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Benz Patent Motorwagem 1886

Das erste Auto

Der 3. Juli 1886 ist ein bedeutsamer Tag: Der Benz Patent-Motorwagen absolviert auf der Ringstraße in Mannheim seine Premierenfahrt in der Öffentlichkeit. Er gilt als das erste Automobil. Damit ist er zugleich der Wirklichkei gewordene Traum des Konstrukteurs Carl Benz, ein motorisiertes Straßenfahrzeug zu bauen. Er verwirklicht es, inklusive Fahrgestell und Motor, als eine grundsätzlich neuartige Konstruktion. Wenige Wochen nach ihm baut der zweite Automobilpionier Gottlieb Daimler einen Verbrennungsmotor in eine Kutsche ein und setzt damit seinerseits den Anfangspunkt einer umfassende Vision, alle nur denkbaren Fahrzeuge und Geräte mit seinem schnelllaufenden Motor zu mobilisieren.


Der Motor
Kernstück des Benz Patent-Motorwagens ist ein Einzylinder-Viertaktmotor mit einem Hubraum von 0,954 Litern, der bereits wesentliche Details hat, die heute noch in den meisten Verbrennungsmotoren zu finden sind: Kurbelwelle mit Gegengewichten, elektrische Zündung, Wasserkühlung. Er leistet 0,55 kW bei 400/min.
Der Motor ist für damalige Verhältnisse mit einem Gewicht von rund 100 Kilogramm recht leicht. Weitere Merkmale sind der Zylinder mit offenem Kurbelgehäuse, der über eine Exzenterstange gesteuerte Einlass-Gleitschieber und das Auslass-Tellerventil, betätigt über Nockenscheibe, Kipphebel und Stößelstange, sowie die Schmierung über Tropföler.

Das große Schwungrad konzipiert Benz für den liegenden Einbau ins Fahrgestell, weil er befürchtet, dass bei senkrechter Anordnung infolge der Kreiselwirkung die Lenkung und die Standfestigkeit des Fahrzeugs in engen Kurven beeinträchtigt werden.


Der Gemischaufbereitung dient der von Benz entwickelte Oberflächen-Vergaser, der gleichzeitig auch den Benzinvorrat von 4,5 Litern enthält. Das Gefährt verbraucht rund 10 Liter Benzin je 100 Kilometer. Dass der Treibstoffvorrat nicht für eine längere Strecke reicht, stört nicht, denn der Benz Patent-Motorwagen zeigt erst einmal, dass die Gesamtkonstruktion und damit die Idee des Automobils überhaupt funktioniert.


Für die präzise Zusammensetzung des Benzin-Luft-Gemisches sorgt ein Hülsenschieber, der je nach Stellung mehr oder weniger Löcher für die Zusatz-Ansaugleitung freigibt und so die Leistungsabgabe regelt. Dieser Schieber befindet sich gut erreichbar unterhalb des Fahrersitzes. Angelassen wird der Motor durch beherztes Drehen des Schwungrads.
Der Zündung widmet Benz etliche Versuche, bis er eine Lösung findet, die der damals geringen Batteriespannung angepasst ist. Er transformiert sie mit einem Ruhmkorffschen Funkeninduktor auf höhere Spannung. Auch die Zündkerze ist eine Eigenkonstruktion.


Die Kühlung des Verbrennungsmotors stellt ein besonderes Problem dar, denn dieser kann nicht wie ein in einem Gebäude betriebener Stationärmotor an eine Kühlwasserleitung angeschlossen werden. Benz wählt eine einfache Verdampfungskühlung, die sich bei der geringen Motorleistung als recht wirkungsvoll und ausreichend erweist. Das dabei zu Dampf erhitzte Wasser entweicht, was während der Fahrt einen immensen Wasserverbrauch verursacht.

Geschlossene und effektivere Kühlsysteme kommen erst rund zehn Jahre später, als die gestiegenen Motorleistungen und die höheren Ansprüche an die Alltagstauglichkeit des Automobils es schlichtweg erfordern.


Fahrgestell und Aufbau
Der Fahrzeugrahmen des Patent-Motorwagens ist aus Stahlrohren gebogen und geschweißt. Da der Wagen Hinterradantrieb hat, also geschoben wird, muss die Lenkung anders konstruiert sein als bei einem gezogenen Wagen. Die bei Kutschen gebräuchliche Drehschemel-Lenkung kommt deshalb nicht infrage. Benz entscheidet sich der Einfachheit halber erst einmal für ein einzelnes gelenktes Vorderrad und damit ein dreirädriges Gefährt. Das Vorderrad hängt in einer ungefederten Gabel und wird durch eine mit einer Kurbel verbundenen Zahnstange gelenkt. Erst 1893 wird Benz die Achsschenkel-Lenkung für zwei gelenkte Vorderräder erfinden, einen der wichtigsten Bausteine des Automobils.


