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Bild (1/10): Felix Wankel arbeitete unermüdlich an seinem Motorenprinzip (© Sutton Verlag / Wankel Archiv, 2011)
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    110 Jahre Felix Wankel – bis zuletzt rotierend und kein bisschen wankelmütig

    Erstellt am 9. Oktober 2012
    Text:
    Stefan Fritschi
    Fotos:
    Daniel Reinhard 
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    Felix Wankel darf man in die Reihe der ganz grossen Erfinder im Automobilbau einreihen, weil er das ganz neue und eigenständige Prinzip des Rotationskolbenmotors salonfähig machte.

    Allerdings verbreitete sich der Wankelmotor niemals so stark wie die „Schüttelhuber“ (Zitat Wankel) der Herren Nicolaus Otto und Rudolf Diesel. Im Jahr des 110. Geburtstags von Felix Wankel ist sein Motor - mit dem Auslaufen des Mazda RX 8 - praktisch ganz von der Bildfläche verschwunden. Trotzdem ist die Idee bis heute bestechend.

    Alles, bloss kein „Schüttelhuber“

    Als das Auto laufen lernte, schüttelten und rüttelten sich die lauten Motoren dieser frühen Gefährte wie ein nasser Hund. Die ersten Ausgleichswellen kamen auf, und die Werbung (damals noch: Reklame) war sehr schnell mit flotten Sprüchen vom „geräuschlosem und vibrationsarmem Lauf“ zur Hand. Doch den jungen Felix Wankel, der geradewegs in die Anfangsjahre des Automobilismus hinein geboren wurde, konnte das nicht beeindrucken. Das Konzept eines wirklich vibrationsfreien Motors nistete sich deshalb als fixe Idee ein. Alternative Konzepte zum Hubkolbenprinzip gab es Hunderte, und auch die rotierende Scheibe war schon länger als Idee bekannt und keine Erfindung von Wankel. Aber erst 1944 konnte Wankel in seinem Institut in Lindau am Bodensee einen zuverlässig arbeitenden Versuchsmotor realisieren, und bis zum Serieneinsatz sollte es bis in die Sechzigerjahre dauern. Der NSU Wankel-Spider erschien 1964 als erstes serienmässiges Wankel-Auto der Welt. Der Weg dahin war lang und hindernisreich.

    Teufelskäfer: Stromlinienfahrzeug von 1924

    Wankel hatte schon im Gymnasium mit Mathematik und Physik etliche Probleme, und so verbot sich ein Ingenieursstudium von selbst. Stattdessen machte er eine Lehre als Verlagskaufmann und las in seiner Freizeit technische Bücher. Besonders die Biografien berühmter Industriepioniere, die technisches Neuland erobert hatten, taten es ihm an.

    In einer kleinen Werkstatt in Heidelberg machte er mit Freunden erste Gehversuche im Bau eines Automobils. Das dreirädrige, stromlinienförmig verkleidete Motorrad mit 2-Zylinder-Motor in V-Form bekam wegen seines Motorgeräusches und den heftigen Vibrationen schnell den Übernahmen „Teufelskäfer“.

    Für eine Schmierapparatefabrik wurde gleichzeitig eine Apparatur entwickelt, die als sogenanntes „Fettdurchfluss-Anzeigegerät“ bezeichnet wurde. Wie man aus Wankels Aufzeichnungen entnehmen kann, wies diese Konstruktion bereits eine Art ringförmigen Raum mit einer nicht näher umschriebenen „Kolbentragscheibe“ auf. Aus dieser Zeit datieren denn auch Wankels erste Überlegungen für einen Motor, der ohne hin- und her bewegende Teile auskommen sollte.

    Gasturbine von BBC Mannheim als Schlüssel-Inspiration

    Durch einen Auftrag in Zusammenhang mit der Entwicklung einer Gasturbine für BBC in Mannheim wurde Wankel in seiner Denkrichtung bestärkt. Im Gegensatz zum Otto-Motor drehte die Turbine konstant und ohne ständigen Richtungswechsel. Sie „schüttelt“ nicht, wie Wankel es ausdrückte. Das war der Schlüssel zum ruhigen Lauf eines Motors.

