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  Ottomotor




Otto - Versuchsmotor
MotorEinzylinder
Hubraum6107 cm³
Bohrung * Hub161 * 300 mm
KühlungWasser (Verbrauch)
Leistung2 kW (3 PS)
Nenndrehzahl180 1/min
Gewichtca. 1500 kg
Baujahr1876

Motor aus der ältesten Produktionsstätte der Welt

Eines macht dieser ca. 1,5 Tonnen schwere, 1876 entwickelte Motor mit 4 PS (3 PS*) deutlich, er ist noch nicht für den Einbau in ein Fahrzeug gedacht. Er treibt vielmehr in Fabriken über teilweise lange Riementriebe und Wellen (Transmissionen) Maschinen an. Mit ihrem Produktionsbeginn 1864 ist die nach einem Kölner Stadtteil benannte Gasmotorenfabrik Deutz AG (später nur noch Deutz AG) für Motoren mit innerer Verbrennung die älteste Produktionsstätte der Welt.

Ein Kaufmann in der Welt der Technik

Nikolaus August Otto ist 1860 Handlungsreisender einer Kölner 'Colonialwarenhandlung'. Obwohl kein Ingenieur, interessiert er sich sehr für die Entwicklungsarbeiten von Jean Joseph Étienne Lenoir. Aus einem Nachbau des Lenoir-Atmosphärenmotors entwickelt er 1862 zusammen mit einem Mechaniker einen Vierzylinder mit Verdichtungstakt, im Verlauf der Geschichte Viertakt- oder Ottomotor genannt. Er erhält zwar Patente verschiedener auch deutscher Länder, nicht jedoch das des Staates Preußen. Als der Motor schon bei den ersten Versuchen funktioniert, gibt er seinen Job auf und tüftelt nur noch an ihm herum.

Die eigentliche Erfindung des Viertaktmotors

Wichtig an dieser neuen Erfindung ist der Verdichtungstakt. Der aber macht die Verbrennung so kraftvoll, dass an eine gleichmäßige Drehmomentabgabe und einen geregelten Motorlauf nicht zu denken ist. Auch muss man um die Mechanik des Motors fürchten. Mit eher magerem Gemisch wird das besser, dafür erkauft er sich aber unzumutbare Zündaussetzer. Als fast alle seine Mittel aufgebraucht sind, lernt er den durch Tatkraft und Erfolg in der Zuckerindustrie vermögenden Ingenieur Eugen Langen kennen, mit dem er 1864 die 'N. A. Otto & Cie' in der Servasgasse im linksrheinischen Teil von Köln gründet.

Atmosphärischer Gasmotor zunächst erfolgreich

Statt des Viertakt- entsteht in den nächsten drei Jahren eine verbesserte Version des atmosphärischen Gasmotors. Die Weltausstellung in Paris wird zum Schlüsselerlebnis für die Entwicklung der Firma. Der neue alte Motor wird nicht nur mit einer Goldmedaille Napoleons des III. belohnt, er erweist sich auch in Tests dem Lenoir-Motor deutlich überlegen. Produktion und Vertrieb dieses Motors werden dem Unternehmen, das ab 1872 'Gasmotorenfabrik Deutz AG' heißt, für mindestens 10 Jahre Erfolg und Einkommen sichern. Im Laufe der Expansion kommen weitere Fachleute hinzu, die für dieses Spezialgebiet noch rar sind.

Die Kunst des Erfindens, die Kunst der rationellen Herstellung

Mit dem Ende des Krieges gegen Frankreich 1871 und der steigenden Nachfrage soll durch einen Umzug und die damit verbundene Vergrößerung des Betriebes auf der anderen Rheinseite neue Produktionsmethoden eingeführt werden. So tritt 1872 Gottlieb Daimler als technischer Leiter in die Dienste der Firma und ihm folgt Wilhelm Maybach als Leiter der Konstruktion. Schon bei der Planung des neuen Betriebes ist Daimler beteiligt. Er wird ein wichtiger Faktor bei der erfolgreichen und effektiven Fertigung der Motoren sein.

