Mr. Free Piston

"In diesem Frühjahr (1924), kam ein französischer Erfinder (Pescara) zu Stodola, auf der Suche nach einem "aufgeweckten jungen Mann", um einige seiner revolutionären Ideen zu einem ultraleichten Triebwerk für einen Hubschrauber zu konstruieren.

Es war ein Glück, dass R. Pescara, der Träumer und wortgewandte Überredungskünstler, Huber den Ingenieur wählte, welcher jung und fähig und frei war von jedwelchen Hemmungen bezüglich Konstruktionsdetails der neuen Freikolbenmaschinen.

Unter seiner Leitung wurden über fünfundzwanzig verschiedenen Grössen und Arten von Freikolbenmaschinen entwickelt, siebzehn wurden gebaut und getestet "-

AMERICAN SOCIETY OF NAVAL ENGINEERS, 1950

Mr. Free Piston Robert Huber
Mr. Free Piston Robert Huber

Dipl. Ing. ETH Robert Huber
Ehemaliger Technischer Direktor des legendären "Bureau Technique Pescara"


Robert Huber war "Mr. Free Piston" während 37 Jahren (1924-1962) und darüber hinaus. Unter seiner Aufsicht wurden nahezu 30 verschiedene Grössen und Arten von Freikolbenmotoren entworfen. 18 Typen (inkl. GM XP-500) wurden gebaut und getestet, Tausende wurden verkauft. 

Robert Huber war war gebürtiger Schweizer und studierte an der Eidg. Technischen Hochschule ETH in Zürich. Er war ein Lieblingsschüler des renommierten Professor Stodola, der grossen Einfluss auf die ETH hatte.

Robert Huber war seiner Zeit weit voraus. Sein umfangreiches technisches Erbe und auch seine Biographie, die er nach seiner Pensionierung schrieb, war dem Autor dieser Homepage eine unschätzbare Hilfe für das Verständnis von Freikolbenmotoren.


First Free Piston Run 1927
First Free Piston Run 1927
1927: Geburt des vierten Motorensystems neben Otto, Diesel und Wankel

Diese historische Aufnahme zeigt den ersten Versuchsmotor AC-2 von Pescara, auf dem Teststand nahe Paris in Meudon-Val-Fleury.
Die hier durchgeführten Versuche von Robert Huber entsprechen den Arbeiten von Rudolf Diesel, Nicolaus Otto und Felix Wankel.

Dieser Motor trägt den Namen seines Erfinders Pescara, nicht den seines Konstrukteurs, des Schweizers Robert Huber.

Robert Huber's Curriculum Vitae
1901 
Robert Huber geboren am 7.07. 14.30 Uhr

1907
Herbst Umzug von Freienstein nach Rorbas

1908-14
Primarschule in Freienstein

1914-16 
Sekundarschule in Freienstein

1916-20
Kantonsschule in Zürich

1920-24
Eidgenössische Technische Hochschule ETH in Zürich, Maschineningenieur

1922 erster flugfähiger Helikopter, gebaut von R. Pescara
1922
Raul Pateras Pescara baut den ersten flugfähigen Helikopter. Damit die Maschine leichter wird, will er an den Blattspitzen Düsen anbringen und die Rotoren mit Druckluft in Drehung bringen. Um einen leichten Kompressor zu erhalten, will er einen Motor ohne Kurbeltrieb bauen und die Druckluft mit einer Hin- und Herbewegung erzeugen. Auf diese Weise erfindet er den Pescara-Freikolbenmotor. Eine erste Maschine AC-1 wird in Paris gebaut, aber nie getestet

Raul Pateras Pescara erhält ein weltweites Patent auf “Auto Compresseurs Pescara" 

1924: Pescara trifft Huber an der ETH Zurich.
AC-2 first running free piston engine
1927 AC-2 welterster Freikolbenmotor

1924-25

ETH Zürich: Juli bis März Assistenz bei Professor Aurel Stodola. Professor Stodola war Hubers Hauptlehrer im Fach Thermische Maschinen. Stodola war als Berater für Pescara tätig. Huber konstruiert den ersten gegenläufigen Freikolbenmotor AC-2 mit Benzinbetrieb. Die Pläne werden nach Paris gesandt. Bau der Maschine