Die drei mit Vollgummi bereiften Drahtspeichenräder fertigt Benz selbst, nur die Felgen kauft er zu. Das Vorderrad läuft, wie seinerzeit im Fahrradbau üblich, in einem Kugellager, die Hinterräder in Weißmetallbüchsen. Der Wagen wird mit je einer Kette links und rechts der Vorgelegewelle über die Hinterräder angetrieben, die ihrerseits über eine Starrachse und Vollelliptikfedern mit dem Rahmen verbunden sind. Dass der Patent-Motorwagen Anleihen am Fahrrad nimmt, kommt nicht von ungefähr: Das Fahrrad gilt damals als ungemein modern, zugleich liefert es Benz Anregungen für ein stabiles und zugleich leichtes Fahrzeug.


Es gibt beim ersten Automobil auf der Vorgelegewelle nur einen Gang in Form einer festmontierten Antriebsscheibe samt integriertem Differenzial, daneben noch eine Leerlaufscheibe; also kein Getriebe mit zwei oder mehr Gängen, ebensowenig einen Rückwärtsgang. Der Flachriemen zwischen Motor und Vorgelegewelle wirkt, dank der Leerlaufscheibe, gleichzeitig als Kupplung. Er wird zum Anfahren einfach von der Los- auf die Festscheibe verschoben. Das Fahrtempo wird durch den Hülsenschieber unterhalb des Fahrersitzes geregelt. Über dem Motor thront der Vorratsbehälter für das Kühlwasser. Gebremst wird mit einem Handhebel, der auf die Vorgelege-Riemenscheibe wirkt. Eine Fußbremse gibt es noch nicht. Die Sitzbank ist vor dem Motor auf elegant geschwungenen Federn direkt auf dem Rahmen montiert und mit Leder bezogen. Halt gibt ein niedriges, lederbezogenes Geländer im Rücken und an den Seiten.


Die Erprobung
Die ersten kurzen Probefahrten finden 1885 aus Gründen der Geheimhaltung im Fabrikhof statt. Der erste Ausflug auf freier Strecke – bei Nacht – dauert nur wenige Minuten, denn nach hundert Metern bleibt der Wagen stehen. Aber aus hundert werden tausend Meter und dann von Mal zu Mal mehr. Benz erinnert sich: „Ich mag mit dem Wagen eine Geschwindigkeit von 16 Stundenkilometern erreicht haben. Jede Ausfahrt stärkte mein Vertrauen, bei jeder Ausfahrt lernte ich aber auch neue Tücken des Motors kennen, andererseits zeigte mir jede Fahrt neue Wege der Verbesserungen, sodass von mir noch im Januar 1886 das Patent des Wagens angemeldet werden konnte.“ Bei der ersten öffentlichen und per Zeitungsartikel dokumentierten Ausfahrt am 3. Juli 1886 läuft sein Sohn Eugen mit einer Treibstoffflasche nebenher, „um nachzuschütten, wenn das Benzin zu Ende geht“.
Die „Neue Badische Landeszeitung“ berichtet am 3. Juli 1886 über die Ausfahrt: „Ein mittels Ligroin-Gas (Benzin) zu treibendes Velociped, welches in der Rheinischen Gasmotorenfabrik Benz & Cie. construiert wurde und worüber wir schon an dieser Stelle berichteten, wurde heute früh auf der Ringstraße probiert und soll die Probe zufriedenstellend ausgefallen sein“.


Bereits am 4. Juni 1886 hatte derselbe Autor geschrieben: „Für Velocipedsportsfreunde dürfte es von hohem Interesse sein zu erfahren, dass ein großer Fortschritt auf diesem Gebiet durch eine neue Erfindung, welche von der hiesigen Firma Benz & Cie. gemacht, zu verzeichnen ist. Gegenwärtig wird im genannten Geschäft [...] ein dreirädriges Velociped, welches durch einen Motor, der in der Konstruktion den Gasmotoren gleichkommt, getrieben wird, gebaut.

