Um so interessanter ist die Frage an Professor Kuhn, ob bei den damaligen Überlegungen für den neuen Gespannmotor die japanischen Ausführungen vielleicht als Vorbilder dienten.
"Eine berechtigte Frage," gibt Peter Kuhn zu. "Doch außer den wenigen Veröffentlichungen in der Fachpresse wussten wir so gut wie nichts über die technischen Finessen der Honda-Rennmotoren. Aber auch wenn, es wäre kaum hilfreich gewesen. Da wir den Motor ja selbst bauen wollten, mussten wir von den für uns zur Verfügung stehenden Mitteln und Möglichkeiten ausgehen. Vereinfacht ausgedrückt ließ sich meine Aufgabe mit der Arbeit eines Architekten vergleichen, der ein Haus baut, in das seine Bewohner gleich einziehen können. Für mich bedeutete es, dass ich einen Rennmotor konstruieren musste, der, abgesehen von den sicherlich zu erwartenden Anlaufschwierigkeiten, auf Anhieb funktionieren sollte. Experimente, etwa mit einem Vierventil-Zylinderkopf, konnten wir uns finanziell überhaupt nicht leisten."

Das Projekt erhielt den Namen "URS",
ein Kürzel von Fahts Wohnort Ursenbach

 

Selbst nach 40 Jahren weist die Konstruktion beachtliche Detaillösungen auf. Der bis auf über 14.000 Umdrehungen pro Minute ausgelegte ultrakurzhubige 498 ccm Rennmotor mit 60 mm Bohrung und 44 mm Hub brauchte eine stabile und verdrehfeste Kurbelwelle. Anders als bei einer aus einem Stück geschmiedeten und gleitgelagerten Kurbelwelle, sollte die Welle für den URS-Motor in Rollen- und Nadellager lagern laufen. Das bedeutete aber, dass sie aus den erforderlichen einzelnen Bauelementen, Kurbelwangen, Wellen- und Hubzapfen, zusammengepresst und verschraubt werden musste. Würde man diese Welle aber über die ganze Länge in einem Stück fertigen, bestände die Gefahr, dass sie sich bei schnell wechselndem Drehmoment in sich verdrehen oder sogar brechen könnte. Um dieses Risiko auszuschalten, kam der Konstrukteur auf die geniale Idee zwei Wellen zu verwenden. Gekoppelt sind die jeweils in zwei Rollenlager und einem Nadellager gelagerten Wellen über je ein geradeverzahntes Zahnradpaar im Verhältnis 2:1 mit einer gleich hinter den Kurbelwellen liegenden Zwischenwelle, einer sogenannten Vorgelegewelle, die beim URS-Motor somit mit halber Kurbelwellendrehzahl läuft. Diese konstruktive Auslegung ergab weitere wichtige Vorteile. Alle vier Pleuellager konnten so über die Kurbelwellenstirnseiten zuverlässig mit Motoröl versorgt werden. Ein Novum im Rennmotorenbau sind die um 90-Grad versetzten Hubzapfen, was wiederum einen Zündabstand von 90-180-270-180-Grad Kurbelwinkel erfordert, doch davon später mehr.

