Caravan (in) stabiliteit

Theo Gerrits vraagt op 13 oktober 2010:

Uitnodiging, mis het niet!!!!
22 oktober 2010 begint de caravanbeurs in Utrecht. Voor diegene die mijn loopband met slingerende auto- en caravanmodellen willen aanschouwen nodig ik van harte uit op de stand van de ANWB/KCK, hal 12. Ik verzorg tijdens de beurs een doorlopende demo met de loopband. Een nieuw caravanmodel heeft het licht gezien. Het bestaat uit metaal zodat ik met magnetische gewichten kan werken. Op deze manier kan ik overal lading simuleren, zelfs lading in de bovenkasten. De as is voorzien van rubberbandjes. Ook heb ik een aantal inlegprofielen gemaakt van verschillende caravanindelingen. Gezamelijk met een bezoeker kan ik hem/haar caravanlading simuleren. Geinterresseerd, dan zie ik u!!!

Theo Gerrits

Reacties:

Bert.s antwoordt op 13 oktober 2010:

Kun je de lengte van de caravan ook veranderen gerrit.
Ben namelijk wel nieuwsgierig naar het verschil tussen het weggedrag van een lange en een korte caravan.

Theo Gerrits antwoordt op 13 oktober 2010:

Ik kan de lengte van de caravan niet veranderen,helaas.
Mogelijk bedoel je de dissellengte langer of korter maken.
Ik heb een hulpmiddel met wat tekst om te laten zien dat een lange dissel stabieler is. (praatje bij de demo)
In zijn algemeenheid geeft een langere dissel meer stabiliteit, echter ik ben van mening dat dit in het bijzonder geldt voor caravans met een eindkeuken. De huidige caravans met lange dissel hebben veelal ook een grote opbouw ( 5 meter of >) wat betekent dat er nog vele meters achter de as zitten. Tijdens het rijden (dynamisch) ontstaan er gierkrachten in het voertuig.
Kort gezegd je kunt de lading ver voor- en achter de caravanas leggen. Het zijn natuurkundige krachten. ( F = M x a ) Koppel is kracht x arm. Hoe groter het laadvlak hoe groter de instabiliteit en slingergedrag.
Korte overhang/oversteek auto en een lange dissel geeft het beste resultaat. Een grote overhang/oversteek auto en korte dissel geeft minder resutaat. Er is veel beinvloeding naar elkaar toe (auto en caravan) De demo's spreken voor zich

Groet Theo G

Bert.s antwoordt op 13 oktober 2010:

Ik bedoel de opbouwlengte van de caravan theo.
Als je een lange caravan hebt zit ook een gedeelte van de massa van deze caravan verder van de as af als bij een korte caravan.
Meestal zit er voor een lange caravan ook wel een grotere auto.
ik heb achter mijn auto een hobby 4.00 sf, maar zou qua gewicht ook wel misschien een hobby 4.90m kunnen nemen.
Wat mijn vraag is:
Is de de caravan met 4.90 opbouw zonder belading minder stabiel dan de 4.00 zonder belading.

groet Bert.s

Caravantrekker (Menno) antwoordt op 13 oktober 2010:

Volgens ons model op basis van Jos Darling is een grotere opbouw minder stabiel. Voer de gegevens maar in http://www.caravantrekker.nl/slinger/

Theo Gerrits antwoordt op 14 oktober 2010:

Een caravan van 4,90 meter is inderdaad instabieler dan een caravan van 4 meter.
Een caravan is een doosvormige constructie, een as met onderstel en een dissel. Daaropeen gesloten doosvorm met zijwanden en een voor- en achterkant. Daarbinnen een inrichting in de vorm vaneen keuken met apparatuur, kasten, zitbanken en bedden. Het geheel vertegenwoordigd een slordige 1000 kg. In het middengedeelte staat niets, daar waar het zwaartepunt in de caravan zit.
Alle natuurkundige krachten grijpen aan in het zwaartepunt. Dit geldt voor de lading maar ook de bouw- of inrichting van de caravan. Afhankelijk van de indeling is een (lege) caravan niet altijd stabiel. Als je een instabiele caravan gaat laden op geeigende plekken anders dan op het zwaartepunt (gangpad op de as) dan wordt het steeds instabieler.
Ook hebben grote caravan vaak wat meer instabiliteit door zijwind e.d. Dat komt door de grote zijvlaken.
Aan de inrichting kun je als gebruiker weinig veranderen! Daar entegen kun je wel zo stbiel mogelijk laden.

