Der Auto Union Typ C – Porsche Konstruktionsnummer 22

Erstellt am 28. Oktober 2011
, Leselänge 12min
Text:
Martin Schröder
Fotos:
Daniel Reinhard 
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Archiv Martin Schröder 
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Bruno von Rotz 
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Archiv Bernhard Brägger 
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Der AUTO UNION Typ C oder - wie er in der zeitgenössischen Terminologie hieß - der AUTO UNION 6ltr. Grand Prix-Wagen 1936/37 – ist sowohl die höchste Entwicklungsstufe des Porsche-Entwurfs für einen Grand Prix Rennwagen von 1932 als auch die Grundlage für das Fahrwerkkonzept des Volkswagens und seiner zahlreichen Ableger sowie des Porsche 356 bis 1965.

In dieser Abhandlung soll der Versuch unternommen werden, die Entwicklung von Fahrgestell und Motor des AUTO UNION Typ C 1936-1937 aufzuzeigen.

Die 750 kg-Formel

Eine derart bedeutende und über Jahrzehnte eingesetzte Konstruktion ist selbstverständlich nicht „vom Himmel gefallen“, sondern das Ergebnis einer langwierigen Entwicklung, eben eines Prozesses, dessen wichtigste Stationen zum besseren Verständnis kurz aufgezeigt werden sollen. Am 12. Oktober 1932 erreichte das am 25. April 1931 offiziell ins Handelsregister eingetragene Büro Porsche die Nachricht vom Beschluss der Sportkommission des AIACR (Internationaler Verband der anerkannten Automobil Clubs) über die ab 1934 gültige Rennformel für Grand Prix-Fahrzeuge: Maximalgewicht 750kg ohne Kraftstoff, Kühlmittel, Öl und Reifen. Für den Rest hatte der Konstrukteur freie Hand. Hubraum, Aufladung und Kraftstoff frei! Die Herausforderung dieser erstmals in die Tat umgesetzten Gewichtsformel bestand für den Konstrukteur darin, mit den Anfang der 30er Jahre bekannten Materialien das Optimum innerhalb dieses Gewichtslimits zu erzielen. Ferdinand Porsche fühlte sich von den Vorgaben derart angespornt, dass er mit seinem Partner und Finanzier Adolf Rosenberger bereits am 1. November 1932 die „Hochleistungsfahrzeugbau GmbH“ gründete, eine vom Konstruktionsbüro unabhängige Gesellschaft mit dem Geschäftsführer Rosenberger.

Am 15. November 1932 saßen die drei Protagonisten Ferdinand Porsche, Karl Rabe (Chefkonstrukteur) und Adolf Rosenberger zusammen und hielten auf einer Karteikarte für die „Type R“ – später Typ 22 - die „Grundlegenden Dimensionen“  eines Grand Prix-Wagens nach der neuen Formel fest. Dass diese Karteikarte überlebt hat, ist ein seltener Glücksfall, der den ersten Schritt der Entstehung einer wegweisenden Konstruktion festhält.

Wanderer, von Oertzen und Porsche

Um die weitere Entwicklung nachvollziehbar zu machen, hier einige Mosaiksteinchen zum besseren Verständnis der Situation. Im Juni desselben Jahres 1932 war durch den Zusammenschluss der sächsischen Firmen Audi, DKW, Horch und Wanderer die AUTO UNION AG gegründet worden. Der Vorstandsvorsitzende der Wanderer AG war zu der Zeit Klaus Detlof von Oertzen. Wanderer war gleichzeitig der einzige Großkunde der Firma Porsche Konstruktionen. Von Oertzen war ein Vertriebler, der sofort erkannte, dass die neu gegründete AUTO UNION AG und deren Logo der vier ineinander verschlungenen Ringe in der Öffentlichkeit praktisch unbekannt waren und dass es schwer sein würde, ohne riesige Anstrengungen zu einem Bekanntheitsgrad zu gelangen, der es ermöglichte, die sehr inhomogene Produktpalette der vier Firmen vom Motorrad bis zum Luxuswagen erfolgreich an den Mann zu bringen. Selbstverständlich kannte von Oertzen die „Grundlegenden Dimensionen“ und er war es, der das Naheliegende tat, nämlich seine Vorstandskollegen davon überzeugte, durch die Teilnahme an den ab 1934 geplanten Grand Prix-Rennen den Namen AUTO UNION breiten Bevölkerungskreisen mit Affinität zum Automobil bekannt zu machen. Hunderttausende pilgerten in den zwanziger und dreißiger Jahren an die Rennstrecken, der Rundfunk entwickelte sich rasant, die Wochenschauen taten ein Übriges.

