Benz Patent-Motorwagen (1885-1886): Automobilu je 125 let

Automobil se spalovacím motorem má v rodném listě datum 29. ledna 1886. Postavil jej německý konstruktér Karl Benz.

Na první vozidlo poháněné výbušným motorem si dělá dodnes nárok několik zemí, prokazatelně na jeho vývoji pracovali nezávisle na sobě dva němečtí průkopníci: Gottlieb Daimler a Karl Benz. Hranice je obtížné definovat, vozy bez koní existovaly pochopitelně mnohem dříve, ke smůle svých konstruktérů byly ale vesměs poháněny parou, výjimek bylo pomálu.

Nutno dodat, že například parovozy Amédée Bolléeho byly konstrukčně dokonalejší. Prvních dvacet let svého vývoje musely automobily se spalovacími motory soupeřit s parními a elektromobily. A druhé dva byly zpočátku úspěšnější. Ještě před koncem 19. století jel Camille Jenatzy se svou Jamais Contente poprvé přes 100 km/h, Léon Serpollet překonal s lehkým parovozem vlastní konstrukce stodvacetikilometrovou rychlost v roce 1902. Nejednalo se snad o automobil?

Příjmení po strojvůdci

Vraťme se však do roku 1844. 25. listopadu se v Mühlburgu u Karlsruhe narodil Karl Friedrich Michael Wailend. Byl nemanželským synem matky Josephiny Vaillant, příjmení syna však rodička poněmčila. O rok později se vdala za strojvůdce Johanna Georga Benze, ten však rok po svatbě zemřel. Dvouletý Karl tak získal své příjmení, které jej tolik proslavilo. Později si nechal úředně změnit své jméno znovu, písmeno K nahradilo C a z Karla se tedy stal Carl.

Benz v mládí pracoval jako mechanik a během zaměstnání studoval. V roce 1871 založil se společníkem svou první firmu s materiály pro stavbu strojů a zařízení. 20. června 1872 se konala svatba Karla Benze a Cäcilie-Berthy Ringer. Benz si o ní poznamenal na sklonku svého života velmi vzletná slova: Po můj bok se postavila idealistka, která věděla, co chce, a to znamenalo přechod z mého malého a úzkého horizontu na horizont velký, široký a jasný. S ní vše, co až dosud bylo pouhým snem, dostalo okamžitě křídla a stalo se skutečností..

Silvestr 1879

Karl bedlivě sledoval všechno, co se v technice tehdy událo nového. Zajímaly ho především motory takže mu neunikly pokusy Nikolause Augusta Otta. Byla to velká sláva, když se mu roku 1876 rozběhl první improvizovaný čtyřdobý agregát. Ottův úspěch povzbudil i Benze a sám od konce 70. let 19. století experimentoval s dvoudobým agregátem.

V červnu 1877 Karl Benz oslavil páté výročí svého sňatku s Berthou. Tři dny po rodinné oslavě přišla exekuce na jeho majetek. Krach na vídeňské burze měl následky v Německu. Manželům Benzovým zůstal kromě jiného hypotékou zatížený pozemek a pár kousků nejjednoduššího nářadí. Vynálezce však denně do noci rýsoval projekt svého motoru a Bertha mu dodávala potřebnou psychickou podporu. Na Silvestra 1879 utratili poslední peníze za palivo, ale motor stále trucoval. Karl Benz ve svých pamětech přesně zaznamenal tehdejší slova své ženy, která mu po večeři řekla:
Pojď ještě jednou do dílny zkusit štěstí. Něco mi říká, že tam musíme jít… Neměla bych klidu. Učinili tak a po několika otočeních těžkého setrvačníku se stal zázrak: stroj se konečně rozběhl!

Rodí se tříkolka

Benz v dobré víře, že konečně vynalezl stacionární dvoudobý plynový motor, přihlásil jej v roce 1881 v Berlíně k patentování. Jeho přihlášku však zamítli, protože ochranu už měli jiní vynálezci. Konstruktér s pětičlennou rodinou nemohl pro nedostatek prostředků ve vývoji pokračovat a podařilo se mu alespoň patentově chránit několik dílčích řešení svého vynálezu. V roce 1883 přece jen našel společníky, získal potřebné finance a tak mohl v přerušené práci pokračovat. Dalším krokem nově založené firmy Benz & Cie., Rheinische Gasmotorenfabrik se sídlem v Mannheimu bylo zahájení produkce a prodeje benzinových stacionárních motorů.