Theo G

Jan@ antwoordt op 14 oktober 2010:

In hoeverre is de wielbasis van de trekauto van belang voor de stabiliteit???

Caravantrekker (Menno) antwoordt op 14 oktober 2010:

Lees: http://www.caravantrekker.nl/algemeen/slingeren_vervolg.php

Daar staat: Voor de trekauto geldt dat die stabieler is, naarmate de auto een langere wielbasis en een kortere oversteek heeft.

RobD antwoordt op 14 oktober 2010:

Hypothese; stel, c/van van 4,5mtr. en 1200kg totaal. Daarnaast een van 7mtr. en 1800kg totaal. Beide perfect beladen, met een (in verhouding) passende trekker ervoor. In verhouding tot caravan zeg A.100/C. 80% in beide gevallen.
In hoeverre is het totaal gewicht v.d. c/van een factor betreffende de stabiliteit?

@Eric antwoordt op 14 oktober 2010:

Ik begrijp je niet helemaal Rob, wat bedoel je met:

In verhouding tot caravan zeg A.100/C. 80% in beide gevallen.

bert.s antwoordt op 14 oktober 2010:

In hoeverre is het totaal gewicht v.d. c/van een factor betreffende de stabiliteit?

ALs de caravan perfect beladen is dus de belading op de as, lijkt mij de combinatie met de kortste caravan het meest stabiel.
Je zou dus eigenlijk ook van onbeladen caravan's uit kunnen gaan, voor vergelijk.
Ook al heb je belading perfect geplaatst, toch zit je nog met extra caravanlengte welke zowel voor als achter verder van de as weg zit......bodem, kastjes e.d.
je hebt dus een grotere armlengte, dus de kracht word groter.

RobD antwoordt op 15 oktober 2010:

'In verhouding tot caravan zeg A.100/C. 80% in beide gevallen".
A is de auto C dan caravan, dit houd in dat de caravan 80% van de auto weegt.
Verhaal staat los van totaal treingewicht

Caravantrekker (Menno) antwoordt op 15 oktober 2010:

Mijn gevoel zegt dat de 'zware' combinatie instabieler is. Dat hoeft overigens niet te betekenen dat die eerder gaat slingeren, maar als die slingert dat dan de demping minder is (het langer duurt voordat die weer stabiel is).
Klopt dat met de berekende stabiliteitsindex? (op http://www.caravantrekker.nl/slinger/)

Frans antwoordt op 15 oktober 2010:

Om de vraag van RobD te beantwoorden moet je inderdaad eerst vaststellen wat de definitie van stabiliteit van een combinatie is; is dat de gevoeligheid voor de initiële pendelbeweging, het dempend vermogen als een slingering in gang is gezet en dus de snelheid waarmee de combinatie stabiel wordt, de kritische snelheid voor de combinatie, … zeg het maar. Op het gevoel dan maar.
Opbouwlengte en massa zijn twee gegeven eenheden voor de voorbeeld caravans, maar massaverdeling en totale lengte zijn ook essentiële parameters.
Massa is een gegeven voor de auto, maar de dwarsstabiliteit van de kogel heeft invloed op de stabiliteit van de combinatie, niet op de stabiliteit van de caravan op zich, en die dwarsstabiliteit is geen vaststaand gegeven.

Mijn gevoel zegt dat een zware caravan niet per definitie minder stabiel is, dat een caravan met lange opbouw wel minder stabiel is en dat de meeste trekauto’s (en hun chauffeur) de oorzaak zijn van een instabiele combinatie.