Die geteilte Subvention

Kleine Bemerkung am Rand: Weder Mercedes-Benz noch AUTO UNION hatten die geringste Vorstellung davon, welche Kosten für Entwicklung, Bau und Betrieb einer Rennabteilung auf sie zukommen würden. Beide glaubten – oder hofften? – dass die 500.000 RM ausreichen würden, die von den seit dem 30. Januar 1933 regierenden Nationalsozialisten als Subvention für diejenige Firma ausgeschrieben waren, die sich am Grand Prix Sport beteiligen würde. Es war wiederum Klaus Detlof von Oertzen, der das Treffen bei Adolf Hitler am 11. Mai 1933 zustande brachte und der, nachdem Hitler die Teilung der Subvention unter Hinweis auf die Marke Mercedes, die „seit jeher die Fahne des Auto-Rennsports erfolgreich hochgehalten hätten“, nicht locker ließ,  sondern auf 10.000 Arbeitsplätze verwies. Und schließlich war es der wie Hitler aus dem Habsburger Reich stammende Ferdinand Porsche, der Hitler in ein technisch orientiertes Gespräch verwickelte, das in dem Satz endete: „Sie hören von mir.“ (Schreiben Klaus Detlof von Oertzen vom 12.02.1981.) Das Ergebnis ist bekannt, die Subvention wurde geteilt. Beide Firmen mussten allerdings sehr schnell feststellen, dass professionell betriebener GP-Sport großes Geld kostet.

Reichspatent Nr. 692 180

Haben wir in der oben zitierten Karteikarte den Basisentwurf für die Motorisierung, so haben wir im Reichspatent Nr. 692 180 vom 03. Mai 1933 das Dokument für das Fahrwerk-Layout – in der Patentschrift sehr bescheiden als „Fahrgestell für Rennwagen“ bezeichnet. Betrachten wir zunächst den Rahmen: er besteht aus zwei rohrförmigen, geschweißten Längsträgern aus Chrom-Molybdän-Stahl mit einem Außendurchmesser von 105 mm, innen 100 mm, mithin einer Wandstärke von 2,5 mm  bei einer Festigkeit von 80 kg/mm², sowie dem vorderen Querrohr von gleicher Abmessung und zwei weiteren von jeweils 65 mm Außendurchmesser und einem rechteckigen Querträger hinten für die Motoraufnahme. Die Ausbildung der Träger als Rohre war gegenüber den bis dahin verwendeten Kastenrahmen der etablierten Rennwagen von Alfa, Bugatti und Maserati ein enormer Schritt nach vorn in Richtung Verwindungssteifigkeit. Dieses Konstruktionsmerkmal wiederum geht zurück auf die berufliche Bekanntschaft von Ferdinand Porsche mit Hans Ledwinka, der die Verwindungssteifigkeit eines geschlossenen Rohres früh erkannt und bereits 1923 den ersten Wagen mit Zentralrohrrahmen, den Tatra 11 konstruiert hatte.

Drei Besonderheiten der Konstruktion in der Patentschrift

Die vordere Radaufhängung an Kurbellenkern und deren Abfederung mittels im vorderen Querrohr übereinander angeordneter Torsionsstäbe. Der im vorderen Bereich nach oben gekröpfte Rahmen und die Lagerung der Drehstäbe im Querrohr ergeben einen tiefen Anlenkpunkt unterhalb der Radmitte – siehe Linie E in Fig. 1. Weiterer Vorteil der Kurbellenkerachse laut Patentschrift. „… welche die Vorderräder 9 parallel zur Längsmittelebene L des Fahrgestells führen.“

Die hintere Radaufhängung ist als Pendelachse mit zwei Gelenken am Differential, in Schutzrohren laufenden Antriebswellen und am Rahmen angelenkten Längsführungen ausgelegt.

Die Zeichnung von Janos Rakoczi zeigt sämtliche Patentansprüche sehr deutlich.

