Tussen rijtuig en auto

De ontwikkeling van de elektrische gloeilamp, het luchtschip, het zweefvliegtuig en het motorrijtuig kondigde aan het einde van de vorige eeuw duidelijk een diepgaande verandering van het dagelijks leven aan. Men zag heel goed in dat deze technische vernieuwingen oplossingen zouden betekenen voor een aantal problemen uit die tijd, waarvan nu in enkele gevallen zelfs de herinnering nauwelijks bewaard is.

Niemand wist welke vraagstukken ze zelf zouden oproepen. Een voorbeeld van zo'n probleem dat de komst van het motorrijtuig zou oplossen, zo dacht men, was de toenemende vervuiling van de grote steden door de enorme hoeveelheden paardenmest die daar werden gedeponeerd als gevolg van het intensieve en snel groeiende rijtuigverkeer. Het motorrijtuig was in vergelijking schoon en hygiënisch en het zou daar radicaal een eind aan maken.

De eerste motorvoertuigen waren in het algemeen iets gewijzigde rijtuigen die oorspronkelijk waren ontworpen om door paarden te worden getrokken. Dit waren rijtuigen met 19de-eeuwse type-aanduidingen die de meesten van ons niets meer zeggen.

Etienne Lenoir, die eerst een gasmotor, en tenslotte in 1862 een benzinemotor in een voertuig monteerde, koos daarvoor een "wulst': Edouard Delamarre-Deboutevile in 1883 een "jachtbrik", Gottlieb Daimler in 1881 een "victoria naar Amerikaans model'. Deze tendens zette nog tenminste een decennium door, waarschijnlijk ook omdat in die tijd de carrosserieën van deze "horseless carriages' door rijtuigbouwers werden gemaakt.

Pas nadat in de jaren 90 van de vorige eeuw de auto langzamerhand zijn eigen gedaante kreeg, was de vormgeving van auto en rijtuig duidelijk onderscheiden. Dat springt in het oog als we bijvoorbeeld de auto's en rijtuigen die Ettore Bugatti in de jaren 20 ontwierp, naast elkaar zetten: een Bugatti rijtuig en een Bugatti auto lijken in het geheel niet op elkaar. Toch bezit de auto nog altijd een aantal constructieve kenmerken die teruggaan op de rijtuigtechniek van de 19de eeuw, speciaal wat betreft de besturing en de vering.

Besturing

De besturing van de eerste gemotoriseerde rijtuigen was geheel gebaseerd op de gebruikelijke - op een vooras met wielen aan beide einden was in het midden een verticale zwenkas bevestigd, die door de bestuurder moest worden gedraaid. Maar dit had zijn bezwaren. Als een van deze wielen een extra weerstand ondervindt - een steen op de weg bijvoorbeeld - veroorzaakt dat een groot mechanisch koppel, omdat het wiel zich op grote afstand van de zwenkas bevindt. Dit mechanische koppel probeert de vooras te laten zwenken, en daarmee het rijtuig af te laten wijken van de gewenste baan.

Toen het rijtuig nog werd bestuurd door een of meer paarden door middel van lange lemoenen of een lange disselboom was dit koppel wel op te vangen, maar dat lukte slecht bij gemotoriseerde rijtuigen. De grootte van dit koppel werd weliswaar verlaagd door de vering, maar het bleef te groot om door een mens met een korte hefboom of helmstok te worden beheerst. Het kon worden verkleind door een tandwieloverbrenging, maar de besturing werd dan wel zeer indirect.

Een betere oplossing was over te gaan op een dergelijke variant van het voor rijtuigen ontwikkelde besturingssysteem dat door de rijtuigbouwer Georg Lankensperger in 1816 was ontwikkeld en gepatenteerd. In zijn opdracht werd ook in 1818 in Engeland patent aangevraagd door de in Londen wonende uitgever Rudolph Ackermann, naar wie tegenwoordig ten onrechte het systeem vaak wordt vernoemd. Hierbij bezit elk voorwiel een korte as, die om een verticale pen zwenkt. De zwenkbeweging van de twee korte voorassen is op zo'n manier onderling gekoppeld dat ze met de achteras samen bij benadering naar een punt wijzen; dit is de meetkundige voorwaarde voor het correct nemen van bochten. Voor de motorisch aangedreven rijtuigen was het minstens even belangrijk dat de afstand van het wiel tot de zwenkas heel kort kan zijn, met als resultaat kleinere koppels in het besturingssysteem. Daarvoor vroeg nauwkeurige besturing lang niet zoveel kracht als bij een voortrein met maar één zwenkas.

Luchtband

Motorvoertuigen voor personenverkeer werden onder andere pas praktisch te gebruiken door de uitvinding van de luchtband. Deze werd voor de eerste keer uitgevonden door Robert W. Thomson, die er in 1845 en '46 octrooi op nam in Engeland en Frankrijk. Thomson paste zijn luchtbanden toe op de in Londen gebruikte "brougham', een rijtuigtype met zelfdragende carrosserie dat al eerder besproken is. De zijwangen van deze banden bestonden uit een aantal lagen van stevig weefsel dat was geïmpregneerd met rubber die gevulcaniseerd was volgens het proces dat in 1838 door Charles Goodyear was ontdekt. Het loopvlak was bovendien van een laag leer voorzien. Het idee bleek in de praktijk geen succes, en het was al in vergetelheid geraakt toen de luchtband 1888 opnieuw werd uitgevonden door de in Belfast wonende Schotse veearts John Boyd Dunlop.