Lange opbouw betekent in de praktijk meer massa ver van de as, wat door traagheidskrachten voor instabiliteit zorgt. Verschil in traagheidskrachten van voorbouw en achterbouw resulteert in een kritische krachtverhouding/-snelheid. Dit verschil in traagheidskrachten wordt verminderd door een lange dissel, maar je ziet in de caravanpraktijk nooit dat een 50% langere opbouw ook een 50% langere dissel heeft. Middenas vrachtaanhangwagens hebben dat beter voor elkaar.

Een grotere getrokken massa resulteert in een grotere dwarskracht op de trekhaak bij slingering. Ook hier geldt dat die dwarskracht verminderd wordt door een grotere dissellengte. Bovendien kan bij een grotere dissellengte het zwaartepunt verder naar voren liggen zonder de kogeldruk te vergroten; dit verruimt de mogelijkheden om door een juiste belading het verschil in traagheidskrachten tussen voor en achterbouw bij slingering te verkleinen.

Als in het voorbeeld van RobD de massa van de zwaardere trekauto 50% hoger ligt, is de dwarsstabiliteit nog niet 50% hoger; hieruit ontstaat de indruk dat de zwaardere caravan minder stabiel zou zijn. Die dwars(in)stabiliteit van de trekauto is (samen met de snelheidsafhankelijke spoorkrachten) de motor van een slingering, zoals ik in een ander draadje al eerder heb betoogd. Die dwarsstabiliteit wordt – voor veel chauffeurs onbewust – nog versterkt of verzwakt door stuurbewegingen. Een auto met korte overhang, een starre as-ophanging, lange wielbasis etc. en een stoïcijnse chauffeur schept de beste voorwaarde voor een stabiele combinatie. Kijk naar plaats van de koppeling van een vrachtauto met middenasaanhanger: vlak achter de achteras.

Conclusie van mijn kant is dat massaverdeling meer zegt dan massa, dat lengte ook met een langere dissel gepaard zou moeten gaan en dat de stabiliteit van de caravans dan vergelijkbaar zou worden. De praktijk is dus anders! Combinaties zijn moeilijk te vergelijken.
Voor een combinatie is de trekauto met chauffeur dusdanig van invloed, buiten de massaverhouding, dat daar geen algemeen oordeel over gegeven kan worden.

Theo Gerrits antwoordt op 15 oktober 2010:

Zoals ik al eerder melde bestaat een (lege) caravan uit een doosvormig geheel met een onderstel, dissel en koppeling.
Het zwaartepunt van een caravan, ongeacht de lengte bevind zich op de as of enkele tientallen cm voor de as. kogeldruk 0 kg dan precies op de as, kogeldruk positief dan voor de as.
Alle natuurkundige krachten grijpen aan op het zwaartepunt.
Door de doosconstructie is er instabiliteit. Waar zitten de massa's van de (lege) caravan. Naarmate caravans groter worden is er sprake van meer instabiliteit. Tijdens het rijden willen de massa's draaien om het zwaartepunt (koppel is kracht x arm). Ga maar eens spelen met gewichten in de sportschool, dicht bij het lichaam en ver van het lichaam.
Grote caravans hebben meer last van hun omgeving, zoals weersgesteldheid (wind, windwervelingen door overig verkeer).
Als een caravan gaat slingeren is het belangrijk welke trekauto voor de caravan staat. Naast de gewogen massa van de trekauto is ook de wielbasis en overhang/oversteek van belang. Ook de vering kan parten spelen, evenals de bandenspanning.
Een lange wielbasis en een korte overhang/oversteek geeft meer (langer) stabiliteit. Een stugge vering en verhoogde bandenspanning geeft vaak ook een beter gevoel alsmede wat meer kogeldruk.
Naar mate de snelheid wordt verhoogd zal de instabiliteit toenemen. Wanneer de kritische snelheid wordt overschreden neemt de slingering toe. Gas loslaten en remmen biedt mogelijk de oplossing de slingering op te heffen.
Als alle lading op het zwaartepunt worden gezet zal de stabiliteit niet worden beinvloed. Alleen de massa neemt toe.
Laad je ver van het zwaartepunt dan zal de instabiliteit toenemen. Lading ver achter in de caravan werkt als de slinger van een klok!

