Mercedes 115 PS Grand-Prix-Rennwagen, 1914
Der Anfang August 1913 in der Nähe von Le Mans ausgetragene Grand Prix de France erwies sich trotz der internen Konkurrenz des Grand Prix de l’A.C.F. als wirtschaftlich und sportlich durchaus erfolgreich: Rund 100.000 Zuschauer säumten die Strecke, und auch das Rennen selbst ließ nichts zu wünschen übrig. Dennoch blieb diese Veranstaltung der letzte Grand Prix de France unter der Ägide des Automobile Club de l’Ouest (ACO). Ab 1914 avancierte wieder der Grand Prix de l’A.C.F. zum eigentlichen und ausschließlichen Großen Preis von Frankreich.
Im Vorfeld des auf einem Kurs nahe Lyon ausgetragenen Rennens wurden seitens des veranstaltenden Automobile Club de France (A.C.F.) die Karten in der höchsten Kategorie des Automobilsports wieder einmal neu gemischt. Es trat ein überarbeitetes Technikreglement in Kraft, das neben dem aus dem Vorjahr übernommenen Höchstgewicht als Novum erstmals eine Begrenzung des Hubvolumens vorsah: Es durfte ein Gesamthubraum von 4.500 cm³ nicht überschritten werden, wobei die jeweils verwendete Kombination von Bohrungs- und Hubmaßen freigestellt war.
Diese erste gravierendere technische Restriktion in der Geschichte des Grand-Prix-Sports veranlasste sämtliche teilnahmewilligen Automobilhersteller dazu, bisher verfolgte Konzepte und Prinzipien der Motorenkonstruktion in Frage zu stellen. Nahezu keiner der 1913 führenden Hersteller verfügte über einen einsatzfertigen Rennmotor mit derart geringem Hubraum, wiewohl französische Fabrikate die meiste Erfahrung mit den kleinervolumigen Rennwagen der Voiturette-Klasse besaßen.
Angesichts des inzwischen erreichten technischen Niveaus im Bau von Renntriebwerken war die Herausforderung, der sich Paul Daimler und sein Ingenieursteam gegenübersahen, gewaltig. Zylinderköpfe mit vier – manchmal sogar zwangsgesteuerten – Ventilen, die je nach Motorenkonzept von einer oder zwei oben liegenden Nockenwellen betätigt wurden, waren im Grand-Prix-Sport von 1913 eher die Regel als die Ausnahme.
Die positiven Erfahrungen mit den 1913 in Mercedes Rennwagen eingesetzten Vier- und Sechszylinder-Flugmotoren G 4 F und DF 80 veranlassten Daimler dazu, bei der Entwicklung des neuen 4,5-Liter-Rennmotors auch weiterhin Konstruktionsprinzipien aus dem Flugmotorenbau anzuwenden.
So wies das neue Triebwerk mit der Bezeichnung M 93654 die typischen einzelnen Stahlzylinder mit aufgeschweißten Kühlwassermänteln aus dünnwandigem Stahl auf, die mit dem zweigeteilten Kurbelgehäuse aus Aluminiumguss verschraubt waren. Diese im Starterfeld des Grand Prix de l’A.C.F. 1914 ausschließlich bei Mercedes vorzufindende Technik garantierte niedriges Gewicht kombiniert mit maximaler Kühlleistung. Verschiedentlich angestellte Schätzungen, um wie viel leichter die Mercedes Triebwerke gegenüber den Motoren der konkurrierenden Fabrikate waren, reichten von 30 bis 50 %.
Weiterhin verfügte der mit Zylinderabmessungen von 93 mm x 165 mm stark langhubig ausgelegte Vierzylinder über vier 43 mm messende Ventile pro Brennraum. Die beiden Einlassventile wurden mittels Doppelkipphebeln betätigt, während die Auslassventile von zwei einzelnen Kipphebeln geöffnet und geschlossen wurden. Letzteres war seinerzeit eine konstruktive Notwendigkeit, um die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der unter wesentlich höheren Temperaturbelastungen stehenden Auslassventile und der kühler arbeitenden Einlassventile absorbieren zu können. Eine einzelne oben liegende Nockenwelle, die am hinteren, d. h. dem Fahrer zugewandten Ende des Motors über eine Königswelle samt Kegelradgetriebe von der Kurbelwelle angetrieben wurde, steuerte die insgesamt zwölf Kipphebel.
