ermöglicht Ernst Piëch den Besucherinnen und Besuchern eine exklusive Teilhabe an seiner beeindruckenden Sammlung technischer Meilensteine. Zu den Exponaten zählen nicht nur historische Rennwagen und Flugzeuge von Porsche, sondern auch Traktoren und Kutschen und die weltweit größte Austro-Daimler-Sammlung.

Porsche und die Wasserkraft
Auch Sonderkonstruktionen, die es nicht zur Serienreife geschafft haben, sind im Ausstellungsbereich präsent. Zu den jüngsten Exponaten zählt ein voll funktionsfähiges Wasserkraftwerk in Miniaturausführung, das von einer Durchström-Turbine nach dem Design von Porsche angetrieben wird. Beim Lokalaugenschein von zek HYDRO in Mattsee berichtet Ernst Piëch, wie das Engagement der Firma Porsche im Wasserkraftbereich entstanden ist: „Nach dem 2. Weltkrieg haben wir am Kärntner Standort in Gmünd zunächst vorwiegend Aufträge für die Landwirtschaft umgesetzt, beispielsweise wurden Mähwerke für Traktoren gefertigt. Auch mit der Entwicklung von Holzgastraktoren hat man sich beschäftigt. Irgendwann kam die Idee auf – eingefallen ist uns immer irgendetwas – Turbinen zu konstruieren, die bei Sägewerken anstelle von herkömmlichen Wasserrädern eingesetzt werden sollten. Die Idee stammt von Luftfahrt- und Maschinenbauingenieur Josef Mickl, der 1910 erste Wasserflugzeuge in Pula baute. Ab 1918 arbeitete Ing. Mickl bei Austro Daimler mit Ferdinand Porsche zusammen. Turbinen erreichen einen viel höheren Wirkungsgrad als Wasserräder, und gleichzeitig war damit auch die Voraussetzung zur Erzeugung von elektrischem Strom geschaffen. Als Turbinen-Typ wurde die Durchström-Turbine gewählt, weil diese robusten und zuverlässigen Maschinen eine unkomplizierte Drehzahlregelung ermöglichten, und damit die Anforderungen von Sägebetrieben ideal abdeckten.“ Beim Umbau von drei Sägewerken im Salzburger Untertauern, in St. Veit in Kärnten und einer Anlage im steirischen Semmering war Ernst Piëch direkt beteiligt. Dieser schätzt, dass Porsche zwischen 1944 und 1950 um die 15 Durchström-Turbinen ausgeliefert hat. „Bis auf die zugekauften Kugellager wurden die Maschinen komplett von Porsche hergestellt, wobei jede Turbine individuell für die jeweilige Fallhöhe und Ausbauwassermenge gefertigt wurde, es waren lauter Prototypen“, ­betont Ernst Piëch. Sogar ein Trinkwasserkraftwerk in der Nähe von Zell am See mit mehr als 120 m Fallhöhe wurde von den Porsche-­Ingenieuren mit einer aus lebens­mitteltaug­lichen Edelstahlkomponenten gefertigten Durchström-Turbine ausgestattet. „Wobei man bei dieser großen Fallhöhe mit einer Pelton-Turbine ein viel höheres Maß an Effizienz erzielt hätte“, merkt Ernst Piëch an, dessen Idee es auch war, im fahr(T)raum eine Modell-Turbine nach Porsche-Entwurf auszustellen.