Frans antwoordt op 15 oktober 2010:

Ben het met de praktische aspecten van de benadering van @Theo Gerrits eens.
Misverstand echter is “ Alle natuurkundige krachten grijpen aan op het zwaartepunt.”. Dit wordt elders in de bijdrage ook bevestigd door het gestelde m.b.t. momenten t.o.v. het zwaartepunt. Momenten t.o.v. een punt bestaan per definitie alleen als de krachten niet door het punt gaan; kracht x arm is dan immers nul.
Verder kun je de gehele caravan als slinger beschouwen t.o.v. de kogel en de massa achterin (en ook voorin) als ‘een slinger aan een slinger’. Dit maakt de theoretische benadering complex, maar het verklaart wel het effect van overschrijden van een kritische snelheid.

Willem antwoordt op 15 oktober 2010:

Citeren: FRANS 12:57uur:

Middenas vrachtaanhangwagens hebben dat beter voor elkaar.


Ter info:

@Frans: De langere dissel zoals je omschrijft bij VA middenasaanhangwagens had maar 1 reden: dat komt door het zogeheten kortkoppelsysteem (een systeem wat overigens ontworpen is door Philips, ja die van de Gloeilampen, Radio's en TV's)

Hoe verder naar voren de vangmuilkoppeling onder de VA gemonteerd kon worden, hoe langer de dissel van AHW kon zijn, door deze toepassing kon de AHW heel dicht achter de VA gekoppelt kon worden. Wat resulteerde in meer laadruimte.

Dit systeem werkte zeer goed omdat de draaicurve door dit systeem genoeg ruimte had. en toch hoeken van 90graden kon maken

Met de nieuwe EU wetgeving (sinds 2009) qua maten van laadbakken / cabine's en afssand tussen trekkend voertuig en AHW is dit principe van zo kort mogelijk achter de VA te kopplen minder actueel geworden, eigenlijk overbodig)

Een groot nadeel van dit concept was de hierboven genoemde draaicurve, de AHW liep zo ver in bij het nemen van bochten dat je als chauffeur eerst 2-3 meter extra ruimte moest creeren aan de zijde waar je naartoe wilde sturen.
Vooral binnen de bebouwde kom.

Daarbij kwam ook nog eens de overhang (uitzwaai) van de VA laadbak die uitstak.

frans antwoordt op 15 oktober 2010:

Kort koppelen en toch een lange dissel zou ook voof een caravancombi ideaal zijn. Kort koppelen van de va met een korte trekbalk zou een slingerbak geven.

Frans antwoordt op 15 oktober 2010:

...en indedaad de realiseerbare laadruimte was hierdoor maximaal.

RobD antwoordt op 15 oktober 2010:

Goede herhaling Theo, maar brengt mij concreet geen steek verder. Mijn 'gevoel' zegt mij dat het weinig of niets uitmaakt.
Ik weet, het is een utopie wat ik aanhaal, maar toch.

willem antwoordt op 15 oktober 2010:

Frans:

Ook dat bestond, met een dubbele triangel zie plaatje 5

Is echter geen succes geworden (te gecompliceerd met aan / afkoppelen).


Plaatje 1 is het meest toegepaste kortkoppelsysteem (Philips concept)

Theo Gerrits antwoordt op 15 oktober 2010:

beste RobD

Het blijft lastig om naar aanleiding van een hypothese een voorspelling te doen.
In zijn algemeenheid zal een grotere caravan meer instabiliteit vertonen.
Om een goed beeld te krijgen zou je twee caravans van verschillende afmetingen en massa's moeten koppelen achter twee afwijkende voertuigen voertuigen.
Concreet twee auto's en twee caravans, rijproeven doen (wisselen van caravan) dit nogmaals herhalen en vervolgens conclusies trekken.
Ik ben van mening dat mogelijk een caravanmerk en type gebouwd in een serie mogelijk achter een auto afwijkend gerdrag kan vertonen. Ik ben geen voorstander van theoretische hypotheses, maar kies liever voor praktijkproeven. Ik heb een aantal jaren meegedaan met de trekauto van het jaar. Bij deze activiteiten voel je dat instabiele combinaties gauw door de mand vallen.