Mehrere Genies auf verschiedenen Wegen

Lange Jahre leben die Familien Ottos und Daimlers im gleichen Direktorenhaus zusammen. Beide Hauptdarsteller haben höchst verschiedene Lebensentwürfe hinter sich. Hier der welt- und sprachengewandte Ingenieur Daimler, beinahe unbeirrt auf seine riesige Erfahrung vertrauend, dort der eher zurückhaltende und nachdenkliche Autodidakt und Tüftler Otto, der einem Gedanken unnachgiebig und zäh nachgeht, Köln allerdings wohl eher selten verlassen hat. Letztlich kann das nicht gut gehen, aber dazu später mehr. Tatsache ist jedenfalls, dass Daimler und sehr auch Maybach entscheidenden Anteil an der Verlängerung der Patente und dem Verkaufserfolg des atmosphärischen Gasmotors haben.

Wer hat entscheidenden Anteil am Viertaktmotor?

Es wird sich wohl nie klären lassen, wer welchen Anteil an der Entwicklung des Viertaktmotors hat. Die wichtigsten Quellen weisen entscheidende Ideen des Nikolaus Otto als die Initialzündung für den neuen Motor aus. Eigentlich geht es gar nicht so sehr um den Verdichtungstakt, sondern dessen Zusammenspiel mit Ladung und Luft-Kraftstoff-Verhältnis. Umfangreich wird beschrieben, wie Otto auf die entscheidende Idee kommt. Es sollen einfache Beobachtungen und nicht schon existierende Schriftstücke gewesen sein. Jedenfalls ist die Lösung eine Art Schichtladung, mageres Gemisch vorweg und fetteres hinterher, dass dem Motor endlich nach 14 Jahren die ersehnte Verkaufstauglichkeit bringt.

Der neue Motor geht seinen Weg.

Es ist höchste Zeit für den neuen Motor, weil die Entwicklungsmöglichkeiten des atmosphärischen Gasmotors mit seinen 1,5 kW (2 PS) bei 3 Meter und 2,2 kW (3 PS) bei bis zu 4 Meter freier Raumhöhe wegen der ausfahrenden Zahnstange erschöpft sind. Zu eventuell möglichen Mehrzylindern kommt es nicht mehr. Der neue Motor entwickelt sich leistungsmäßig rasch weg von dem alten und ist der Star der Weltausstellung 1878, wieder in Paris. Auch Daimler beteiligt sich an der Entwicklung einer leichteren Variante. Auch solche für Wasserfahrzeuge auf Petroleumbasis werden in Köln-Deutz angedacht. Bald schon wird die Glühzündung durch eine elektrische ersetzt.

Zu viele Genies auf engem Raum

Die Firma erlebt gerade auch durch die Arbeit von Gottlieb Daimler eine fulminante Entwicklung. Trotzdem kommt es immer wieder zu Differenzen mit Otto und auch Langen. Nach einer vergeblichen Reise Daimlers für eine möglichen Einsatz in Russland wird dieser stattlich abgefunden, darf aber eigentlich an dem Viertaktmotor fünf Jahre lang nicht arbeiten. Wilhelm Maybach ist offensichtlich erst gar nicht gefragt worden, ob er noch bleiben will. So tritt er in die Dienste von Daimler und beweist weiterhin sein Talent als Konstrukteur.

Letztendlich verlorener Kampf um die Patente

Otto sieht sein Lebenswerk gesichert, muss aber für lange Zeit um sein Patent kämpfen. Als er wenig später seine Ansprüche gegen sogenannte Nachbauten durchsetzen will, werden diese zum Teil als älter als sein eigener Motor bestätigt, obwohl es sich dabei in keinem Fall um realisierte und erfolgreich in die Fertigung eingeführte Produkte handelt. Sein Patent wird 1886 aufgehoben. Vielleicht ist auch der Entwicklungsschritt zu groß, als dass nur eine Firma davon profitieren sollte. Im Jahr 1936 wird ihm posthum eine große Ehre zuteil, als der Verein Deutscher Ingenieure alle nach dem Viertaktprinzip arbeitenden Motoren (außer Diesel!) zu Ottomotoren erklärt.