Die inzwischen in der Region um 3.000 bis 3.500/min angelangten Höchstdrehzahlen machten eine aufwendigere Lagerung der Kurbelwelle unabdingbar, zumal sich bei den beiden wesentlich großvolumigeren Flugmotoren G 4 F und DF 80 bereits gezeigt hatte, dass es eine der wichtigsten Aufgaben der Konstrukteure war, die Intensität der Drehschwingungen möglichst zu minimieren. Das galt in besonderem Maß für eine Konstruktion mit einzelnen Stahlzylindern, die im Gegensatz zu einem gegossenen Zylinderblock keinerlei Beitrag zur internen Steifigkeit des Kurbeltriebs leisten konnte. Auch die betont langhubige Auslegung und die dadurch erreichten hohen Kolbengeschwindigkeiten von über 17 m/s machten eine fünffach gelagerte Kurbelwelle schlicht zu einer technischen Notwendigkeit.
Geschmiert wurde der Vierzylinder mittels eines komplexen Drucksystems, das nicht nur einen, sondern gleich drei Pumpenkolben aufwies: Einer versorgte Kurbelwelle, Pleuel und Kolbenbolzen mit Öldruck, ein zweiter spülte das Öl von der Vorderseite der Ölwanne zum Ansaugschnorchel der Ölpumpe an deren hinterem Ende und ein dritter förderte Frischöl aus einem 15,1 Liter fassenden Öltank in das System. Nötigenfalls konnte darüber hinaus aus einem am Armaturenbrett befestigten, 3,8 Liter großen Öltank unabhängig vom sonstigen System Schmierstoff ins Kurbelgehäuse gepumpt werden. Dieser Tank fungierte auch als Zusatzreservoir, wenn je nach Situation eine erhöhte Beaufschlagung der Zylinderlaufflächen, der Nockenwelle, der Kipphebel, des Lenkgetriebes oder des Kreuzgelenks an der Antriebswelle mit Öl geboten erschien.
Grundsätzlich brachte die Kombination aus langhubiger Auslegung und geschweißten Stahlzylindern, deren obere Regionen nur unzureichend mit Öl versorgt wurden, eine Menge potenzieller Probleme mit sich. So kam es zum Beispiel zu Laufspuren an Kolben und Zylinderwänden, die zu Kolbenfressern führen konnten, die ihrerseits sofortige schwerwiegende Pleuel- und Kurbelwellenschäden nach sich ziehen würden. Der Blick auf die gewaltigen Schwaden von Ölqualm, die auch der 4,5-Liter-Mercedes während des Rennens ausstieß, legt die Vermutung nahe, dass in das Schmiersystem des Vierzylinders stets weit mehr Öl als notwendig eingefüllt wurde, um zusätzliche Spritz- und Zerstäubungseffekte zu erzielen, mit deren Hilfe man die oberen Zylinderregionen effektiver mit Schmiermittel versorgen wollte.
Um die Ventile zusätzlich zu kühlen, deckte man deren außerhalb des Zylinderkopfs liegende Teile nicht mittels eines Gehäusedeckels ab, sondern ließ sie offen im Fahrtwind arbeiten. Diese Lösung war seinerzeit primär Renn- oder Flugmotoren vorbehalten, weil sie nicht immer eine ausreichende Schmierung der Kontaktflächen bei Kipphebeln und am oberen Ende der Ventilschäfte garantieren konnte, was früher oder später zu Schäden führte. Das wurde insofern als unproblematisch betrachtet, als entsprechend ausgelegte Flugmotoren in dieser Epoche nach einer Betriebsdauer von 20 bis 30 Stunden ohnehin komplett überholt werden mussten. Angesichts der Renndauer eines Grand Prix von etwa sieben Stunden war also eine genügende Sicherheitsmarge für den 4,5-Liter Grand-Prix-Motor vorhanden.
