Kogeldruk

Louis vraagt op 5 december 2007:

Hoe hoog zou de kogeldruk werkelijk worden tijdens maximaal remmen als de caravan dus voorover zou willen duiken ?
Bij bijvoorbeeld een juist beladen caravan van b.v. .1300 kg totaalgewicht .
Hierbij zal de afstand van hart as tot hart koppeling , en dus het "moment" ook bepalend zijn .
Het lijkt mij dat deze krachten van veel grotere invloed zijn dan een paar kilo "teveel" kogeldruk in rusttoestand , als het gaat om verticale belasting van de trekhaak.

Reacties:

Caravantrekker (Menno) antwoordt op 6 december 2007:

Natuurlijk zijn de dynamische krachten veel groter. Wat dacht je van de krachten als je iets te hard over een verkeersdrempel rijdt?
Maar dat is geen vrijbrief om te rijden met een (te) hoge kogeldruk.

Louis antwoordt op 6 december 2007:

Bedankt voor je reactie Menno.
Helemaal gelijk ,het is inderdaad geen vrijbrief voor een te hoge kogeldruk , vandaar dat ik het ook had over een juist beladen caravan ,en daar hoort ook de kogeldruk bij .
Maar ik heb namelijk nog nooit gehoord van autofabrikantentests waarbij een trekhaak wordt belast tot hij uit het chassis breekt .
Dus ik vroeg me af hoe de door hen opgegeven kogeldruk tot stand komt.
Want al met al is het verschil in kogeldruk bij diverse automerken veel kleiner dan de bijna niet van tevoren te berekenen krachten die er op kunnen komen bij normaal gebruik van al wat je maar achter een auto kunt hangen .
Dus ik vroeg me gewoon af of iemand weet hoe zo'n norm tot stand komt , vandaar.

Caravantrekker (Menno) antwoordt op 6 december 2007:

Met losse onderdelen worden wel sterkte proeven gedaan, zowel trekhaken als koppelingen bijvoobeeld. Hoe ze dat met de auto doen weet ik eigenlijk niet. Wel zijn er uit de praktijk een aantal gevallen bekend waarbij de trekhaak 'uitscheurd' van de auto en de 'normale' belasting dus niet eens aan kon.

Louis antwoordt op 6 december 2007:

Ik vermoede al dat dit lastig te beantwoorden zou zijn ,maar je kunt nooit weten .
We houden het er maar op dat iedereen het gezonde verstand gebruikt , en zijn spullen gaat wegen voor de rit .
Tenslotte kost het nodige materiaal om dit te kunnen doen maar een fractie van een eventuele schade ,en het rijd heerlijk ontspannen als je voelt dat je caravan (of aanhanger )netjes volgt .

Anko antwoordt op 7 december 2007:

De dynamische belasting van de kogel zal regelmatig veel hoger zijn dan de statische belasting. Vooroverleunen van de caravan bij het remmen zal daar maar zeer beperkt aan bijdragen. Zet je neuswiel eens op een weegschaal en speel wat met de hoogte van je neuswiel. Laat de caravan voorover en achterover leunen. Kan denk ik zomaar 20 kilo plus of min zijn. Maar dit staat m.i. in geen verhouding tot de dynamische krachten bij hobbels in de weg. We hebben het feitelijk over G-krachten en die kunnen snel oplopen.

Het zou mij niet verbazen wanneer de kogeldruk bij een snel genomen hobbel zomaar keer 4 of 5 gaat. Om vervolgens kortstondig keer -4 of -5 te gaan. Dat geld dus ook voor die 5 kilo extra. Die telt dan ook ineens 4 of 5 keer zo zwaar. De marge die aanwezig is om een dynamische belasting op te vangen moet je dan ook niet gebruiken om een hogere statische belasting toe te staan. Tenzij je niet van plan was om te gaan rijden 😉

Niet helemaal overtuigd: laat de valbeugel van je dissel eerst maar eens voorzichtig op je voet zakken met die 5 kilo extra en daarna op je voet vallen zonder die 5 kilo extra. Eens kijken wat het langst bij blijft 😉

De grote verschillen in auto constructies zorgen er vast wel voor dat de ene auto dynamisch veel zwaarder belast kan worden dan de andere. Teruggerekend naar statisch (rekening houdend met optredende G-krachten) worden de verschillen dan ineens kleiner. G-krachten bij remmen en optrekken zijn echter veel kleiner dan G-krachten als gevolg van hobbels in de weg. Vandaar grotere verschillen in maximaal aanhanggewicht en kleinere verschillen in maximale kogeldruk.

