Frederick Lanchester – der Erfinder, den England vergaß

Es gibt eine kurze Liste von Dingen an einem modernen Auto, die man nicht mehr wegdenken kann. Die Scheibenbremse gehört dazu. Das Gaspedal auch. Der Schwingungsdämpfer an der Kurbelwelle, ohne den ein Vierzylinder sich selbst zerlegen würde, ebenfalls. Und die Ausgleichswellen, mit denen jeder größere Vierzylinder heute läuft.

Diese vier Dinge stammen von einem einzigen Mann.

Derselbe Mann hat nebenbei erklärt, warum ein Flügel überhaupt trägt, und hat im Ersten Weltkrieg eine mathematische Theorie darüber aufgeschrieben, wie Schlachten ausgehen. Er starb 1946 so arm, dass er sich kein Auto mehr halten konnte.

Er hieß Frederick William Lanchester.

Der Mann, der die falsche Nationalität hatte

Ein kurzer Hinweis vorweg, weil er erklärt, warum dieser Name auf einem deutschen Autoblog selten fällt.

Die Automobilgeschichte, wie sie bei uns erzählt wird, ist eine deutsch-französische Angelegenheit mit italienischem Einschlag. Benz, Daimler, Maybach, Bugatti, Ferrari. Britische Ingenieure kommen darin vor, wenn sie Rennwagen bauten.

Lanchester baute keine Rennwagen. Er baute – ab 1895, im Alleingang, in einer Werkstatt in Birmingham – ein Automobil, das mit dem, was auf dem Kontinent entstand, konstruktiv fast nichts zu tun hatte. Er hat nicht Kutschen motorisiert. Er hat von Null angefangen.

Lewisham, Southampton, South Kensington

Frederick William Lanchester wurde am 23. Oktober 1868 in Lewisham bei London geboren. Er besuchte ab 1883 das Hartley Institute in Southampton und gewann 1885 ein nationales Stipendium für die Normal School of Science in South Kensington.

Von 1889 bis 1892 arbeitete er bei der Forward Gas Engine Company in Birmingham, wo er unter anderem eine automatische Startvorrichtung für Gasmotoren entwickelte. 1889 sah er auf der Pariser Weltausstellung seinen ersten Benz.

Sein erstes Patent hatte er da schon – 1888, auf ein Zeichengerät namens Isometrograph. Bis zu seinem Tod sollten Hunderte folgen.

1895: Ein Auto ohne Vorbild

1895 baute Lanchester eines der ersten britischen Automobile mit Benzinmotor – zunächst ein Einzylinder mit 5 PS. Der erste vollständige Wagen wurde 1896 erprobt und funktionierte nicht gut genug.

Also baute er einen zweiten, und der hatte einen Motor, den man beschreiben muss, um zu verstehen, wie dieser Mann dachte: einen luftgekühlten Zweizylinder mit acht PS und zwei gegenläufig drehenden Kurbelwellen.

Zwei Kurbelwellen, die sich gegeneinander drehen, heben ihre Massenkräfte gegenseitig auf. Der Motor lief dadurch so ruhig, dass es Zeitgenossen auffiel. Lanchester hat also nicht die Vibration gedämpft, sondern dafür gesorgt, dass sie gar nicht erst entsteht.

Die Lanchester Engine Company gründete er 1899 mit seinen Brüdern Frank und George in Birmingham. Ihre Wagen hatten Schneckenantrieb statt Kette, ein Planetengetriebe Jahre vor allen anderen, Auslegerfedern, Keilwellen statt Passfedern und abnehmbare Drahtspeichenräder.

1904 brach die Firma zusammen – nicht an der Technik, sondern an der Geschäftsführung. Das ist ein Satz, der über Lanchesters Leben mehrfach geschrieben werden muss.

1902: Die Scheibenbremse, fünfzig Jahre zu früh

Und jetzt zu dem Patent, wegen dem er hier steht.

1902 ließ Lanchester in Großbritannien die Scheibenbremse für das Automobil patentieren. Das Prinzip ist das, was heute an jedem Rad Ihres Autos sitzt: eine mitdrehende Scheibe, die von zwei Seiten geklemmt wird.

Warum hat sich das dann nicht durchgesetzt?

An zwei sehr praktischen Problemen. Erstens waren die Reibklötze aus Kupfer und quietschten erbärmlich. Zweitens – und das war der Killer – waren die Straßen um 1902 staubig, und eine offen laufende Scheibe holt sich diesen Staub direkt in die Reibfläche. Die Beläge verschlissen rasend schnell.