Benz Patent-Motorwagen

Konstruktér se tak mohl věnovat realizaci svého snu: prakticky využitelného motorového silničního vozidla. Svůj původní agregát tedy přepracoval na čtyřdobý, musel však trpělivě čekat, až mu zrušení jiných patentů dovolí jej použít k pohonu jednoduchého automobilu místo původního dvoutaktu.

Již od začátku měl jasno o koncepci budoucí tříkolky: motor musí být součástí rámu, kam jej také nakonec dozadu umístil. Úplně tedy zavrhl myšlenku pouze motorizovat kočár jako jeho kolega Gottlieb Daimler, který jej spolu s Wilhelmem Maybachem postavil v roce 1886. Daimlerova představa spočívala pouze v montáži jeho (či spíše Maybachova) rychloběžného spalovacího motoru do jakéhokoli myslitelného vozidla.

Poruchy a havárie

V říjnu roku 1885 stál hotový tricykl na dvoře továrny. Bylo to dva měsíce poté, co Daimler si dal patentovat první motocykl a o měsíc dříve, než tato motorová dvoukolka vyjela na silnici.
Benz se snažil svůj vůz co nejdéle utajit, tudíž první zkušební jízdy podnikl v soukromí. Několikrát skončily po nárazu do zdi dílny. První jízda po běžných silnicích se odehrála v noci a trvala jen několik minut – automobil se porouchal po ujetí pouhé stovky metrů.

Ovšem, ujeté vzdálenosti se během testování sice pomalu, ale neustále zvětšovaly. Po několika týdnech absolvoval již trať dlouhou jeden kilometr a dosáhl rychlosti 11 km za hodinu. Později Benz napsal: Bez problémů jsem mohl s vozem dosáhnout rychlosti 16 km/h. Každou zkušební jízdou jsem posiloval svou důvěru v něj, ale takřka při každém výletě mimo továrnu se motor z nejrůznějších důvodů zastavil. Na druhou stranu, každá cesta mi dodala nové nápady na zdokonalení vozidla, takže jsem v lednu 1886 mohl požádat o patent.

Patent

Benz tak učinil přesně 29. ledna 1886 a císařský patent na motorové vozidlo číslo 37435 mu byl okamžitě vystaven. Tento certifikát se tak stal „rodným listem“ moderního automobilu. Ve Francii si vynálezce zažádal o právní ochranu o necelé dva měsíce později, 25. března 1886.

Patent byl udělen na vozidlo poháněné plynovým motorem. V prvním odstavci bylo uvedeno: Konstrukce, týkající se cílů provozu převážně lehkých vozidel a malých lodí, které jsou určeny k převážení jednoho až čtyř cestujících. Výkon je vytvářen pomocí malého plynového motoru bez ohledu na jeho provedení. Motor je napájen plynem, který je získáván z rozpouštědel na bázi petroleje případně jiných podobných substancí, a to pomocí zařízení, převáženého přímo na vozidle. Válec motoru je udržován při stálé teplotě díky vypařování vody. Od patentní listiny je odvozeno označení, pro tento vůz používané: Patent-Motorwagen, tj. patentovaný motorový vůz. Někdy bývá automobil označován také Dreirad (něm. tříkolka) nebo Modell 1).

Pravěk začíná

Pravěk automobilu průkazně začal právě Benzovou tříkolkou, na první oficiální předváděcí jízdu vyjela ale až 3. července 1886. Veřejná prezentace se konala na mannheimské Ringstrasse. Benzův vůz tím vstoupil do dějin jako první skutečný a úspěšný automobil světa s benzinovým motorem. Jeho zkouška dopadla uspokojivě. Ani volba tříkolové koncepce (Benz dobře věděl, že umístit do roviny tři kola je daleko snažší než čtyři) ale neřešila ostatní konstrukční problémy, které se vyskytly.