Leistungssteigerung auch schon beim Erstling

Der Hub von 240 mm (300 mm*) ergibt zusammen mit der Bohrung von 155 mm (161 mm*) einen Einzel-/Gesamthubraum von etwa 4,5 Liter (6 Liter*). Die beiden Zahlen kommen dadurch zustande, dass der ursprüngliche Versuchsmotor vor dem viel späteren Serienanlauf von Wilhelm Maybach noch einmal überarbeitet wird. Dabei steigt die Leistung trotz geringerem Hubraum auf 3 kW (4 PS)wegen des höheren Drehzahlniveaus von 240/min.

Mehrfacher Umbau der Zündung und Kraftstoffart

So ganz original ist der oben gezeigte Motor von 1895, der noch bis 1953 in Betrieb ist, natürlich nicht mehr. Ursprünglich wird die Zündung des Motors nämlich durch einen Schieber gesteuert, der im entscheidenden Moment den Raum zu einer Gasflamme hin öffnet. Diese Zündungsart wird später durch die Niederspannungs-Magnetzündung ersetzt. Bosch übernimmt große Teile dieser patentrechtlich ungeschützten Erfindung und revanchiert sich, indem er Deutz später die Ausführung der Hochspannungszündung überlässt.

Auch wird der Motor dann nicht mehr mit Leuchtgas, sondern mit Benzin betrieben. In den teilweise riesigen Vergasern der ersten Generationen vergaste das Benzin tatsächlich. Deshalb ist hier der Name noch gerechtfertigt, im Gegensatz zu späteren, ebenso bezeichneten. Übrigens kommt unser heute noch gebrauchter Begriff 'Gas geben' von den ursprünglich mit Stadtgas betriebenen Motoren, deren Leistungsabgabe tatsächlich mit dem Gashahn geregelt wird.

Da fällt die lange, ziemlich massiv ausgelegte Welle auf, die zunächst einmal die Öffnung zur Zündkammer steuert. Zusätzlich treibt sie den in einem großen Topf befindlichen Fliehkraftregler an, der bei Überschreitung einer Höchstdrehzahl einen Nocken auf der Welle verschiebt und damit die Steuerung des Einlasses beeinflusst.

Motoren für die Stromversorgung

Der ursprüngliche Motor ist also unbedingt stationär, weil er zu groß und zu schwer und mit Leuchtgas betrieben wird. Die Motoren der Servasgasse verbrauchen morgens beim Anlaufen so viel davon, dass ringsherum die Straßenbeleuchtung ausgeht. Aus diesem Grund haben manche atmosphärische Gasmotoren eine Art Blasebalg zur Vorratshaltung. Mit dem Strom, den sie erzeugen, wird z.B. 1880 der Kölner Dom bei seiner Einweihung beleuchtet. Erst später werden Daimler und Maybach einen viel kleineren Motor auf Benzinbasis entwickeln. Ab 1885 wird es durch den Betrieb mit Benzin auch für die großen und schweren Deutz-Motoren möglich, z.B. in Grubenloks eingebaut zu werden.

Verpatzter Einstieg in die Fahrzeugfertigung

1907 stößt ein anderer, auch heute noch berühmter Zeitgenosse zur Gasmotoren-Fabrik Deutz AG, Ettore Bugatti. Der Firma geht es blendend und er wird standesgemäß untergebracht. Er soll die Fahrzeugsparte voranbringen, scheitert aber schon nach zwei Jahren. Insgesamt werden knapp 50 Autos gebaut. Bugatti wird seine Konstruktionsideen mit in die jetzt gegründete, eigene Firma übernehmen. 11/11
* kennzeichnet die Daten des ersten Versuchsmotors

26.01.1891 Tod mit fast 59 Jahren an Herzschlag

Seit 1936 heißen alle Verbrennungsmotoren mit Verdichtung und besonderer Zündeinrichtung Ottomotoren.



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