Um bei den im Motor vorhandenen übergroßen Ölmengen sicherzustellen, dass wenigstens eine oder zwei Zündkerzen nicht verölten und ihre Arbeit ohne Beeinträchtigung verrichten konnten, war jeder der vier Zylinder mit drei Spezial-Zündkerzen versehen; zwei saßen an der Einlass-, die dritte an der Auslassseite. Da das Triebwerk nach Flugmotorenmanier mit zwei Zündmagneten ausgerüstet war, hätte im Notfall sogar noch eine vierte Zündkerze mit Strom versorgt werden können.
Mit einer Motorleistung von 104 PS/76 kW bei 3.000/min gehörten die 4,5-Liter-Mercedes zu den Stärksten im Starterfeld des Grand Prix, was auch an den dort gemessenen Höchstgeschwindigkeiten von über 160 km/h abgelesen werden konnte.
Bis ins Jahr 1913 verfügten alle Mercedes Rennwagen über einen Kettenantrieb zur Hinterachse. Ein solcher Kettenantrieb hielt die ungefederten Massen gering, was den stets kritischen Reifenverschleiß reduzierte und dem gesamten Fahrverhalten zugutekam. Er war aber vor allem für den Einsatz in Wagen mit großvolumigen Motoren geeignet, deren hohe Drehmomentwerte Hinterachsen und Antriebswellen enorm belasteten. Das neue, leichte 4,5-Liter-Aggregat mit seinem wesentlich höheren Drehzahlniveau produzierte weit geringere Drehmomente, was sowohl das Chassis wie sämtliche Bauteile der Kraftübertragung deutlich weniger beanspruchte.
Trotzdem blieb die Entscheidung pro oder contra Kettenantrieb lange umstritten. So war etwa Théodore Pilette, der im Rennsport engagierte belgische Mercedes Vertreter, der 1913 bei den 500 Meilen von Indianapolis mit einem schlichten, kardangetriebenen Mercedes mit Knight-Schiebermotor bis auf den fünften Rang im Endklassement vorgedrungen war und zwei Monate später beim Grand Prix de France einen ehrenvollen dritten Platz belegt hatte, ein entschiedener Befürworter des Kettenantriebs für den neuen Grand-Prix-Wagen. Am Ende entschied sich Paul Daimler aufgrund ihres geringeren Gewichts dennoch für eine Kraftübertragung per Kardanwelle.
Die Antriebswelle war wie bei den bekannten, seit 1908 produzierten Mercedes Tourenwagen mit dem Getriebe durch ein Kreuzgelenk verbunden und lief in einem fest mit der starren Hinterachse verbundenen Schubrohr. Die Kraftübertragung erfolgte mittels zweier Halbwellen, die als Besonderheit mit je einem Tellerrad zusammengegossen waren. Das die Kardanwelle umhüllende Schubrohr stützte sich seinerseits über ein Kugelgelenk beweglich an einer Quertraverse des Rahmens ab.
Nicht nur bei der Motorkonstruktion betrat Paul Daimler neuen Boden, auch die gegenüber den Vorgängermodellen des 4,5-Liter-Grand-Prix-Rennwagens verfeinerte Auslegung des Fahrgestells erregte Aufmerksamkeit. Zwar hatte sich am Grundkonzept des Pressstahlrahmens mit zwei Längsträgern nichts geändert, aber die klug positionierten Verstärkungselemente zum Beispiel am Lenkgetriebe und am Hinterachsantrieb sowie die nun ebenfalls gekröpften Längsträger an der Hinterachsaufnahme, die dafür sorgten, dass Halbachsen und Kardanwelle unter normalen Umständen auf exakt gleicher Höhe lagen, resultierten in einer deutlichen Verbesserung der Fahrstabilität vor allem bei hohen Geschwindigkeiten. Die Steifigkeit der gesamten Chassiskonstruktion garantierten massive X-förmige Verstrebungen zwischen den Rahmenlängsträgern in Kombination mit dem extraschweren Aluminiumkurbelgehäuse des Motors, das mittels acht massiven Bolzen in einer Vierpunktbefestigung am Rahmen verankert war und der gesamten Vorderpartie eine enorme Stabilität verlieh.