Lehké rychloběžné srdce

Srdcem lehké tříkolky byl na svou dobu poměrně malý a rychloběžný čtyřdobý jednoválcový spalovací motor o objemu 954 cm3. Byl umístěn pod sedadlem nad tuhou zadní nápravou odpruženou eliptickými pery a přes jednostupňovou převodovku a diferenciál poháněl zadní kola. Měl již některé z hlavních konstrukčních rysů spalovacích motorů, jež vydržely do současnosti: klikovou skříň s vyvažovacím hřídelem, vysokonapěťové elektrické zapalování a kapalinové chlazení.

Benz Patent-Motorwagen

Podle Benzových měření měl dvouventilový motor s nizoučkým kompresním poměrem 2,7:1 výkon dvě třetiny koňské síly (0,49 kW) při 250 otáčkách za minutu. Při pozdějším měření na Technické univerzitě ve Stuttgartu byl zaznamenán údaj 0,9 k (tedy 0,66 kW) při 400 otáčkách. S výkonem motoru a otáčkami byl Benz naprosto spokojen, oproti jeho plynovým motorům byly totiž zhruba dvojnásobné. Údaj o třech koních při 300 otáčkách, který lze vyčíst z některé odborné literatury, je samozřejmě holým nesmyslem, stejně jako zprávy o dosažení až dvacetikilometrové rychlosti.

Další cennou vlastností spojenou s pohonnou jednotkou byla její hmotnost, která činila zhruba 100 kg a byla tedy hluboko pod normou té doby. Pozoruhodné byly i válec s otevřenou klikovou skříní, sací ventil ovládaný výstředníkovým táhlem, výfukový ventil ovládaný klikovým hřídelem a mazání kapacími maznicemi. Benz také zkonstruoval velký setrvačník, který umístil vodorovně do rámu, neboť se obával, že jeho svislá poloha by mohla mít negativní vliv na řízení a ovladatelnost vozidla v ostrých zatáčkách.

Vlastní karburátor

Pro přípravu směsi vyvinul Benz vlastní karburátor, který zároveň sloužil jako rezerva na 1,5 litru benzínu. Přesné složení směsi benzínu a vzduchu bylo řízeno válcovým šoupátkem v sací trubici, kterým se zároveň snižoval či zvyšoval výkon motoru. Ovládání šoupátka bylo ve snadném dosahu řidiče pod jeho sedadlem.

Benz provedl několik neúspěšných pokusů se zapalováním, než nalezl řešení, které přizpůsobil malému výkonu tehdejších baterií. Aby dosáhl většího elektrického napětí, použil Ruhmkorffovu indukční cívku. Zapalovací svíčka byla pak jeho vlastním výtvorem. Pozdější výzkumy potvrdily domněnku, že materiál, který použil k výrobě elektrod, byl takřka identický s tím, který se používal u sériově vyráběných svíček ve 30. letech 20 století, tedy takřka o padesát let později!

Největším problémem se ukázalo být chlazení spalovacího motoru, protože ten nemohl být připojen, jako tomu bylo u stacionárního agregátu, rovnou na chladící trubici. Benz tedy zvolil jednoduché odpařovací chlazení, které se ukázalo být velice účinné, vzhledem k malému výkonu motoru. Ten se uváděl do pohybu roztočením setrvačníku. Skutečnost, že karburátor se palivem často zanesl a ucpal a vůz nebyl tedy schopen žádné delší jízdy, neumožňovala jeho řízení každému. Důmyslná pohonná jednotka dokázala spolykat více než 10 litrů paliva na stokilometrovou vzdálenost.