Overigens was mijn VOORMALIGE (waarom toch?) dealer van mening dat ik als berijder rekening moest houden met dit verschijnsel en de statische belasting zodanig moest beperken dat de dynamische belasting onder de maximaal toegestane kogeldruk zou blijven. Volgens de monteur zou ik bij een maximaal toegestane kogeldruk van 75 kilo veilig zitten als ik maar onder de 60 kilo (statisch) bleef. Slaat natuurlijk helemaal nergens op:

- Lijkt mij een beetje lastig te bepalen voor een normale sterveling, zoals ikzelf.
- Je mag er echter wel van uit gaan dat 60 kilo statisch veel en veel meer oplevert dan 75 kilo dynamisch, dus 60 zou volgens die redenatie nog veel te veel zijn.
- Het is een "beetje" vreemd dat ik daar als automobilist rekening mee moet houden bij het beladen, in plaats van de fabrikant bij het vaststellen van de toegestane belasting.
- Over het algemeen wordt geadviseerd om voor een maiximale kogeldruk te gaan, rekening houdend met wat auto en caravan kunnen hebben.
- Moet ik ook rekening houden met G-krachten bij het beladen van mijn auto? Of mijn caravan?
- De maximale kogeldruk van mijn auto is officieel vastrgeslted op 80 kg, maar daar had de dealer zelf al geen vertrouwen in.

Van een Subaru dealer had ik meer verwacht.

Jerry antwoordt op 7 december 2007:

Iedereen houd rekening met de G krachten met het laden van de caravan en de auto of zou dat moeten doen.
Juist vanwege die g krachten leg je geen zware spullen in de bovenkastjes maar op de vloer dicht bij de as.
En een trekhaak kan je best zwaarder belasten dan de maximale kogeldruk als je der maar niet mee gaat rijden.
En het kan geen kwaad om bij de garage of bij de apk eens te vragen of de bouten waarmee de trekhaak vast zitten ook nog goed vast zitten.
Of zelf even contoleren.
Dit kan uitscheuren van het plaatwerk voorkomen.

Anko antwoordt op 7 december 2007:

Jerry,

Natuurlijk, helemaal waar. Maar daar hebben we het hier niet over. Het ging om het verschil tussen statische en dynamische belasting van de trekhaak. De dynamische belasting is door het optreden van G-krachten vele malen groter dan de statische belasting. Maar wij mogen er toch van uit gaan dat de constructeur van de auto / trekhaak hier rekening mee heeft gehouden bij het vaststellen van de maximale toegestane kogeldruk, en dat dit slaat op de gemeten kogeldruk in rust (statische belasting).

Als dat niet zo is, dan moet je eens aangeven wat volgens jou de maximale kogeldruk in rust zou moeten zijn, om zeker te weten dat je onder het rijden nooit boven de 80 kilo uitkomt. Nee, met deze G-krachten hoeven we zelf geen rekening te houden bij het beladen van de caravan.

Dirk antwoordt op 7 december 2007:

Anko heeft gelijk.
Een fabrikant geeft een meetbaar gegeven op. Een statische belasting is meetbaar. In het geval levert een statische belasting op de trekhaak een zeker moment op de bevestiging aan het chassis van de auto. Dat is wat de autofabrikant opgeeft. Een dynamische belasting tijdens het rijden van de caravan is een onmeetbaar gegeven. E.e.a. hangt af van diverse factoren zoals weersomstandigheden. Het klinkt wat tegenstrijdig, maar een dergelijke dynamische belasting geeft een kleiner moment op de overgang van trekhaak naar chassis dan een statische belasting zoals kogeldruk. De dynamische belasting is derhalve van ondergeschikt belang.