Für den erforderlichen Massenausgleich zwischen Kurbelwelle zu Pleuel und Kolben versetzte Kuhn die vollwangigen kreisrunden Kurbelscheiben exzentrisch. Weder Materialaussparungen noch Auswuchtbohrungen in den Wangen waren so erforderlich und konnten so natürlich auch keine Verwirbelungen im Kurbelgehäuse erzeugen. Ebenfalls ein beachtlicher Vorteil war bei dieser Bauart, dass die Kurbelwelle nicht durch die Gehäusemittelebene hindurchläuft. Dadurch ließ sich die Gehäusesteifigkeit bedeutend stabiler ausführen. Zumal geplant war, das horizontal teilbare Aluminium-Motorgehäuse zur weiteren Gewichtsreduzierung später auch mal aus Elektronguß gießen zu lassen. Kein Gramm "Übergewicht" wurde bei der Dimensionierung der Schwertpleuel aus Titan verschenkt.
Um dem Motor eine gute Luftkühlung angedeihen zu lassen, entschied sich der Viertaktexperte für vier einzelne, stehende Alu-Zylinder mit hartverchromten Laufbahnen. Ihre Anordnung war so, dass sie sich 15 Grad nach vorne neigten. Die geschmiedeten Kolben bekamen einen nur einen Millimeter breiten Kompressionsring sowie einen Ölabstreifring.
Beim Ventiltrieb ließ sich, wie bereits erwähnt, Peter Kuhn auf keine Experimente ein. Der in einem Block gezeichnete Zylinderkopf bekam pro Brennraum je ein 34 mm großes Einlassventil und ein 30 mm großes Auslassventil. Die Betätigung erfolgte über zwei kettengetriebene, obenliegende, nadelgelagerte Nockenwellen und nadelgelagerte Rollenstößel. Bei den Ventilfedern vertraute der Maschinenbauer auf die selbstentwickelten Federn, die bereits im BMW-Motor von ihrer Qualität überzeugen konnten. Die Ventilfeder-Teller waren so berechnet, dass sie aus Titan gefertigt werden konnten.
Was sich zunächst simpel anhört, hat es jedoch in sich. Der Steuertrieb erfolgt von der Vorgelegewelle aus und verläuft in einem separaten Gehäuseschacht hinter den Zylindern. Das verringert die Baubreite vom Motor und behindert auch nicht den Kühlluftstrom zwischen den mittleren Zylindern. Die beiden obenliegenden Nockenwellen mussten für die Montagemöglichkeit der vorgesehenen Nadellagerung in der Mitte, in der Ebene vom Kettentrieb, geteilt werden. Für sicheren Zusammenhalt sorgte eine lange Zentralschraube. Anstelle einer im Brennraum angeordneten Zündkerze fiel die Entscheidung später auf eine Doppelzündung mit je zwei 10-mm-Kerzen.
Gut eineinhalb Jahre benötigte der mittlerweile promovierte Dr. Peter Kuhn um den inzwischen nach Helmut Faths Heimatort Ursenbach im Odenwald benannten "URS"-Rennmotor in seiner Auslegung zu berechnen und alle benötigten Bauteile am Reißbrett zu zeichnen.

Der Motor wurde wie aus dem Vollen gemacht

Die nächste große Herausforderung war nun, die Theorie in die Praxis umzusetzen. Allein die Suche nach einem Modellbauer für die erforderlichen Holzformen der Gussteile erwies sich als äußerst schwierig. Keiner wagte sich an das komplizierte Modell für den Zylinderkopf. Bis sich schließlich doch einer fand, der sich seine Fleißarbeit mit 12.000 Mark aber auch gut bezahlen ließ. Längst waren Ex-Weltmeister Helmut Fath und Dr. Dipl.- Ing. Peter Kuhn mit ihrer Motor-Idee bei namhaften Firmen vorstellig geworden. Unterstützung erhielten sie vom Wälzlager Hersteller INA, der nach Zeichnung Spezialnadellager für die Pleuellagerung fertigte und darüber hinaus weitere Lager kostenlos zur Verfügung stellte. Kolbenschmidt in Neckarsulm übernahm die Entwicklung und Fertigung der extrem hoch belasteten Kolben, spendierte das Material für die in Faths Werkstatt selbst hergestellten Alu-Zylinder und erledigte danach die Hartverchromung der Zylinderlaufbahn. Die Ventilfedern lieferte Schmitthelm, die Stahlwerke Röchling-Burbach aus Völklingen spendierten Stangenmaterial für die Herstellung der Kurbel- und Nockenwellen, das Rohmaterial für die Kolbenbolzenbuchsen kam vom CARO-Werk in Berlin und das sündhaft teure Titan für die Pleuel, Zylinderstehbolzen und Ventilfeder-Teller, lieferte ICI aus Birmingham.