Řetězy a řemen

Podvozek s rozvorem 1450 mm byl vyroben z ohýbaných a svařovaných ocelových trubek. Vzhledem k tomu, že vůz měl poháněnou zadní nápravu, aby mohl být v případě potřeby tlačen, Karl Benz stál před dalším problémem, a tím bylo řízení. To, které bylo tehdy obvyklé u kočárů, nebylo možno použít. Proto se konstruktér rozhodl pro tříkolku. Přední kolo bylo zavěšeno v neodpružené vidlici a řízeno ozubenou tyčí, která byla napojená na hřídel. Až v roce 1893 Benz zkonstruoval nový typ řízení se dvěma otočnými čepy, jeden z nejdůležitějších milníků v historii a konstrukci automobilu. I drátová kola se špicemi, opatřená plnými kaučukovými obručemi, byla vlastní výroby, kromě ráfků. Jak bylo tehdy u tříkolek obvyklé, přední menší kolo s průměrem 730 mm bylo vybaveno kuličkovým ložiskem, zadní dvojice velkých (1125 mm) pak cínovými pouzdry.
Zadní kola měla rozchod 1190 mm.

Vozidlo bylo poháněno dvěma řetězy, na každé straně jedním, od předlohového hřídele k zadním kolům. Ta byla připevněna k rámu tuhou nápravou a odpružena eliptickými pery. První automobil na světě neměl převodovku se dvěma a více rychlostmi, ani zpátečku. Místo ní se nacházel na předlohovém hřídeli jediný převod. Předloha byla tvořena pevným řídícím diskem a integrovaným diferenciálem, vedle byl umístěn další nepohyblivý disk. Plochý řemen mezi motorem a předlohovým hřídelem zastával zároveň funkci spojky. Tento řemen se při rozjíždění vozu jednoduše přesunul z pevného na nepohyblivý disk.

Benz Patent-Motorwagen

Rychlost na silnici upravoval řidič řadou zapozdřených ovladačů, umístěných pod sedadlem. Nádržka s chladící kapalinou byla umístěna na motoru. Lehoučký tricykl vážil pouhých 263 kg, na délku měřil 2700, na šířku 1400 a na výšku 1450 mm. Ovládal se pákou, bylo jej možno zabrzdit ručně soustavou dalších menších páček, působících na řemenici předlohového hřídele, nebyl totiž vybaven nožní brzdou. Sedadlo, či spíše dvoumístnou lavici konstruktér odpružil elegantními zaoblenými pery a umístil před motor. Byla čalouněna kůží ve špičkové kvalitě a provedení, které by bez problémů obstálo o půlstoletí později u ušlechtilých roadsterů. Polstrované bylo i opěradlo a další malé opěrky po stranách, které přispívaly k pohodlí cestujících.

S prvním, nebo se třetím?

Většina pramenů uvádí, že s tímto vozem podnikla Benzova manželka Bertha a její dva synové v roce 1888 památnou první dálkovou jízdu v dějinách automobilismu z Mannheimu do Pforzheimu, která měřila 106 km. Informaci potvrzovaly i tiskové zprávy, které vydávala samotná stuttgartská automobilka. V poslední době se oficiálně mluví o tom, že slavnou cestu podnikli až s typem III, který Benzovi přinesl pronikavější úspěch. To bylo ovšem patrno i ze starších kreseb, které jízdu znázorňují a které se objevovaly v knihách už v dávné minulosti.

Mezi první a třetí tříkolkou musela být zákonitě druhá, kterou Karl Benz po mírných úpravách té původní postavil v roce 1887. Byla stále pouze dvoumístná, ale již dokonalejší, měla například zakrytý motor a střechu. Třetí model následoval o rok později a lišil se značně. Výkonnější, rychlejší, dokonalejší a robustnější tricykl mohl převážet více než dva pasažéry, třetí seděl čelem k prvním dvěma. Měl opět vzadu umístěný kapalinou chlazený jednoválec zdvihového objemu 1045 cm3 (vrtání i zdvih byly shodných 110 mm), ze kterého poskytoval 1,1 kW (1,5 k)/500 min-1.

Dva stupně vpřed

O tom, že Bertha se syny použila právě tento vůz, svědčí nejen zmíněná třímístná obsaditelnost, ale i dvoustupňová převodovka. Původní tříkolka byla křehká a pro delší trasy nevhodná, neumožňovala totiž posádce prakticky žádný rozumný dojezd. Zato pětilitrová nádrž Dreiradwagenu III stačila k ujetí přes 50 km na jedno natankování. Větší kola měla průměr 760 mm vpředu, respektive 1260 mm vzadu. Náprava byla vzdálena od řídicího kola 1580 mm, rozchod činil stále 1190 mm.

