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BMW – Markenzeichen der
Innovation - Flugmotoren
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Seit 90 Jahren zieht sich Innovationskraft
wie ein roter Faden durch die Geschichte von
BMW. Entscheidend getragen und initiiert
wurden die Neuerungen der weißblauen Marke
von Kreativität, Können und Konsequenz der
Mitarbeiter. Die dabei entstandenen Produkte
verbanden auf
eine charakteristische Art bewährte und neue
Technologien zu einem hochwertigen und
wegweisenden Ganzen.
» BMW Innovationen - Flugmotoren
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»
BMW Innovationen - Automobile
BMW Flugmotoren
1917 spielte all dies zusammen. Im Februar
hatte ein neuer Chefkonstrukteur
seine Arbeit bei den Rapp-Motorenwerken
aufgenommen. Max Friz kam
von der
Daimler Motoren-Gesellschaft nach
München, im Gepäck die Idee für
einen Flugmotor, den er dort nicht hatte
verwirklichen können: Durch
Überbemessen und Überverdichten wollte er
ein Triebwerk bauen, mit dem
ein Flugzeug größere Höhen als bisher
erreichen konnte.
Genau das war die vordringlichste
Anforderung, die das Militär während des
Ersten Weltkrieges an die
Triebwerkproduzenten stellte. Eine größere
Höhe war gleichbedeutend mit einem
strategischen Vorteil für den Piloten.
Da die Luftdichte mit steigender Höhe
abnimmt, ging konventionellen
Motoren oberhalb 3 000 Meter aber
buchstäblich die Luft aus. Ein Triebwerk
mit überdimensioniertem Hubraum und erhöhter
Verdichtung arbeitet
in dünner Luft dagegen wie ein normal
bemessener Motor auf dem Boden.
Andererseits muss ein solcher Motor in
Bodennähe gedrosselt werden,
um eine Überlastung der Bauteile zu
vermeiden.
Leichtbau: Kolben und Kurbelgehäuse aus
Aluminium
Friz nahm mit diesem Konzept einen
Lösungsvorschlag auf, den
Wilhelm Maybach ein Jahr zuvor gemacht
hatte, der aber nicht in Serienfertigung
ging. Denn Höhenleistung war zwar
vordringlich, aber längst
nicht alles: Gleichzeitig mussten die
Motoren möglichst robust, leicht, und
aerodynamisch günstig sein. Friz’
innovativer Ansatz lag darin, dass er
Maybachs Idee mit bewährten Technologien
kombinierte. Am 20. Mai 1917
registrierte die Entwicklungsdokumentation
die erste Konstruktionszeichnung
für den neuen Motor. Der Ingenieur legte ihn
als Reihensechszylinder aus,
was optimalen Massenausgleich und damit
geringe Vibrationen garantierte.
Für die frühen Flugzeugkonstruktionen
bedeutete das eine wesentliche strukturelle
Entlastung. Die |
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Flugmotor BMW IIIa - erster
BMW Motor 1917 |
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schmale Stirnfläche und die kompakte
Anordnung der Nebenaggregate boten zudem
einen niedrigen Luftwiderstand. Der
überdimensionierte Hubraum von 19 Litern und
die hohe Verdichtung
erforderten allerdings auch relativ große
Bauteile. Um das Mehrgewicht in
Grenzen zu halten, sah Friz ein
Kurbelgehäuse und Kolben aus Aluminium vor.
Zylinderkopf und Zylinder bildeten bei Friz’
Entwurf eine untrennbare Einheit:
Die Laufbüchsen aus Stahl wurden einfach in
den weit heruntergezogenen
Kopf eingeschraubt. Damit vermied er den
Einsatz einer kritischen
Zylinderkopfdichtung. Trockensumpfschmierung
und Doppelzündung sollten
für sichere Ölversorgung und zuverlässigen
Motorlauf sorgen. Wie modern
die Konstruktion war, lässt sich darüber
hinaus auch an der Ventilsteuerung
erkennen: die Ventile wurden über Kipphebel
von einer obenliegenden
Nockenwelle angetrieben und für deren
Antrieb sorgte nicht eine Kette,
sondern eine senkrechte Königswelle.
