Étienne Lenoir (Erfinder)

mini|Étienne Lenoir Jean-Joseph Étienne Lenoir (* 12. Januar 1822 in Mussy-la-Ville (Großherzogtum Luxemburg, seit 1839 Belgien); † 4. August 1900 in La Varenne-Saint-Hilaire, Teil von Saint-Maur-des-Fossés (Frankreich)) war ein Erfinder mit 80 Patenten und Geschäftsmann. Er war ein Pionier im Bau von Wärmekraftmaschinen und entwickelte den ersten funktionstüchtigen Gasmotor, den er auch in einen Wagen und Boote einbaute. Lenoir war Ritter der Ehrenlegion und erhielt die französische Staatsbürgerschaft.

Jugend Lenoir kam als drittes von acht Kindern in der 800-Seelen-Gemeinde Mussy-la-Ville in der Nähe von Virton zur Welt. Er scheint sich früh für einen technischen Beruf entschieden zu haben, eine entsprechende Ausbildung konnte sich seine Familie jedoch nicht leisten. Er verließ seine Heimat 1838 offenbar ohne Bedauern. Überliefert ist, dass er am Dorfausgang seine Schuhe wegwarf, weil er keine Krume Erde mitnehmen wollte aus einem Land, das nicht verstünde, was er wolle.Revue de la Société d'Entraide des Membres de la Légion d'Honneur, Nr. 107 Zu Fuß ging er über Reims und Meaux nach Paris, wo er im Sommer 1838 eintraf. Den Lebensunterhalt in dieser Zeit verdiente er sich durch Gelegenheitsarbeiten auf Bauernhöfen.

Erfindungen vor dem Gasmotor Er fand eine Anstellung als Kellner auf wertpapiergeschichte.com, abgerufen am 21. Juli 2013 in der Auberge de l’Aigle d’Or in der rue du Temple im 3. Arrondissement, wo er auch wohnte. In seiner Freizeit las er und experimentierte im Keller der Herberge. Ein Emaillierer im Quartier stellte ihn als Arbeiter ein. Lenoir beschäftigte sich nun mit dem Problem, weißes Email mittels Oxidation herzustellen. Er fand eine Formel und erhielt 1847 sein erstes Patent darauf. Das Verfahren wurde vor allem bei der Herstellung von Zifferblättern angewendet.

Lenoir interessierte sich auch für Elektrolyse und entwickelte ein spezielles Verfahren zum Versilbern oder Verkupfern kleiner runder Gegenstände. Der Goldschmied Charles Christofle kaufte es ihm ab und empfahl ihm, es patentieren zu lassen. Das geschah 1851. Christofle wandte das Verfahren bei der ornamentalen Ausgestaltung der Pariser Oper an.

Keinen Erfolg hatte Lenoir mit der Entwicklung eines elektromagnetischen Motors. Zwischen 1855 und 1857 erhielt er mehrere Patente zu völlig unterschiedlichen technischen Lösungen: im Eisenbahnbereich arbeitete er an elektrischen Signalen und Sicherheitssystemen wie Bremsen; er entwickelte einen Regler für Dynamos, erfand eine mechanische Knetmaschine, einen Wasserzähler und ein Verfahren zur Beschichtung von gläsernen Oberflächen. Vom Verkauf seiner Erfindungen konnte Lenoir mittlerweile leben. Er wohnte damals am Boulevard du Prince-Eugène 139 – 1870 umbenannt in Boulevard Voltaire.

Seit er über den Fardier des Nicholas Cugnot gelesen und das Fahrzeug an der École Centrale des Arts et Manufactures gesehen hatte (wo es heute noch steht), überlegte er, wie eine solche Konstruktion besser ausgeführt werden könnte. Der Fardier war über sieben Meter lang, wog vier Tonnen und hatte eine dem Stand der Technik beim Bau entsprechende ineffiziente Dampfmaschine als Antrieb. Die Bremse war ebenso ungenügend und der Steuermechanismus schwerfällig, weil der Kolben der Maschine auf das gelenkte Vorderrad der Maschine einwirkte. Hinzu kam das Gewicht des direkt darüber angebrachten Heizkessels. Bei seinen zahlreichen Besuchen in der École Centrale lernte Lenoir den Eisenbahningenieur Alphonse Beau de Rochas (1815–1893) kennen. Der als schwierig bekannte Rochas half Lenoir bei seinen Recherchen.

