Techniek: het chassis, de ruggengraat van de auto

Auteur: , 40 Reacties

Buizenframes, monocoque's, ladderframes en zelfdragende carrosserieën. Termen die geregeld voorbij komen, maar wat houden ze eigenlijk precies in?

Porsche 918 Chassis

In de begindagen van de auto werden auto’s gebouwd op een los chassis. Meestal bestaat zo’n chassis uit twee dikke stalen profielen in de lengterichting, onderling verbonden door smallere profielen. Hieraan ontleedt dit type chassis ook zijn naam: ladderchassis.

Op dat chassis worden vervolgens alle mogelijke onderdelen van de auto geschroefd. De ophanging en de wielen, de motor, versnellingsbak en als laatste de carrosserie. Henry Ford bedacht bijvoorbeeld hoe je met een primitieve lopende band de ene na de andere carrosserie op de rijdende chassis’ kon plaatsen.

Veel luxewagens werden voor de oorlog door de fabriek ook afgeleverd als een rijdend chassis, ofwel rolling chassis. Dat was een rijdbaar onderstel met aandrijflijn, waarmee de klant zich vervolgens tot een koetsbouwer wende, om er naar wens een carrosserie op te laten bouwen. Het waren gouden tijden voor bedrijven als Mulliner, Parkward, Saoutchik en Figoni et Falaschi.

Rolling Chassis

Zelfdragende carrosserie
In 1922 werd de autowereld opgeschrikt door misschien wel de belangrijkste auto uit de geschiedenis: de Lancia Lambda. Niet alleen vanwege de revolutionaire onafhankelijke wielophanging, maar vooral vanwege de zelfdragende carrosserie. Dat wil overigens niet zeggen dat het plaatwerk dragend is, daaronder gaat een frame schuil dat een groot deel van zijn sterkte uit de forse middentunnel haalt. Doordat de passagiers daarnaast en dus lager konden zitten in plaats van boven de aandrijflijn, kon de daklijn van de auto lager gehouden worden. En dat lagere zwaartepunt komt zowel de luchtweerstand als het weggedrag ten goede.

Lancia Lambda

Deze zelfdragende constructie wordt tegenwoordig het meest gebruikt, vrijwel alle personenauto’s en crossovers zijn opgebouwd rondom zo’n zelfdragende carrosserie. Tegenwoordig wordt er behalve staal en aluminium ook al carbon reinforced plastics toegepast, zoals in onderstaande BMW 7 Serie. Toch staan onder ander terreinwagens nog steeds op een ladderchassis, simpelweg omdat dit sterker is. In moeilijk begaanbaar terrein kunnen er behoorlijke krachten op het chassis komen, dus moet dat zo sterk en stijf mogelijk zijn.

BMW Carbon Core

Behalve het ladderchassis en de zelfdragende carrosserie, hebben nog veel meer type chassis’ in de autogeschiedenis de revue gepasseerd. Hoewel een compleet overzicht niet lukt, dus dat ga ik niet eens proberen, staan hieronder een aantal belangrijke typen genoemd, inclusief voorbeelden van auto’s waarin het is toegepast en plaatjes om het geheel nog wat duidelijker te maken.

Platformframe
Een afgeleide van het ladderchassis, zij het met een middenstuk waarbij de bodem van de auto onderdeel uitmaakt van de dragende constructie. Vaak is dit plaatstaal met een relief erin om extra stevigheid te krijgen. Het bekendste voorbeeld is de Kever, maar bijvoorbeeld ook GM’s Hy-Wire conceptcar uit 2002 kun je zien als een auto met platformchassis.

Volkswagen Kever Chassis

Backbone Chassis
De verwijzing in de titel is op dit type chassis pas écht van toepassing. Het dankt zijn naam aan een enkel profiel dat door het midden van de auto loopt en als het ware de ruggengraat van de auto vormt. Colin Chapman was een fan van dit lichte chassis en vrijwel alle modellen tot de Elise hadden zo’n chassis. Hieronder het chassis met aandrijflijn van de eerste Elan. Voor de Elise stapte men over op een gelijmd aluminium chassis, dat door mag gaan voor een monocoque.

Lotus Elan Chassis

Buizenframe
Officieel spreken we ook in het geval van een buizenframe van een zelfdragende carrosserie. In dit geval is heel dat frame opgebouwd uit buizen. Hierdoor kun je een zeer licht, maar toch stijf chassis bouwen. De techniek werd vooral in de jaren ’50 en ’60 veel gebruikt voor racewagens. De bekendste is de Maserati Tipo 61, bijnaam Birdcage. Waar zou die naam nu vandaan komen…

Maserati Birdcage

Monocoque
Dat het buizenframe tegenwoordig vrijwel niet meer gebruikt wordt, is de verdienste van de monocoque. Het woord is een samenstelling van het griekse Mono en het Franse woord voor schaal. De buitenkant van het chassis is dus tevens het dragende deel. Deze techniek komt oorspronkelijk uit de luchtvaart en werd in 1962 door Lotus voor het eerst toegepast in de Formule 1. Tegenwoordig maken sommige dure sportwagens gebruik van een monocoque, meestal gecombineerd met subframes voor de wielophanging en de aandrijflijn, zoals bij onderstaande Lamborghini Aventador.

