Klik op één van onderstaande foto's voor een vergroting:Mercedes-Benz Geschiedenis: De Weg naar de Rijdende Auto.
In de tweede helft van 1883 bouwden Daimler en Maybach de eerste prototype motor, een horizontale 4-takt enkele-cilinder eenheid.
Gottlieb Daimler en zijn ingenieuze collega Wilhelm Maybach verhuisden naar Cannstatt in de buurt van Stuttgart in 1882. Verschillen tussen de 50-jarige Nikolaus August Otto en Daimler, twee jaar zijn leerling, leidden tot laatstgenoemde zijn vertrek bij de Gasmotorenfabriek Deutz net buiten Keulen. Daimler werd een welvarende man, en kon het zich dan ook veroorloven om onafhankelijk te worden.
Voor 75.000 Duitse goudmarken kocht hij een villa in de Taubenheimstrasse in Cannstatt en verhuisde hij daar naartoe met zijn vrouw Emma en hun 5 kinderen in juni 1882. Het grondgebied was ideaal voor zijn doel: het lag niet alleen direct naast kuuroord dat Daimler vaak bezocht voor behandelingen aan zijn zwakke hart, maar het bevatte ook een grote tuin en een ruim zomerhuis. Hij breidde dat zomerhuis uit en installeerde een gas- en watervoorziening - zijn test werkplaats was gereed.
Vroeg in oktober arriveerde ook Maybach in Cannstatt. Hij vestigde zich in een nabij gelegen landgoed en veranderde een kamer van zijn appartement in een ontwerpkantoor. Hier bevond zich de tekentafel waarop hij Daimler's ideeën in technisch beeldwerk omzette: Maybach was getalenteerd in het functioneel vormgeven ervan, en Daimler kende de waarde van zijn techneut. Toen de twee mannen een overeenkomst tekenden nog voor het vertrek bij Deutz, werd Maybach van een substantiële vergoeding gegarandeerd.
Het doel dat de twee mannen deelden was het ontwikkelen van een kleine lichte hogesnelheidsmotor die boven alles geschikt was om een voertuig aan te drijven. Zij waren echter niet de enigen. Wereldwijd werkten anderen aan hetzelfde idee.
Zonder van elkaars werk te weten, bereikten Daimler en Benz een zelfde uitgangspunt om mee te beginnen: beiden kozen voor benzine als brandstof voor hun motoren en zij zouden de eersten worden om dit te realiseren. De keuze om deze brandstof te gebruiken, die over perfecte verbrandingseigenschappen beschikte, was fundamenteel voor hun interne verbrandingsmotoren voor voertuigen.
Sleutelkeuzes: brandstof en ontstekingssysteem.
Een tweede horde in motortechnologie was het ontstekingssysteem. In gebruikelijke stationaire motoren van weleer verliep dit zo langzaam dat dit de maximale motorsnelheid beperkte, en daarmee ook het vermogen, omdat de ontstekingsprocessen niet snel genoeg konden worden herhaald. Maybach legde zich toe op dit probleem terwijl hij zich een weg baande door oneindig veel patentdocumenten tot hij uiteindelijk de onbediende hete-buis ontsteking van Engelsman Watson tegenkwam, een systeem dat geschikt leek voor de beoogde hoge motorsnelheden. Het hete-buis ontstekingssysteem dat Maybach aanraadde garandeerde gestage ontsteking.
Daimler paste dit ontstekingssysteem pas toe vanaf 1898. Het werkte via een simpel principe: een buis, verhit van buitenaf, stak in de cilinder op de plek waar tegenwoordig de bougie zit. Bij compressie door de zuiger in de cilinder werd het brandstofmengsel tegen de hete buis geduwd waardoor het spontaan ontbrandde.
