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Meisterwerk

Mercedes M196-Rennmotor im Detail

Foto: 10 Bilder

Der Reihenachtzylinder aus dem Formel 1-Mercedes-Benz W 196 und dem 300 SLR ist einer der aufwändigsten und erfolgreichsten Rennmotoren aller Zeiten. Motor Klassik war bei der Zerlegung eines dieser technischen Wunderwerke in der Werkstatt aktiv.

06.05.2006 Hans-Jörg Götzl Powered by

Juan Manuel Fangio hat mit einem solchen Motor auf dem Nürburgring und in Schweden gewonnen, Stirling Moss die Mille Miglia, die Tourist Trophy und die Targa Florio. Und mit diesem Exemplar hier war üblicherweise der rennbegeisterte Mercedes-Entwicklungschef Rudolf Uhlenhaut im 300 SLR-Coupé unterwegs.
Und ich darf ihn nun zerlegen: Den desmodromisch gesteuerten Dreiliter-Reihenachtzylinder mit der Seriennummer M196/66, nach einem halben Jahrhundert reif für eine Revision und vorgesehen für den Einsatz in Fangios Mille Miglia-SLR mit der Startnummer 658.
Verständlich, dass ich mit einem leicht trockenen Schlucken in die Arbeitsklamotten steige und in der Werkstatt des Mercedes-Benz Classic-Center in Fellbach zum Werkzeug greife. Zwar habe ich im Laufe der Jahre schon einige Motoren seziert und wieder montiert, aber das hier ist doch eine etwas andere Nummer: Der M196 ist nicht einfach ein Verbrennungsmotor, sondern ein technisches Faszinosum, ein Wunderwerk.
Experten bezeichnen gerne den Ford Cosworth V8 als erfolgreichsten Formel 1-Motor aller Zeiten. Rein numerisch auch korrekt, weil der Vierventiler zwischen 1966 und 1981 von zahllosen Teams eingesetzt wurde und stolze 155 Siege sammelte. Doch die Bilanz des M196 sieht nicht weniger beeindruckend aus: Als Formel 1 mit 2,5 Liter Hubraum gewann er zehn von zwölf Rennen, als Sportwagenmotor mit drei Liter Hubraum ging er in fünf von sechs Läufen als erster über die Ziellinie (der sechste Einsatz war das Katastrophenrennen von Le Mans 1955, bei dem 82 Menschen durch eine tragischen Unfall starben und Mercedes die Wagen zurückzog).

Die technische Überlegenheit der Mercedes Formel 1- und Rennsportwagen in den Jahren 1954 und 1955 war so erdrückend, dass der Kolumnist Laurence Pomeroy über die damalige Konkurrenzsituation schrieb: „Bildlich entsprach der BRM einer Schreibmaschine, der Vierzylinder-Ferrari einem russischen Dorfzählwerk mit Holzkugeln und die Wagen aus Untertürkheim einem Elektronengehirn.“
Das war keinesfalls übertrieben: Mit dem Formel 1-Typ W196 und dem daraus abgeleiteteten Renn­sportwagen W196S hatten die Mercedes-Mannen einen technischen Overkill auf die Rennstrecken losgelassen, und Kernstück des Erfolgs war der Antrieb. Nach reiflicher Abwägung hatte sich das Team um Motorenspezialist Hans Gassmann für einen Reihenachtzylinder entschieden, der im Prinzip aus zwei gekoppelten Vierzylinderblöcken besteht.
Die Kraftabnahme geschieht zur Schwingungs­reduzierung in der Motormitte, aus demselben Grund sind auch die Nockenwellen geteilt. Aus thermischen Gründen wurden beim 2,5-Liter F1 verschweißte Stahlzylinder verwendet, während der technisch weitgehend identische Dreiliter-Renn-sportwagenmotor über Zylinderblöcke aus Leichtmetall verfügt. Technische Leckerbissen gibt es an
allen Ecken und Enden, das faszinierendste Detail aber steckt natürlich in den Zylinderköpfen: die desmodromische Ventilsteuerung.
Dabei werden die Ventile nicht nur über Kipphebel geöffnet, sondern über spezielle Hebel auch wieder in ihren Sitz befördert. Vorteil: hohe Ventilbeschleunigung, scharfe Steuerzeiten und höhere Drehzahlfestigkeit als mit den damaligen Ventilfedern. Einzig Ducati verwendet ansonsten diese aufwändige Technik, hat so jahrelang die Superbike-WM dominiert und mischt damit derzeit die Moto GP-Serie auf.