Der Motor, dessen Cylinderweite 9 cm beträgt und zwischen den beiden hinteren Laufrädern auf Federn über der Radachse placiert ist, repräsentiert trotz seiner Zierlichkeit annähernd eine Pferdekraft und macht 300 Touren in der Minute, wodurch die Geschwindigkeit des Fahrzeuges bis zu der eines gewöhnlichen Personenzuges gesteigert werden kann. [...] Das ganze Gefährt ist nicht viel größer als ein gewöhnliches Tricicel und macht einen sehr gefälligen und eleganten Eindruck. Es ist nicht zu bezweifeln, dass dieses Motoren-Velociped sich bald zahlreiche Freunde erwerben wird, da es sich voraussichtlich für Ärzte, Reisende und Sportsfreunde etc. als äußerst praktisch und brauchbar erweisen wird.“


Deutsches Patent Nummer 37435 für das „Fahrzeug mit Gasmotorenbetrieb“
Am 29. Januar 1886 meldet Carl Benz seinen Motorwagen zum Patent an. Die Patentschrift Nummer 37435 gilt als Geburtsurkunde des Automobils. Die Überschrift lautet „Fahrzeug mit Gasmotorenbetrieb“, und der Text beginnt mit den Worten: „Vorliegende Construktion bezweckt den Betrieb hauptsächlich leichter Fuhrwerke und kleiner Schiffe, wie solche zur Beförderung von ein bis vier Personen verwendet werden. [...] Ein kleiner Gasmotor, gleichviel welchen Systems, dient als Triebkraft. Derselbe erhält sein Gas aus einem mitzuführenden Apparat, in welchem Gas aus Ligroin oder anderen vergasenden Stoffen erzeugt wird. Der Cylinder des Motors wird durch Verdampfen von Wasser auf gleicher Temperatur gehalten.“ Am 25. März des gleichen Jahres folgt die Patentanmeldung in Frankreich.


Der Benz Patent-Motorwagen Modell I zeigt, dass die Idee von Carl Benz funktioniert. Dieser baut aufgrund seiner Erfahrungen in rascher Folge weitere Modelle, die zwar nicht grundlegend neu sind, aber zahlreiche Detailverbesserungen haben.


Das Modell II, dessen Motor 1,1 kW leistet, entsteht ursprünglich ebenfalls als Dreirad, wird dann aber versuchsweise auf vier Räder umgebaut. Der Wagen ist inklusive der Achsschenkellenkung, die in ihm erprobt wird,

ein weiterer wichtiger Schritt hin zum modernen Automobil. Vermutlich hat es nur ein Exemplar gegeben.
Das Modell III schließlich ist soweit verbessert, dass es in geringen Stückzahlen verkauft wird – insgesamt sind es rund 25 Stück. Es hat, je nach Ausführung, einen Motor mit bis zu 2,21 kW. Zudem hat das Modell III Holzspeichenräder, einen kleinen Benzintank und eine lederbezogene, handbetätigte Klotzbremse, die unmittelbar auf die Hinterräder wirkt. Außerdem hat es zwei Vorwärtsgänge, verwirklicht über eine Los- und eine zweistufige Festscheibe. Ein Modell III aus dem Jahr 1888 ist im Originalzustand erhalten geblieben. Es befindet sich im Besitz des Science Museum, London.


Technische Daten Benz Patent-Motorwagen Modell I, 1886

Motor:
Wassergekühlter Einzylinder-Viertaktmotor mit waagerechtem Schwungrad, liegend im Heck eingebaut
Bohrung x Hub: 90 x 150 Millimeter
Hubraum: 954 cm³
Leistung: 0,55 kW bei 400/min
Verbrauch: rund 10 Liter je 100 Kilometer


Motordetails:
Gaswechsel über Einlass-Gleitschieber, gesteuert über Exzenterstange; stehendes Auslassventil, gesteuert über Nockenscheibe, Kipphebel und Stößelstange; Gemischaufbereitung über Benz Oberflächenvergaser; Verdampfungskühlung (Thermosyphon); Schmierung über Tropföler mit Fettbuchse; elektrische Hochspannungs-Summerzündung; Anlassen durch Drehen des Schwungrads


Fahrwerk:
Stahlrohrrahmen; Vorderradaufhängung an Steuergabel ohne Federung; Hinterradaufhängung an Starrachse mit Vollelliptikfeder; Zahnstangenlenkung, Lenkkurbel in Wagenmitte; keine Fußbremse, Handbremse wirkt auf Vorgelege-Riemenscheibe; drei Drahtspeichenräder, Durchmesser vorne 730 mm, hinten
1125 mm, jeweils Vollgummireifen


Kraftübertragung:
1 Flachriemen vom Motor zur Vorgelegewelle mit Los- und Festscheibe und integriertem Differenzial, je eine Kette von der Vorgelegewelle zu den beiden Hinterrädern


Getriebe/Schaltung/Fahrleistungen:
1 Gang, einzulegen über das Verschieben des Riemens zwischen Los- und Festscheibe
Höchstgeschwindigkeit: 16 km/h
Maße und Gewicht:
Radstand: 1450 mm
Spurweite: 1190 mm
Länge: 2700 mm
Breite: 1400 mm
Höhe: 1450 mm
Leergewicht: 265 kg

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