Anko antwoordt op 7 december 2007:

Dirk,

Fijn dat je het met me eens bent, maar ik denk dat de dynamische belasting juist een heel grote rol speelt in plaats van een kleine.

Je kunt misschien best een zak aardappelen van 80 kilo tillen en die nog een knap tijdje vasthouden ook, maar om hem vast te houden wanneer je van het dak van je schuurtje springt is een heel ander verhaal. Afhankelijk van hoe goed je de klap opvangt (soepel door je knieen gaat) voelt de zak tijdelijk veel en veel zwaarder aan: de opgebouwde neerwaardse snelheid wordt over een korte afstand afgebouwd en resulteert in grote G-krachten. Naar analogie: zie ook de verhalen van beschadigde koppelingen van caravans die worden getrokken door terreinwagens of bestelwagens met heel stugge veren.

Mijn stelling is dat de fabrikant weet hoeveel dynamische belasting het chassis en de trekhaak kunnen verwerken en dat zij dat gegeven, om het ons makkelijk te maken, heeft vertaald heeft naar een waarde die we zelf kunnen meten: de maximaal toegestane kogeldruk. Met andere woorden: de fabrikant adviseert ons niet meer dan 20 kilo aardappels te dragen, omdat hij weet dat we er misschien een keer mee van een schuurtje af moeten springen.

Roel antwoordt op 7 december 2007:

Ik denk dat de relatie kogeldruk/dynamische belasting nu te abstract gezien wordt.

Het maakt een heel verschil waar het zwaartepunt zich tov de as zich bevindt (axiaal en radiaal). En met name op welke afstand.
De dynamische belasting zal veel afhangen van de opgeroepen massatraagheidskracht op het zwaartepunt buiten het feit dat de kogeldruk binnen alle redelijke marges ligt. (Denk aan fietsenrek achterop en airco luifels op dak.)

Ik zou die trekhaak niet willen zijn bij een verkeersdrempel met 30 km/h!
De nu verkrijgbare trekhaken voldoen aan de meest denkbare normen bedacht door collegezalen vol 'ervan verstand hebbenden'. Het aantal gevallen waarbij de dynamische krachten het van de materiaal gewonnen hebben zijn misschien niet eens op één hand te tellen. Eerder heeft de 'bevestiging' van de haak het dan gewonnen van het 'waaraan bevestigd'. Het chassis of de auto is in deze dus waarschijnlijk de zwakste schakel.

Overigend roept eea hierboven bij mij wel eens de vraag op hoelang deze trend naar steeds zwaardere en comfortabele caravans zich verder doorzet. Hiermee moeten mi toch eens de grenzen in zicht komen waarbij we met zijn allen misschien ook het lid weer eens op de neus krijgen dat de (nog te verhogen) snelheid van 90 km/h weer dapper terug gaat naar 80!
Maar dat is weer voor een ander draadje.

Rico antwoordt op 10 december 2007:

De opgave van de kogeldruk door de fabrikant wordt zodanig gedaan dat het meetbaar is. Dus een statisch maximum. Elke andere opgave is m.i. onzin aangezien je b.v. een dynamische belasting niet kunt meten.

Maarrrrrr, bij het overschrijden van de puur statische belasting zal een trekhaak niet overlijden. Dat moet veel meer gezocht worden in dynamische belastingen en de extreme belastingen tijdens rijden. Een voorbeeld van een extreme belasting is met te hoge snelheid over een verkeersdrempel rijden. Een dynamische belasting moet je zien als vermoeiingsbelasting, rijden tijdens normaal gebruik. Die is afhankelijk van de statische kogeldruk, maar ook van b.v. de ligging van het zwaartepunt van de aanhanger/caravan. Hoe hoger het zwaartepunt, hoe groter het dynamisch effect.