1925-26
Juli - Februar: Imperial College of Science and Technology, London

1926
Ab Sommer: SLM Winterthur
Ab Herbst: Societé Industrielle Pescara in Meudon-Val-Fleury (Büro in Paris). 
Der Prototyp AC-2 wird gegen Ende Jahr fertiggestellt, Versuche ab Dezember

1927 Geburt des Freikolbenmotors
Umzug zu Maison Breguet, Rue Didot, Paris (Hersteller von Flugzeugen). Bau des "AC-3 Maison Breguet" (gleiche Konstruktion wie AC-2, aber Diesel- statt Benzinbetrieb). Motor läuft ab Ende März


AC-4 "Maison Breguet"
1929-31 AC-4 "Maison Breguet" Kompressor
1928
Pescara gründet “Fabrica National de Automobiles” in Barcelona, Konstruktion des “Nacional Pescara

1929
Umzug nach Barcelona in die “Fabrica National de Automobiles”. Bau des "AC-4 Maison Breguet", Testläufe bis 1931

1930
Eintritt von R. Hubers Bruder Oscar Ulrich in die Gesellschaft

1931-32
Fluchtartiger Umzug von Barcelona nach Frankreich (Anstehende Wahlen, Angst vor der Machtübernahme durch die Kommunisten) Quartier bei Automobiles Voisin, Issy les Moulineaux (Pescara war Hauptaktionär)

1932
Umzug zu Maison Breguet, Rue Didot, Paris
R. Huber liest ein Buch von Prof. Lomonossow über Diesellokomotiven, darin einen Vorschlag von Pjotr Schelest zum Antrieb von Turbinen via Druckluft > Initialzündung für Freikolben- Gasturbinen

AC-5 "Maison Breguet"
1931-32 AC-5 "Maison Breguet" Kompressor
1931-32
Konstruktion und Test des AC-5 "Maison Breguet"


AC-6 "Maison Breguet"
1932-34 AC-6 "Maison Breguet" Kompressor
LC-1 Dampflok auf Druckluft umgebaut
1934 LC-1 Dampflok auf Druckluft umgebaut
AC-7
1934 AC-7 "Maison Breguet" Kompressor

1932-34

Konstruktion und Test des AC-6 "Maison Breguet"

1934
Bau des LC-1 “Société Alsacienne de Construction Mechanique” SACM Mulhouse (Druckluftbetrieb einer Dampflok).

Bau des AC-7 "Maison Breguet"

Entwurf eines ersten 300 PS Freikolben- Antriebs für Gasturbinen G20 "Alsthom Belfort", wurde nicht gebaut

Pescara vergibt Lizenz an “Société Alsacienne de Construction Mechanique” SACM, Paris


AC-8 freikolbenkompressor
1935 AC-8 Freikolbenkompressor

1935

Bau des AC-8 "Alsthom Belfort" 

Entwurf eines 2500 PS Freikolben- Antriebs für Gasturbinen GT-42/50 "Alsthom Belfort", wurde nicht gebaut

1936
Umzug zu Bureau de Clichy, Bau des AC-12 "Alsthom Belfort". Finanzierung durch private “Union d’Electricité”
"Alan Muntz and Co, Ltd", Browells Lane, Feltham, Middx. England erhält Lizenz für British Commonwealth, Irland und Ägypten


AC-24 Freikolbenkompressor
1937 AC-24 Freikolbenkompressor
G30 Freikolben-Gaserzeuger
1937 G30 Freikolben-Gaserzeuger
AC-13 Kompressor
1937 AC-13 Kompressor

1937

Bau des AC-10, AC-24 und G-30 Alsthom Belfort, AC-13 "Alsthom SIGMA"

Gründung einer Tochterfirma des "Bureau Technique Pescara":
“Société d’Etudes et des Participations” SEP, 12 rue Diday, Génève

S.E.P. vergibt Unterlizenz für alle Applikationen an “Société Industrielle Générale de Mécaniques Appliquée” SIGMA, 61 Ave. F.D. Roosevelt, Paris 8e, SIGMA ist im Besitz der privaten “Union d’Electricité” und in Folge mitverantwortlich für die Entwicklung der Maschinen


