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Die Maybach-Motorenbau GmbH (bis 1918: Luftfahrzeug-Motorenbau GmbH) wurde 1909 von Wilhelm Maybach und Ferdinand Graf von Zeppelin in Bissingen/Enz gegründet. 1912 siedelte die Firma nach Friedrichshafen am Bodensee über. Das Unternehmen wurde von Wilhelm Maybachs ältestem Sohn Karl Maybach geleitet. Ab 1949 leitete Karl Maybach das Unternehmen zusammen mit Jean Raebel und Carl Böttner.
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Zunächst entwickelte und baute die Luftfahrzeug-Motorenbau GmbH die Diesel- beziehungsweise Gasmotoren für die Luftschiffe der Zeppelin-Werke, unter anderem den überverdichtenden Motor (MB IV a), der erst in 1800 Meter Flughöhe ungedrosselt betrieben werden konnte, ohne Schaden zu nehmen.
Bis 1915 baute Maybach den CX-Motor in Serie. Mit ihm wurden 28 Luftschiffe und sechs Schnellboote ausgerüstet. Der Motor war ein Reihen-Sechszylinder mit 22,8 Liter Hubraum und 154 kW (210 PS) bei 1300 U/min. Die Maschine verfügte über eine selbsttätige Zündzeitpunktverstellung mit Benzindüsenregulierung. Sie hatte eine Einrichtung zur Zündunterbrechung bei Überdrehzahl oder Schmierungsunterbrechung. Weiterhin war der Motor mit einer zusätzlichen unabhängigen Handzündverstellung ausgerüstet.
Der CX-Motor wurde erstmals für das Marineluftschiff L 2 (= LZ 18) verwendet, mit dem L 17 (= LZ 52) wurde die Baureihe "HS" mit 240 PS eingeführt (korrekt "HSLu" wie HS-Luftschiff). Die ersten Motoren dieser Reihe wiesen aber eine Reihe von "Kinderkrankheiten" auf, die erst nach vielen Luftschiff-Probefahrten befriedigend gelöst werden konnten. In der Regel wurden die vorschnell eingeführten Motoren gegen neue HSLu ausgetauscht. Drei Monate danach waren die Ergebnisse gut bis sehr gut, die Motoren überstanden die langen Luftschiff-Einsätze (20-40 Stunden) in der Regel problemlos.
Mit dem Marineluftschiff L 52 (= LZ 98) übernahm die Luftschiffwaffe den ersten echten Höhenluft-Motor, den MB IVa. Dieser Motor behob das Problem der "verdünnten" Luft, sprich des geringen Luftdrucks in größeren Höhen, mit drei verschiedenen Vergaser-Einstellungen: "La" (anlassen), "V" (Vollgas, Fahrt bis 1800 m Höhe) und "H" (Höhengas, ab 1800 m). Ein Teststand auf dem Wendelstein (1800 m) hatte für die Entwicklung des Motors, der erst ab etwa 1800 Meter Höhe seine volle Leistung entwickelte, sehr gute Dienste geleistet. Im März 1917 erhielt der Typ MB (260 PS) seine Zulassung. Es wurden monatlich bis zu 200 Motoren gebaut, insgesamt weit über 2000 Stück. Gegen Ende des Ersten Weltkrieges wurden diese Motoren sogar in Schnellboote der Marine eingebaut. Andere Firmen wie etwa BMW bauten den Höhenmotor in Lizenz nach (BMW IVa). Die Motoren fanden folgerichtig ihre Anwendung vorzugsweise in Jagdflugzeugen und Höhenaufklärern.
Hinweis zur Namensgebung: die ersten Typenbezeichnung ergaben sich einfach aus dem ersten beziehungsweise letzten Buchstaben, nach innen zählend - AZ - BY - CX - DW - HS. Erst beim MB ging man von dieser "Regel" ab. "MB IVa" bedeutet also nur "Maybach (Typreihe) IVa".
1918 wurde das Unternehmen in Maybach-Motorenbau GmbH umbenannt. Auf Grund des Versailler Friedensvertrages, der die Produktion von Luftschiffen und Flugzeugen verbot, begannen die Maybach-Werke nun mit der Herstellung von Automobilen. Auch wurden erste Versuche zur Aerodynamik unternommen.
Maybach-Motoren fuhren bereits damals auf Schienen. Der Schnelltriebwagen Fliegender Hamburger, angetrieben von zwei Maybach-Zwölfzylindermotoren, erreichte eine Geschwindigkeit von 160 km/h.
Im Jahr 1919 wurde der erste Versuchswagen W1 gebaut, im Jahr 1921 wurde mit dem W3 auf der Berliner Automobilausstellung das erste verkäufliche Auto vorgestellt. 1930 wurde der Zeppelin vorgestellt, die größte deutsche Limousine, angetrieben von einem Zwölfzylindermotor. Maybach-Wagen wurden prinzipiell ohne Karosserie hergestellt. Man arbeitete zwar eng mit dem Karosseriebauer Hermann Spohn in Ravensburg zusammen, aber zahlreiche Maybach waren dennoch mit Aufbauten ganz nach den Wünschen des Kunden unterwegs. Maybach-Automobile waren Luxusgefährte. Ab 1941 wurden keine Automobile mehr hergestellt. In den rund 20 Jahren der Firmengeschichte mit Automobilbau wurden nur 2300 Automobile hergestellt.
Während des Zweiten Weltkriegs bauten die Maybach-Werke fast alle Panzermotoren deutscher Panzer sowie Motoren für Sturmboote. Es handelte sich hierbei um Ottomotoren, die mit Benzin oder vergleichbarem Treibstoff betrieben wurden, so etwa der Maybach-HL-230-Motor, der schon in deutschen Panzermodellen, wie dem Panther, dem Tiger I und II, sowie beim Jagdpanzer Jagdtiger zum Einsatz kam.
Nach dem Krieg wurde das Werk in Friedrichshafen zwar zügig wieder aufgebaut, diente aber zunächst überwiegend als Reparaturwerkstatt. Über einen Neubeginn der Kraftfahrzeugproduktion wurde zwar immer wieder nachgedacht, dieser scheiterte jedoch nicht zuletzt an Kapitalmangel.
Die MTU Friedrichshafen GmbH als aus der Maybach-Motorenbau GmbH hervorgegangenes Unternehmen hat noch heute ihren Fokus in der Entwicklung von Dieselmotoren.
Die Automobilproduktion wurde 2002 in der neu gegründeten Maybach-Manufaktur in Sindelfingen wieder aufgenommen. Die Marke gehört heute zur Daimler AG.