Theo Gerrits antwoordt op 15 oktober 2010:

Laten we blijven bij middenasaanhangwagens.
De plaatjes met kortkoppelsystemen zijn geen middenassers, dus niet relevant, tenzij we de discussie aangaan om caravans op vier wielen te zetten en geloof me ontwikkelingen zijn er. Ook de lange dissel zoals bij het vrachtverkeer is niet relevant. Vroeger hadden we even de geomatic, maar door de wetgeving was dat niet mogelijk. Misschien moeten we leren leven met caravaninstabiliteit!!!!!

Willem antwoordt op 15 oktober 2010:

@Theo Gerits,

Wat voor de een niet relevant is, kan voor de andere zeer verhelderend werken (zeker met een plaatje/foto erbij)vandaar mijn reactie.

Je opmerking om caravans op 4 wielen te zetten is ook NIET relevant.

Dat bestaat al 40 jaar, hetzij als tandemas of .... als dubbelucht zoals Knaus al in de 70er jaren had en WaWa al in de 60er jaren.

Als schamelwagen zul je wel bedoelen ook dat is niet nieuw meer. Wij hadden 20 jaar geleden al een Weippert van 10 meter lang op eens schamelwagen gemonteerd, dat was nog in de tijd dat max. lengte 8 meter was voor bv caravans en AHW's met middenas onder de 3500 kg.
Met de schamelwagen eronder kon het wel, want daarvoor was de lengte beperking maar 12 meter.

Laats nog een afbeelding gezien van een hedendaagse schamelwagen met caravan opbouw, weet alleen niet meer waar dat was (hier op het forum?)

RobD antwoordt op 15 oktober 2010:

" Om een goed beeld te krijgen zou je twee caravans van verschillende afmetingen en massa's moeten koppelen achter twee afwijkende voertuigen."

Ik ben bang Theo, dat in mijn voorbeeld de kleinere auto de zwaarder c/van niet meekrijgt, althans moeilijk. En inderdaad eerder aan de 'slinger' hangt.
Dat was mijn vraag ook niet. Het ging om 2 min of meer gelijkwaardige combi's, allen zwaarder in gewicht, zowel auto als c/van. met identieke verhoudingen.
Het is logisch dat de langere opbouw meer wind vangt, wat een zeker risico kan inhouden. Maar qua instabiliteit?

Caravantrekker (Menno) antwoordt op 15 oktober 2010:

Het model geeft een heel duidelijk antwoord op de vraag van RobD.

Combinatie 1:
Caravan 1200 kg, opbouwlengte 4,5m totaal 5.7 en auto 1500 kg
Combinatie 2:
Caravan 1800 kg, opbouwlengte 7m totaal 8.2 en auto 2250 kg

Bij beide is de gewichtsverhouding 80%

Combinatie 1 heeft een stabiliteitsindex van 6.6 en combinatie 2 een index van 1.5
Een enorm verschil dus!

In praktijk is dit eigenlijk heel moeilijk uit te proberen. Je hebt namelijk nooit met dezelfde caravan en trekauto te maken. Wel zou je een aantal proeven kunnen doen met verschillende combinaties en daarmee proberen vast te stellen of het model (van Darling) klopt. Dat heeft hij overigens zelf al wel gedaan.....

Bert antwoordt op 16 oktober 2010:

In bovengenoemd voorbeeld gaat het in beide gevallen om een resultaat met een kogeldruk van 75 kg.

Wanneer je in beide gevallen 5% kogeldruk selecteert (60 kg resp. 90 kg) krijg je met een wat kortere 2e caravan een stabiliteitsindex van 6.2 resp. 4.5.

Bert.s antwoordt op 16 oktober 2010:

Ik heb een jaar geleden op caravantrekker ook al een paar maal keer aangegeven dat een langere caravan minder stabiel is.
Is natuurkundig ook heel logisch (gierkrachten).
Mijn bewering destijds is vakkundig door een aantal mensen de grond in getrapt.