    In seinem Tagebuch beschrieb es der „Maschinenträumer“, wie er sich selbst nannte, so: „Der große Unterschied zwischen diesen Bestrebungen [von BBC] und meinen besteht darin, dass ich nicht den Dampf- oder Wasserstrahl durch einen Strahl entzündeten Gases ersetzen will, sondern ich möchte denselben Gaskraftvorgang, der sich in der hin- und hergehenden Kolbenzylindermaschine auswirkt, in der Drehung abspielen lassen. Ansaugen, Verdichten, Entzünden und Auspuffen sollen in der seitherigen Form geschehen, da ich sie für die Entzündungs-Kraft-Eigenschaften des Benzins usw. am entsprechendsten halte. Die mechanische Gestaltung und Bewältigung mit voll umdrehenden statt mit umkehrenden Kolben ist meine Aufgabe.”

    Das Prinzip des Verbrennungsmotors ist richtig, aber er „schüttelt“

    Vereinfacht gesagt: der Verbrennungsmotor ist grundsätzlich richtig, aber die Auf- und Ab-Bewegungen seines Arbeitstakts müssen erst in eine Kreisbewegung umgewandelt werden bevor man sie gebrauchen kann. Einfacher wäre es, den Arbeitstakt gleich im Kreis verlaufen zu lassen. Das Prinzip des Kreiskolbenmotors mit zentralem, direkt an der Antriebsachse liegendem Schwerpunkt, war somit beschrieben.

    In den kommenden Jahren tüftelte Wankel in seiner mechanischen Werkstatt an rund 25 Versuchsanordnungen herum, um das Problem der Abdichtung des Brennraums zu lösen. Im Gegensatz zum Hubkolbenmotor galt es beim Wankelmotor, einen sich ständig bewegenden verändernden Raum ohne feste Begrenzung abzudichten. Aber Felix Wankel kam zu keinem befriedigenden Resultat, bis aufgrund der Wirtschaftsflaute 1931 (Zitat) „seine Abdichtungsversuche mit dem letzten Stück Eisen aufhörten“.

    1932 brachte er kurzzeitig einen Versuchsmotor zum Laufen. Bei 1000 U/Min entstand immerhin ein Dichtungsdruck von 5 Atü - ein Silberstreif am Horizont.

    Der DKM 32 (Drehkolbenmotor und Jahreszahl 1932) wurde zum Patent angemeldet. In den nächsten Jahren befasste sich  Wankel aber hauptsächlich mit Drehschiebersteuerungen, Auto- und Flugzeugmotoren und wurde zum Abdichtungsspezialisten.

    Entwicklungsarbeit für Partei und Vaterland

    Dank seiner Kenntnisse bekam Wankel von Reichsminister Hermann Göring grosszügige Unterstützung und konnte 1936 in Lindau am Bodensee seine WVW (Wankel-Versuchswerkstatt) beziehen, wo in den kommenden Jahren, bedingt durch den Ausbruch des zweiten Weltkriegs, hauptsächlich Kriegstechnik für Land-, Wasser- und Luftfahrzeuge entstand.

    Es muss in diesem Zusammenhang klargestellt werden, dass solcherlei Aktivitäten zu jener Zeit nicht ohne Zusammenarbeit mit den Nazis möglich war. Wankel traf sich bereits 1928 erstmals mit Hitler und war ein Parteimitglied der ersten Stunde - allerdings am linken Flügel. Viele Parteiziele fanden bei ihm keine Zustimmung, weshalb er sich öfters mit der Partei querlegte und auch in Haft gewesen war. Andererseits bekleidete er diverse Positionen mal innerhalb, mal ausserhalb von NSDAP und SS.

    Seine Versuchswerkstatt hatte dadurch reichlich Arbeit. Sie wurde nach dem Krieg von den Franzosen demontiert. Erst 1951 kann er dank einiger geschenkter Werkzeugmaschinen mit seiner “Technischen Entwicklungsstelle” (TES) wieder Fuss fassen und Aufträge an Land ziehen, die ihn mit dem technischen Direktor der NSU-Werke Dr. Frankenberger zusammen brachten. Der Schwerpunkt eines erteilten Entwicklungsauftrags lag bei der Weiterentwicklung der Drehschiebermotoren, vom Rotationskolbenprinzip war zu dieser Zeit keine Rede.