Ik betwijfel het of een trekhaak de geest geeft ten gevolge van extreme belastingen. Het zou maar zo kunnen dat het een vermoeiings"machine" is. Hou er rekening mee dat als het inderdaad vermoeiing is, dat een overschrijding van het maximum statisch toelaatbare met zeg maar 10% maar zo 50% van de levensduur afhaalt (het is een e-macht). Vermoeiingsbelastingen liggen lager dan de extremen, maar doordat ze vaker voorkomen kan een constructie toch door die lagere, wisselende, belastingen bezwijken. Vermoeiing, oftewel metaalmoeheid, wordt dat genoemd.

Rico

Roel antwoordt op 10 december 2007:

Rico, trekhaken die bezwijken door metaalmoeheid?
Het moet niet veel gekker worden.
Trekhaken zijn dusdanig overgedimensioneerd dat ze eerder aan de caravan blijven hangen dan aan de auto als er echt iets goed mis gaat. En vermoeid raken? Het is geen licht geconstrueerd aluminium vliegtuig!
Door extreme belasting zal door de gebruikte staalsoort mogelijk eerder een haak verbuigen met inherente schade aan voertuig dan dat hij breekt. Voor zover de twee 12mm 10.9 bouten dit aankunnen.
Maar gezien deze hypothetische voorstelling kunnen we niet uitsluiten dat bij voorkomende gevallen de koppeling en de dissel ook niet geheel schadevrij uit de strijd zullen komen.
Afijn, is dit een dusdanig veel voorkomend probleem dat we er iets mee kunnen of moeten?

Rico antwoordt op 11 december 2007:

Roel,

Daarom zei ik ook "het zou maar zo kunnen" aangezien ik het ook niet zeker weet door welke oorzaak een trekhaak de geest geeft. M'n gevoel zegt me dat een trekhaak niet zal overlijden door een wat te hoge statische belasting. Eerder door een extreme dynamische belasting.

Je moet het niet vergelijken met een uitgeknepen aluminium vliegtuig. Een vliegtuig is dermate kostbaar dat grote rekensommen uitkunnen om ergens een paar kilo gewicht te besparen. Dat verdient zich altijd terug. Maar er zijn veel meer constructies en machines waarbij vermoeing qua ontwerp dominant is. B.v. in bruggen, maar ook windturbines, in zekere mate vrachtwagens, etc. Bij b.v. vrachtwagens is een "klassieker" dat bij de DAF 2800 in de deuren bij het tochtraampje scheuren in de deuren ontstonden door trillingen. Dus een relatief lage belasting, maar wel heel veel cycli. Maar goed, we dwalen af.

Net als jij neem ik ook aan dat zaken als de koppeling en de dissel ook schade ondervinden bij te hoge belasting.

Ben geen trekhaakkenner, dus ik doe dit op gevoel, maar ik vind het wel een leuke discussie.

Rico

Michiel antwoordt op 11 december 2007:

Rico, je mag dan geen trekhaakkenner zijn, je gebruikt wel de juiste term "metaalvermoeing" in plaats van het populaire "metaalmoeheid". 😉

MV

Rico antwoordt op 11 december 2007:

Dat komt doordat ik in het windturbine-ontwerp werk. Dat zijn rasechte vermoeiingsmachines. 😉

Anko antwoordt op 11 december 2007:

Okay. We zijn het er over eens dat de dynamische belasting veel groter is dan de statische. Maar de vraag was of daarom "een paar kilo meer" (statisch) geen probleem zou zijn.

Wat zijn hierover de meningen?

Roel antwoordt op 11 december 2007:

Definieer "een paar kilo meer".
De caravan vindt het wel lekker, de auto niet vandaar de opgegeven max. kogeldruk bij trekkend materiaal.
Blijf proefondervindelijk experimenteren en bepaal voor jouw combinatie het meest ideale.