Die verwendeten Fahrwerkselemente entsprachen dem seinerzeitigen Stand der Technik: Es blieb vorne und hinten bei Starrachsen, die an Halbelliptikfedern aufgehängt waren. Rundum waren Reibungsstoßdämpfer eingebaut, die die Eigenbewegungen der Achsen unter Kontrolle halten sollten.
Im Unterschied zu manchen Konkurrenzfabrikaten verzichtete man bei der DMG darauf, die neuen Grand-Prix-Rennwagen mit zusätzlichen Vorderradbremsen ausrüsten. Zum Einsatz kamen immer noch per Handhebel bediente Innenbackenbremsen an den Hinterrädern und die Außenbandbremse an der Getriebeabtriebswelle, die mittels eines Fußpedals betätigt wurde. Die Bremstrommeln der hinteren Innenbackenbremsen waren mit großflächigen radialen Kühlrippen aus Aluminium versehen, die niedriges Gewicht und hohe Kühlleistung miteinander kombinierten.
Maßnahmen zur Verringerung des Luftwiderstands gehörten bei Mercedes Rennwagen seit 1908 zur üblichen Praxis. Die Aluminiumkarosserie der neuen 4,5-Liter-Grand-Prix-Rennwagen war betont schlank geschnitten und versteckte sich förmlich hinter dem im Wind stehenden Spitzkühler. Hölzerne V-förmige Verkleidungen, die direkt an der Vorderachse angebracht waren, trugen zur beachtlichen Windschlüpfigkeit der Wagen bei. Über die ganze Chassisunterseite befestigte Windabweiser aus Aluminium dienten einerseits dazu, Luftturbulenzen möglichst gering zu halten und sollten andererseits wichtige, tief liegende Bauteile vor Steinschlag schützen.
Seine Rennpremiere hatte der neue Mercedes-Rennwagen am 4. Juli beim Großen Preis des A.C.F. auf einem 37,6 km langen Dreieckskurs bei Lyon, der 20 mal durchfahren werden musste. Die vom A.C.F. gewählte Strecke bot für die Zuschauer an vielen Stellen einen attraktiven Blick, und von der Haupttribüne bei Start und Ziel war ein außergewöhnlich großer Abschnitt einzusehen. An Fahrer und Fahrzeuge stellte der Kurs besonders hohe Anforderungen, wie die „Allgemeine Automobil-Zeitung“ in ihrer Wiener Ausgabe vom 14. Juli 1914 feststellte: „Die Rundstrecke bei Lyon war das schwierigste Terrain, auf dem bisher ein Grand Prix gefahren wurde. Es ergaben sich Höhenunterschiede von mehr als 200 Metern. Man hat den Lyoner Rennkurs die ‚Strecke der 100 Kurven‘ genannt.“
Das Untertürkheimer Team war mit fünf Rennwagen, der vom Reglement erlaubten Höchstzahl pro Hersteller, gegen übermächtig erscheinende Konkurrenz angetreten; darüber hinaus waren ein Reservewagen und zahlreiche Ersatzteile bis hin zu einem Fahrgestellrahmen und Motor vor Ort. 300.000 Zuschauer erlebten einen überaus spannenden Rennverlauf, bei dem Mercedes und Peugeot um den Sieg kämpften. Gut sieben Stunden nach dem Start erzielten Christian Lautenschlager, Louis Wagner und Otto Salzer einen spektakulären Dreifachsieg. Max Sailer fuhr die schnellste Runde, fiel aber ebenso wie Théodor Pilette nach wenigen Runden aus. Grundlage für diesen ersten Dreifachsieg in der Grand-Prix-Geschichte war eine penible und durchgeplante Vorbereitung. Eine ausgefeilte Strategie – sowohl in der Vorbereitung als auch während des Rennens – war der Wegbereiter für den Erfolg, der Paul Daimler bis heute einen Ehrenplatz in der Motorsporthistorie sichert.