1938 S-13 "Alsthom Belfort" Kompressor
1938 S-13 "Alsthom Belfort" Kompressor
GS-30 Freikolben-Gaserzeuger
1938 GS-30 "Alsthom-SIGMA" Freikolben-Gaserzeuger

1938

Bau des S-13, AC-26 und AC-30 "Alsthom Belfort"
Welterster Freikolben- Stromerzeuger mit zwei G-30 und Alternator, 800 KW

Umwandlung des Namens “Bureau Technique Pescara” zu "Societé d’Etudes Mécanique et Energetiques", S.E.M.E, 61 Ave. F.D. Roosevelt

Bau des GS-30 "Alsthom-SIGMA" und GS-18 "Alsthom Belfort"

1940
Flucht nach Narbonne und weiter nach Lyon
Unterkunft bei "Société Industrielle Générale de Mecanique Appliquée", SIGMA, Venisseux bei Lyon
S.E.P. übernimmt die 1934 an SACM vergebene Lizenz

1942
Heirat am 12. August mit Ursula Meyer (31.01.1915 - 25.12.1996)
R. Huber geht mit 2 schweizer Ingenieuren nach Genf in ein der “Union d’Electricité” gehörendes Bureau
SEP vergibt Unterlizenz an "Chantiers de l’Atlantique", Paris für Marine- und Stationärapplikationen

1943
Bau des AC-26h "SIGMA Lyon", wurde beim Bombardement der SIGMA Fabriken zerstört


GS-34 Prototyp
1944-45 GS-34 Prototyp
1944-45
Bau des ersten GS-34 "SEME-SIGMA"

1946
"Electricité de France” EdF übernimmt “Union d’Electricité” (Verstaatlichung)

R. Huber geht zurück nach Paris Neuilly in ein Gebäude der EdF

GS-34 Freikolben-Gaserzeuger
Ab 1948 GS-34 Freikolben-Gaserzeuger

1948

"Electricité de France" EdF bestellt von SIGMA die erste Gruppe von 1400 KW

1949
SEP vergibt Unterlizenz an "Chantiers et Ateliers Augustin-Normand", Le Havre für Marineapplikationen
SEP vergibt Unterlizenz an "Regie Nationale des Usines Renault", Billancourt, Seine (in Zusammenarbeit mit Forges de la Loire) für Lokomotivapplikationen

1950
Umzug nach Malmaison
SEP vergibt Unterlizenz an "Ateliers et Chantiers de la Seine Maritime", Paris für Marineapplikationen

1953
Alan Muntz vergibt Unterlizenz an "Charles D. Holmes and Co. Ltd", Hull, Yorks. für Marine- und Industrieapplikationen
Alan Muntz vergibt Unterlizenz an "Smith’s Dock Co. Ltd", Middlesbrough, Yorks. für Marine- und Industrieapplikationen


GS-10 Hyprex
1955 GS-10 Hyprex Engine für GM

1955

Bau des G-10 "SEME-GMCo" für den XP 500 Firebird

SEP vergibt Unterlizenz an "Forges et Chantiers de la Mediterannée", Paris für Marineapplikationen
Alan Muntz vergibt Unterlizenz an "Mackay Industrial Equipment, Ltd", Feltham, Middx. exklusiv für Kompressorapplikationen


1956

SEP vergibt Unterlizenz an "Demag Aktiengesellschaft", Duisburg für alle Applikationen
SEP vergibt Unterlizenz an "Werkspoor N.V", Amsterdam für Marine- und Industrieapplikationen (in Zusammenarbeit mit Amsterdamsche Droogdok)
SEP vergibt Unterlizenz an "General Motors Corporation", Detroit

Alan Muntz vergibt Unterlizenz an "Associated British Engineering Co. Ltd", London für Industrie-, Marine- und Lokomotivapplikationen
Alan Muntz vergibt Unterlizenz an "Alexander Stephen and Sons Ltd", Linthouse, Glasgow für Marine- und Industrieapplikationen
Alan Muntz vergibt Unterlizenz an "General Motors Corporation"
Alan Muntz vergibt Unterlizenz an "National Gas and Oil Engine Co. Ltd", Ashton under Lyne, Lancs. für Industrie-, Marine- und Lokomotivapplikationen

1957
Alan Muntz vergibt Unterlizenz an "Lithgow Power Development Co. Ltd", Greenock, Schottland für Industrie- und Marineapplikationen

1962 
R. Huber geht nach Japan (NKK) 

1964
R. Huber beendet Tätigkeit für SIGMA

1964-65
R. Huber konstruiert den EMO150, ein Freikolben- Lineargenerator in Kooperation mit der "Société des Générateurs Jarret", Frankreich

1965-66 
R. Huber konstruiert den RH40, ein Nachfolgemodell des GS34. RH40 ist einfacher gebaut, hat eine höhere Leistung und verbesserte thermodynamische Eigenschaften. Der Motor wurde jedoch nicht gebaut.