Trotz der komplizierten Technik waren die Motoren auch noch ausgesprochen robust: Im Versuch lief ein Drei­litermotor klaglos über 10‑000 km im Renntempo und anschließend weitere 32 Stunden auf dem Motorenstand. Dazu gab es Leistung im Überfluss: Dem nun vor mir stehenden M196/66 beispielsweise bescheinigte der Prüfstand am 7. Oktober 1955 exakt 309 PS bei 7380 Umdrehungen. Und ich traue mich immer noch nicht, den Schraubenschlüssel anzusetzen.
„Keine Bange“, beruhigt mich Mercedes-Mechaniker Wolfgang Veihl: „Wenn Du mal ein bis zwei Motoren gemacht hast, ist das kein Hexenwerk.“ Der 55-jährige gelernte Kfz-Schlosser ist im Classic Center Spezialist für diese Motoren und genau das Gegenteil von dem, was die Schwaben einen Schwätzer nennen: ruhig, bedächtig, wortkarg.
Die Ventildeckel hat er bereits demontiert, als nächstes darf ich mit der Meßuhr die Steuerzeiten aufnehmen, damit man sie später wieder exakt einstellen kann. Zum Mitschreiben: Das Einlaßventil öffnet vier Grad Kurbelwellenumdrehung vor dem oberen Totpunkt, das Auslaßventil schließt ebenfalls vier Grad vor OT.
Nach Abbau der oberen Lagerdeckel kann man nun die geteilten Nockenwellen herausnehmen, die an den Antriebszahnrädern zwischen den Zylindern zusammengesteckt sind. „Da muss man später beim Zusammenbau sehr aufpassen, dass man die Wellen nicht um 180 Grad versetzt wieder einbaut“, erklärt Veihl.
Anschließend entfernen wir gemeinsam die Einspritzpumpe, die Lichtmaschine und die Dosierölpumpe; als nächstes ist der Räderkasten in der Mitte zwischen den Zylindern dran, in dem die Zahnräder für den Nockenwellenantrieb rotieren. Und irgendwann stellt sich Routine ein: Eine M8-Mutter ist eine M8-Mutter, ob an einem alten Moto Guzzi-V2 oder an einem Mercedes-Rennmotor.
Alle Kleinteile wandern fein säuberlich in beschriftete blaue Kästchen, die größeren Einheiten sind ohnehin alle mit dem eingeschlagenen Kürzel M 66 gekennzeichnet und gelangen ins Regal. „Damit später wieder alles zusammenpasst“, sagt Veihl.
Von allen Anbauteilen befreit, hängt nun nur noch der Block samt Zylindern am Motorenhalter, und die Zylinderkopfschrauben stehen auf dem Plan. Jeweils zehn Schrauben halten einen Block; die beiden äußeren mit Sechskant, die anderen mit Vielzahn, alle per Splint fixiert. „Die haben damals alles gesichert“, meint Veihl. Auch dies ein Beispiel für die sagenhafte Qualität der Motoren: „Schon toll, wie gut die Leute damals geschafft haben“, lobt Veihl.
Nach den Kopfschrauben geht alles ganz schnell: Veihl befestigt zwei Ösen an den Lagerdeckeln, bringt einen kleinen Kran in Position und hängt den Block mittels zweier Schlaufen an den Kran. Zwei Schläge mit dem Gummihammer, und die Vierzylinder-Einheit bewegt sich. „Jetzt hat er verloren“, sagt Veihl; vorsichtig ziehen wir den gesamten Block ab.
Zylinder und Zylinderkopf sind bei dieser Konstruktion zusammengegossen, um eine übliche Schwachstelle bei Motoren auszumerzen – die Kopfdichtung. Eine weitere Besonderheit zeigt sich beim Blick in die Zylinder: In den Laufbahnen befinden sich lauter winzig kleine Öltaschen. „Das wurde damals gemacht, um den Ölhaushalt besser in den Griff zu bekommen, die Taschen verbessern die Schmierung“, erläutert der Spezialist.
Zur Herstellung wurde seinerzeit vor dem Verchromen eine Art Igel in die Laufbahnen eingeführt, Randrieren nennt dies der Fachmann. Eine Technik, die heute für Probleme sorgt: „Beim Schwestermotor M196/70 war an einer Stelle die Chromschicht verschlissen; hätte man aufgebohrt, wäre die Ran-drierung weg gewesen, und das Druckwerkzeug existiert nicht mehr“, berichtet Cheftechniker Gert Straub.
Hilfe kam von der Stuttgarter Firma International Plating Technologies: Die High-Tech-Spezialisten entwickelt ein Verfahren, bei dem zunächst entchromt, dann ohne großen Materialabtrag bei Gehring gehont und neu verchromt wird. „Der Motor ist heute wieder im Einsatz“, sagt Straub.
Auch unser Exemplar muss nun genau vermessen und inspiziert werden, doch zunächst steht der Ausbau der domförmigen Kolben an. Auch diese sind markiert, damit sie nicht verdreht eingesetzt werden: „Durch den unterschiedlichen Ventilhub haben die Dome verschiedene Winkel, damit Kolben und Ventile sich nicht berühren“, doziert Veihl. Wer es genau wissen will: 53,7 zu 54,25 Grad.