Die Trommelbremse dagegen ist gekapselt, billiger herzustellen und einfacher. Sie gewann, und sie blieb bis Mitte der fünfziger Jahre Standard.

Was Lanchesters Idee rettete, war ausgerechnet die Luftfahrt. Nach dem Zweiten Weltkrieg übertrug Dunlop die im Flugzeugbau entwickelte Scheibenbremstechnik auf Fahrzeuge. 1953 fuhr ein Jaguar C-Type mit Dunlop-Scheibenbremsen bei der Mille Miglia – und plötzlich war klar, was der eigentliche Vorteil ist: Sie werden nicht müde. Eine Trommel baut die Hitze schlecht ab und lässt in der Bremswirkung nach; eine offene Scheibe kühlt.

1955 folgte der Citroën DS, 1956 war der Triumph TR3 das erste britische Serienauto mit Scheibenbremsen vorn ab Werk.

Von der Patenterteilung bis zur Serie vergingen vierundfünfzig Jahre. Lanchester hat das nicht mehr erlebt – er starb zehn Jahre vor dem TR3.

Nebenbei: Wenn Sie den Artikel über Bremsflüssigkeit gelesen haben, kennen Sie die Fortsetzung dieser Geschichte. Die Scheibe kühlt besser – aber sie leitet die Hitze auch direkter in den Sattel und damit in die Flüssigkeit.

Was er sonst noch nebenbei erfunden hat

Die Liste ist lang genug, dass man sie sortieren muss.

1. Ausgleichswellen, 1904. Zwei gegenläufige Wellen, die die freien Massenkräfte zweiter Ordnung eines Vierzylinders aufheben. Heute steckt das in praktisch jedem größeren Vierzylinder – auch der Fünfzylinder greift darauf zurück.
2. Drehschwingungsdämpfer, 1907. Eine Kurbelwelle ist keine starre Stange, sie verdrillt sich bei jeder Zündung und schwingt zurück. Bei der falschen Drehzahl schaukelt sich das auf, bis die Welle bricht. Lanchesters Dämpfer sitzt heute vorn an jeder Kurbelwelle.
3. Das Gaspedal. Klingt trivial, war es nicht: Vor ihm regelte man die Leistung mit Handhebeln am Lenkrad.
4. Planetengetriebe, Schneckenantrieb, Keilwellen, Auslegerfedern, abnehmbare Drahtspeichenräder.
5. Ein Dochtvergaser, patentiert 1905, der in Veteranenfahrzeugen bis heute läuft.

Wer aufmerksam liest, erkennt ein Muster: Fast alles davon dreht sich um Schwingungen – wie man sie vermeidet, ausgleicht oder wegdämpft. Lanchester hat das Automobil nicht als Antrieb verstanden, sondern als schwingungsfähiges System.

Und dann erklärte er noch, warum Flugzeuge fliegen

Ab 1892 arbeitete Lanchester an der Frage, wie ein Flügel Auftrieb erzeugt. Was er entwickelte, ist die Zirkulationstheorie – die Grundlage der modernen Tragflächentheorie. In Aerial Flight (1907/08) beschrieb er die Wirbel hinter einem Flügel und definierte Auftrieb und Widerstand.

In Großbritannien wurde er dafür zunächst nicht ernst genommen. Erst Ludwig Prandtl in Göttingen goss seine Gedanken in die Mathematik, die daraus eine anerkannte Theorie machte. Bis heute spricht man von der Prandtl-Lanchester-Theorie – in dieser Reihenfolge.

1916 veröffentlichte er Aircraft in Warfare mit den Lanchesterschen Gesetzen: Differentialgleichungen, die beschreiben, wie sich zahlenmäßige Überlegenheit bei modernen Fernwaffen überproportional auswirkt. Daraus wurde später ein Grundstein des Operations Research.

Ein Mann, der die Scheibenbremse, die Tragflächentheorie und die Gefechtsmathematik erfindet, ist keine normale Biografie.

Das Ende

Ab 1909 arbeitete Lanchester als Berater für Daimler in Coventry und entwarf im Ersten Weltkrieg unter anderem Zylinderköpfe für Panzermotoren. Sein KPL-Bus mit zwei Vierzylindermotoren und Generator war ein früher Hybrid – die Produktion scheiterte an einem Patentstreit.

