De “tweebak”.
In theorie:
Al heel vroeg in de autogeschiedenis werd de mensheid geconfronteerd met de drie wetten van Newton;
- De traagheidswet
- Kracht verandert snelheid
- Actie <> reactie
De eerste wet kan zo worden geformuleerd:
Om de bewegingstoestand van een voorwerp te veranderen is een kracht nodig. Deze kracht kan uitwendig zijn (hand gooit bal) of inwendig (eigen stuwkracht versnelt een raket).
Of
Zonder kracht wordt een voorwerp niet versneld.
Zonder het optreden van een kracht houdt een voorwerp dus een constante snelheid, die… 0km/u kan zijn (ingeval van rust).
Een aandrijfmotor als krachtbron bleek dus al gauw onontbeerlijk.
Newton’s tweede wet beschrijft:
- een voorwerp in rust zal in beweging gebracht
worden als er een kracht op werkt.
- een voorwerp in beweging zal versnellen,
vertragen of van richting veranderen als er een resulterende kracht op
werkt.
En net dat is nu iets waar men een punthoofd van kreeg. Die aanzet, van stilstand naar beweging vroeg een extra kracht die de motor niet op kon brengen. Een reductie van de kracht naar de wielen, als een soort hefboom eigenlijk, drong zich op, al was het maar om van stilstand naar een beweging te gaan: de eerste versnellingsbak (eigenlijk: reductiebak) was een feit.
En tot slot de derde wet van Newton:
actie = reactie.
Hieruit kan men de wet van behoud van impuls afleiden: de totale hoeveelheid van beweging van een gesloten systeem verandert nooit.
We kennen allemaal het verschijnsel van autobussen die vlot 100km/u aanhouden zolang het horizontaal blijft, maar plots snelheid inboeten bij het nemen van een opwaartse helling. Het eigen gewicht, de eigen bewegende massa van 12 tot 16 ton wil in beweging blijven en zorgt voor een groot deel van de kracht om de snelheid te behouden. Rijden onder deellast, wordt dit genoemd. Elke bijkomende tegenwerkende kracht echter zal die deellast bijzonder vlot teniet doen, waarbij de krachtbron stevig uit de pijp mag komen.
Maar, rijden op deellast liet toe zonder reductie te rijden, wat dus uitgroeide tot een logische tweede versnelling, eigenlijk een “prise-direct”, wat betekent dat ingaande en uitgaande as aan dezelfde snelheid draaien, en een versnellingsbak overbodig maakte. Daardoor kon, eens de aanzetlast achter de rug was, al sneller gereden worden.
Louis Renault vond reeds in 1898 een driebak met tandwielen uit waarbij de derde versnelling “prise directe” werd genoemd. Hierbij was “zijn” tweede eigenlijk een tussenversnelling die diende om het soms grote “gat” tussen aanzet-eerste en de prise-directe te overbruggen.
“Tweebakken” waren, ondanks Renault’s driebaks-uitvinding, bij aanvang dus nog heel lang heel populair. We vinden ze nog steeds terug in tal van historisch treinmateriaal met lage topsnelheid: ex-NMBS 4620, 4403, 8040 e.a., maar ook, verrassend bij Amerikaanse wagens uit de 50’s, als tweetrapsautomaat, gekend als de “power-glide”. Het grote “gat” tussen reductie en rechtstreeks zijn ons bij de motorwagen 4620 van collega-vereniging Stoomtrein Maldegem-Eeklo heel bekend.
Maar laat ons hiervoor eens een eindje meerijden in een Ford-T. Of beter, in de T-Ford-autobus uit 1923.
Foto: Ford, Gelderse Tramweg Maatschappij. T Fort autobus uit 1923. Motor/chassis: Ford (model T), Ontario (Canada). Carroserie: Verheul (Waddinxveen), Lengte: 4,90 meter. Gewicht (leeg): 1.670 kilogram. Zitplaatsen: 8. Nieuwe carrosserie in 1951. De Ford behoort tot de collectie van Stichting Historisch Streekvervoer Achterhoek. Fotolocatie: Nederlands Openluchtmuseum in Arnhem.
Het Ford model T, bijgenaamd T-Ford en Tin Lizzie in de VS, van de Ford Motor Company werd gebouwd vanaf 27 september 1908 en was een van de eerste auto's die in massaproductie werd genomen (de eerste in massa geproduceerde auto was de Oldsmobile Curved Dash).
Deze auto, en ook de bus die hierboven op de foto te zien is, beschikt over een tweeversnellingsbak die eigenlijk een voorloper is van de latere tweetraps (half)-automaat: de aandrijvingen of uitschakelingen van een gang gebeurt met rembanden, niet met tandwielen die ingrijpen.
Onze pre-vzw en wijlen “Micheline-bus” indachtig (was een tweetraps!), ga ik hier graag eens op in. Al heeft de besturing van de T-Ford-bus niets meer te maken met wat we nu kennen. Alleen daarom graag jullie aandacht.
Laat ons even afwijken van het onderwerp en bekijken hoe het ooit was om te rijden met die afwijkende pedalenindeling van een Ford T. Best verrassend!
Zomaar in een Ford-T instappen en vertrekken staat gegarandeerd gelijk met potten en botten breken. Rijles nemen is een noodzaak. De bediening van een T-Ford wijkt immers nogal af van de bediening van een moderne auto. Immers, pas enkele decennia later werd de klassieke lay-out met gas-, rem- en koppelingspedaal gemeengoed.
Overzicht bedieningspedalen en hendels Ford-T.
Voor de bediening beschikt de T-Ford over 2 hendels achter het stuur en over 3 pedalen op de vloer, plus een hendel op de vloer, links naast de pedalen.