Mit Gummihammer und Dorn schlage ich nun die zur Gewichtsreduzierung konisch hohlgebohrten Kolbenbolzen heraus; Veihl hält die Kolben fest und fängt jeweils die Nadeln des käfiglosen Pleuellagers auf. „Es müssen genau 29 sein“, sagt er und zählt nach: „Glück gehabt.“ Auch hier ist eher der Zusammenbau die Herausforderung: Alle Nadeln müssen später mit Fett fixiert werden, damit sie nicht ins Kurbelgehäuse fallen.
Bald ruhen alle vier Kolben und Kleinteile in blauen Plastikwannen, dann ist der zweite Zylinderblock dran, und endlich kommen wir zum Herzstück des Achtzylinders: der rollengelagerten Hirth-Kurbelwelle. Bei deren Anblick werden auch nüchterne Techniker romantisch – sie ist schlicht ein Kunstwerk. „Früher wurde die Welle komplett von Hirth angeliefert“, erzählt Veihl: „Die einzelnen Teile sind mit 1000 Newtonmetern gegeneinander verschraubt, der Zusammenbau dauerte jeweils fast zwei Monate.“
Nach Lösen der 16 Zuganker und aller Lagerschilde ist die Welle frei, zu Zweit wuchten wir das immerhin 50 Kilogramm schwere Zentralorgan aus dem Gehäuse. „Es geht nur in einer Stellung“, ächzt Veihl.
Nun ist es bald geschafft, als letztes steht die Demontage der Zylinderköpfe samt der berühmten Zwangssteuerung an. Nach Ausbau der Schließhebelwelle lassen sich die Schließhebel herausnehmen; sie sind mit trickreichen Exzentern versehen, damit sich das Spiel zum Schließnocken axial- und vertikal einstellen läßt. Feine Technik.
Und weil die Ventile am Ende des Schaftes eine Verbreiterung für den Schließhebel aufweisen müssen, haben sich Hans Gassmann und seine Techniker einst auch hier eine besondere Lösung einfallen lassen: geteilte Ventilführungen. Zum Ausbau des Ventils werden somit (nach Entfernen der Tassenstößelführung für den Öffnungsnocken) per Spezialwerkzeug erst die Führungshälften herausgezogen, dann kann man das jeweilige Ventil durch den Sackzylinder nach unten herausziehen. „Geschafft“, freut sich Veihl.
Frühmorgens haben wir begonnen, jetzt ist später Nachmittag, und M196/66 liegt in Teilen verstreut auf der Werkbank und im Regal, bereit zum Vermessen, neu Lagern und gegebenenfalls Erneuern. Der Zusammenbau wird einige Wochen in Anspruch nehmen, dann kommt der Motor auf den Prüfstand und ist schließlich einsatzbereit.
Und irgendwann wird beispielsweise Jochen Mass damit im 300 SLR auf der Mille Miglia den Raticosa-Pass erstürmen, und die Zuschauer werden begeistert dem aggressiven Brüllen von M196/66 lauschen. Wehe, wenn Jochen was kaputt macht.

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