In een wettig document, geschreven als tegenwerking voor een ongeldigheidsaanklacht voor het hete-buis ontstekings patent, beschreef Daimler de problemen die gerelateerd waren aan deze uitvinding. ''Het was een langdurig proces, dat eindeloos veel experimenteren eiste, evenals de aflatende en toegewijde moeite van de praktische en ervaren ingenieur. Dit desondanks de in eerste instantie vele ontmoedigende resultaten met vrije ontsteking, en de vele en vaak voorkomende 'vroegtijdige ontstekers', die plaats vonden tijdens de drijf- en compressiefases, voor het bovenste dode punt was bereikt, met als gevolg plotselinge en onverwachte schokken van het vliegwiel naar achteren in plaats van naar voren, waarbij de bediening uit de hand van de beproever werd geforceerd met de kracht van een electrische schok, waardoor de praktische mogelijkheden van onbediende zelfontsteking onbereikbaar bleken; maar desondanks, door niet op te geven en door stijfkoppig door te experimenteren, evenals het aanpassen van de vorm en afmetingen van de verbrandingskamer en het aanpassen van mengselladingen etc. bereikte ik acceptabele en uiteindelijk perfecte resultaten en daarmee ook de bevestiging van de mogelijkheden van het onbediende ontstekingssysteem.''
Toen deze horde eenmaal was overwonnen, was het tijd om te zoeken naar de juiste werkingsmethode voor de prototypemotor. Via hun werk bij de Gasmotorenfabriek Deutz waren beide mannen zeer bekend met het 4-takt principe. Zij opteerden voor dit principe, waarschijnlijk wetende dat Otto's 4-takt patent DRP 532 nog steeds geldig was, ook al was het gekoppeld aan Otto's gelaagde laden van de cilinder en een langzame verbranding van het gasmengsel. In de patentspecificaties van DRP 28022, toegekend op 16 december 1883, verantwoorde Daimler zijn toepassing voor een ''gasmotor met hete-buis ontsteking'' voor ongekoelde en hittegeïsoleerde motor met onbediende ontsteking door zich te focussen op de explosieve en snelle verbranding. Het patent was een meesterwerk in de kunst van formulering aangezien het eigenlijk hetzelfde was als Otto's 4-takt principe, later zou dit regelmatig het onderwerp van verhitte patent rechtzaken worden. Maar Daimler's inbreng bleef staande. Op 23 december 1883 kreeg hij Duits Patent DRP 28243 toegekent voor de ''Regulatie van motorsnelheden via bediening van de uitlaatklep'', een andere belangrijke uitvinding voor de efficiënte werking van de interne verbrandingsmotor.
Geboorte van de eerste prototypemotor in 1883.
In de tweede helft van 1883 bouwden Daimler en Maybach de eerste testmotor, een horizontale 4-takt eenheid met 1 cilinder, hete-buis ontsteking en gebogen bediening voor de uitlaatklep. Met een inhoud van ongeveer 100cc leverde de motor een vermogen van 0,18 kW bij 600 toeren per minuut, aanzienlijk hoger dan eerdere topsnelheden van motoren van 180 toeren per minuut met een 4-takt motor. De inlaatklep opende en sloot automatisch met behulp van vacuumdruk. Het motorblok was speciaal gegoten bij de Kurz klokkengieterij in Stuttgart, waar het de boeken in ging als een ''klein model motor''. Het bedrijf leverde het af op 15 augustus 1883.
Op basis van het toerental per minuut werd de motor als hogesnelheidsmotor aangeduid. De verscheidene uitvindingen die volgden in de daaropvolgende jaren waren gericht op het verhogen van de motorsnelheid, de logische manier om meer vermogen te krijgen. Maar zelfs toen al werd er gelet op het efficiënt maken van de motor, zodat deze zo lang mogelijk kon werken op de aanwezige brandstofreserves in de tank. De volgende versie van de motor werd onthuld in 1884. Deze keer was het een verticale 4-takt met 1 cilinder, dankzij zijn uiterlijk ook wel ''grootvader's klok'' genoemd. Hiermee werd op 3 april 1885 patent 34926 verkregen. De motor was specifiek ontworpen voor een laag gewicht en bescheiden afmetingen om te voldoen aan de eis dat de motor geschikt was voor gebruik in voertuigen. Het vermogen was 0,74 kW. Het ontwerp was tevens innovatief doordat transmissie onderdelen en het vliegwiel waren afgedekt door een olie- en stofvrije beschermkast. De motor was daarnaast de eerste met een drijvende carburateur, tegenwoordig bekend als de oppervlak carburateur, ontwikkeld door Maybach, waarmee de verbranding van benzine probleemloos verliep. Deze drijvende carburateur zorgde voor een constant volume aan brandstof; dankzij een speciale luchttoevoer werd een constant lucht-brandstofmengsel verkregen, een cruciale uitvinding voor de motorwerking.