Für die Herstellung des URS-Motors haben wir, von wenigen Ausnahmen wie DIN-Lagern mal abgesehen, jedes Teil von Hand hergestellt. Allein hierfür musste Horst Owesle 150 Spezialwerkzeuge und Fertigungsvorrichtungen bauen. Alles, was sich im Motor drehte und bewegte, aber auch die Zylinder, wurde aus dem Vollen gemacht, nur die Gehäuseteile kamen als Gussrohlinge in die Fathsche Werkstatt. Eine der aufwendigsten Arbeiten war die Bearbeitung des Zylinderkopfes. Die grobe Vorarbeit erledigte Paul Smetana, für die Feinarbeit war Horst Owesle zuständig. Wenn alles gut ging, hatte er einen Zylinderkopf nach vier Wochen fertig. Aber auch die Herstellung der Titan-Pleuel bereitete viel Mühe. Titan ist ein hochfester Werkstoff, der sich nur mit viel Know-how bearbeiten lässt und dann darf man nicht vergessen, dass es damals noch keine CNC-Maschinen gab," erklärt mir Professor Kuhn.
In der Ursenbacher Produktionsstätte ließ sich vom Mechaniker-Team Fath, Owesle und Smetana, von der Spezialschraube bis zur Kurbelwelle im Prinzip alles selbst herstellen. Doch das dauerte. Zum Glück gab es aber Freunde, die mal dieses, mal jenes Teil mit nach Hause nahmen, um es nach Feierabend in ihrer Werkstatt auf der Fräsmaschine oder an der Drehbank weiter zu bearbeiten. Stück für Stück entstand so der neue URS-Motor. Lediglich die Herstellung der Zahnräder und sämtliche Schleifarbeiten musste Helmut Fath außer Haus in Auftrag geben.
Gut drei Jahre nachdem der Entschluss zum Bau des eigenen Rennmotors gefallen war, lief am 16. Mai 1964 der Motor, jedoch noch ohne Kupplung und Getriebe, erstmals aus eigener Kraft. "Helmut Fath hatte hierfür extra einen Motorprüfstand gebaut. Zunächst war der URS-Motor noch mit vier 27er Dellorto-Vergaser bestückt und brachte auf Anhieb 70 PS bei 13.000/min," weiß Professor Kuhn noch wie heute.

Der erste große Schritt war geschafft. Nun galt es, den Motor mit den weiteren Nebenaggregaten wie Primärantrieb, Kupplung, Getriebe zu versehen und auf seine Standfestigkeit zu erproben. Hierzu hatte Paul Smetana eine funkende Idee. Er schlug vor, das Triebwerk samt inzwischen angeflanschtem Norton-Getriebe in ein abgeändertes BMW-Chassis zu bauen und im Rennbetrieb praxisgerecht zu erproben. Beim vorletzten Lauf zum Juniorenpokal im Herbst 1964 auf dem Nürburgring erfolgte der erste Renn-Einsatz. Doch das Projekt steckte noch in den Kinderschuhen, bis zum ersehnten Weltmeistertitel sollte es noch ein langer Weg werden.
Der Motor neigte zum Überhitzen, die Zündanlage entsprach nicht den Erwartungen, vor allem aber das Abstimmen der Bosch- Einspritzanlage gestaltete sich zeitaufwendiger als gedacht. Die Einspritzpumpe, die seinerzeit von Bosch für den Borgward 1500 RS Rennwagen entwickelt worden war, musste auf die kleinen Zylindereinheiten des 500er URS-Motors mit neuen Steuernocken sowie zahlreichen weiteren Änderungen überarbeitet werden. Doch Helmut Fath ließ sich nicht beirren, fast schon stur hielt er an dem Vorhaben, sein geplantes WM-Renngespann nur mit Einspritzanlage zu fahren, fest.