    April 1954 - der Geburtstag des Wankelmotors

    Dank dem Einkommen aus dem NSU-Vertrag konnte sich Wankel wieder seinem Lieblingstema zuwenden. Jetzt kam er der Sache schnell näher, und in den Weihnachtsfeiertagen des Jahres 1953 gelang der entscheidende Schritt. Der hochdrehende Drehkolbenmotor lief. Nach weiteren Versuchen mit verschiedenen Formen stand am 13. 4. 1954 die endgültige Version in Form eines dreieckigen, rotierenden Kolbens innerhalb eines ovalen, an eine Acht erinnernden Raums. Der Wankelmotor war geboren. Aber das stellte Felix Wankel erst rückwirkend fest, weil er noch an weiteren Formen tüftelte, die noch mehr versprachen.

    NSU hatte mittlerweile den Vertrag um die Entwicklung eines Drehkolbenmotors erweitert, und Wankel standen nun die NSU-Ingenieure zur Seite. Die gemeinsame Entwicklung lief im Februar 1957 minutenlang.

    Ende desselben Jahres wurden mit dem 125 cm³-Motor bei 17‘000 U/Min 29 PS erreicht. Einer der vier gebauten Versuchsmotoren existiert heute noch und steht im Deutschen Museum in München.

    Intelligenterweise gründete Wankel zusammen mit dem Geschäftsmann Ernst Hutzenlaub eine Patentverwaltungsgesellschaft und wurde dadurch zu einem der ganz wenigen Erfinder, der sein ganzes Leben lang von den Erträgen seiner Idee leben konnte. Die aktuelle Situation bei NSU zwang die Manager, den Wankelmotor so schnell wie möglich nutzbringend anzuwenden. Die Zweiradverkäufe gingen nämlich rapide zurück. Aber der Wankel’sche Drehkolbenmotor war zu kompliziert und so erfanden die NSU-Techniker den Kreiskolbenmotor, was Felix Wankel sehr verstimmte und ihm später den Spruch veranlasst: „Ihr habt aus meinem Rennpferd einen Ackergaul gemacht.“

    Aus dem Drehkolben- wird der Kreiskolbenmotor – ohne Wankel

    Bei Wankels Drehkolbenmotor drehte sich nämlich sowohl der dreieckige Innenläufer wie auch der sogenannte Aussenläufer in einem Gehäuse. Der Aussenläufer gab dabei aus seiner Drehung die Kraft auf eine Welle ab. Der Kreiskolbenmotor hingegen hatte eine Welle im Zentrum des dreieckigen Innenläufers, der in einer starren Hülle arbeitete. Somit war der Kreiskolbenmotor viel einfacher zu bauen als ein Drehkolbenmotor.
    Felix Wankel wurde von nun an nur noch sporadisch für schwierig zu lösende Probleme konsultiert, den Rest schafften die NSU-Jungs alleine.

    Der fertige Wankelmotor wurde am 19. Januar 1960 in München vorgestellt. NSU war nämlich gezwungen, den neuen Wundermotor vorzeitig der Öffentlichkeit zu zeigen, nachdem der amerikanische Sub-Lizenznehmer Curtiss-Wright das Geheimnis ausgeplaudert hatte.

    Kurze Zeit später wurde der Motor versuchsweise in einen (heute noch existierenden) NSU Prinz III eingebaut. An den beiden NSU-Modellen Wankel-Spider und Ro 80, die NSU später fast in den finanziellen Ruin und somit unter die Fittiche des VW-Konzerns trieben,  hatte Felix Wankel kaum noch Anteil.

    „Zisch“-Tragflächenboote als zweites Steckenpferd

    Seine Entwicklungsfirma TES, die 1960 in einen von Wankel selbst entworfenen Neubau in Lindau umzog, wurde 1962 Teil des Fraunhofer-Instituts. Wankel tüftelte und konstruierte trotz nahendem Rentenalter unermüdlich weiter. Er erfand weitere Abgasturbolader und Kompressoren, der auf dem Drehkolbenprinzip beruhten und blieb der Industrie als Entwicklungspartner treu.

    Es entstanden auch weitere „Spaltgleitkufen-“, also Tragflächenboote mit der Bezeichnung „Zisch“, die quer- später längsliegende Kufen aufwiesen und ab einer gewissen Geschwindigkeit über der Wasseroberfläche glitten. Das mag weit weniger bekannt sein, aber die Zisch-Boote waren zeitlebens seine zweite Leidenschaft.

