Dampfwagen

Begriff, Funktionsweise und Bedeutung

Ein Dampfkraftwagen, kurz Dampfwagen oder Dampfautomobil, ist ein Kraftwagen, der durch eine Dampfmaschine, einen Dampfmotor oder eine Dampfturbine angetrieben wird. Ein Dampferzeuger, meist ein Dampfkessel, erhitzt Wasser. Der entstehende Dampf treibt den Motor an. Dabei handelt es sich um eine Wärmekraftmaschine mit äußerer Verbrennung: Der Brennstoff wird außerhalb des Motors verbrannt, anders als beim Verbrennungsmotor. Verwendet werden konnten unter anderem Brennholz, Kohle, Koks, Teeröl, Kerosin oder Heizöl.

Dampfwagen waren die ersten Kraftwagen überhaupt und von etwa 1890 bis 1920 eine ernsthafte Konkurrenz zu Elektro- und Benzinautos. Zum Thema gehören Personenwagen, Omnibusse und Lastkraftwagen mit Dampfantrieb. Davon abzugrenzen sind Dampfzugmaschinen, Dampftraktoren, Dampfwalzen und andere Baumaschinen. Lokomobile sind meist nicht selbstfahrende Dampfmaschinen auf einem Fahrgestell, die zu wechselnden Einsatzorten geschleppt werden.

Zu den Vorteilen der Dampfwagen gehörten gute Beschleunigung, hohe Leistung, Zuverlässigkeit und der Verzicht auf ein damals schwer zu bedienendes Getriebe sowie eine verschleißanfällige Kupplung. Wasser war vielerorts verfügbar, und der Brenner konnte mit unterschiedlichen Brennstoffen arbeiten. Nachteile waren der hohe Wasser- und Brennstoffbedarf, das große Gewicht, hohe Herstellungskosten, mehrere notwendige Bedienungsschritte und die Wartezeit bis zum Aufbau des Betriebsdrucks. Bei älteren Fahrzeugen konnte das Vorheizen bis zu einer halben Stunde dauern.

Von den ersten Versuchen zum öffentlichen Verkehr

Im 17. Jahrhundert baute Ferdinand Verbiest in China erstmals ein betriebsfähiges Modell eines Dampfwagens. Seine Maschine arbeitete nach dem Prinzip des Heronsballs und noch nicht mit einem Kolben.

1769 stellte Nicholas Cugnot in Paris den Fardier vor, eine Artilleriezugmaschine mit einer modernen Kolbendampfmaschine. Das Fahrzeug gilt als früher europäischer Dampfwagen. Bei einer Vorführung durchbrach es eine Kasernenmauer, weil keine Bremsen eingebaut waren. Das Original befindet sich seit 1800 im Pariser Musée des arts et métiers.

Richard Trevithick baute 1797 ein erstes Modell und 1801 die Straßenlokomotive Puffing Devil. Sie transportierte Passagiere mit 8 km/h auch über Steigungen. Sein London Steam Carriage von 1803 war im Prinzip eine Postkutsche mit Dampfmaschine und der erste gewerbliche Dampfwagen. Weil sein Betrieb deutlich teurer als der einer Pferdekutsche war, setzte er sich nicht durch.

Anfang des 19. Jahrhunderts versuchten Konstrukteure, mangelnde Bodenhaftung zu überwinden. William Bruntons patentierter mechanical traveller von 1811 bewegte sich mit einem stelzenartigen Gestänge, blieb aber ein Prototyp; bei einer Kesselexplosion starben mehrere Zuschauer. David Gordon und Goldsworthy Gurney verwendeten später absenkbare Schubstangen, um ihre Fahrzeuge besonders an Steigungen anzutreiben.

Gurney konstruierte 1826 einen Dampfomnibus. Walter Hancock baute ab 1827 solche Fahrzeuge und betrieb damit bis in die 1830er-Jahre Linienverkehr. 1829 fuhr ein achtsitziger Wagen zwischen Fulham und Brompton mit 12 mph, also knapp 20 km/h. Hancocks Enterprise war das erste eigens für den öffentlichen Verkehr gebaute Motorfahrzeug; 1836 waren bereits 700 Fahrten durchgeführt worden. Charles Dance betrieb vom 21. Februar bis 22. Juni 1831 zwischen Cheltenham und Gloucester einen regelmäßigen Verkehr mit Personenanhängern. In dieser Zeit wurden mehr als 4000 Passagiere über insgesamt 3640 Meilen befördert.

Technische Fortschritte und europäische Pioniere

Frühe Konstrukteure lösten wichtige Probleme der Fahrzeugtechnik. William Henry James patentierte 1825 je eine Dampfmaschine pro Hinterrad und umging damit ein Differential, das bei Kurven unterschiedliche Raddrehzahlen ermöglicht. Die Achsschenkellenkung, bei der die gelenkten Räder passend zur Kurve unterschiedliche Winkel einnehmen, war von Erasmus Darwin entwickelt und später mehrfach neu erfunden worden. Als Ackermann- oder A-Steuerung wurde sie zu einer grundlegenden Fahrzeugtechnik.