Höhenvergaser verbessert Leistung und
Verbrauch
Eine der wichtigsten Komponenten des
innovativen Motors konstruierte
Friz mit dem speziellen Höhenvergaser. Ein
System von drei Mischkammern,
je drei Luft- und Kraftstoffdüsen sowie
fünf Drosselklappen wirkte so
zusammen, dass das Gemisch der jeweiligen
Flughöhe angepasst werden
konnte. Der Pilot verfügte dazu über zwei
Hebel für Normal- beziehungsweise
Höhengas. Diese Gemischregelung sollte dem
Motor später ein
hervorragendes Verhältnis zwischen Leistung
und Verbrauch bescheren.
Die Konstruktionszeichnungen waren noch
nicht einmal ganz abgeschlossen,
als im Juli 1917 eine Kommission der
Reichwehr die Rapp-Motorenwerke
besuchte, um sich über das Projekt zu
informieren. Nachdem Friz seine
Konstruktion präsentiert und erklärt hatte,
waren die Militärs derart überzeugt,
das sie umgehend 600 Stück des Triebwerks
orderten – schnellstmöglich.
Der Geburtstag: 21. Juli 1917
Dieser völlig überraschende Erfolg der
bisher eher glücklosen Rapp-Motorenwerke
zog eine Neuordnung des Unternehmens nach
sich. Firmengründer
Karl Rapp schied aus der Firma aus und nur
wenige Tage nach dem Besuch
der preußischen Offiziere beschloss die
Gesellschafterversammlung einen
neuen Namen: Bayerische Motoren Werke. Ein
Tag später, am 21. Juli 1917,
erfolgte der entsprechende Eintrag ins
Handelsregister. Offiziell wird es zwei
Tage später: Am 23. Juli schreibt die
Geschäftsleitung an das
Kriegsministerium: „Wir erlauben uns höfl.
mitzuteilen, dass wir unseren
Firmennamen ab heute in Bayerische Motoren
Werke abgeändert haben.“
Allerdings prangte auf dem Briefkopf noch
immer der alte Namen und das
Signet, ein Pferd in der Silhouette einer
schwarzen Schachfigur als Symbol für
den Namen Rapp. In Anlehnung an die neue
Firmenbezeichnung
verschwand der Springer und wurde durch die
weißblauen Landesfarben
ersetzt. Weil der neue Name zu lang war,
wurde er auf drei Buchstaben
verkürzt:
BMW. Am 5. Oktober registrierte
das kaiserliche Patentamt das neue
Logo als Warenzeichen.
Als der erste BMW Motor am 23. Dezember 1917
mit dem Doppeldecker
Rumpler C IV vom Boden abhebt, trägt er die
Bezeichnung IIIa, entsprechend
der Klassifizierung der Militärs, und das
neue Markenzeichen. Das 185 PS Triebwerk
erfüllt alle Erwartungen der Auftraggeber
und sie ordern insgesamt
2 500 Stück. Es werden bis Kriegsende zwar
nicht mehr alle gebaut,
aber die eingesetzten Motoren begründen mit
ihrer Zuverlässigkeit, Leistung
und Wirtschaftlichkeit den Ruf der
Marke
BMW.
Höhenweltrekord: 9 760 Meter
Auf Basis des Erfolgsmotors entwickelten die
Ingenieure in den letzten
Kriegsmonaten weitere Varianten, darunter
auch den hubraumgrößeren und
250 PS starken BMW IV. Mit diesem Triebwerk
erreicht der Testpilot
Zeno Diemer am 9. Juni 1919 eine Höhe von 9
760 Meter. Niemand zuvor
hatte eine solche Höhe erreicht. Max Friz’
innovatives Motorenkonzept
hatte eindrucksvoll sein Potenzial unter
Beweis gestellt.