Het wil natuurlijk niet zeggen dat je met een grote zware auto en een lange bijpassende caravan niet naar zuid frankrijk kunt rijden.

Groet Bert.s

Jan antwoordt op 16 oktober 2010:

Wat even niet uit het oog moet worden verloren is dat het rekenmodel nog ver van perfectie is.
Het geeft slecht een magere indicatie.
Eerder is reeds opgemerkt dat de trekker en de totale configuratie van het span enorme invloed heeft op het gedrag.

We moeten er wel voor waken dat uitkomsten uit het model geenszins een representatieve voorstelling geeft om een algeheel en definitief oordeel uit te kunnen destilleren.
Verre van dat, sta daar goed bij stil!

Jan antwoordt op 16 oktober 2010:

“Ik heb een jaar geleden op caravantrekker ook al een paar maal keer aangegeven dat een langere caravan minder stabiel is.
Is natuurkundig ook heel logisch (gierkrachten).”

Zo logisch is dat niet.
.
De grotere massa heeft ook meer traagheidskracht. Die traagheid zorgt weer voor meer stabiliteit.
M.a.w. er is meer impuls nodig om de grotere massa uit evenwicht te brengen.
De zware caravan zal dus minder ‘last’ hebben van een bestelbusje wat met 140 voorbij raast dan een lichtere caravan.
Ingehaald worden door een voorbij razende touringcar zal meer effect sorteren bij de zware caravan. En dan pas komen die gierkrachten in beeld. Door de grotere massa zal je daardoor meer je handen vol hebben dan bij een kleinere massa.
Een grote invloed zal dan dus het overwicht van de trekker blijken.

Wat is stabiel? In grondvorm is dat het span de gestuurde richting probleemloos volgt zonder dat daarbij veel stuurcorrecties nodig zijn.
Dat is iets anders dan bij verstoring van de rijrichting moeite hebben die rijrichting te herstellen.

Caravantrekker (Menno) antwoordt op 16 oktober 2010:

De zware caravan zal dus minder ‘last’ hebben van een bestelbusje wat met 140 voorbij raast dan een lichtere caravan.
Ingehaald worden door een voorbij razende touringcar zal meer effect sorteren bij de zware caravan.

Is dit wel logisch????

Jan antwoordt op 16 oktober 2010:

Denk jij dat een zware caravan eerder van de wijs raakt van een bestelbusje dan van een touringcar?
Zo ja, dan is dat voor jou niet logisch nee.

Theo Gerrits antwoordt op 16 oktober 2010:

Een grotere caravan is instabieler dan een kleine caravan.
De massa traagheid kan wel waar zijn maar de krachten zijn bij een grote caravan des te groter. Deze traagheid zorgt naar mijn mening niet voor meer stabiliteit. Er is altijd een impuls nodig om de caravan uit evenwicht te brengen. Hoe hoger de snelheid des te gemakkelijker is het om de caravan uit zijn evenwicht te halen en deze in een slinger te brengen.
Externe factoren zoals de bedoelde busjes of touringcar e.d werken vooral op het frontale vlak bij grotere caravans. De busje zorgen voor twee impulsen, een achter de caravanas en een voor de caravanas.
De touringcar komt geleidelijk en geeft achter de as een impuls, waarna de luchtwervelingen zich over de gehele zijkant van de caravan afrollen. Dit geeft minder heftige reacties. Nogmaals de caravansnelheid speelt ook hierbij een rol. Zit je ruim onder de kritsche snelheid of er tegenaan of juist ruim daarboven. De praktijk is de beste leermeester ga maar een rijden en probeer te voelen wat er gebeurd.

Caravantrekker (Menno) antwoordt op 16 oktober 2010:

Maar dat beweer ik niet en staat er niet.
Je geeft aan dat een zware (=grote?) caravan minder last heeft van een bestelbusje dan een lichtere caravan, maar als er een touringcar langs komt heeft juist dat het effect op de zware caravan meer is.
Is dan het effect op de lichte (=kleine) caravan nóg veel groter of juist niet?