1967 
"Société Industrielle Générale de Mecanique Appliquée”, SIGMA beendet ihre Tätigkeit

1980
Robert Huber verfasst seine umfangreiche Biographie

1995 
Robert Huber verlässt diese Welt am 7. April 1995

Nachruf

Robert Huber war eine Gestalt aus dem 19. Jahrhundert, die aber sehr viel vom 20. Jahrhundert miterlebt und zum Teil gestaltet hat. Er war eine Gestalt aus dem 19. Jahrhundert wegen seinem ungebrochenen Glauben an die Macht der Technik. Das Biologische war mysteriös, das Religiöse unverständlich. Sowohl das Ende der Oelzeit wie die Probleme der Atomenergie schienen ihm technisch lösbar. In seinem 34 Seiten langen Lebenslauf nimmt die Technik einen wichtigen Platz ein, diese wird aber von persönlichen Erinnerungen immer wieder aufgelockert. 

Die früheste Erinnerung im ländlichen Rorbas ist noch ganz naturverbunden, gefragt was er später sein wolle, antwortet das Kind Robert: "Ein Baum". Der Baum war für ihn standhaft und repräsentierte eine Art Immunität gegen die Angriffe der Menschen. 

Früh verliess Robert die Familie - mit drei Schwestern und einen jüngeren Bruder - um die Mittelschule in Zürich zu besuchen. Vom ersten Weltkrieg erzählt er, dass man das Grollen der Kanonen im Elsass bei Wanderungen auf dem Dallenberg hören konnte, weil der gefrorene Boden den Ton über weite Distanzen führe. Das Bedürfnis, die Welt auf physikalische Art zu verstehen, hat der junge Experimentator auch zur Konstruktion eines Weckers geführt, auf der Basis einer Wanduhr mit mechanischer Koppelung an ein Gefäss, das zur gewünschten Zeit umkippte.

Vor Anfang des Studiums an der ETH fand eine Wanderung alleine durch die Po Ebene statt, zeichnend und malend. Die Freude an bildender Kunst geht durch sein ganzes Leben. Dazu gehören auch die langjährigen Freundschaften mit dem Maler Werner Hartmann in Paris und später mit dem Bildhauer François Stahly in Bellevue. Selber hat Robert nach der Pensionierung mit Aquarellen wieder angefangen, um die sich seine Kinder ab und zu streiten. Der künstlerisch begabte Handwerker hat seinen Enkelkindern Automobile, Babyhäuser und Landschaften im Stil von Nellie Bly aus der eigenen Werkstatt geschenkt.

Robert Huber ist aber vor allem ein Ingenieur, er hat von Aurel Stodola gelernt, dass man Maschinen berechnen kann! Und dies war noch gar nicht selbstverständlich in der ersten Hälfte unseres Jahrhunderts. Seine Konstrukteurlaufbahn liest sich wie die Abenteuer eines Felix Krull. Das Konstruktionsbüro in Paris flieht in Privatwagen vor dem Einmarsch der Deutschen in Frankreich. Zuerst nach Lyon, dann nach Perpignan und schliesslich nach Barcelona. Barcelona muss in aller Eile verlassen werden, weil die Kommunisten die Macht übernehmen könnten. 
 
Dass Robert über all diesen Jahren weiter an seinen Maschinen arbeiten kann, verdankt er einer exotischen Figur, dem Marquis de Pescara, den er so beschreibt: „ein charmanter Abenteurer, Financier und Bonvivant; ein Mann, dessen Ideenreichtum durch keine technische Kenntnisse im Zaum gehalten wird“.