Der Gasmotor mini|Schema des Lenoir-Gasmotors mini|Lenoir-Gasmotor im Technischen Museum Wien mini|Verdichtungsloser, direkt wirkender Gas-Zweitaktmotor von Lenoir, 1861 Lenoir war davon überzeugt, dass das Potential der Dampfmaschine weitgehend ausgeschöpft war. Außerdem waren die Nachteile offensichtlich: Die Maschine muss lange angeheizt werden, ehe gearbeitet werden kann, und sie ist schwer. Die neue finanzielle Unabhängigkeit nutzte Lenoir, um seinen eigenen Motor zu bauen. Er besuchte kostenlose Vorlesungen an der École Centrale und nach einigen Monaten begann er mit der Verwirklichung in der mechanischen Werkstätte seines Freundes Hippolyte Auguste Marinoni (1823–1904) in der Rue de la Roquette im 11. Arrondissement. Marinoni, Sohn eines Polizeioffiziers und Erfinder einer Maschine zur Bearbeitung von Reis und Baumwolle, verdiente mit seiner Rotationsdruckmaschine ein Vermögen.

Funktionsweise Der Durchbruch gelang 1858 mit einem Stationärmotor. Lenoir entwickelte den Einzylinder im Laufe des Jahres 1859 weiter zum ersten brauchbaren Gasmotor. Zu dessen Vorzügen gehörte es, dass die Energieversorgung direkt im Haus möglich war: Der Motor musste bloß an die städtische Gasversorgung angeschlossen werden. Außerdem lief er sehr leise; der Verbrauch hingegen war hoch.

Die Konstruktion ist eine Kombination bereits bekannter Elemente mit eigener Erfindungsgabe und hat einige Ähnlichkeiten mit der Dampfmaschine. Anstatt den Brennstoff wie bei der Dampfmaschine außerhalb zu verbrennen und danach die Wärme in den Zylinder zu leiten, entsteht sie beim Gasmotor durch die Verbrennung im Inneren. Der Antrieb wirkt beim Lenoirschen Motor im Unterschied zum Flugkolbenmotor von Nikolaus Otto und Eugen Langen direkt auf die Kurbelwelle. Lenoirs Motor arbeitet als Zweitakter ohne Verdichtung; eine Broschüre des Musée des Arts et Métiers bezeichnet ihn als „Eintakter mit zwei Halbtakten“, wobei Einlass und Verbrennung den ersten und der Ausstoß den zweiten Halbtakt bilden.Musée des Arts et Métiers: Carnet LenoirFrankenberg / Matteucci nennen den Motor einen Dreitakter (Ansaugen – Verbrennen – Ausstoßen); der Verdichtungstakt entfällt (S. 15).

Ein Zündgemisch aus Leuchtgas und Luft treibt den auf einem Patent von Robert Street beruhenden Kolben an, und dieser wiederum das Schwungrad. Es wird mit einem Flachschieber abwechselnd auf jede Seite des Kolbens geleitet, sodass dieser analog dem Gasmotor von Philippe Lebon (1767–1804) in beide Richtungen arbeitet (doppeltwirkend). Dabei wird durch die Bewegung des Kolbens gleichzeitig das im vorhergehenden Takt verbrannte Gas auf der anderen Seite ausgestoßen. Der Schieber wird über ein Exzenter von der Kurbelwelle angetrieben.Nach Frankenberg / Matteucci laufen zwei Kolben im Zylinder (S. 15).

Das von Lenoir erdachte Zündsystem, von ihm inflammateur genannt, besteht aus zwei der von Robert Wilhelm Bunsen entwickelten galvanischen Elemente, die Niederspannung an einen Rühmkorffschen Induktionsapparat (Induktionsspule) weitergeben. Die von Lenoir entwickelte Zündkerze basiert auf einem von Isaac de Rivaz (1752–1828) entdeckten Prinzip. Sie besteht aus einem Mantelbolzen aus Kupfer, der einen Stift aus Porzellan mit dem Zünddraht enthält. Auch den Zündverteiler dazu konstruierte Lenoir selbst.

Wie auch bei Dampfmaschinen üblich, verwendete Lenoir einen Fliehkraftregler mit Kugeln, um einen gleichmäßigen Lauf zu erreichen. Der Prototyp drehte mit 130/min, die Serienversion mit etwa 100/min. Ein solcher Motor wog etwa 100 kg und hatte einen Hubraum von etwa 2,5 Litern. Lenoir berechnete einen Verbrauch von 500 Litern Gas pro PS und Stunde, tatsächlich liegt er bei über 3000 Litern pro PS und Stunde.Max Ensslin: Die heutigen Gas- und Erdölmotoren und ihre Bedeutung für die Industrie. In: Polytechnisches Journal, 1900, Band 315 (S. 234–239). Online, abgerufen am 29. Januar 2020. Zu Lenoirs Innovationen gehören das Ventil im Zylinderkopf, der Kipphebel und das Zündsystem.

Im November 1859 meldete Lenoir den Motor zum Patent an. Zur feierlichen Unterzeichnung des Dokuments am 23. Januar 1860 mit Demonstration waren etwa 20 Personen eingeladen. Das für eine Gültigkeit von 15 Jahren ausgestellte Patent umfasst einen „Luftausdehnungsmotor durch Verbrennung von Gas“« un moteur à air dilaté par la combustion des gaz », datiert vom 24. Januar 1860, und trägt die Nummer 43624.Noch eine Besonderheit bei Frankenberg / Matteucci: Sie nennen (wohl irrtümlich) den 24. Juni 1860; dieses Datum wird von keiner anderen Quelle bestätigt (S. 15).