In Großbritannien bremsten Unfälle, Achsbrüche und Dampfrohrexplosionen die Entwicklung. Hinzu kamen hohe Straßenzölle, Widerstand von Fuhrhaltern und Landadel sowie der Red Flag Act von 1865, der das freie Fahren beschränkte. Nach der Zerstörung von Hancocks Infant durch eine Kesselexplosion infolge eines Bedienungsfehlers im Jahr 1840 verloren Dampfomnibusse ihre Zulassung. Spätere britische Entwickler wie Robert William Thomson verbesserten jedoch Reifen und Fahreigenschaften. Sein 1867 patentiertes System mit Vollgummireifen vergrößerte auf weichem Boden die Auflagefläche. Ein Dampfwagen von Robert Neville Grenville aus dem Jahr 1875 ist noch fahrbereit.

In Frankreich baute Amédée Bollée 1873 L’Obéissante und fuhr damit 1875 in 18 Stunden von Le Mans nach Paris. Seine La Mancelle von 1878 besaß den Motor vorn unter einer Haube und übertrug die Kraft über Kardanwelle, Stirnräder und Ketten auf die Hinterräder. Mit 50 Exemplaren war sie das erste in Serie gebaute Dampfautomobil. Die stärkere La Marie-Anne hatte 100 PS und konnte 35 Tonnen über eine Steigung von 6 Prozent ziehen.

Henri und Léon Serpollet verkürzten die Startzeit entscheidend: Ihr 1888 patentierter Kessel erhitzte zunächst nur das zum Anfahren erforderliche Wasser und verdampfte den Rest während der Fahrt. 1896 kam eine automatische Dosierung der Petroleumfeuerung hinzu. De Dion, Bouton & Trépardoux entwickelten ab 1884 einen kompakten, sicheren und schnell heizbaren Kessel. Bei der Wettfahrt Paris–Rouen 1894 kam ihr voll besetzter Dampfzug vor zwei Benzinautos ins Ziel, wurde wegen seiner „Unhandlichkeit“ jedoch auf Platz 2 gesetzt.

USA und Wettbewerb der Antriebssysteme

In den USA begann die wirtschaftliche Produktion von Dampfwagen in den 1890er-Jahren. Francis Edgar und Freelan O. Stanley entwickelten um 1897 einen dünnwandigen Kessel, dessen Außenhülle durch ein Netz aus Klavierdraht verstärkt wurde. Die Dampfmaschine wog etwa 23 kg, der Kessel 22 kg. Dadurch wurden leichtere und preisgünstigere Fahrzeuge möglich. 1902 gründeten die Brüder die Stanley Motor Carriage Company. Ab 1905 lag der Kessel bei einer neuen Fahrzeuggeneration im Bug.

Am 23. Januar 1906 erreichte Fred Marriott mit dem von zwei Dampfmaschinen angetriebenen Stanley Rocket auf dem Ormond Beach Racecourse 205,5 km/h. Der absolute Weltrekord hielt nur kurz, der Rekord für dampfbetriebene Automobile aber bis 2009. Marriott fuhr außerdem die schnellste Meile in 28,33 Sekunden. Stanley baute bis 1927 Dampfwagen; laut Unternehmenswerbung explodierte nie ein Stanley-Kessel.

Die White Company produzierte ab 1900 Automobile mit Zweikolben-Dampfmaschinen und Kettenantrieb. Insgesamt entstanden in den nächsten Jahren rund 10.000 dampfgetriebene Automobile. Ein White Steamer Model G gehörte 1909 zu den ersten drei Autos des Weißen Hauses. White stellte 1911 das letzte Dampffahrzeug her.

Bis in die 1910er-Jahre war offen, ob sich Dampf-, Elektro- oder Verbrennungsmotoren durchsetzen würden. Im Jahr 1900 entstanden in den USA etwa 4200 Automobile: 1572 Elektroautos, 1600 Dampfwagen und 1028 Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor oder einem anderen Antrieb. Elektroautos waren leise und leicht zu bedienen, hatten wegen ihrer Akkus aber eine geringe Reichweite. Benzinautos waren vergleichsweise sparsam und zuverlässig, anfangs jedoch laut, geruchsintensiv und durch schlechte Kraftstoffversorgung beeinträchtigt.

Ein um 1910 verbreiteter Kondensator kühlte verbrauchten Dampf wieder zu Wasser, führte ihn in den Kreislauf zurück, erhöhte die Reichweite und senkte den Lärm. Trotzdem setzte sich der Ottomotor durch. Entscheidend waren der elektrische Anlasser, den Charles F. Kettering ab 1909 entwickelte und Cadillac 1912 erstmals in einem Serienwagen verwendete, sowie das wachsende Tankstellennetz. Dazu kamen Genehmigungspflichten für Dampfkessel und die verbreitete Angst vor Explosionen, obwohl das Risiko bei Fahrzeugen nach 1890 kaum noch bestand.