Interaktives Schaukraftwerk
Aus der ursprünglichen Idee, einzig allein ein Turbinenmodell anzufertigen sollte schließlich ein interaktives Schauwasserkraftwerk entstehen. Verantwortlich für dessen Entwurf, Konzeption und Fertigung war der renommierte Kleinwasserkraftallrounder Jank GmbH, der nur wenige Kilometer von Mattsee entfernt im oberösterreichischen Jeging beheimatet ist. Schon beim ersten Treffen von Jank-Geschäftsführer Klaus Jank mit Ernst Piëch und fahr(T)raum-Geschäftsführer Jakob Iglhauser entstanden erste Skizzen auf Papier, die die Grundlage für das folgende Konzept bilden sollte. Siegi Jank, der Entwicklungs- und Konstruktionsleiter des in 4. Generation geführten Familienbetriebs, zeigt sich rundum zufrieden mit dem Ergebnis des Referenzprojekts: „Aus dem anfänglichen Vorhaben, das Laufrad einer Durchström-Turbine zu bauen, wurde im Laufe der Projektentwicklung die Konzeption eines voll funktionsfähigen Wasserkraftwerks in Miniaturausführung. Ein zentrales Element der in einem Schaukasten untergebrachten Anlage ist ein mittels 3D-Druck gefertigtes Laufrad mit Turbinen-Leitapparat, das in einer Schnittansicht im Betrieb beobachtet werden kann. Für die Triebwasserzufuhr sorgt eine auf der Rückseite der Konstruktion platzierte Pumpe. Ebenfalls an der Hinterwand verborgen verläuft die Riemenübersetzung, mit der die Bewegungsenergie des Laufrads zum Strom erzeugenden Generator übertragen wird.“ Sehenswerte Details hat man sich für den vis-à-vis vom Turbinenmodell in der linken oberen Sektion des Schaukastens platzierten Generator überlegt. So verschmilzt der plastisch gefertigte Generator optisch mit der Schwarzweißaufnahme eines historischen Porschewerks im Hintergrund. Die Aufnahme der Werkshalle zeigt auch die an der Decke verlaufenden Transmissionswellen, die zum Antrieb der Maschinen genutzt wurden. „Auch nach der schrittweisen Verbreitung des elektrischen Stroms wurden in Industrie und Land­wirtschaft noch lange Zeit mechanische Transmissionen zur Kraftübertragung genutzt. Mit den grundsätzlich simpel aufgebauten und leicht zu bedienenden Durchström-Turbinen konnten bestehende Trans­missionen weiterverwendet oder auch elek­trischer Strom durch den Einsatz von Generatoren erzeugt werden. Beim Modell für den fahr(T)raum haben wir deswegen auch die Anwendung für mechanische Kraftübertragung visuell dargestellt“, erklärt Siegi Jank.

Turbinenbauer stolz auf Modell
Der Konstruktionsleiter lässt nicht unerwähnt, dass die Herstellung des Demomodells eine interessante Herausforderung für die Kleinwasserkraftprofis darstellte. „Wir haben mit Materialien gearbeitet, mit denen wir normalerweise wenig bzw. gar nicht in Berührung kommen. So besteht das Gehäuse des Schaukastens aus Thermoplast-Kunststoff, den wir von einer externen Firma bezogen haben. Das Laufrad und andere Turbinen-Komponenten bestehen ebenfalls aus Kunststoff und wurden in Eigenregie mittels 3D-Druckverfahren hergestellt. An der Front des Schaukastens kommt eine kratzresistente Sicherheitsverglasung zum Einsatz. Verkürzt gesagt, war es ein durchaus aufwändiges, aber auch sehr spannendes Projekt für uns, das auf Anhieb sehr gut funktioniert hat.“ Das kann auch Ernst Piëch bestätigen, der mit dem hydro­elektrischen Exponat ein weiteres Mosaikstück des Gesamtwerks seines erfindungsreichen Großvaters dem fahr(T)raum hinzugefügt hat. Auf die Frage, mit welchen Kon­­zepten sich Ferdinand Porsche wohl heutzutage angesichts des Klimawandels und der Mobilitätswende beschäftigten würde, hat Ernst Piëch eine konkrete Antwort parat: „Die Entwicklung von Wasserstoffmotoren zur Serienreife hätte ihn sicherlich interessiert. Ich bin der Meinung, dass auch Verbrennermotoren eine Zukunft haben werden – sofern mit diesen Wasserstoff verbrannt wird. Im Bereich der erneuerbaren Energien, die für die Wasserstofferzeugung verstärkt genutzt werden müssen, sehe ich das wichtigste Ausbaupotential bei der Wasserkraft, weil es sich dabei um die nachhaltigste und zuverlässigste Ressource handelt.“

Erschienen in zek HYDRO Ausgabe 6/2023