Zwölfzylinder mit Magnesiumgehäuse
für den Schienenzeppelin
Als Mitte der 20er Jahre die Restriktionen
für die deutsche Luftfahrt gelockert
wurden, diente der Sechszylindermotor erneut
als Ausgangsbasis für die
Weiterentwicklung der BMW Flugmotoren.
Gefragt waren große Maschinen
mit hohen Dauerleistungen. Erneut wählten
die Konstrukteure einen Weg,
der bis heute charakteristisch für BMW
Innovationen ist: Optimierung eines
bewährten technischen Grundentwurfes,
ergänzt durch wegweisende
und zuverlässige Neuerungen. In diesem Fall
entstand 1924 aus
Verdoppelung des BMW IV Sechszylinders ein
Zwölfzylinder V-Motor mit 580 PS
Dauerleistung. Um Gewicht
einzusparen wurde nicht nur
Aluminium eingesetzt, |
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Höhenweltrekord:
Testpilot Zeno Diemer
erreichte am 9. Juni 1919
mit dem BMW Triebwerk IV,
eine Höhe von 9 760 Meter |
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das Kurbelgehäuse bestand in
einigen Varianten aus Magnesium.
| Das kraftvolle Triebwerk mit der Bezeichnung wurde zum Maßstab
seiner Zeit: Zahllose Maschinen vertrauten
bei ihren Erst- und Rekordflügen
auf den V12 als Antrieb. Und nicht nur sie:
Besonders spektakulär war Anfang
der 30er Jahre der Einsatz im
Schienenzeppelin, einem
Hochgeschwindigkeitszug
mit Druckluftschrauben-Antrieb im Heck. Das
BMW Triebwerk
beschleunigte das stromlinienförmige
Schienenfahrzeug auf 230 km/h und
sorgte damit erneut für einen Weltrekord.
Der Motor wurde nicht nur
von München in alle Welt geliefert,
Lizenznehmer in der Tschechoslowakei,
Japan und Russland fertigten ebenfalls den
BMW VI. |
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Schienenzeppelin schafft mit
BMW VI Triebwerk 230 km/h
Spitze |
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Ende der 20er Jahre baute
BMW seine führende
Stellung als Flugmotorenhersteller
weiter aus und nahm zusätzlich luftgekühlte
Sternmotoren in
sein Programm auf. Um mit der neuen
Technologie vertraut zu werden, fertigte
man in München ab 1929 Hornet-Motoren von
Pratt & Whitney in Lizenz.
Mit seinen 450 PS Leistung lag er zwar unter
dem zwölfzylindrigen Bestseller
BMW VI, aber der Sternmotor war deutlich
leichter.
Sternmotor mit
Benzin-Direkteinspritzung
Wieder machten sich die Entwickler an die
Optimierung der bewährten
Technik. Das Ergebnis: 690 PS bei
unverändertem Hubraum und nur
geringem Mehrgewicht. Kurbelgehäuse und
Zylinderköpfe des neuen
BMW 132 bestanden aus Aluminium, am hinteren
Kurbelwellenstumpf war
direkt ein Lader zur Höhenaufladung
angeflanscht. Der Sternmotor
geriet zu einem großen Erfolg, berühmt wurde
er vor allem als Antrieb der
dreimotorigen Junkers Ju 52. Im Zuge seiner
Weiterentwicklung wurde
er zum Träger innovativer Technologien: So
entstand mit dem BMW 132F das
erste BMW Triebwerk mit
Benzin-Direkteinspritzung. Mitte der 30er
Jahre
bauten die Entwickler den Neunzylinder auf
das Diesel-Brennverfahren um,
ergänzten ihn um eine Teil-Wasserkühlung und
tauften ihn auf die
Bezeichnung BMW 114.