De patentspecificaties bevatte een notitie die opmerkelijk was in het vooruitzicht: ''Een vernevelingspomp mag worden gebruikt in plaats van een verdampingsapparaat'', een concept dat later werd verwerkt in de injectiepomp.
De rijdende auto - eerste testvoertuig.
Het eerste testvoertuig voor ''grootvader's klok'' was de rijdende auto uit 1885. Een twee-wielig voertuig, die veel weg had van een fiets - ook dit was een relatief recente uitvinding en nog steeds als modern gezien. Voor stabiliteit koos Daimler voor hout als framemateriaal. De motor werd onder de zitplaats gemonteerd. Uit een inhoud van 265cc ontwikkelde het een vermogen van 0,4 kW bij 600 toeren per minuut. Het vermogen werd via een drijfriem naar de achterwielen gestuurd. Twee snelheden waren mogelijk, 6 of 12 km/h, afhankelijk van welke riempulley gekozen was bij stilstand.
De motor bevatte zelfs een aanzienlijke benadering van de principes voor lichtgewicht ontwerp, zoals gedemonstreerd werd via een specifiek onderdeel: Maybach's cilinderontwerp was niet bevestigd via een speciale rand, maar in plaats daarvan was de onderkant van de cilinder lichtelijk verstevigd en uitgevoerd met fijn schroefdraad. Pas 50 jaar later werd dit ontwerp aangepast toen ingenieurs zochten naar een lichte en veilige methode voor in luchtvaart motorcilinders.
Een publicatie die de werking van de rijdende auto beschreef: ''Om de motor te starten moet men eerst een vlammetje maken onder de hete ontstekingsbuis, en de motor één keer draaien via de kruk; deze voorbereidingen duren slechts 1 minuut. De motor draait soepel, een demper dempt de uitlaatgassen in de uitlaatpijp. Om het voertuig in beweging te krijgen klimt de bestuurder op het voertuig, houdt de stuurstaaf vast en koppelt de motor aan de fiets. Dit wordt gedaan via een hendel, kabel en een pulley, die de drijfriem op de pully zet. De riempully dient om snelheid te veranderen: met de riem in hoogste positie rijdt het voertuig langzaam, in laagste positie rijdt het sneller. De rem wordt bediend via een kabel die binnen bereik van de bestuurder is; om de fiets tot stilstand te brengen moet men via een hendel tussen stoel en stuur de drijfriem ''uitschakelen'', zodat alle beweging stopt.''
De rijdende auto was de meest belangrijke voorloper van individuele mobiliteit verkregen via de interne verbrandingsmotor. Het demonstreerde het potentieel van de motor van Daimler en Maybach om een voertuig aan te drijven. Echter, het bewees ook dat een mens volledige controle had over een motor voor deze doeleinden van mobiliteit. Latere auto's zouden dit concept doorontwikkelen naar een hoger niveau.
In november 1885 reed Gottlieb Daimler's zoon Adolf succesvol met het ongeveerde voertuig met ijzeren wielen langs een 3 kilometer lang stuk tussen Cannstatt en Untertürkheim en terug. Gezien de staat van de wegen in die tijd kan het nooit comfortabel zijn geweest, maar desondanks slaagde 's werelds eerste auto voor zijn test. Voor Daimler en Maybach was het slechts een stap opweg naar het uitvinden van de auto, die volgde in 1886 in de vorm van een gemotoriseerde koets, samen met de Patent Motor Car van Carl Benz. De successen van de twee uitvinders zou te boek gaan als grootste momenten in de geschiedenis.
Bron: eMercedesBenz.com
, de moeite van het lezen meer dan waard 