Turbo: Schweizer Erfindung erreicht Vollendung

Der neue Opel Vectra Turbo - hier am 73. Autosalon in Genf. Keystone

Motoren konnten einst nicht alle in sie gesteckten Energien in Kraft umsetzen. Ein Schweizer erfand vor 100 Jahren den Turbo - eine Erfindung mit Folgen.

Dieses Jahr kommt ein neues Auto auf den Markt, das der Technologie des Schweizer Erfinders eine neue Dimension gibt.

1905 erhielt der Ingenieur Alfred Büchi in Deutschland das Patent für eine «Verbrennungskraftmaschinenanlage mit Kompressor, einem Kolbenmotor und einer dahinter geschalteten Turbine». Was damals auf Fachkauderwelsch im Patentamt festgehalten wurde, heisst heute in der Auto-, Schiffs- und Flugzeugindustrie schlicht «Turbolader».

Die Erfindung von Alfred Büchi, die soeben 100 Jahre alt geworden ist, hatte in einer immer mobileren Welt enorme Folgen. Schon den Pionieren der Autotechnik war bekannt, dass Verbrennungsmotoren nur zwei Drittel der eingesetzten Energie in nutzbare Leistung umwandeln. Der Rest verpuffte im Abgasstrom.

Alfred Büchi hatte für die Energieverschleuderung Abhilfe im Kopf. Er baute in den Abgasstrom des Motors eine kleine Turbine ein, koppelte sie über eine starre Welle mit einem Verdichter, der von der hochtourigen Turbine angetrieben wurde. Mit hohem Druck führte der Kompressor dem Motor die Verbrennungsluft zu.

Mit diesem Verfahren gelangte mehr Luft in die Zylinder. Der Motor konnte mit dem gleichen Hubraum mehr Leistung generieren, ohne dabei wesentlich mehr Treibstoff zu verbrauchen. Die Energiebilanz stimmte, der Turbolader von Alfred Büchi war geboren.

Turbo will Weile haben

Als der Schweizer Alfred Büchi im November des Jahres 1905 seinen Turbolader patentieren liess, gab es weder nachhaltige Werk- noch Brennstoffe, um seine Erfindung sofort serienreif umzusetzen. Der Weg zum modernen Turbo war noch lang.

Der Schweizer Erfinder arbeitete von 1909 bis 1915 als Chefingenieur bei Sulzer in Winterthur, wo er den Turbolader für grosse Dieselschiffsmotoren weiter entwickelte.

Bald entstand beim Einsatz des Turboladers ein Wettlauf zwischen Schiffs- und Flugzeugbauern. 1917 gelang es dem Franzosen Auguste Rateau, aus einem Flugzeugmotor mit einem Turbolader mehr Leistung herauszukitzeln.

Nur ein Jahr später testete die amerikanische Firma General Electric erfolgreich einen Abgasturbolader an einem Liberty V-12-Flugmotor. 1923 wurden die Zehnzylinder-Dieselmotoren der deutschen Passagierschierschiffe «Danzig» und «Preussen» mit Turboladern ausgerüstet. Die Techniker steigerten die Leistung der Motoren von je 1750 PS auf 2500 PS.

Hindernis Turboloch

Der Zweite Weltkrieg gab dem Flugzeugbau und damit auch der Turbolader-Technologie viel Schub, Fortschritte, die auch in der zivilen Luftfahrt von Nutzen waren. Nach Kriegsende wurde die neue Technologie aus der Schweiz im Jahr 1956 vom Flugzeugbauer Lockheed in das damals modernste Flugzeug, in die Super Constellation, eingebaut.

In der Autoindustrie dauerte die Entwicklung des Turbo bis zur Serienreife länger. Die Herausforderung bestand im so genannten Turboloch. Das heisst, der mit einem Turbo ausgerüstete Motor sprach beim Gasgeben nur verzögert an, der «Anriss» war zu schwach.

Später Durchbruch

Die Techniker tüftelten an der Erfindung von Alfred Büchi weiter. Der Schweizer starb im Oktober 1959. Der Durchbruch in der verfeinerten Turbotechnologie gelang General Motors (GM) zu Beginn der 60er-Jahre. Der amerikanische Autobauer brachte den Pontiac F85 mit einem Jetfire-Motor und Abgasturbolader auf den Markt.

Gleichzeitig setzte GM den Chevrolet Corvair Monza mit einem luftgekühlten Sechszylinder-Boxermotor auf die Strasse und schraubte die Leistung des neuartigen Antriebs mit einem Abgasturbolader auf 150 PS hoch. Während sich die turbogeladenen Motoren für das breite Publikum als zu wenig benutzerfreundlich erwiesen, setzten sie sich die leistungsfähigen Aggregate bald im Motorrennsport durch.

Heute hat sich der Turbo in der Autoindustrie etabliert. Besonders BMW, Porsche und Mercedes-Benz waren an der Weiterentwicklung der Erfindung von Alfred Büchi massgeblich beteiligt.

BMW brachte im Jahre 1973 – mitten in der Energiekrise – den 2002 Turbo heraus; ein schneller Flitzer, der mit 170 PS auf Spitzengeschwindigkeiten von 210 km/h kam.

1974 stellte Porsche seinen 911-Turbo als Serienauto auf dem Autosalon in Paris vor. Mercedes brachte 1978 den ersten Turbo-Diesel-Personenwagen auf den Markt.

Turbo – neueste Generation

Porsche führt jetzt die vor einhundert Jahren erfundene Technik in der vierten Generation mit dem Turbo 911 auf eine neue Stufe. Das Auto kommt im Jahr 2006 auf die Strassen. Im Heck des schnellen Flitzers sitzt ein turbogeladener 450 PS-Benzinmotor. Die bis 1000 Grad Celsius heissen Abgase galten bisher als unüberwindbare technische Hürde. Porsche hat das Hindernis mit Spezialmaterialien aus der Raumfahrttechnik gemeistert.

swissinfo, Erwin Dettling

In Kürze

Ein Turbolader oder auch Abgasturbolader (ATL), umgangssprachlich Turbo genannt, dient der Leistungssteigerung von Kolbenmotoren durch Erhöhung des Luftmengen- und Kraftstoffdurchsatzes pro Arbeitstakt.

Als Erfinder gilt der Schweizer Alfred Büchi, der im Jahre 1905 ein Patent über die so genannte Gleichdruck- oder auch Stauaufladung anmeldete.

Dabei erfolgt der Turboladerantrieb durch den Abgasdruck.

Turbolader können auch die Abgasgeschwindigkeit als Energiequelle nutzen.

Fakten

Alfred Büchi wurde 1879 in Winterthur geboren.
Er starb 1959 in Winterthur.
1899 – 1903 Maschineningenieur-Studium am Eidg. Politechnikum in Zürich.
1903 – 1907 Ingenieur in Belgin und England
1909 – 1926 Arbeit bei Sulzer
1926 – 1935 Direktor Direktor der Schweiz. Lokomotiv- und
Maschinenfabrik
Ab 1935 eigenes Ingenieurbüro
1939 – 1943 Mitglied der Landesring-Fraktion im Nationalrat.