    Der frühe Lizenznehmer in den USA

    Die amerikanische Firma Curtiss-Wright Corp. schloss im Herbst 1958 den ersten, äusserst umfangreichen Lizenzvertrag für den NSU-Wankel Kreiskolbenmotoren ab. Im stillen Kämmerchen sozusagen wurden erste Motorentypen entwickelt, treibende Kräfte waren der Forschungsleiter Max Bentele, Chefkonstrukteur Charles Jones und Entwicklungschef Burton Riemer.

    Mit dem RC2-60 (RC=Rotating Combustion, 2=Zweischeiben, 60=Hubraum von 60 cu also 983 cm3) wurde ein erster Zweischeiben-Wankelmotor gebaut, dem man im Jahr 1966 annehmbares Leistungsvermögen und genügende Zuverlässigkeit attestierte. Der Motor leistete 185 PS bei 5’000 Umdrehungen und wurde in einem Ford Mustang erprobt. Gekoppelt mit einer Wandlerautomatik entsprachen die Fahrleistungen ungefähr dem 4,7-Liter-V8-Mustang. Bauartspezifisch reduzierte der Wankelmotor aber das Gewicht (107 versus 275 kg), den Bauraumbedarf (145 versus 425 dm3) sowie die Zahl der bewegten Teile (154 versus 388) dramatisch.

    Im Jahr 1966 war die Firma Curtiss-Wright überzeugt, dass sie, der Tradition ihrer Gründer Wilbur und Orville Wright und Glenn L. Curtiss entsprechend, in der Lage sei, den Motor von Felix Wankel in die amerikanischen Fabriken zu bringen, in denen Nikolaus August Otto seit 65 Jahren unumstritten herrschte. Als Anwendung hatte man neben der Nutzung im Automobil insbesondere auch den Einsatz im Flugzeug in den Augen.

    Es zeigte sich aber, dass sich die amerikanischen Motorenhersteller und -käufer nicht vom neuartigen Motor überzeugen liessen und so wurde nie ein amerikanisches Serienfahrzeug mit Wankelmotor ausgerüstet.

    Serienmässige Herstellung nur bei Citroën, NSU und Mazda

    Es gab viele Lizenznehmer wie beispielsweise Mercedes, Citroën, Toyota oder General Motors, die Wankel ein gutes Einkommen bescherten. Das Konzept erschien damals vielen Herstellern als zukunftsträchtige Alternative zu Otto- und Dieselmotor. Allerdings gingen nur bei NSU, Citroën und Mazda tatsächlich Wankelmotoren in Serie. Der NSU Wankel Spider (1964 – 67) wurde das weltweit erste in grösserer Stückzahl produzierte Automobil mit einem Einscheiben-Rotationskolbenmotor. Er verfügte über ca. 500 cm³ Hubraum und hatte 50 PS - auf Sonderbestellung auch 65 PS. Nur 2’375 Exemplare wurden gebaut.

    Dann folgte ihm der erste Zweischeiben-Wankel der Welt, der Mazda Cosmo Sport 110 S (1967 – 72). Der 128 PS starke und 200 km/h schnelle Sportwagen wurde in 1’600 Exemplaren ausschliesslich in Japan verkauft.

    Schliesslich kam auch bei NSU ein Zweischeiben-Wankel zum Einsatz. Der Ro 80 (1967 – 77) mit 115 PS wurde in etwas über 37‘000 Exemplaren gebaut. Seine technischen Probleme, die nicht alle mit dem Wankelprinzip zusammen hingen, wurden erst im Laufe der Produktion behoben. Aber der schlechte Ruf blieb bestehen.

    Citroën brachte 1969 den M35 als kommerzialisierten Testwagen mit Einscheiben-Wankelmotor auf den Markt. Für die Weiterentwicklung und Fabrikation des Wankelmotors investierte man viel Geld in die Firma Comotor, die 200 Triebsätze pro Tag hätte produzieren können. Doch auch der Nachfolger des M35, der GS Birotor mit Zweischeiben-Wankelmotor wurde kein Erfolg. Die Ölkrise und Besitzerwechsel bei Citroën begruben die grossen Pläne und alle Hoffnungen und dies obschon man Mitte der Siebzigerjahre in der Lage war, Motoren zu bauen, die bei gleicher Leistung wie Hubkolbenmotoren 10 bis 12 % sparsamer waren.