Mit Spezialkraftstoff und Stufenaufladung
erreichte der Sternmotor in seiner
letzten Entwicklungsstufe sogar die
Schallgrenze von 1000 PS als
Kurzleistung. Doch auch dies war bald nicht
mehr genug. Ende 1938 begann
man in München deshalb mit der Entwicklung
eines Doppelsternmotors mit
14 Zylindern, zwei Siebenersterne
hintereinander. Um genügend
Luftdurchlässe für die hinteren Zylinder zu
schaffen, wurde der Basis-Neunzylinder entsprechend reduziert und die
beiden Sterne leicht
gegeneinander versetzt. Aus knapp 42 Liter
Hubraum schöpfte der rund eine
Tonne schwere BMW 801 eine Dauerleistung von
1500 PS. |
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Sternmotor BMW 132 einer
Junkers Ju 52 |
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Kommandogerät: Der erste mechanische
„Bordcomputer“
Mit einer innovativen Motorsteuerung
vereinfachten die BMW Ingenieure die
Bedienung des Triebwerks ganz erheblich: Das
so genannte „Kommandogerät“
reduzierte das vorher übliche Hebelwerk für
den Piloten auf einen einzigen
Regler und entlastete diesen merklich.
Das
mechanische Wunderwerk
übernahm mit höchster Zuverlässigkeit
Gemisch- und Ladeluftregelung
abhängig von Last und Höhe sowie Zünd- und
Luftschraubenverstellung.
Damit reduzierte es den Verbrauch und
erhöhte die Betriebssicherheit.
In seiner Grundausführung verfügte der BMW
801 über Benzin-Direkteinspritzung
und mechanische Aufladung. Letztere begann
man Anfang der
40er Jahre durch eine Alternative zu
ersetzen: Die Aufladung mit Hilfe der
Strömungsenergie im Abgas.
Es entstand ein
Sternmotor mit Turboaufladung,
der als erstes Luftfahrt-Triebwerk mit
dieser Technologie ab 1944 in
Serienfertigung ging.
Bild oben: 1939:
Zeichnung Bmw 801 A Kommandogerät
mit Beschriftung
Bild unten: 1940:
Funktionsschema BMW 801
Kommandogerät |
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Frühes VANOS: 18-Zylinder mit variablen
Steuerzeiten.
Um die Leistung weiter zu steigern,
vergrößerten die Ingenieure im BMW 802
die Zylinderzahl auf 18. Kühlluftbleche
sorgten dafür, dass trotz der geringen
Zylinderzwischenräume genügend Kühlluft an
die thermisch belasteten
Stellen geführt wurde. Das Besondere an dem
2 500 PS-Triebwerk war seine
Ventilsteuerung: Ein- und Auslassventile
wurden über Nockenscheiben
gesteuert, die bei laufendem Motor
gegeneinander verdreht werden konnten.
Damit verfügte der BMW 802 bereits 1942 über
eine Urform der VANOS-Nockenwellensteuerung
heutiger
BMW Automotoren: Eine Innovation
die
ihrer Zeit weit voraus war.
Erstes in Serie gebautes
Strahltriebwerk der Welt
Mitte der dreißiger Jahre nahm
BMW die
Entwicklung von Strahltriebwerken für
Flugzeuge auf. Das BMW 003 Strahltriebwerk
wurde 1939 konstruiert; 1941 begannen
Versuchsläufe unter dem Rumpf einer Ju 88.
Dem ersten Testflug 1944 mit einem Arado 234
Fernaufklärer folgte der Einbau in
verschiedene Hochleistungsflugzeuge.
Insgesamt wurden 1300 BMW 003
Strahltriebwerke in Serie hergestellt.
Verbaut wurde es in den Flugzeugtypen Me
262, Arado 234 und He 162. |
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1944: Arado 234 mit BMW
Strahltriebwerk |
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BMW Innovationen - Motorräder
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BMW Innovationen - Automobile |
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Foto © BMW AG |
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