Immer wieder brüllte in Ursenbach der Rennmotor auf dem Prüfstand. Es wurde probiert, geändert und von Neuem getestet. "Bei diesen Versuchen beobachteten wir, dass wenn der Motor auf Volllast lief und wir durch die geöffneten Drosselklappen in ihn hinein schauten, die Auslassventile hellrot glühten. Ich erinnerte mich an meine Kontakte zur Mercedes Benz AG in Bad Homburg, dem ehemaligen Horex-Werk, die uns nach meinen Berechnungen kostenlos natriumgefüllte Auslassventile lieferten. Danach war das Problem beseitigt," verrät mir Peter Kuhn.
Auch bei den Kolben brauchte es einige Anläufe, bis sie die hohen Drehzahlen verkrafteten. Bei der Zündanlage fand man die Lösung mit vier einzelnen Unterbrecherpaaren, die rechtsseitig an die Vorgelegewelle platziert wurden. An eine brauchbare, kontaktlose Zündanlage war Mitte der 60er Jahre noch lange nicht zu denken. Der 90-Grad-Hubzapfenversatz, der eine ungleichmäßige Zündfolge von 1-4-2-3 erforderte, war nicht nur schwierig einzustellen, er gab der URS auch einen ganz eigenen, unverwechselbaren Motorsound.

Vom ersten Probelauf bis zum ersten WM-Einsatz am 22. Mai 1966 beim Großen Preis von Deutschland in Hockenheim waren genau zwei Jahre vergangen. Neben der gemeinsamen Weiterentwicklung des Motors mit Peter Kuhn hatte Helmut Fath in dieser Zeit in Eigenregie das Gespann-Fahrgestell auf die Räder gestellt. Trotz gutem Einstand, plagte das URS-Gespann vorerst sein Team mit Kinderkrankheiten. Auch in der WM-Saison 1967 sollte der große Durchbruch noch nicht gelingen. Für eine Leistungssteigerung ließ sich URS-Konstrukteur Kuhn am Ende der Saison etwas Interessantes einfallen. Er stattete den Zylinderkopf mit einem zusätzlichen Ansaugkanal aus. Mit diesem Trick ließ sich noch mehr Luft in den Brennraum bekommen, was mit neu eingestellter Einspritzpumpe eine bessere "Füllung" bedeutete. Die Leistung betrug nun 80 PS bei 13.000/min, kurzzeitig ließ sich der Motor aber auch bis 14.500/ min drehen.

Das kommende Jahr sollte dann in die Geschichte eingehen. Seit 1954 dominierte das BMW-Werk in der Weltmeisterschaft, gegen die schnellen RS-Boxer-Gespanne war einfach kein Kraut gewachsen. Aber genau wie 1960, als Fath/Wohlgemuth als BMW-Privatfahrer Gespannweltmeister wurden, düpierte 1968 Helmut Fath mit seinem Beifahrer Wolfgang Kalauch die gesamte BMW-Armada und ließ sich auf dem selbstgebauten URS-Gespann als Weltmeister feiern. 1969 konnte er Vize-Weltmeister werden, verunglückte aber am Ende der Saison und beendete damit seine Rennfahrerkarriere. Den Rennstall, inklusive aller Fertigungswerkzeuge für den URS-Motor, verkaufte er an den US-Amerikaner Bell, der eben als neuer Besitzer der Firma Münch für Schlagzeilen sorgte. Aus einer zunächst geplanten Zusammenarbeit zwischen Helmut Fath und Friedel Münch wurde jedoch nichts. Zu unterschiedlich waren die Charaktere der beiden Motorradspezialisten.
Nun ist diese einmalige Erfolgsgeschichte der URS aber lange noch nicht zu Ende. Horst Owesle blieb beim Münch-URS-Team und wurde 1971 mit dem URS-Gespann Weltmeister.

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