    Audi und Mercedes-Benz bauten später noch Versuchsfahrzeuge mit Wankelmotor. Doch gingen diese nie in Serie.

    Nur Mazda hielt am Konzept fest, produzierte den in grossen Stückzahlen gebauten Porsche-924-Gegner RX-7 über viele Jahre und baute bis vor kurzem den Mazda RX-8. Aktuell werden keine wankelgetriebenen Autos mehr angeboten.

    Der Tierfreund hatte nie einen Führerschein

    Die Felix-Wankel-Stiftung, die das Vermögen des kinderlosen Ehepaars Emma und Felix Wankel verwaltete, befasst sich heute hauptsächlich mit Tierschutz. Dies war ein grosses Anliegen des genialen Tüftlers, der nie Ingenieur werden konnte und trotzdem grossartige Leistungen im Bereich der Technik zustande brachte.

    Sein privater Ro 80 wurde von einem Chauffeur gefahren, weil er zeitlebens kurzsichtig war und deshalb nie einen Führerschein machen konnte. Zu diesem Handicap kam 1984 noch die Diagnose Prostatakrebs hinzu, und eine Operation an der Wirbelsäule führt zu einer Querschnittslähmung im Frühling 1988. Am 9. Oktober 1988 starb er in Heidelberg im Alter von 86 Jahren. Sein Name aber ist Synonym für eine ganze Motorendynastie geblieben.

    Wankel-Fahrzeuge (Serien- und Einzelfahrzeuge)

    Marke Typ Gebaut von bis in Serie Kommentar
    NSU Prinz III 1960     Prototyp zur Demonstration des NSU-Motors
    NSU Wankel-Spider 1964 1967 ja Serienfertigung
    Ford Mustang 1965     Prototyp mit Curits-Wright RC2-60 Motor
    Trabant 601 1965     Prototypen mit KKM51-Wankelmotor auf Serienbasis
    Trabant P603 1966     Prototyp mit KKM52-Wankelmotor
    Mazda 110 S Cosmo Sport 1967 1972 ja erster Serien-Fahrzeug mit Zweischeiben-Wankelmotor
    NSU Ro 80 1967 1977 ja  
    Mazda R100 1968 1975 ja  
    Citroën M35 1969 1971 ja 287 Stück produziert
    Mazda R130 1969 1972 ja auch Luce genannt
    Mercedes-Benz C111 1969 1971   Mehrere Prototypen mit Drei- und Vierscheiben-Wankelmotoren
    Mazda RX-500 1970     Konzeptfahrzeug mit Wankel-Mittelmotor
    Mazda RX-2 1971 1974 ja  
    Mercedes-Benz 350 SL 1972     Prototyp mit Dreischeiben-Wankelmotor
    Mazda RX-3 1972 1977 ja als Coupé, Limousine und Caravan, in Japan: Mazda Savanna
    Mazda RX-4 1972 1977 ja als Coupé, Limousine und Caravan, in Japan: Mazda Luce Rotary
    NSU Trapeze 1973     Prototyp auf Ro 80 Basis von Bertone
    Datsun 1200 1973   ja  
    Chevrolet Corvette XP 897GT 1973     Versuchs-Coupé mit Wankelmotor
    Citroën GS Birotor 1973 1975 ja 847 Exemplare produziert
    Mazda Rotary Pickup 1973 1977 ja nur in den USA verkauft
    Mazda RX-5 1975 1981 ja in Japan: Cosmo
    Audi 100 1976 1977   25 Prototypen zur Erprobung, keine Serienfertigung
    Mazda Luce Legato 1977 1981 ja  
    Mazda RX-7 1978 2002 ja  
    Mazda Cosmo RX-5 1981 1990 ja  
    Mazda Luce 1981 1986 ja  
    Mazda Luce 1986 1991 ja  
    Mazda Eunos Cosmo 1990 1995 ja Erster Serien-PKW mit Dreischeiben-Wankelmotor
    Mazda 787B 1991 1991   Rennwagen, Sieger bei den 24 h von Le Mans
    Mazda RX-8 2003 2011 ja  

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