De aanleiding die Dunlop ertoe bracht de luchtband te ontwikkelen was dat de smalle wielen van een driewieler die hij voor zijn 12-jarige zoon kocht, wegzakten in de modder van de weg voor zijn huis. Dunlop realiseerde zich dat het euvel te verhelpen zou zijn door lichte wielen met breed draagvlak toe te passen; dit bracht hem op het idee van de luchtband. Zijn vinding werd al snel toegepast op racefietsen, omdat die daarmee veel lichter bleken te lopen. Wel bezaten ze het nadeel dat het verwisselen van een band niet eenvoudig was; men begon met de aan de velg vastgeplakte band met een scalpel zorgvuldig los te snijden.

De uitvinding van de binnenband door de gebroeders André en Edouard Michelin ontnam aan het bandverwisselen het karakter van een chirurgische ingreep. De luchtband werd zo snel verbeterd, dat hij in 1896 al in principe gelijk was aan de moderne fietsband. De Michelins ontwikkelden de luchtband verder, zodat hij ook kon worden toegepast op motorrijtuigen, die daarmee harder konden rijden dan het maximum van ongeveer dertig kilometer per uur, dat op massieve banden nog net door de passagiers verdragen kon worden.

De luchtband voor auto's had oorspronkelijk als belangrijkste nadeel dat hij niet sterk genoeg was. Hij ging niet langer mee dan een paar duizend kilometer, om de honderd kilometer (of minder) was de band lek, en hij was bovendien erg duur. De eerste race-auto op luchtbanden werd bestuurd door André Michelin in de beroemde race: Parijs-Bordeaux-Parijs van 1895. Op deze afstand van bijna 1200 kilometer had Michelin gemiddeld om de 150 kilometer een lekke band: hij kwam dan ook aan als zeventiende, maar desondanks was het een prestatie die de weg wees naar de toekomst, zoals toen ook al werd beseft.

Stalen veren

Ofschoon het verwisselen van banden geleidelijk aan wat gemakkelijker werd gemaakt, vergalde de frequentie waarmee dit moest gebeuren vele autorijders het plezier. Het is dan ook geen wonder dat tal van uitvinders, waaronder de toekomstige vliegtuigbouwer Anthony Fokker, probeerden de luchtband te vervangen door een flexibele stalen velg die werd ondersteund door stalen veren als spaken.

Een warentest in de vorm van een autorace voor auto's zonder luchtbanden werd in 1906 georganiseerd door het tijdschrift l'Auto. Het parcours: Parijs-Nice-Parijs, een afstand van ruim 2000 kilometer, werd afgelegd door slechts drie van de tien auto's die aan de start verschenen. Deze drie waren uitgerust met massieve rubberbanden: van de vijf auto's met stalen veren in de wielen kwam niet een zelfs maar halverwege. Desondanks zijn dit soort verende wielen pas in de jaren twintig definitief verdwenen.

De meest gebruikelijke rijtuigvering aan het eind van de 19de eeuw was op elliptische veren. Ook de eerste motorrijtuigen waren voorzien van elliptische veren links en rechts op zowel de voor- als de achteras. Deze veren zijn vrij hoog en daarom voldeden ze op auto's niet bijzonder, niet alleen vanwege de benodigde inbouwhoogte, maar ook omdat de wagenbak teveel heen en weer zwaaide bij hogere snelheden. Dustin en Arrol-Johnston waren een tijd lang bekende automerken met dit type vering, maar na omstreeks 1900 verdween het langzaam van het toneel.

Semi-elliptische vering, waarbij maar een gebogen pakket bladveren wordt gebruikt, voldoet veel beter bij auto's. Vering van dit type was al eerder, in de 18de eeuw, een enkele maal op rijtuigen toegepast. Een veersysteem dat uit drie semi-elliptische veren is opgebouwd werd tot ongeveer 1910 in auto's toegepast, en voor rijtuigen is het nog steeds in gebruik.

Onder twee van de veren, een links en een rechts, is in het midden de achteras gemonteerd. Deze veren zijn aan de voorzijde aan de wagenkast bevestigd, maar aan de achterkant zijn ze opgehangen aan de einden van een dwarsstaande derde semi-elliptische veer, die in het midden de wagenkast steunt. Curieus is dat dit systeem bij ruituigen Dennetvering wordt genoemd, terwijl het bij auto's platformvering heet.

Tekeningen: Het motorrijtuig van Lenoir van 1860, aangedreven door een gasmotor. Zwenkassysteem volgens het octrooi van Lankensperger van 1816. Luchtbanden op een brougham, volgens Thompson (1845).