Nutzfahrzeuge und technisch ausgereifte Spätformen

Im Nutzfahrzeugbau und in der Landwirtschaft blieb der Dampfantrieb länger konkurrenzfähig. Britische Firmen wie Sentinel, Richard Garrett & Sons und Foden sowie Škoda-Pilsen in Lizenz bauten in den 1920er-Jahren robuste Dampflastwagen mit niedrigen Betriebskosten. Sie wurden teilweise bis in die 1950er-Jahre eingesetzt. 1951 liefen im englischen Speditionsverkehr noch etwa 100.000 Dampflastwagen.

Als technisch ausgereifteste Dampfautos gelten die Fahrzeuge der Gebrüder Doble. Die von 1923 bis 1931 gebaute Series E benötigte selbst unter 0 °C nur 30 Sekunden zum Vorheizen. Die rund drei Tonnen schweren Luxuswagen beschleunigten in 15 Sekunden von 0 auf 100 km/h. Sie kosteten jedoch etwa 30-mal so viel wie ein Ford T. Nur 45 Fahrzeuge entstanden. Der geplante Produktionsausbau fiel zeitlich mit dem Börsencrash von 1929 zusammen.

Henschel & Sohn schloss 1932 einen Vertrag mit Doble und entwickelte Dampflastwagen und -omnibusse. Die ab 1934 erprobten Busse hatten Motoren mit 110 oder 150 PS; spätere Frontlenker erreichten 110 km/h. Zehn 1934 an die Deutsche Reichsbahn gelieferte Dampflastwagen blieben bis 1942 in Betrieb. Insgesamt baute Henschel dreizehn Dampflastwagen.

Bei De Dietrich wurde 1938 ein Doble-Dampfantrieb in einem Bugatti 50T erprobt. Der Wagen absolvierte in einem Jahr 40.000 Testkilometer und verbrauchte 18 Liter Heizöl pro 100 Kilometer, gegenüber 25 Litern beim benzinbetriebenen Bugatti. Leistung und Gewicht lagen nah beieinander: 150 PS und 560 kg beim Dampfantrieb gegenüber 160 PS und 520 kg beim Benzinmotor. Kriegsschäden und die 1948 kurzfristig stornierte Bestellung von mehr als 60 Triebwagen beendeten das Vorhaben.

Nach dem Zweiten Weltkrieg führten Brennstoffmangel und die Möglichkeit, feste Brennstoffe zu verwenden, zu neuen Versuchen. Die DDR entwickelte 1951 die Straßen-Dampfzugmaschine DW 65, die wegen nicht beherrschbaren Funkenflugs nicht für öffentliche Straßen geeignet war. Der sowjetische Lastwagen NAMI-012 konnte grob zubereitetes Holz verbrennen.

Moderne Versuche und heutige Bedeutung

In der Atomeuphorie der 1950er-Jahre entwarf Ford den nicht verwirklichten Ford Nucleon. Ein kleiner Kernreaktor sollte Wärme für einen Dampfantrieb liefern. Für ein Auto war dies unrealistisch, weil die notwendige Abschirmung gegen Neutronenstrahlung etwa 100 Tonnen Material erfordert hätte. Ford testete außerdem mindestens eine konventionelle Dampfmaschine der Williams Engine Co. in einem Ford Fairlane.

In den späten 1960er-Jahren hoffte man erneut auf sparsame und abgasarme Dampfwagen. Behauptete Erprobungen bei der California Highway Patrol sind nicht belegt; dort wurden nie Dampfwagen eingesetzt. General Motors baute dagegen mindestens zwei Forschungsfahrzeuge: den Chevrolet Chevelle SE-124 von 1969 mit einer 50-bhp-Dampfmaschine, entsprechend 37 kW, und den Pontiac Grand Prix SE-101 mit 160 bhp beziehungsweise 116 kW. Das Pontiac-System war über 200 kg schwerer als ein V8-Motor, hätte selbst bei Serienfertigung das Dreifache gekostet, leistete weniger und hatte Probleme mit Frost, Wasserverbrauch und Korrosion.

2009 wurde der seit 1906 bestehende Dampfauto-Geschwindigkeitsrekord des Stanley Rocket von 205,5 km/h gebrochen. Heute besitzt der Dampfwagen vor allem historische und kulturelle Bedeutung. Er zeigt, dass sich die Entwicklung des Automobils nicht von Anfang an auf den Verbrennungsmotor beschränkte. In der Steampunk-Bewegung werden dampfbetriebene Fahrzeuge als künstlerisch gestaltete Einzelstücke gepflegt; die Gruppe Kinetic Steam Works restauriert seit 2005 unter anderem Dampftraktoren und Lokomotiven und führt sie beispielsweise beim Burning-Man-Festival vor.