Beginnen we met het starten van de motor.
Linker hendel; regeling van de voorontsteking en gashendel rechts.
Met de linker hendel achter het stuur wordt de voorontsteking geregeld. Tijdens het starten moet deze zo laat mogelijk worden gezet (hendel hoog) om te voorkomen dat de motor terugslaat. Bij auto's met een elektrische startmotor (vanaf 1919) kan een terugslag een kapotte startmotor tot gevolg hebben en bij handmatig starten (aanslingeren) een gebroken duim of pols.
Als de motor eenmaal loopt kan de voorontsteking ongeveer halverwege worden gezet en bij rijden op vol vermogen (hendel laag), zo vroeg mogelijk.
Het contactslot.
Het contactslot heeft 3 standen:
- Linksom: ontsteking op batterij (tijdens het starten), op modellen vanaf 1919 met startmotor
- Midden: uit
- Rechts: ontsteking op de vliegwielmagneto (rijstand). Deze optie was niet altijd beschikbaar
De praktijk:
Tijdens het starten wordt het contactslot naar links gezet, waardoor de ontsteking zijn elektrische stroom uit de 6V-batterij (of accu, wanneer de auto een elektrische installatie heeft) haalt. De vliegwielmagneto levert namelijk onvoldoende vermogen tijdens het starten. Als de motor loopt wordt het contact naar rechts gezet, waardoor de ontsteking wordt gevoed vanuit de vliegwielmagneto. Hierdoor leveren de vier(!) trilbobines een (veel) hogere spanning waardoor de motor ook beter loopt. Jawel, elke “bougie” had zijn eigen “bobine” die 20.000 Volt leverde.
Het rechter hendel achter het stuur is het gashendel. De auto heeft immers geen gaspedaal!
Overzicht van de pedalen van een Ford-T.
Heel onwennig wordt het als we de pedalen willen bedienen. De indeling van de pedalen is als volgt:
- Linker pedaal: koppeling + versnelling (alleen vooruit)
- Middelste pedaal: achteruit
- Rechter pedaal: transmissierem
Door het linker pedaal in te trappen (met de handremhendel vooruit) wordt de eerste versnelling gekozen en zal de auto ook onmiddellijk in “low gear” wegrijden. Zodra de auto een beetje op snelheid komt, verminder je de gas laat je het linker pedaal geheel los, waardoor er naar de tweede versnelling (“high gear”) wordt geschakeld (de auto heeft zoals al eerder vermeld maar twee versnellingen). Door het pedaal nu half in te trappen komt de transmissie in vrijloop en kan er worden gestopt. Is de neutrale stand moeilijk te vinden, dan kan de handremhendel half aangetrokken worden.
De handremhendel.
Het hendel links naast de pedalen (handrem) heeft drie standen en twee functies:
- In transmissie rijden (hendel voorwaarts)
- In vrijloop houden (half aangetrokken 90° vloer)
- Handrem (geheel aangetrokken)
De handremhendel helemaal naar voor duwen en het linker pedaal hierbij indrukken laat rijden toe. Omschakelen van versnelling gebeurt zoals eerder vermeld met het linker pedaal: lossen = tweede versnelling.
Door de handremhendel half aan te trekken wordt via een rembandmechanisme het koppelingspedaal in de vrijloop gezet. Hierdoor kan de motor stationair draaien, zonder dat je het koppelingspedaal steeds half ingetrapt moet houden. Onervaren bestuurders gebruiken deze stand ook vaak tijdens het achteruit rijden.
Als het hendel geheel wordt aangetrokken komt de auto op de handrem te staan. Hierbij worden tevens de linker en rechter pedaal mechanisch aangetrokken (ingeduwd), waarbij naast de achterremmen (trommelremmen) ook de koppeling en de transmissierem de wagen stevig op de plaats houden.
Achteruit rijden doet men door de koppeling half in te trappen (vooruit in vrijloop) of de handrem half aan te trekken en vervolgens het middelste pedaal zo ver mogelijk in te trappen. Zodra het middelste pedaal los wordt gelaten kan de auto weer worden gestopt.
Het rechter pedaal is voor de bediening van de transmissierem. Door dit pedaal in te trappen wordt de auto afgeremd.
In tegenstelling tot de moderne auto's zit bij de T-Ford de bedrijfsrem dus in de versnellingsbak. De trommelremmen op de achterwielen zijn alleen voor de handrem bedoeld en worden dus tijdens het rijden niet gebruikt. Op de voorwielen heeft de T-Ford… geen remmen.
In geval van nood kan de achteruit (eventueel in combinatie met de transmissierem, waarbij drie pedalen tegelijk worden ingedrukt - de hiel-tip-methode) ook als rem worden gebruikt. Er gaat hierdoor niets kapot doordat alle tandwielen van de versnellingsbak continu met elkaar in aangrijping zijn. Het activeren van de achteruit (en ook van de eerste versnelling) gebeurt door een remband die om een stalen trommel in de versnellingsbak wordt gespannen. Neem maar aan dat iemand die onervaren is met T-Ford en een noodstop op reflex uitvoert zeker die middelste pedaal zal gebruiken, wat dus toch gelukkig een remmende functie oplevert, al zal je wellicht stilstaan in het volgende postnummer.
Al bij al is het een geluk dat er al honderd jaar geleden een universeel pedaalsysteem opkwam dat tot op heden nog gemeengoed blijkt te zijn. Onze rijreflexen naar een T-Ford omzetten is niet evident en was hier louter illustratief!
Volgende keer meer over de evolutie in versnellingsbak-land.
Bronnen:
- Eigen kennis
- Peter Reedijk | Ford US Model T
- www.autoblog.nl
- Wikipedia
- Youtube