Louis antwoordt op 11 december 2007:

Waar een vraag al niet toe kan leiden !
Leuk om te merken dat mensen hier serieus over na gaan denken.
Ik ben er bij de oorspronkelijke vraag uiteraard van normaal gebruik uitgegaan ,en dus niet van " rallycrossen" .
Al stuiterend over slechte wegen ,drempels en wat al niet meer gaat alles kapot als je dat wilt .
Dus zeg maar een paniekstop , bij een goed beladen caravan , en dus hooguit het lichte spul in de bovenkastjes .
Ik vermoed dat de autofabrikant ook rekening houdt met de afstand hart achteras-trekkogel .
En het feit dat het chassis tegenwoordig minder star is dan vroeger i.v.m. de nodige kreukelzone's.
Je kunt met een relatief kleine wielonbalans je hele caravan uit elkaar laten trillen als je hard genoeg rijd , dus gewicht zegt niet alles , maar de omstandigheden des te meer .
Vandaar nog steeds : maakt een paar kilo veel uit , en hoe komt een opgegeven kogeldruk tot stand ?
Iedereen alvast bedankt voor alle reacties in deze leuke discussie .

Roel antwoordt op 11 december 2007:

Hoe een officiële kogeldruk tot stand komt kan ik niet exact aangeven.
Erg ingewikkelde berekeningen gaan daar niet aan vooraf lijkt mij. Het is een opgave van de fabrikant aan de RDW bij typegoedkeuring. Over het algemeen tussen 50 - 100 kg voor de meeste merken en types.
Veel heeft ermee te maken dat de (kogeldruk) belasting door een aangrijppunt achter de auto een flink moment veroorzaakt op de dragende as.
De aanwezige kogeldruk veroorzaakt ook tijdens het rijden een gierkracht die eveneens een aangrijppunt buiten de auto heeft. Inderdaad is de overhang van invloed hierop.
Qua kogeldruk is de overhang nagenoeg niet van invloed op de grootte daarvan. Iets dat al aangeeft dat de kogeldruk (50-100kg) voor de meeste auto geen probleem is ondanks dat het in het rijden met een combinatie een verschil kan zijn.
Een voorbeeld van een caravan die getrokken wordt door MPV waarbij de kogel zich bijna OP de achteras bevindt waarvan de MPV wordt vervangen door een sedan waarbij er tussen achteras en kogel nog een metertje kofferbak zit.
Zelfde caravan met dezelfde kogeldruk alleen een wereld van verschil in rijstabiliteit.

Een grens moet aangegeven worden al was het alleen maar uit oogpunt van productaansprakelijkheid.
Een omgebouwde fietsdrager waar een kuub zand mee vervoerd wordt is natuurlijkvragen om problemen en met een max. kogeldruk indicatie ben je als fabrikant gelijk van de aansprakelijkheid af.

Rico antwoordt op 12 december 2007:

@Roel,

Ja mee eens. Ook mij lijkt het dat de achteroverhang een flinke invloed heeft op de rijstabiliteit. Maar ook de achtervering. Slappe vering zorgt voor flinke veerwegen. Ik kan me voorstellen dat dat voor de dissel beter is (zolang de vering maar niet op de eindaanslagen dendert), maar voor het stuurgevoel is het een stuk minder prettig. Weet ik uit ervaring met m'n Citroën Berlingo. Met de Vovaro die ik daarna had, korte overbouw, harde vering, stuurde het een stuk strakker maar je kon wel af en toe een naschok voelen van de caravan. Bij m'n huidige bus (T4) is de vering iets weker dan de Vivaro en de overbouw relatief wat langer. En dat geeft qua rijden een mooie mix. Rijdt lekker. Maar inmiddels zijn we geheel off-topic.....

Terug naar "wat is de invloed van een paar kilo meer op de kogel?". Uitgaande dat de dynamische krachten in ieder geval als basis de statische krachten hebben, levert een paar extra kilo's toch ook een hogere dynamische belasting op. Maar als ik zou moeten kiezen tussen een paar kilo's teveel op de kogel of diezelfde kilo's in de bovenkasten boven de as (stel dat je dat doet), dan kies ik voor de extra kilo's op de kogel. Dit omdat een hoger zwaartepunt ook een flinke invloed heeft op de dynamische krachten, maar tevens ook op de rijstabiliteit.

Ik ga over drie dagen op vakantie. Met de caravan er achter naar zuid Spanje. Ik zal er al rijdend eens even over nadenken 😉

Reageren kan niet meer!

Terug naar het overzicht van vragen