Tricykl o hmotnosti 360 kg našel také svého majitele, a to dokonce v zahraničí. Koupil jej Francouz Emile Roger. Údajně vznikly do roku 1894 ještě dva další exempláře s různými většími motory (1,66 a 2 l), nejoptimističtější prameny jich celkem uvádějí dokonce 25! Benz se tedy stal prvním výrobcem aut určených k prodeji.

Život paní Berthy

I přes jisté historické nesrovnalosti jízda stojí za připomenutí. Začněme ale ještě dříve: samotným zrozením odvážné ženy. Narodila se 3. května 1849 v rodině truhlářského mistra Karla Friedricha Ringera v Pforzheimu. Otec jejím příchodem nebyl zjevně příliš nadšen. V kalendáři si u tohoto data tužkou poznamenal: Narodila se nám – ó běda – ještě jedna dcera. Pokřtěna byla Cäcilie-Bertha.

Bertha si ještě v mládí si vepsala do deníčku své životní krédo: Ve vše věřit a ve vše doufat, ale také všechno uskutečnit a všechno dokončit! Možná tušila, že otec chtěl mít syna, snažila se mu ho nahradit. Byla žensky něžná, jemná, veselá a bojácná, zároveň však rozhodná, energická a odvážná. Jednoho dne poznala nesmělého, snad až těžkopádného mladíka, který nevěděl, co s rukama a očima. Velmi brzy vycítila, že tento plachý mládenec je houževnatý snílek a mimořádný talent, kterého jeho matka-vdova ze skromné penze dokázala udržet při studiu na polytechnice.

Benz Patent-Motorwagen

Jmenoval se Karl Benz a dívka se ho po smrti jeho matky ujala. Ještě před svatbou si vymohla na otci, aby mohla disponovat svým věnem. Sotva toho dosáhla, zařídila svému manželovi sice skrovnou, ale přece jen vlastní mechanickou dílnu, pomohla mu splatit dluhy a vyplatit společníka Augusta Rittera, který působil těžkosti. Díky jejím penězům byla firma navíc zachráněna před bankrotem a choť mohl samostatně rozhodovat.

Bez vědomí manžela

Paní Berthu ale nenechávalo chladnou, že Benz se přes dílčí vítězství v podobě tříkolky stále nemůže zbavit své přirozené ostýchavosti a nechce své pokusné vozidlo veřejně předvádět častěji. A tak se rozhodla sama. Velmi brzkého pátého srpnového rána roku 1888 tajně bez vědomí svého manžela vytlačila tříkolku z dílny. Spolu se syny, tehdy patnáctiletým Eugenem a čtrnáctiletým Richardem se rozjeli navštívit matku, respektive babičku obou dětí.

Tímto činem vykonali první dálkovou jízdu v historii automobilismu. Jejím záměrem bylo to, aby se o manželově vynálezu dozvědělo i obyvatelstvo mimo Mannheim a také to, že nová tříkolka nebyla vhodná pouze pro krátké jízdy. Cesta vedla z Mannheimu přes Weinheim, Heidelberg, Wiesloch a Darlach do Pforzheimu, kde se Bertha narodila. Pochopitelně, tehdejší silnice vedly jinudy, než dnes, Benzova žena navíc do té doby o ovládání automobilu na rozdíl od svých synů nic nevěděla!

Jehlice, spona a podvazek

Během jízdy se samozřejmě vyskytlo mnoho problémů a poruch, Bertha si však s nimi dokázala poradit a odstranit je. Ucpaný karburátor vyčistila jehlicí z klobouku, či dlouhou a úzkou sponou do vlasů, holé dráty izolovala podvazkem. Do odpařovacícho, tedy ztrátového chlazení bylo také nutno často dolévat vodu. Do větších kopců museli synové vůz tlačit, protože síla motoru nestačila na jejich vyjetí a převodné ústrojí postrádalo v takovýchto situacích více stpuňů. Kůži na pásové brzdě museli kvůli extrémnímu namáhání vyměnit hned několikrát. Vzácné palivo, které během jízdy samozřejmě ubývalo, posádka doplnila u lékárníka ve Wieslochu. První řidička světa přijela se svými syny do Pforzheimu navečer, pokryta prachem, ale bohatší o nově získané zkušenosti.