Das Hauptaugenmerk legt die Patentschrift auf die zentrale Lage der gefederten Massen im Schwerpunkt des Fahrzeugs. Dies wird erreicht durch die Anordnung des Motors als Mittelmotor und des Tanks unmittelbar davor, so dass es zwischen vollem und leerem Tank fast keine Änderung der Gewichtsverteilung vorn-hinten gibt. (Im Rennbetrieb bewegte sich dieser Wert zwischen 0,5 und 1%!)

Wie jeder große Konstrukteur war sich Porsche der Tatsache bewusst, dass – wie es in der Patentschrift heißt -: „…die Lehre, die schweren Massen eines Fahrzeugs um dessen Gesamtschwerpunkt herum geballt anzuordnen, an sich bekannt ist.“ Allerdings sei kein Fahrzeug bekannt, das diese Forderung zur Gänze verwirklichen würde. Auch der Nachteil, der zahlreichen, auf diesem Patent aufbauenden Porsche-Konstruktionen anhaftet, nämlich „Heckschleudern“ zu sein, war bereits bekannt und wird in der Patentschrift marginalisierend beschrieben: „Die Erfindung nimmt hier den Nachteil in Kauf, nicht das Ideal an Fahreigenschaften zu erreichen. Die Erfahrung hat aber bestätigt, dass die sich hieraus ergebende Einbuße vernachlässigbar ist. Dafür wird aber der ganz wesentliche Fortschritt erreicht, dass ein erfindungsgemäßes Fahrzeug unabhängig vom Füllungszustand seines Brennstoffbehälters seine Fahreigenschaften stets in gleichem Maße beibehält.“

Die Hinterachsaufhängung in der bis Ende 1937 beibehaltenen Konfiguration: Doppelgelenk-Pendelachse, am Chassis angelenkten Längsführungen, in den Längsrohren gelagerte Drehstäbe mit integrierten Reibungsdämpfern wirken über seitliche Hebel auf die Achsrohre.

Adolf Rosenberger und der Benz Tropfenwagen

Zum generellen und in gewisser Weise revolutionären Chassis-Layout dürfte der Gesellschafter Adolf Rosenberger nicht unerheblich beigetragen haben, hatte er doch in den zwanziger Jahren bereits Erfahrungen mit dem Benz Tropfenwagen gemacht, der zwar noch nicht die in der Patentschrift als „Patentanspruch“ bezeichneten Eigenschaften aufwies, jedoch ebenfalls einen im Heck angeordneten Motor besaß.

Bernd Rosemeyer und der AUTO UNION Typ C

Porsche war mit seiner Aussage über die stets in gleichem Masse beibehaltenen Fahreigenschaften insofern visionär, als mit dem 1935 in die AUTO UNION Rennmannschaft aufgenommenen Bernd Rosemeyer der Fahrer die Szene betritt, der die Möglichkeiten der Konstruktion in perfekter Weise und bis an die Grenze der Bodenhaftung scheinbar mühelos umsetzen konnte und das „Lenken mit der Hinterachse“ perfektionierte:  Beim Rausbeschleunigen aus einer Rechtskurve zeigen die Vorderräder nach links, das kurvenäußere Rad ist durch das gewaltige Drehmoment des Motors stark eingefedert.

August Christ, ein sehr renommierter Fachjournalist und Herausgeber der AvD Mitgliederzeitschrift „Automobil Revue“ schrieb zwei Tage nach dem von Bernd Rosemeyer in Rekordzeit gewonnenen Großen Preis von Deutschland 1936 an den Mercedes Chef Dr. Kissel und fasste  darin die Meinung der Techniker so zusammen:
„Das Urteil über die Leistungsfähigkeit und das Durchhaltevermögen des Mercedes-Benz-Rennmotors ist einstimmig günstig. Die spezifische Leistung des Mercedes Motors liege über dem der Auto Union. Trotzdem reiche sie nicht aus, um den Vorsprung des größeren Zylinderinhalts des Konkurrenzmotors wettzumachen. Der große Vorteil des Auto Union Motors liege in der Zusammenfassung von Motor, Getriebe, Differential und aller Antriebsaggregate in einem Block, wodurch  die bessere Ausnutzung des Bauvolumens und -gewichtes zugunsten höherer Leistung möglich sei. Ihre Nachteile müssen die Mercedes-Fahrer dadurch wettmachen, dass sie höheren Einsatz wagen, größeres Risiko eingehen und durch rücksichtslosere Fahrweise Bremsen, Getriebe, Kupplung und Reifen höher belasten, mit dem Risiko des Ausfalls wegen teilweise geringfügiger Störungen. Außerdem  verursache die hintere Pendelachse beim Mercedes Disharmonie im Gesamtfahrzeug, vor allem auf schlechten Straßen.“
Eine schönere Bestätigung seiner bescheidenen Ausführungen in der Patentschrift konnte sich Ferdinand Porsche wohl kaum wünschen.