Aventador Chassis



40 reacties

Mooi verhaal weer. Maakt toch wel weer het een en ander duidelijk voor de leek.
Één chassis mag eigenlijk niet ontbreken…

Een chassis dat zijn oorsprong vind in de luchtvaarttechnologie. Waarbij voor het raamwerk voor een uiterst licht, maar stevig materiaal gekozen is. En voor het plaatwerk gekozen is voor lichtgewicht aluminium, dat met traditionele technieken kundig in vorm gebracht is. En in een tijd dat andere fabrikanten hun chassis nog met klinknagels of met bouten en moeren in elkaar zetten maakte deze fabrikant al gebruik van lijmverbindingen:

http://www.youtube.com/watch?v=IKoxN_D2MK0
@moveyourmind: Leuk om te zien, bedankt voor deze link!
@moveyourmind: Dat is toch gewoon een ladderchassis?
@Mee: Dat zit er inderdaad ook nog onder… Om de boel bij elkaar te houden…
Leuk!!
Interessant stukje! Veel bekend, maar toch ook weer wat leuke feitjes die ik niet wist. Altijd leuk iets te leren.
@mgmgb: je MG is ook al zelfdragend of niet?
@scottishcarspotter2000: Jazeker! Een van de allereerste cabrio’s met zelfdragende carrosserie. Hopeloos overgedimensioneerd natuurlijk, bij gebrek aan goede computersimulaties/berekeningen, maar daardoor relatief stijf voor een klassieke roadster. En daarnaast ook nog eens een van de eerste auto’s met een kreukelzone aan de voorzijde.
En nog een mooi voorbeeld van een buizenchassis:

http://www.youtube.com/watch?v=mbsYPXAJhxU

Lichtgewicht, extreem stijf en op een onderscheidende manier gebruikt als designkenmerk.

Heel toevallig weer een hoogstandje uit Great Brittain 🇬🇧
@moveyourmind: * Min één t ergens
@moveyourmind: of een Ariel Atom, lijkt me een duidelijk voorbeeld als je niet weet wat een buizenchassis inhoudt
Waarvan is het chassis in de header? 918, naar de remklauwen gezien?
@kle500: Er zitten zo te zien ook Porsche-logo’s op.
@berlinetta: mouse-over de foto en je weet het…
@rulefollower: app gebruiker.. Low res fototje.
Dat Chassis van de 918 is echt een schoonheid!
Goed artikel zo ken de simpele mens het ook begrijpen +1
Leuk artikeltje, maar één opmerking: een ladderchassis is inderdaad sterk, maar zeker niet per definitie (torsie)stijf. In bepaalde situatie is het juist gunstig om een beetje flexibiliteit in te bouwen, bijvoorbeeld om op oneffen terrein de wielen aan de grond te houden ;)
http://www.offroadvehicle.ru/AZBUCAR/Mercedes/LA%203500%20needed%20a%20great%20deal%20of%20torsional%20elasticity.jpg

PS: daarom vallen vrachtwagens met zeiltrailers ook minder vaak om dan trailers met een vaste opbouw. Omdat die laatste stijver zijn, tillen ze eerder een onbelast wiel op en kieperen dan om.
@stalensnuitje:
Amen! Veel mensen verwarren sterkte met stijfheid terwijl dit twee heel verschillende begrippen zijn. Een bungeejump elastiek is bijvoorbeeld super sterk. Maar zo stijf als een natte dweil. Een gedroogd kaneelstokje is super stijf maar zo sterk als een luciferhoutje.
@stalensnuitje: Ik rij weleens met containers achterop de vrachtwaggel, en die moet je dan zeker niet op alle 4 de hoeken vastzetten als ik in oneffen terrein kom, dan kan het chassis niet meer werken en dat moet nou juist wel….je verhaal klopt dus :)
@autoblog: misschien een idee om een soortgelijk artikel over verschillende differentiëlen te doen?
Sper-, limited slip- etc?
@bierbuik: inderdaad. Sper wanneer je remt, accelereert, voorspanning. Ook het alfa q2 diff waarbij er niet alleen 50/50 gespert wordt, maar de krachten juist meer naar het niet slippende wiel gaan! Interessant om uit te dokteren.
@koeckenbacker: precies ja, ik moet zeggen dat ik redelijk verstand heb van auto’s, maar dit is toch iets wat me vreemd is
Leuk dat je een technisch artikel wil schrijven, maar doe het niet als je er niets van weet…


Buizenframe (noem het gewoon tubular space frame, niemand wacht op een incorrecte nederlandse term) -> voor sportwagens, en lage productie series, Ferrari gebruikte het tot aan de 456/575 … en de meeste racewagens hebben dit nog.