Der Ausbruch des Ersten Weltkrieg nur dreieinhalb Wochen nach dem legendären Sieg verhinderte weitere Rennaktivitäten, zumindest in Europa. Dennoch war die Zeit des Grand-Prix-Rennwagens von 1914 noch keineswegs abgelaufen. Der amerikanische Rennfahrer Ralph DePalma, der mit seinem Mercedes 37/90 PS bereits 1911 und 1912 bedeutende Erfolge erzielt hatte, erwarb noch im Juli den Wagen, mit dem Louis Wagner im Grand Prix den zweiten Platz belegt hatte, und erzielte von August 1914 bis 1917 zahlreiche Rennsiege in den USA. Der spektakulärste Erfolg war zweifellos der Gewinn der 500 Meilen von Indianapolis am 31. Mai 1915.
Nach Kriegsende kam der 4,5-Liter-Wagen auch in Europa wieder bei einigen Rennen zum Einsatz. Besonders erfolgreich war Graf Giulio Masetti, der 1921 den von Otto Salzer gesteuerten Wagen erwarb und in den Jahren 1921 und 1922 einige Rennen in Italien für sich entscheiden konnte, unter anderem den bei Brescia ausgetragenen Großen Preis von Italien im September 1921 und die Targa Florio im April 1922. Bei dieser Veranstaltung war auch das Werksteam mit zwei weiteren Grand-Prix-Wagen vertreten, die gegen den einheimischen Grafen Masetti aber auf verlorenem Posten kämpften. Otto Salzer fuhr den Wagen, mit dem Pilette im Grand Prix ausgefallen war, und Christian Lautenschlager steuerte einen Wagen, den die DMG 1919 aus Einzelteilen aufgebaut hatte. Die beiden Werkswagen hatten – wie der Wagen von Masetti und wie inzwischen allgemein üblich – Bremsen auch an den Vorderrädern erhalten, außerdem einen höheren und damit leistungsfähigeren Kühler und eine darauf abgestimmte Karosserie.
1924 kam der von Lautenschlager gesteuerte Wagen erneut in Italien zum Einsatz: als Begleit- und Trainingswagen bei der Targa Florio, die von den neuen 2-Liter-Rennwagen mit Kompressor bestritten wurde. Auf der Anreise überführte Alfred Neubauer den Wagen in die Umgebung von Rom, wo er am 13. April mit Graf Giovanni Bonmartini am Steuer das Bergrennen „Corsa della Merluzza“ in neuer Rekordzeit gewann.
Die herausragenden Qualitäten des ersten Vierventilmotors der DMG wurden nicht nur im Rennsport genutzt. Nach Kriegsausbruch gelangte das Triebwerk aus Lautenschlagers Siegerwagen, der im Mercedes-Showroom in London ausgestellt war, zu Rolls-Royce, wo es erprobt und zerlegt wurde. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse flossen direkt in die Eigenkonstruktionen des britischen Herstellers ein. Zum Beispiel waren alle Rolls-Royce-Flugmotoren des Ersten Weltkriegs konzeptionell vom Mercedes Grand-Prix-Motor beeinflusst.
1924 wurde eines dieser Mercedes Grand-Prix-Triebwerke sogar mit einem Kompressor bestückt und in einen Targa-Florio-Rennwagen neuester Bauart eingebaut. Otto Salzer taufte den Wagen „Großmutter“ und fuhr ihn in Sprint- und Bergrennen, unter anderem beim Semmering-Rennen im September 1924. Zwei Jahre später startete der motorseitig inzwischen über zwölf Jahre alte Bolide erneut am Semmering und errang dort, diesmal unter Rudolf Caracciola, einen Sieg. Danach übernahm Alfred Rosenberger den Wagen, der mit ihm im August 1927 in Rekordzeit das Klausenpass-Rennen gewann und ihn bis 1930 mit großem Erfolg einsetzte. Später gelangte dieser Wagen in private Hand und wurde schließlich 1937 verschrottet. Heute existieren noch drei Exemplare des Mercedes Grand-Prix-Rennwagens von 1914: Der Siegerwagen von Christian Lautenschlager und der nicht eingesetzte Reservewagen, der 1914 in Lyon vor Ort war, befinden sich in den Händen amerikanischer Sammler, während in der werkseigene Fahrzeugsammlung von Mercedes-Benz Classic der Wagen erhalten ist, den Christian Lautenschlager bei der Targa Florio 1922 gefahren hatte.