Schwächen Der Lenoir-Motor hatte einige grundlegende Nachteile: Physikalisch bedingt ist der maximale Wirkungsgrad von atmosphärischen Motoren grundsätzlich niedrig; konkrete Angaben sprechen von 3 bis 5 Prozent. Ein modernes Auto mit Benzinmotor erreicht 30 Prozent. Infolgedessen verbrauchte der Motor auch sehr viel Treibstoff. Da der Kolben beidseitig Explosionen ausgesetzt war, entwickelten sich sehr hohe Betriebstemperaturen. Mit den damaligen Werkstoffen und der möglichen Fertigungspräzision bestand schnell die Gefahr eines Kolbenklemmers. Dementsprechend benötigte der Motor viel Schmieröl sowie eine sehr leistungsfähige Wasserkühlung.

Produktion Einige Motoren entstanden zunächst bei Marinoni. Bereits 1859 suchte Lenoir Kapitalgeber. Mit dem Investor Gautier wurde die Société des Moteurs Lenoir mit Sitz am Boulevard de Sebastopol 101 gegründet. Kapitalisiert war die Gesellschaft mit zwei Millionen Francs. Die Produktionsstätte lag wie Marinonis Fabrik an der Rue de la Roquette; es ist unklar, ob sie im selben Gebäude untergebracht war.

Die erste Serienmaschine mit einer Leistung von 4 PS nach damaliger Berechnungsmethode wurde im Mai 1860 werbewirksam an den Drehermeister Levêque an der Rue Rousselet 35 im 7. Arrondissement ausgeliefert. In den folgenden Monaten verließen 380 Motoren mit 1 bis 4 PS das WerkGemäß wertpapiergeschichte.com 330 Exemplare innert fünf Jahren; bis 1864 liefen allein in Paris 130 Lenoir-Motoren. Der Motor wurde sehr wohlwollend aufgenommen. So erhielt er an der Weltausstellung 1862 in London eine Auszeichnung.

Ein Standard-Motor kostete zwischen 1100 und 2800 Franc. Es gab ihn mit ½, 1, 2 oder 3 PS und auf Sonderbestellung als Zweizylinder mit 4 PS.

Vorteilen wie der einfachen Installation, der sofortigen Einsatzfähigkeit ohne Vorheizen, der Zuverlässigkeit und der Laufruhe standen Nachteile gegenüber; so gab es anfangs keine Motoren mit mehr als 4 PS Leistung, und Kaufpreis wie Unterhaltskosten waren hoch. Verwendung fanden sie oft in Handwerks- und kleinen Familienbetrieben wie Kleidermanufakturen, in mechanischen Werkstätten oder in Druckereien.

Unter Lizenz wurden Lenoir-Motoren in Deutschland, Großbritannien und den USA hergestellt.

Boote 1861 brachte Lenoir einen 2-PS-Motor versuchsweise in einem Boot unter. Da Gas noch nicht mitgeführt werden konnte, musste er eine andere Treibstoffversorgung finden. Anstelle von Leuchtgas verwendete er Petroleum. Dies wiederum machte eine Vorrichtung zur Gemischaufbereitung, also eine frühe Form des Vergasers, erforderlich.

1865 baute Lenoir für den Herausgeber der Zeitschrift Le Monde Illustré, Dalloz, einen 6-PS-Motor in ein zwölf Meter langes Boot. Der Besitzer nutzte es für Vergnügungsfahrten auf der Seine.

Hippomobile

mini|Lenoir Hippomobile (Schnittzeichnung) Eine Version des Motors mit 1½ PS, der ebenfalls unabhängig von der stationären Gasversorgung funktionierte, baute er 1863 in einen dreirädrigen, Hippomobile genannten Wagen ein. Hier verwendete er einen Treibstoff auf Terpentin-Basis. Die Karosserie bestand aus einem hochliegenden quaderförmigen Aufbau. Darunter gab es ein Holzabteil mit der Antriebstechnik.

Mit diesem Fahrzeug fuhr er die 18 km lange Strecke von seiner Werkstatt nach Joinville-le-Pont und zurück in etwa drei Stunden. Das ergab einen Durchschnitt von 6 km/h inklusive Pausen. Die Information über die Fahrt stammt von Lenoir selbst, gilt aber als gesichert. Akten, die beim Automobile Club de France liegen, belegen die Fahrt sowie ein Patent von 1864.Lengerke: Automobil-Rennen und Wettbewerbe (1894–1907), Faksimile eines Werks von 1908, S. 8. Das Fahrzeug wurde kein Erfolg wegen des hohen Gewichtes und des mit nur 100/min drehenden Motors.