Aus dieser Zusammenarbeit hat Robert sicher vieles von seiner Weltgewandtheit gelernt, auch wenn der bodenständige Schweizer ab und zu Kritik äussert. "Pescara war einen aussergewöhnlicher Unterhalter, während seine erfinderischen Qualitäten eher begrenzt waren. Ein paarmal schlug er mir vor, ein Perpetuum Mobile zu bauen, und es war manchmal gar nicht einfach ihm verständlich zu machen, wo der Überlegungsfehler lag.

Pescaras Definition des Ingenieurs gehörte auch zur Familientradition; „mit Frauen kann man Geld am angenehmsten ausgeben, im Casino am spannendsten und mit Ingenieuren am schnellsten“. 

Das Berufsleben von Robert war die Passion für eine Maschine. Er hat sein ganzes Leben an der Entwicklung, Verbesserung und Anwendung einer thermischen Maschine gearbeitet, die Ieider nicht mehr weiterentwickelt wird. Diese Maschine hat ihm viele Triumphe gebracht, und erlaubt seine glänzenden Konstrukteursfähigkeiten zu entfalten. Dass diese Entwicklung nicht weiter geführt wurde, hat ihn in seinen späteren Jahren immer noch belastet. 

Wäre Robert hier anwesend, er würde versuchen Sie zu überzeugen, dieses Projekt wieder aufzunehmen. Weil dieses technische Problem ein sehr wichtiger Teil seines Lebens war, muss ich euch erklären, was ein Freikolbengenerator ist: 

Stellen Sie sich einen vier Meter langen, liegenden Zylinder mit einem Durchmesser von ca. zwei Meter vor. Darin zwei horizontal bewegliche Kolben. Die Kolben stehen mit keinem Getriebe oder mechanischen Teil in Verbindung, und können nur hin und her schwingen. Beim anlassen der Maschine wird in der Mitte des Gerätes eine Explosion gezündet und beide Kolben werden verdrängt. An beiden Enden des Zylinders liegt ein Druckluftkissen, das beide Kolben elastisch zurückschickt. Diese Rückbewegung der Kolben drängt die Explosionsgase heraus und kurz vor dem zusammenprallen beider Kolben wird Brennstoff eingespritzt und der Vorgang beginnt erneut. 

Nun: Was soll das Ganze, die Kolben können keine Arbeit leisten, da sie ja mit nichts in Verbindung stehen? Es sind die heissen komprimierten Verbrennungsgase, welche die Energieträger sind. Diese Gase werden über eine Turbine geleitet, von der dann Energie in Form von Strom oder mechanischer Energie abgeleitet wird. Die Idee einer solchen Maschine stammt von einem Russen Lomonosoff und es ist das Verdienst von Robert Huber, dass er diese Idee zur industriellen Reife entwickelt hat. Diese Maschinen wurden als Schiffs- und Zugsmotoren eingesetzt, als Pumpen und zur Hauptsache zur Erzeugung von elektrischem Strom. 

General Motors, der ein Lizenznehmer war, wollte diese Technik in einem Automobil benützen. Robert sollte die Pläne des Motors zeichnen. Dieses Projekt führte zu einer Situation, die er als den spektakulärsten Höhepunkt seiner Karriere beschrieben hat. Der Motor war in Paris gezeichnet und in Detroit gebaut worden. Der Prototyp konnte aber auf dem Versuchstand in Detroit nicht gestartet werden. Robert wird telegrafisch nach Detroit bestellt; er reist in einem Flugzeug mit Schlafkabinen nach Detroit und sah, dass der Motor nicht anspringen wollte. Ich lasse ihn weiter erzählen: 

"Ich setzte mich in eine Ecke und überlegte nochmals jeden Vorgang im Einzelnen: Das Ventil öffnet so und so rasch, die Luft strömt in soundsoviel Millisekunden in den Anlasszylinder, die Diagramme entsprechen etwa den Erwartungen, der Kompressionsdruck im Motor wird erreicht, eine erste Verbrennung tritt ein - aber die zweite Verbrennung erfolgt nicht, weshalb?"