Naar mijn idee is een grote caravan altijd gevoeliger voor de drukgolven van een inhalend voertuig dan een kleine caravan (in dit topic een caravan van 4,5 vs. 7m opbouw). Wat gewicht betreft zou het goed kunnen zijn dan een zware caravan (die even groot is!) minder last heeft dan een lichte caravan (maar daar gaat het in dit topic niet over). Wellicht is er een relatie aan te geven waarbij er geen verschil is in zijwindgevoeligheid tussen gewicht en opbouwlengte. Zijwind gevoeligheid staat overigens los van slingergevoeligheid. Hoogstens is de zijwind (inhalende vrachtwagen ed) de oorzaak van de 'eerste' slingering. Dan zal altijd een zwaardere caravan meer moeite hebben om te stabiliseren dan een lichte (bij gelijke amplitude).

Bert.s antwoordt op 16 oktober 2010:

Jan, als de zwaardere caravan dezelfde lengte heeft als de lichtere wel misschien.
Maar dan moet het extra gewicht wel midden op de as zitten.

Meestal is zwaarder ook langer, dus ook meer oppervlakte op de zijkant, met als negatief gevolg......minder stabiel

RobD antwoordt op 16 oktober 2010:

"Er is altijd een impuls nodig om de caravan uit evenwicht te brengen. Hoe hoger de snelheid des te gemakkelijker is het om de caravan uit zijn evenwicht te halen en deze in een slinger te brengen".

So far so good. Lijkt en is logisch. Maar dan komt het trekkend voertuig om de hoek kijken. De impuls zal bij beide caravans gecorrigeerd moeten worden, meestal door het trekkend voertuig. Deze moet de 'overhand' hebben.
In mijn vergelijk 'groeit' de auto mee met de caravan qua gewicht. Tel ik de traagheids conclusie mee en de zwaardere auto dan bekruipt mij toch weer het gevoel van.....verschil? waar?

Jan antwoordt op 16 oktober 2010:

Theo: De massa traagheid kan wel waar zijn maar de krachten zijn bij een grote caravan des te groter. Deze traagheid zorgt naar mijn mening niet voor meer stabiliteit…

Deze traagheid zorgt er wel voor dat er ook een grotere impuls nodig is om de stabiliteit te verstoren.
Heb getracht dit met het voorbeeld van het busje en touringcar aan te geven.
Ik ga niet met je mee wanneer je nu beweert dat een ‘boeggolf’ zijn invloed alleen op de frontale vlakken uitoefent.
De praktijk zal dit bevestigen. Het effect op de frontale vlakken is voelbaar wanneer door de nadering van een boeggolf de snelheid even oploopt en bij voorbijgaan van de boeggolf de snelheid er weer uitgaat, alsof je opgeduwd en teruggetrokken wordt. En dat is eigenlijk precies wat er gebeurd. Dit is maar een deel van wat er gebeurd.

Hoe hoger de snelheid des te gemakkelijker is het om de caravan uit zijn evenwicht te halen Dat is niet zo. De impuls zal groter moeten zijn juist door die snelheid.
Diezelfde snelheid is er de oorzaak van dat de grens van de kritische snelheid steeds dichterbij komt. Dat is de grens waarbij de eenmaal ingezette slingering zichzelf door eigendemping niet meer hersteld. Bij hogere snelheid zal dus bij een zware(grote) caravan een flinke reserve aanwezig moeten zijn om die eigendemping te waarborgen juist omdat het herstellen van een stabiele situatie vanuit slingering veel meer kracht vraagt dan bij een lichtere caravan. Dit weerspiegelt de invloed van een eveneens zware trekker en hoe stabiel die zelf is. (Lange wielbasis korte overhang etc.)
Hét gevaar van een te zware caravan. Dat gaat een hele tijd goed totdat het misgaat, dan gaat het écht mis ook.