Die Anordnung der Massen in AUTO UNION GP-Fahrzeugen 1934 und F1-Fahrzeugen heute

Die im Typ C sehr weit vorn angeordnete Sitzposition des Fahrers resultierte sowohl aus dem aus zwei 8-Zylinderbänken zusammengesetzten 16-Zylinder-Motor als auch aus dem großen, 280 Liter fassenden Tank. Diesen Nachteil hat Porsches Nachfolger als Chefkonstrukteur der AUTO UNION, Robert Eberan von Eberhorst mit dem Typ D ab 1938 durch folgende konstruktive Maßnahmen behoben: Kürzer bauender 12-Zylinder-Motor. Kleiner zentraler Einfülltank, Haupttanks rechts und links vom Fahrer. De Dion Hinterachse. Obwohl es seitens des Vorstandsmitglieds William Werner starke Bestrebungen nach einem Frontmotorwagen gab, blieb auch Eberan bei der in der Patentschrift vom 3.Mai 1933 festgelegten Anordnung:
Kühler – Fahrer – Tank – Motor - Differential  - Getriebe

In der Technikgeschichte gibt es zahlreiche Beispiele für Konstruktionen, die in vielen Fällen durchaus zukunftweisende, geniale Entwürfe waren, sich aber, aus welchen Gründen auch immer, nicht durchgesetzt haben, sondern in einer Sackgasse gelandet sind. Nicht so der Anspruch des Patents Nr. 692 180, denn, einmal abgesehen davon, dass die Kühler an die Seiten gewandert sind, ist in heutigen GP-Fahrzeugen die Anordnung der Massen exakt wie in Porsches Entwurf von 1933!

Die Weiterentwicklung des Fahrwerks

An der vorderen Radaufhängung an Kurbellenkern hat sich seitdem eigentlich nur die Stoßdämpfung von zunächst Reibungsdämpfern auf hydraulische geändert, wobei die AUTO UNION bereits beim Großen Preis von Deutschland 1936 während des Trainings Versuche mit hydraulischen Dämpfern gemacht hat. Die einzige Änderung an der Hinterachsaufhängung wurde an der Federung vorgenommen, indem die obere Querblattfeder durch Torsionsstäbe ersetzt wurde, die längs in den Rahmenrohren angeordnet waren. Der Hauptvorteil dieser Entwicklung bestand in einem nun auf Rahmenhöhe liegenden Anlenkpunkt ähnlich der Vorderachse. Auch hat diese Maßnahme gegenüber der Querblattfeder eine Vereinfachung der Konstruktion und eine bessere Einstellmöglichkeit der Reibungsdämpfer mit sich gebracht.

Der Antriebsstrang

In den „Grundlegenden Dimensionen“ wird von Porsche, Rabe und Rosenberger auch das Konzept des Antriebsstrangs bereits detailliert beschrieben. Herzstück war der 16-Zylinder V-Motor mit 45 Grad Zylinderwinkel, gleichmäßiger Zündfolge und vollkommenem Massenausgleich, mit einem Gesamtvolumen von zunächst 4358 ccm mit 68 mm Bohrung und 75 mm Hub. Für die 16-Zylinder entschied sich das Trio, um zu einer möglichst großen Kolbenfläche zu kommen. Diese wiederum führte zu dem auch nach heutigen Gesichtspunkten gewaltigen Drehmoment vom 87 m/kg (853 Nm) bei gerade einmal 2500 U/min.

