Wie Automotoren in die Gänge kamen Teil III

Der Benzinmotor und das Elend mit der Zündung

Als erster serienmässig hergestellter Benzinmotor gilt die 1876 vom Amerikaner Georg B. Brayton (1830 - 1892) vorgestellte «Brayton Ready Engine», ein Zweitakter mit Lufteinblasung. Brayton, wie später Gottlieb Daimler, sahen für den Benzinmotor eine Vielzahl von Verwendungen: Feuerspritzen, Boote, Strassenbahnen und auch Autos. Für den mobilen Einsatz musste aber das Gewicht des Verbrennungsmotors gewaltig reduziert werden. Auf Benzin als Treibstoff kamen die Entwickler deshalb, weil der Siedepunkt mit 70 - 80° relativ tief liegt und es sich gut zur «Carburisierung» eignet. Dazu riecht es angenehmer und ist deutlich weniger aggressiv und giftig als Benzol. Benzin wurde ab Mitte des 19. Jh. vor allem zum Entfetten von Schafwolle und etwas später auch für den Betrieb von dafür speziell konstruierten, hell brennenden Lampen verwendet. Zur Vergasung setzte man Oberflächenvergaser ein, d. h. man liess Luft über das vorgewärmte Benzin streichen. Das funktionierte bei den Lampen bestens, bei den Motoren weniger gut, hat doch Benzin die Neigung, bei kalter Umgebung zu kondensieren, was zu «nassen», zündunwilligen Kerzen führte - ein Problem, das man beim Leuchtgas nicht kannte. Dazu kam ein weiteres, auch dem Gasmotor anhaftendes Problem: Die Funkenstrecken, welche die damaligen Zündapparate erzeugen konnten, waren schlicht zu kurz. Zwar war das theoretische Wissen über die Elektrizität da, aber die Elektromechanik steckte noch tief in den Kinderschuhen. Man kannte den «Walter'schen Hammer», mit dem man Gleichstrom zerhacken und mittels einer Induktionsspule Stromstösse mit erhöhter Spannung erzeugen konnte («Ruhmkorff'scher Funkeninduktor»). Der Zündapparat verursachte ein Geräusch, das demjenigen einer heutigen Türöffneranlage glich, daher der Name Summerzündung. Eine Verbesserung stellte die Abreisszündung dar. Um die Funkenstrecke zu verlängern, wurden zwei im Zylinderkopf liegende, mit Porzellan isolierte Platindrähte im Zündzeitpunkt auseinander gezogen. Die Bewegung erfolgte von der Nockenwelle aus. Bei allen elektrischen Zündungen musste die Energie von einer kostspieligen «galvanischen Batterie» (Einwegbatterie) bezogen werden. Die alternative Flammenzündung hingegen galt als zuverlässig und im Betrieb kostengünstig. Von der Nockenwelle gesteuert, wurde zum Zündzeitpunkt im Brennraum ein «Fenster» geöffnet, hinter dem eine Gasflamme brannte. Der zusätzliche Konstruktionsaufwand war allerdings beträchtlich.

Als Carl Benz und das Team Daimler/Maybach praktisch zeitgleich aber unabhängig voneinander den Benzinmotor entwickelten, kamen sie zu sehr ähnlichen Lösungen. Beide bauten einen Viertaktmotor mit einem gesteuerten Auspuffventil und einem durch den Unterdruck des Ansaugtaktes betätigten Ansaugventils. Damit sparten sie viel Gewicht gegenüber den bei Gasmotoren üblichen Schieber-Ventilen. Weitere gemeinsame Charakteristika waren: Trockene Zylinderlaufbüchse, mit Wasser gekühlter Zylinderkopf, Oberflächenvergaser mit Schwimmer und Vorwärmung sowie Frischölschmierung durch Einzel-Öler (ca. 10 ml grosse Glasbehälterchen mit Dosierschraube versorgten die einzelnen Verbraucher). Benz baute die von ihm weiterentwickelte Summerzündung ein, Daimler die von Wilhelm Maybach neu entwickelte Glührohrzündung. Bei dieser wurde ein beidseitig offenes Stahlrohr durch die Zylinderkopfwand geführt. Ein Benzinbrenner brachte das auf der unteren Aussenseite geschlitzte Rohr zum Glühen. Das im Zylinder komprimierte Luft-/Benzin-Gemisch sollte sich möglichst auf dem oberen Totpunkt daran entzünden. Dies konnte wohl nur funktionieren, weil die Kompressionsverhältnisse der ersten Benzinmotoren bei 2,5:1 lagen (heute >10:1). Der Daimler-Motor drehte mit gut 600 U/min, während die ersten Benziner von Benz es nicht ganz auf 300 Touren brachten.

