Entstehung des Verbrennungsmotors: Lenoir, Otto und das Jahr 1864
Der Verbrennungsmotor gilt als eine der prägendsten Erfindungen der Industriegeschichte – doch seine Entstehung war kein einzelner Moment, sondern ein Jahrzehnte währender Prozess, in dem mehrere Erfinder aufeinander aufbauten. Das Jahr 1864 markiert dabei einen entscheidenden Einschnitt: Am 31. März 1864 gründeten Nikolaus August Otto und der Ingenieur Eugen Langen in Köln die weltweit erste Fabrik, die ausschließlich der Herstellung von Verbrennungsmotoren gewidmet war. Doch um zu verstehen, was 1864 möglich wurde, muss man einige Jahre früher ansetzen.
Der Vorläufer: Étienne Lenoirs Gasmotor (1860)
Als eigentlicher Pionier gilt der belgisch-französische Erfinder Jean Joseph Étienne Lenoir. Im November 1859 meldete er einen „Luftausdehnungsmotor durch Verbrennung von Gas" zum Patent an; das unter der Nummer 43624 ausgestellte französische Patent datiert vom 24. Januar 1860. Damit entstand der erste wirklich einsatzfähige Gasmotor der Geschichte.
Lenoirs Konstruktion war ein doppeltwirkender Zweitaktmotor ohne Vorverdichtung: Leuchtgas und Luft wurden abwechselnd auf beiden Seiten eines Scheibenkolbens bis zur Hubmitte angesaugt und durch eine elektrische Zündkerze gezündet. Der expandierende Kolben trieb eine Kurbelwelle an; gleichzeitig wurden die Abgase des vorangegangenen Hubs auf der gegenüberliegenden Kolbenseite ausgeschoben. Die Maschine lief tatsächlich – und das war für damalige Verhältnisse schon ein Sensation.
Der Wirkungsgrad war allerdings gering: Lediglich 3 bis 5 Prozent der im Brennstoff gespeicherten Energie wurden in Nutzarbeit umgesetzt, verglichen mit rund 30 Prozent bei modernen Benzinmotoren. Dennoch wurden innerhalb weniger Jahre rund 380 Exemplare von der Firma Lenoir-Gautier industriell gefertigt – ein kommerzieller Beweis dafür, dass der Verbrennungsmotor als Alternative zur Dampfmaschine ernst genommen wurde.
Nikolaus Otto liest von Lenoir – und beginnt zu experimentieren
Der damals 28-jährige Kölner Kaufmann Nikolaus August Otto (1832–1891) stieß 1861 in einer Zeitung auf Berichte über Lenoirs Gasmotor. Fasziniert ließ er sich in seiner Werkstatt ein funktionsfähiges Modell nach Lenoirs Plänen nachbauen. Bereits bei diesen Versuchen erkannte Otto einen grundlegenden Mangel: Der fehlende Verdichtungsschritt vor der Zündung verschwendete enormes Potential. Wenn man das Kraftstoff-Luft-Gemisch vor der Verbrennung komprimieren würde, müsste der Motor deutlich effizienter werden.
Diese Erkenntnis trieb Otto an. Parallel hatten auch andere Tüftler ähnliche Überlegungen angestellt: Der französische Ingenieur Alphonse Beau de Rochas beschrieb 1862 in einer Patentschrift das theoretische Prinzip eines Viertaktmotors mit Verdichtung – Ansaugen, Verdichten, Zünden und Ausstoßen als geschlossener Kreislauf. Die Umsetzung in eine funktionsfähige Maschine gelang ihm jedoch nie.
Das Jahr 1864: Gründung der ersten Motorenfabrik der Welt
Ottos Experimente erregten die Aufmerksamkeit des Kölner Unternehmers und Ingenieurs Eugen Langen (1833–1895), der das technische und geschäftliche Potential sofort erkannte. Am 31. März 1864 gründeten beide gemeinsam in einem ehemaligen Ölmühlengebäude in der Servasgasse nahe dem Kölner Hauptbahnhof die Firma „N. A. Otto & Cie." – das erste Unternehmen der Welt, das sich ausschließlich der Konstruktion und Fertigung von Verbrennungsmotoren widmete.
Diese Gründung war mehr als eine geschäftliche Transaktion: Sie institutionalisierte die Motorenentwicklung. Zum ersten Mal gab es einen Ort, an dem Kapital, Ingenieurskunst und das Ziel der Motorenverbesserung systematisch gebündelt wurden. Der 31. März 1864 gilt daher zu Recht als einer der Geburtstermine der modernen Motorentechnik.
Der Flugkolbenmotor und der Durchbruch von 1867
Die erste Maschine, die aus dem neuen Unternehmen hervorging, war Ottos sogenannter Flugkolbenmotor – ein atmosphärischer Zweitaktmotor, bei dem der Kolben durch die Explosion nach oben „flog" und beim Rückfall durch den entstehenden Unterdruck Arbeit leistete. Dieses Prinzip ohne echte Vorverdichtung war konstruktiv noch nicht das Endziel, aber es funktionierte deutlich zuverlässiger als Lenoirs Konstruktion und verbrauchte spürbar weniger Brennstoff.