1931 kaufte BSA die Firma und verlagerte sie nach Coventry. Die Nachkriegs-Lanchester verkauften sich schlecht.

Er bekam durchaus Anerkennung: die James-Watt-Medaille, die Mitgliedschaft in der Royal Society. 1958 wurde in Coventry das Lanchester College of Technology gegründet, 2000 die Lanchester Library. In Birmingham steht ein Denkmal an der Stelle seiner Werkstatt von 1895.

Er starb am 8. März 1946 im Alter von 77 Jahren – in finanzieller Not, und laut den Darstellungen über ihn nicht mehr in der Lage, sich ein eigenes Auto zu leisten.

Der Mann, der die Scheibenbremse erfunden hat, konnte am Ende keine mehr kaufen.

Warum ihn niemand kennt

Die Erklärung liegt in derselben Zahl wie bei so vielen auf dieser Seite: im Abstand zwischen Idee und Serie.

Vierundfünfzig Jahre bei der Scheibenbremse. Wer eine Sache so früh richtig macht, dass die Materialien noch nicht existieren, um sie zu bauen, wird nicht als Erfinder erinnert, sondern als Fußnote in der Patentschrift dessen, der sie später fertigbekommt.

Dazu kommt: Seine Firma ging pleite, seine Erfindungen sind unsichtbar, und die berühmteste von ihnen trägt in der Fachliteratur nicht seinen Namen, sondern den eines Göttinger Professors.

Wenn Sie das nächste Mal bergab bremsen und die Bremse beim vierten Mal noch genauso zupackt wie beim ersten: Das ist eine Idee aus dem Jahr 1902.

Ein Leben in neun Stationen

1. 1868Frederick William Lanchester wird am 23. Oktober in Lewisham geboren.
2. 1889Eintritt bei der Forward Gas Engine Company in Birmingham; auf der Pariser Weltausstellung sieht er seinen ersten Benz.
3. 1895Er baut eines der ersten britischen Benzinautomobile; der zweite Wagen bekommt einen Zweizylinder mit zwei gegenläufigen Kurbelwellen.
4. 1899Gründung der Lanchester Engine Company mit seinen Brüdern.
5. 1902Patent auf die Scheibenbremse für das Automobil.
6. 1904Patent auf die Ausgleichswellen; im selben Jahr bricht seine Firma zusammen.
7. 1907Der Drehschwingungsdämpfer; zugleich erscheint Aerial Flight mit der Zirkulationstheorie.
8. 1916Aircraft in Warfare mit den Lanchesterschen Gesetzen.
9. 1946Er stirbt am 8. März, 77 Jahre alt, in finanzieller Not. Zehn Jahre später kommt die Scheibenbremse in Serie.

Weiterlesen

Was aus seiner Scheibenbremse für den Alltag folgt: Bremsflüssigkeit und ihr Verfallsdatum. Über den Mann, der die Sicherheitskonstruktion umdrehte: Béla Barényi. Und über einen anderen früh Vergessenen: Edmund Rumpler.

Quellen

1. Grace’s Guide: Frederick William Lanchester – Lebensdaten, Ausbildung, Forward Gas Engine Company 1889–1892, das erste Automobil 1895, Gründung der Lanchester Engine Co 1899, die Aufzählung seiner Erfindungen einschließlich Ausgleichswellen 1904 und Schwingungsdämpfer 1907, Aerial Flight 1907/08, Aircraft in Warfare 1916, Beratertätigkeit für Daimler ab 1909, Ehrungen.
2. AROnline: The Great Motor Men – Frederick Lanchester – erstes Patent 1888, der Zweizylinder mit gegenläufigen Kurbelwellen, Planetengetriebe, Keilwellen und Auslegerfedern, der Dochtvergaser von 1905, der Zusammenbruch der Firma 1904 aus Managementgründen, die Zirkulationstheorie ab 1892 und Prandtls spätere mathematische Fassung, der KPL-Bus, BSA 1931, sein Tod 1946 in finanzieller Not.
3. Classics World: The history of the disc brake – Lanchesters Patent von 1902, die Kupferbeläge und ihr Verschleiß auf staubigen Straßen, die Dominanz der Trommelbremse bis Mitte der fünfziger Jahre, Dunlops Übertragung der Flugzeugtechnik, der Jaguar C-Type 1953, Citroën DS 1955 und Triumph TR3 1956 als erstes britisches Serienauto mit Scheibenbremsen vorn.