Es kann nicht erstaunen, dass das deutsche Publikum sich in den ersten Jahren nicht um die «Töfftöff» - so hiessen die Autos im Volksmund - riss. Sie waren nicht nur pannenanfällig und unterhaltsintensiv - die ersten Benz verbrauchten pro km einen halben Liter Wasser - sondern auch enorm teuer. So kostete 1898 das preisgünstigste Auto, der 2,75PS «Benz Velo», 2´200 Mark, was drei Jahresgehältern eines Industriearbeiters entsprach. Die jährlichen Betriebskosten für einen 6´000 Mark teuren 9 PS-Wagen bezifferte eine Studie von 1906 mit 4´710 Mark!

Ein aufgeschlossenes Publikum fand das neue Verkehrsmittel hingegen in Frankreich. Daimler, der anfänglich in Deutschland kaum Resonanz fand, verkaufte anlässlich der Weltausstellung von 1889 in Paris dem Holzbearbeitungsmaschinen-Hersteller Panhard & Levassor und dem Velofabrikanten Peugeot Nachbau-Lizenzen sowie an De Dion-Bouton einige Motoren. Schon bald produzierte Peugeot doppelt so viele Autos wie Daimler und Benz zusammen. Die «De Dion-Bouton Voiturette» verkaufte sich zwischen 1895 und 1901 15´000 Mal und der nur gut 30 kg schwere 3,5 PS (400 ccm) Einbaumotor avancierte mit 26´000 Stück zum Marktrenner!

Ausschlaggebend für diesen Verkaufserfolg dürfte gewesen sein, dass die französischen Hersteller und Importeure zuallererst ein tolles Ausstellungslokal an der «Champs Elysées» installierten. Was die «jeunesse dorée» der Metropole kaufte, kaufte das ganze Land. Besonders publikumswirksam waren auch Wettfahrten. Emile Levassor (1843 - 1897), der die Strecke Paris - Bordeaux - Paris, also 1178 km, vom 11. bis 13. Juni 1895 in 48 Stunden und 48 Minuten, d. h. mit einem Schnitt von 24,5 km/h am Steuer eines Panhard & Levassor mit Daimler 3,5PS Motor zurücklegte, wurde als Held gefeiert, so wie heute ein «Tour de France» Sieger!

Nicht zuletzt auf Grund des schwachen Verkaufserfolges musste Daimler die von ihm gegründete «Daimler Motoren Gesellschaft AG» 1893 verlassen. Mit ihm ging auch Maybach. Unterstützt von einer englischen Investorengruppe kaufte Daimler 1895 wesentliche Anteile «seiner» Firma zurück. Maybachs Konstruktionsbüro wurde dort wieder integriert. Im Todesjahr von Daimler (1900) entwarf und baute Maybach innerhalb einer Rekordzeit von zehn Monaten den «Mercedes». Anlass war eine Festbestellung für 36 Wagen durch den K & K Generalkonsul Emil Jellinek. Ein neuer Vierzylinder 35 PS-Motor mit zwei Vergasern, Zahnradgetriebe und Bienenwabenkühler sind einige der Merkmale, die dem Hause Daimler endlich zum Durchbruch verhelfen sollten. Maybach konstruierte für Daimler noch weitere technische Leckerbissen, wie einen Rennmotor mit oben hängenden Ventilen und Doppelzündung - das Vorbild aller späteren Flugmotoren. 1906 folgte er dem Ruf des Grafen Zeppelin und gründete zusammen mit seinem Sohn Karl und dem Grafen eine Firma am Bodensee, die mit ihren «Maybach-Motoren» und «ZF-Getrieben» Weltruf erlangen sollte.

Weniger gut meinte es das Schicksal mit Carl Benz. In den 1890er Jahren verkauften sich seine Autos - für damalige deutsche Verhältnisse - sehr gut, wohl darum, weil sie am untersten Ende der Preisskala lagen. 1900 wurden 603 Wagen ausgeliefert. Lange, viel zu lange hielt jedoch Benz am Konzept mit dem im Heck liegenden Einzylinder-Motor, Flachriemengetriebe und Klotzbremse fest. Der Verkauf brach massiv ein, 1903 fanden noch ganze 173 Wagen einen Abnehmer. Die verstimmten Anteilseigner entmachteten Carl Benz und holten noch im gleichen Jahr Marius Barbarou, den Chefkonstrukteur von Clément-Bayard nach Mannheim. Mit seinem französischen Ingenieurteam schuf er eine komplett neue Autogeneration nach dem «System Panhard» (2- oder 4-Zylinder-Motor über der Vorderachse, Konuskupplung, Zahnradgetriebe, auf die Kardanwelle wirkende Bremse, Differential mit Kettenantrieb zur Hinterachse). Damit wurde die Marke «Benz» auf dem Weltmarkt verankert. Der frustrierte Carl Benz nahm im gleichen Jahr den Hut und gründete 1905 in Ladenburg mit seinen Söhnen Eugen und Richard die Firma «C. Benz und Söhne», Herstellung von Motoren und Motorwagen. Der neuen Gesellschaft blieb jedoch der Erfolg verwehrt.