"Ich sagte zu einem Arbeiter "Open the door!" und gab das Zeichen zum Anlassen und... der Generator lief an, und lief - bis man ihn abstellte - anstandslos. Die Erklärung war einfach: In allen Versuchsständen herrschte einen leichten Unterdruck, um zu verhindern dass Benzindämpfe nach aussen gelangen könnten. Die Auspuffleitung endete aber im Freien und der höhere Aussendruck verhinderte, dass bei der zweiten Explosion genügend Verbrennungsluft vorhanden war. Das Öffnen der Tür erwirkte den Druckausgleich und das Anlassen konnte normal vor sich gehen".
 

Zwei Tage danach war er wieder zu Hause. 

Erst spät hat sich Robert Huber entschieden, eine Familie zu gründen. Er hat aber das Glück gehabt eine Frau zu finden, die ganz andere Eigenschaften hatte als er selber. Ursula philosophierte mit den Kindern und kümmerte sich um deren Schulprobleme. Das passte ins Weltbild von Robert, der im Übrigen ein sehr guter Ferienvater war und seinen Söhnen früh das Arbeiten mit Werkzeugen und die Grundbegriffe der Physik demonstrierte. Wir haben uns einmal kollektiv mit dem Brennsprit einer Dampfmaschine entflammt.

Weniger Verständnis zeigte er, als die frühere Medizinerin - nachdem die Kinder grösser waren - den Wunsch äusserte, eine Weiterbildung in Psychoanalyse zu absolvieren. Die Vorstellung, dass LACAN etwas über sein Leben erfahren könne, war im sehr fremd. Sogar wir Kinder haben damals realisiert, das die Heilige Einigkeit getrübt war.

Das Heiraten war mit 41 Jahren sicher nicht leicht und er schreibt in seinem Lebenslauf; "ich fand es auch nach der Heirat schwer, meinen Junggesellenstatus abzulegen, dem meine Eigenbrötelei so manche Jahre zugesagt hatte“. 

Robert hatte bei seinen Kinder eine grosse Autorität; er brauchte sehr lange weder zu drohen noch zu bestrafen und ich mag mich an keine einzige väterliche Ohrfeige erinnern. 

Er hätte wohl gewünscht, dass wir mehr Respekt vor Tradition hätten. Aber nie hat er uns gezwungen, sein Weltbild anzunehmen und so sind wir alle vier - nach einigen Jahren der Emanzipation - zu einer sehr freundlichen Beziehung zum jetzt pensionierten Vater gekommen.

In der Pariser Zeit arbeitete Robert in einem kleinen Schloss, das früher der Kaiserin Marie Antoinette gehörte. Das Büro war in einem schönen Park untergebracht, aus dem wir ab und zu einen Bambusstab mitnehmen durften. Der Arbeitstag von Robert fing später an als unser Schultag und am Abend war er auch recht früh zu Hause. Er war überzeugt, dass er seine wichtigsten Erfindungen im Schlaf machte und dass die Zeit im Büro da war, um diese Ideen zu Papier zu bringen. Warum also allzu viel Zeit dort verbringen.

Grosse Freude hatte er auch am Bau seiner beiden Häuser. Das grosse Ferienhaus auf der Lenzerheide 1956 half, die Familie - die in Paris nur französisch sprach - mit der Schweiz zu verbinden. Das Haus wurde intensiv während den langen Schulferien und später während dem Studium von allen benutzt. Jetzt sind die Enkelkinder an der Reihe und er wünschte, dass das Haus noch lange weiter lebt.

Das zweite Haus in Zumikon wurde nach dem Ausstieg aus dem Berufsleben gebaut. Robert hatte es zwar gross genug für die ganze Familie gebaut, wir wohnten aber nie mehr alle zusammen. Robert wünschte in dem Haus so lange wie möglich zu bleiben, und ich bin froh, dass diese Hoffnung erfüllt wurde.

In seinen letzten Jahren war er leider von verschiedenen Ängsten geplagt; vor Verarmung, vor Dieben oder sonstigen Katastrophen. Ich bewundere meinen Vater, dass er seine Angst vor dem Tod selber überwunden und uns nicht als Opfer verlassen hat, sondern freiwillig und aus tiefster Überzeugung. Er war sehr mit Traditionen verbunden, konnte sich jedoch - wenn es darauf ankam - doch immer mit dem Kopf entscheiden.

Er war eben das, was er war: Ein echter Ingenieur. 

1995 Prof. Dr. Christophe Huber