Zoals @stalensnuitje al zegt. Ladderchassis zijn niet stijf, en moeten een stuk zwaarder zijn om dezelfde sterkte te halen als een monocoque. Voordeel is dat ze goedkoop, flexibel maar vooral robuust zijn en dat het gemakkelijk is die op hoge poten te zetten en je er alle assen en differentielen goed bij kwijt kunt voor de AWD.

Backbone chassis is redelijk irrelevant, maar we interessant. Overigens bij alle modellen met een backbone chassis verzorgde het backbone enkel de stijfheid, de glasvezelkoets verzorgde voornamelijk de sterkte, maar glasvezel is niet stijf genoeg voor een sportwagen, vandaar het backbone chassis erbovenop. Lotusen zoals de 7 gebruiken een spaceframe.

Monocoque werd voor het eerst echt toegepast bij de Citroën TA, in de jaren 30. Tegenwoordig is zowat iedere wagen een monocoque structuur. Van de nissan micra tot idd een aventador.
@Hupke: eens, de beschrijving van een monocoque hoort eerder thuis bij de zelfdragende carrosserie, wat betekent dat de opbouw structureel, dwz dragend, is. Bij een monocoque denk ik vooral aan een dragende structuur uit één stuk. Dus bv een carbon monocoque komt gans de dragende structuur als één geheel uit de mal. Doorgaans is dit lichter want iedere keer dat er iets samengezet wordt heb je krachten concentraties en bevestigingsmaterieel nodig wat steeds gewicht kost. Zoiets.
@Onehp: PS: geschreven zittend aan de material science afdeling van het MIT ;)
@Onehp:

Ja je denkt er eerder aan maar in principe is er geen verschil tussen een stalen monocoque van geperste plaat die met puntlassen aan elkaar vasthangen, of een crp monocoque die (welliswaar na door verschillende mallen en fixtures gepaseerd te zijn) uiteindelijk als 1 geheel uit de laatste mal komt.

;) Het Mumbai institute of technology? :p
@Hupke: het traditionele gepuntlaste persplaat zelfdragende carrosserie is tegenwoordig eigenlijk een onderschat stukje toptechnologie, en kan inderdaad met wat goede wil als monocoque beschreven worden, net zoals een bv. gepopnagelde alu vloegtuigromp. Een (c)frp monocoque is als het goed is wel degelijk in één keer gebakken, om zo weinig mogelijk excessief matrix te hebben en zonder (k)oude lijmkanten. Een pure monocoque is met een strikte definitie eerder zeldzaam en duur, beetje het ultieme in dragende structuren, wordt de term wat lossjes gebruikt verliest het zijn speciale betekenis ook een beetje…
Fijn weer! Mag vaker deze blogjes
Heel simpel een vloeiend! Leuk om te lezen (voor een auto-enthousiast met weinig kennis van techniek). Dank je @autoblog
Leuk gescreven, in formatief stukje werk maar mag ik ff ?

– De eerste productie wagen met zelfdragende carrosserie was de 1935 Opel Olympia.

http://www.mad4wheels.com/webpics/hires/00008344%20-%201935%20Opel%20Olympia%20cabrio%20limousine/1935_Opel_Olympia_cabrio_limousine_001_8076.jpg
@desjonnies: 1934 citroen traction avant
@deboes:

Is dat niet discutabel wegens de aandrijflijn die dragend is maar GEEN deel van de carrosserie uitmaakt ?

Kijk maar :

https://www.flyinghy.nl/images/Traction_20.jpg
En eigenlijk de meest spastische en ‘waarom zouden we het makkelijk doen’ vorm van een chassis’ maken : de Maserati Bridcage, een auto die een vermogen waard is, maar ik vraag me altijd af ‘wat te doen als er 23 van die stangetjes kromgebogen zijn, dan heb je alleen nog maar een moderne abstracte structuur over……

https://c1.staticflickr.com/7/6001/5969201668_fc572a519e_b.jpg
@desjonnies:

En de meest elegante is dan weer de mercedes 300 SL:
http://blog.mercedes-benz-passion.com/wp-content/uploads/2048_71613.jpg
@desjonnies:

Porsche 906 heb ik ook altijd een pareltje gevonden. Je ziet direct welke tube waarvoor dient. En een behoorlijk leuk ding om in te zitten als je zijwaars tegen een paaltje drift (itt een lotus seven oid.)
http://blog.mercedes-benz-passion.com/wp-content/uploads/2048_71613.jpg
Het ladderchassis werd besproken, maar nergens staat vermeld dat dit vroeger ook wel van hout gemaakt kon zijn. Nu nog trouwens -> Morgan.

Geef een reactie:

Je moet ingelogd zijn om reacties te posten, registreren kan HIER (ook via Facebook).