Konstruktive Besonderheit des  symmetrisch gebauten 16-Zylinder 6 Liter-Motors ist die Ventilsteuerung durch eine von der Kurbelwelle über Königswelle angetriebene zentrale Nockenwelle. Die außenliegenden Auslassventile werden über kurze Stößelstangen betätigt und geben dem Motor sein charakteristisches Erscheinungsbild.  Die Kurbelwelle weist acht Hirth-Verzahnungen, ungeteilte Pleuel mit Rollenlagern auf. Die Hirth-Welle hatte in der Einsatzperiode von 1925 bis 1960 (Porsche RS 60/61) den Vorteil, dass sie bei den gegebenen Schmierleistunden der Motorenöle wesentlich höhere Dauerdrehzahlen als eine Gleitlagerwelle erlaubte. Sie war markenübergreifend Standard im europäischen Rennwagenbau. Ist bei einer Gleitlagerwelle das Pleuelauge geteilt und die Kurbelwelle aus einem Stück, so ist es bei der Hirthwelle genau umgekehrt: hier ist das Pleuel geschlossen und die Kurbelwelle mittels Hirthverzahnung zusammengesetzt. Die Welle des 16-Zylinders besteht aus ca. 1.000 Einzelteilen, der Bau- und Montageaufwand ist enorm und nur im Rennsport vertretbar.

Die Anordnung als „Heckmotorkonstruktion“ beschreibt der Ingenieur Robert Eberan von Eberhorst in der Automobil Revue vom 31. März 1948 etwas trocken, aber gut verständlich so: „Bei einmaligem Zwischentanken in einem Großen Preis über 500 km waren mit einer Tankfüllung mindestens 250 km zurückzulegen. Durch das Brennstoffgewicht sollte sich die Fahreigenschaft und Achsdruckverteilung nicht ändern. Das war nur durch einen im Schwerpunkt liegenden Brennstofftank zu erreichen. Kürzeste Kraftwege und ein höchstmöglicher Übertragungswirkungsgrad führten zwangsläufig zur Lage des Heckmotor-Triebsatzes in Blockkonstruktion, des davor liegenden Brennstofftanks und des Fahrersitzes in Fahrzeugmitte nahe am Schwerpunkt. Eine tiefe Schwerpunkt- und Sitzlage des Fahrers ist beim Frontmotor mit Hinterradantrieb nur durch seitliche Anordnung der Kardanwelle oder Verlegen unter die Motor- und Triebachsmitte möglich.“

Die Position des Kraftstofftanks in der Wagenmitte resultierte in der minimalen Differenz von  1% in der Gewichtsverteilung bei vollem oder leerem Tank.

Die Patentanmeldung 1932, der erste Testlauf auf der Avus 1934, das Auftauchen von Bernd Rosemeyer als der Fahrer 1935, den Ferdinand Porsche beim Verfassen der Patentschrift zwar noch nicht kannte, dessen Qualitäten er aber wohl im Sinn hatte, führte das Gespann aus Fahrer Rosemeyer und Porsche Konstruktionsnummer 22 im Jahr 1936 mit sieben Siegen in 11 Rundstreckenrennen und 2 Siegen in drei Bergrennen zur überlegenen Europameisterschaft, gleichbedeutend mit dem heutigen WM-Titel.

Aus heutiger Sicht vielleicht noch bedeutender als eine Weltmeisterschaft ist die Fortwirkung des Fahrwerk-Layouts mit Drehstabfederung vorn und hinten,  Kurbellenkerachse vorn und  Pendelachse hinten, die wichtige Komponenten des Volkswagen Käfers und fast aller Porsche 356 war. Damit hat Patentschrift Nr. 692 180 und Porsche Konstruktionsnummer 22 nicht unerheblich zu den Grundlagen der beiden darauf basierenden Weltunternehmen Volkswagen AG und Porsche AG beigetragen.

Vergleich der Motorendaten der Auto Union Modelle A, B und C

  A B C
Baujahr 1934 1935 1936
Bohrung (mm) 68 72.5 73
Hub (mm) 75 75 85
Zylinderinhalt (ccm) 272.5 310 375
Zylinderzahl 16 16 16
Zylinderwinkel (°) 45 45 45
Hubvolumen (liter) 4.36 4.95 6.01
Kolbenfläche (qcm) 580 660 707
Lader 1 Roots-Lader 1 Roots-Lader 1 Roots-Lader
Ladedruck (bar) 0.61 0,76 0.96
Verdichtung 1:7,0 1:8.95 1:9,2
max. Leistung bei Drehzahl (KW bei U/min) 217/4500 276/4800 382.5/5000
max. Drehmoment bei Drehzahl Nm bei U/min 529/2700 647/3000 853/2500

Weitere Informationen

Das abgebildete Modell des Auto Union Typ C ist eines einer auf 25 nummerierte Exemplare weltweit limitiert Kleinserie. Weitere Information zum Modell finden sich hier.

Dieser Artikel erschien auch im Magazin Powerslide.

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