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Benz Patent-Motorwagen 1886 — der Viertakt im Schnitt (3D)

Über diese App

Das erste Automobil als 3D-Modell: Fahrzeug, aufgeschnittener Motor und Explosionsansicht. Die vier Takte laufen mit p-V-Diagramm, ein Schwungrad-Regler zeigt, warum der Motor ohne Masse stehen bleibt, der Riemen schaltet zwischen Leerlauf und Fahrt, eine Karte folgt Bertha Benz' Fahrt von 1888.

Mit Erklärmodus: Ein KI-Tutor führt dich durch die App, zeigt in der Szene, worauf es ankommt, und beantwortet deine Fragen.

Das erste praxistaugliche Automobil

Carl Benz meldete seinen Motorwagen am 29. Januar 1886 zum Patent an (DRP 37435). Das Dreirad hat einen Stahlrohrrahmen, Drahtspeichenräder mit Vollgummi und eine Lenkkurbel. Hinter der Sitzbank arbeitet ein liegender Einzylinder-Viertaktmotor mit 954 cm³, der bei 400 Umdrehungen pro Minute 0,75 PS leistet. Gekühlt wird durch Verdunstung, das Gemisch kommt aus einem Oberflächenvergaser, gezündet wird mit Funkeninduktor und Zündkerze. Ein Flachriemen, ein Differential und zwei Ketten treiben die Hinterräder; schneller als 16 km/h fährt der Wagen nicht. Das Fahrzeug Nummer 1 steht im Deutschen Museum in München.

Was die App zeigt

Eine eigene 3D-Rekonstruktion in drei Ansichten: das ganze Fahrzeug, den waagerecht aufgeschnittenen Motor und eine Explosionsansicht der Baugruppen. Im Schnitt laufen Kolben, Pleuel und die senkrechte Kurbelwelle mit dem liegenden Schwungrad; die Füllung im Zylinder trägt die Farbe des Takts, und ein p-V-Diagramm zeigt Druck und Volumen dazu. Ein Schwungrad-Panel rechnet die Drehzahl über zwei Umdrehungen. Holz, Leder, Messing und Stahl erscheinen in natürlichen Tönen; was nur Schema ist, steht ausdrücklich dabei.

Selbst ausprobieren

Schalte die vier Takte einzeln und beobachte Einlass-Schieber, Zündfunke und Auslassventil, oder lass den Motor in Zeitlupe laufen. Mach das Schwungrad leichter: Die Drehzahl schwankt immer stärker, bis der Motor im Verdichtungstakt stehen bleibt. Leg den Riemen von der Leerlaufscheibe auf die Festscheibe, und der Wagen rollt auf der Landstraße los. Färbe den Kraftweg vom Kolben bis zu den Rädern ein, tippe Bauteile für eine Erklärung an oder folge auf der Karte Bertha Benz' Fernfahrt von Mannheim nach Pforzheim.

Häufige Fragen

Wie funktioniert der Motor des Benz Patent-Motorwagens?
Es ist ein liegender Einzylinder-Viertaktmotor: Ansaugen, Verdichten, Arbeiten, Ausstoßen in zwei Umdrehungen. Ein Flachschieber lässt das Gemisch aus dem Oberflächenvergaser ein, ein Funke aus dem Funkeninduktor zündet es, ein Tellerventil lässt das Abgas hinaus. Er leistet 0,75 PS bei 400 Umdrehungen pro Minute.
Warum hatte der Benz Patent-Motorwagen ein so großes Schwungrad?
Nur einer von vier Takten liefert Arbeit. Das Schwungrad speichert diese Energie und bringt den Kolben durch Ausstoßen, Ansaugen und vor allem das Verdichten. Ist es zu leicht, schwankt die Drehzahl stark oder der Motor bleibt vor dem Zünden stehen. Es liegt waagerecht; als Grund gilt meist, dass ein stehendes Rad als Kreisel die Lenkung gestört hätte.
Hatte das erste Auto eine Kupplung und ein Getriebe?
Nein, nicht im heutigen Sinn. Ein Flachriemen lief entweder auf einer losen Leerlaufscheibe, dann stand der Wagen bei laufendem Motor, oder auf der Festscheibe, dann fuhr er. Es gab einen Gang, keinen Rückwärtsgang, und die Geschwindigkeit hing allein an der Motordrehzahl.
Was kann ich in dieser App ausprobieren?
Du wechselst zwischen Fahrzeug, Motorschnitt und Explosionsansicht, wählst die vier Takte einzeln oder lässt sie in Zeitlupe laufen, verkleinerst die Schwungmasse bis zum Stehenbleiben, legst den Riemen um und folgst der Fernfahrt von 1888 auf einer Karte. Der KI-Tutor kann die App auch vorführen.

Fach: Physik-Experimente (Deutsches Museum)

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