Auf der Weltausstellung in Paris 1867 präsentierten Otto und Langen diesen Flugkolbenmotor der Öffentlichkeit – und gewannen die Goldmedaille. In einem direkten Leistungsvergleich verbrauchte ihre Maschine nur halb so viel Leuchtgas wie das Konkurrenzgerät von Lenoir. Der kommerzielle Erfolg ließ nicht auf sich warten.
Der Viertaktmotor: Das eigentliche Meisterwerk (1876)
Otto und Langen gaben sich mit diesem Teilerfolg nicht zufrieden. 1869 gründeten sie gemeinsam mit den Ingenieuren Gottlieb Daimler und Wilhelm Maybach die Gasmotorenfabrik Deutz AG – das Unternehmen, aus dem später Deutz AG hervorging und das heute noch existiert. Hier konzentrierte sich die Entwicklungsarbeit am Verdichtungsmotor.
1876 vollzog Otto den entscheidenden Schritt: Sein neuer Viertaktmotor arbeitete nach dem von Beau de Rochas theoretisch beschriebenen, aber nie realisierten Prinzip. Der Arbeitszyklus gliederte sich in:
- 1. Takt – Ansaugen: Der Kolben bewegt sich nach unten; Kraftstoff-Luft-Gemisch strömt in den Zylinder.
- 2. Takt – Verdichten: Der Kolben bewegt sich nach oben; das Gemisch wird komprimiert.
- 3. Takt – Zünden und Arbeiten: Die Zündung setzt das verdichtete Gemisch in Brand; der expandierende Druck treibt den Kolben nach unten.
- 4. Takt – Ausstoßen: Der Kolben bewegt sich erneut nach oben und schiebt die Abgase aus dem Zylinder.
Der Wirkungsgrad stieg sprunghaft – auf rund 14 bis 17 Prozent, das Dreifache von Lenoirs Motor. 1877 erhielt Otto das Deutsche Reichspatent. Sein Viertaktmotor wurde in Millionen Exemplaren gebaut und legte das konstruktive Fundament für alle modernen Benzinmotoren.
Einordnung: Was genau entstand 1864?
Es ist eine häufige Vereinfachung, den ersten Verbrennungsmotor mit einem einzigen Datum oder einer einzigen Person zu verbinden. Präzise formuliert lässt sich festhalten:
- 1860: Étienne Lenoir erfindet den ersten betriebsfähigen Gasmotor.
- 1862: Alphonse Beau de Rochas beschreibt das Viertaktprinzip theoretisch.
- 1864: Otto und Langen gründen die erste Motorenfabrik der Welt in Köln – Beginn der industriellen Motorenproduktion.
- 1876: Otto realisiert den ersten funktionierenden Viertaktmotor mit Vorverdichtung – das eigentliche Konstruktionsprinzip aller heutigen Ottomotoren.
Das Jahr 1864 steht somit für den Übergang von der Bastelwerkstatt zur organisierten Ingenieursarbeit – und markiert den Moment, ab dem der Verbrennungsmotor kein experimentelles Unikum mehr war, sondern ein industrielles Produkt wurde.
Häufig gestellte Fragen
Wer hat den ersten Verbrennungsmotor erfunden?
Als Erfinder des ersten betriebsfähigen Verbrennungsmotors gilt der belgisch-französische Ingenieur Étienne Lenoir, der 1860 ein Patent auf seinen Gasmotor erhielt. Nikolaus August Otto entwickelte später (1876) den entscheidend effizienteren Viertaktmotor, auf dem alle modernen Benzinmotoren basieren.
Was geschah 1864 in der Geschichte des Verbrennungsmotors?
Am 31. März 1864 gründeten Nikolaus August Otto und Eugen Langen in Köln die Firma „N. A. Otto & Cie." – die weltweit erste Fabrik, die ausschließlich der Herstellung von Verbrennungsmotoren gewidmet war. Dies markiert den Beginn der industriellen Motorenfertigung.
Was ist der Unterschied zwischen Lenoirs Motor und Ottos Viertaktmotor?
Lenoirs Motor (1860) war ein Zweitaktmotor ohne Vorverdichtung mit einem Wirkungsgrad von nur 3–5 Prozent. Ottos Viertaktmotor (1876) verdichtete das Kraftstoff-Luft-Gemisch vor der Zündung, was den Wirkungsgrad auf rund 14–17 Prozent mehr als verdreifachte und deutlich weniger Treibstoff verbrauchte.
Welchen Brennstoff nutzte der erste Verbrennungsmotor?
Lenoirs Gasmotor sowie Ottos frühe Konstruktionen liefen mit Leuchtgas – dem damals in Städten per Rohrleitung verteilten Stadtgas. Erst spätere Entwicklungen, unter anderem von Siegfried Marcus (1870) und Gottlieb Daimler (1885), verwendeten flüssige Kraftstoffe wie Benzin.
Gibt es noch heute Unternehmen, die auf diese Pionierzeit zurückgehen?
Ja. Die 1869 gegründete Gasmotorenfabrik Deutz AG existiert bis heute als Deutz AG mit Sitz in Köln und ist damit eines der ältesten Motorenunternehmen der Welt. Auch Daimler AG (heute Mercedes-Benz Group) geht mittelbar auf die Pionierarbeit aus dieser Zeit zurück.