Z cílového místa poslala manželovi telegram, že jsou v pořádku. Benz se rozčilil a dalším telegramem jí nařídil, aby mu okamžitě poštou poslala zpátky pohonné řetězy, aby už s vozem nemohla pokračovat v jízdě. Bertha tak poslušně učinila. Teprve po pěti dnech se manžel uklidnil a poslal jí zpět náhradní řetězy, aby se mohla vrátit domů. Její výkon se stal mezníkem v dějinách automobilové dopravy. Cestou z Mannheimu do Pforzheimu a zpět ukázala paní Bertha celému světu praktickou použitelnost motorového vozidla. Akce samotná vzbudila zájem přihlížejících i místních novin, to, čemu dnes říkáme marketing, Karl Benz do té doby zkrátka podceňoval. Bez její odvahy a odvahy jejich synů by pozdější vzestup mannheimské firmy Benz & Cie nebyl myslitelný.

První řidičák

Konstruktér se tedy konečně zaměřil na propagaci tříkolky v tisku, začal znovu svůj vůz předvádět i osobně a v mnohem větší míře. Je pravda, že poněkud zanedbával výrobu průmyslových motorů, které zajišťovaly přežití firmy, Ale v tu dobu přesvědčil všechny o svém vizionářství. Po úspěchu na Průmyslové výstavě v Mnichově v roce 1888 dostal v témže roce dokonce od purkmistra v Mannheimu oficiální povolení k jeho užívání, tedy jakýsi první řidičský průkaz.

Počty vzrůstají

Majitelem vozidla byl nejdříve sám vynálezce. Dvacet let po památné jízdě byl patenovaný motorový vůz Benz číslo 1 nalezen zapadlý v původní dílně. Poté byl citlivě zrestaurován a u příležitosti tohoto kulatého výročí darován Německému muzeu v Mnichově. Odtud byl v 70. letech 20. století zapůjčen do firemního muzea Mercedes-Benz ve Stuttgartu a v roce 1992 byl navrácen zpět.

Zajímavý je i vzrůstající počet vyrobených kusů během let: vůz existoval v roce 1973 ve čtyřech exemplářích, během následujících osmadvaceti let do února 2001 vzniklo dalších 10 replik. Na podzim téhož roku tehdejší koncern DaimlerChrysler oznámil že hodlá vyrobit sérii vozů pro sběratele a automobilová muzea. Původní, postavený Karlem Benzem, je však jen jeden.

Vítězství automobilu

Jeho tvůrce svá další vozidla dále zlepšoval a dokonce prodával, takže titul otec automobilu mu patří právem. Nakonec opustil tříkolový podvozek a konstruoval již jen čtyřkolové vozy. Jeho továrna v Mannheimu tedy zahájila úspěšnou produkci kočárů bez koní. V roce 1893 počala vyrábět slavný typ Victoria, který se stal prvním automobilem na našem území. Do Čech jej v témže roce dovezl liberecký průmyslník Theodor von Liebieg, v současnosti je umístěn v hlavní hale Národního technického muzea v Praze. Benz ale dodával motory i jiným výrobcům, mimo jiné rovněž pro první český automobil Präsident z Kopřivnice.

V letech 1895-1899 vzrostla roční produkce firmy Benz ze sta na více než šest stovek vozů. Na konci 19. století se tak nejspíše stala největším výrobcem automobilů na světě. Konzervativní zakladatel však ustrnul ve vývoji a svou společnost opustil. V jeho díle pokračovali jiní a vozy Benz se úspěšně prodávaly – a také vítězily na závodních tratích.

Karl Benz se dožil sloučení s firmou Daimler v roce 1926, zemřel o tři léta později, 4. dubna 1929 ve svém domě v Ladenburgu. Někteří historikové mu přisuzují i to, že z jeho příjmení vznikl název pro pohonnou látku benzin. Manželka Bertha se dožila ještě vyššího věku, z tohoto světa odešla 5. května 1944 na stejném místě jako její muž.

Aleš Sleeper Dragoun