Theo” De busje zorgen voor twee impulsen, een achter de caravanas en een voor de caravanas.”
Dat doet de touringcar ook, wees gerust. En nog een beetje heftiger ook.
De boeggolf van de touringcar is groter dan die van het busje. Wanneer je nu alle externe krachten in verhouding bekijkt dan zal de invloed van de boeggolf van de touringcar groter zijn dan die van het busje.
De grote caravan met hogere massa zal minder onder de indruk raken van de verstoring van het busje door zijn hoge eigenmassa en de beteugeling uitgeoefend door de bijbehorend forse trekker.

Wanneer de boeggolf van de touringcar dit gespan uit evenwicht brengt dan zal door diezelfde hogere eigenmassa meer nodig zijn om het spul weer in het gareel te krijgen dan de kleinere lichtere caravan. Niet dat die het niet merkt, maar met een paar heftige bewegingen hebben we het daarbij wel gehad.
Waar bij de zware caravan zijn eigenmassa dus tegenwerkt zichzelf weer te stabiliseren. Die heeft even tijd nodig. Doe je in die tijd ‘verkeerde’ dingen dan gaat het alsnog flink mis, ondanks dat de massaverhouding C’van/Trekker nog geen 80% is.

Ik denk dat we voor een flink deel op dezelfde ‘weg’ zitten heren.
Slechts op enkele aspecten bestaat een verschil van mening.
Mijn mening is dat rekenmodel niet representatief is om instabiliteit mee aan te geven en zeker niet om een juist oordeel te vellen.
(Sorry Menno)

RobD antwoordt op 16 oktober 2010:

" Externe factoren zoals de bedoelde busjes of touringcar e.d werken vooral op het frontale vlak bij grotere caravans, De busje zorgen voor twee impulsen, een achter de caravanas en een voor de caravanas. De touringcar komt geleidelijk en geeft achter de as een impuls, waarna de luchtwervelingen zich over de gehele zijkant van de caravan afrollen"

Ik denk, als ik zo vrij mag zijn, dat Theo het snelheidsverschil bij langskomen tussen beide (busje en touringcar) meeneemt!?

Frans antwoordt op 16 oktober 2010:

Om praktijkervaringen te verklaren is het interessant om het theoretisch krachtenspel te onderzoeken. Opvallend is dat massa en (zij)wind steeds als factor van invloed worden genoemd, maar de spoorkracht door de banden en de krachten van de auto via de kogel op de caravan buiten beschouwing worden gelaten.
De meesten zijn het eens over de invloed van wind als oorzaak van de eerste ‘slingering’. Windinvloed hangt samen met het oppervlak en zal dus groter zijn bij een lange caravan, denk aan de reeds genoemde boeggolf voor een autobus of vrachtauto of de onderdruk achter een autobus: iets om rekening mee te houden, maar iets anders dan instabiliteit.
Iedereen is het eens over de invloed van traagheidskrachten (als gevolg van massa) op verandering van beweging, zowel voor aanvang van de eerste pendelbeweging (weestand tegen slingering) als later wanneer de pendelbeweging heeft ingezet (doorzetten van de slingering).
Maar wat is de invloed van lengte op de spoorkrachten, de krachten dus die de caravan recht achter een auto laten rijden. Zijn die spoorkrachten bij een lange, zware caravan groter of kleiner dan bij een kortere en lichtere? En wat is de invloed van snelheid daarbij? Helaas geen kort verhaal.

Om de caravan zijdelings te laten uitwijken moeten de banden onder een hoek met het wegdek rollen; daarbij ontstaan spoorkrachten. Het is logisch dat bij dezelfde zijdelingse verplaatsing de hoek bij een korte caravan groter is dan bij een lange; de korte caravan heeft daardoor sneller dezelfde spoorkracht en zal dus bij dezelfde initiële slingerinzet minder zijdelings verplaatsen. Ook zal de korte caravan initieel sneller (minder traagheid) maar gedurende kortere tijd zijwaartse snelheid opbouwen dan de ‘loggere’ (meer traagheid) maar verder doorzwaaiende zware caravan.
De traagheidskrachten zorgen bij de grote caravan weliswaar voor een geleidelijker bewegingsverandering, maar door de grotere uitslag die nodig is om voldoende spoorkracht te ondervinden wordt in combinatie met de grotere bewegende massa meer giertraagheid opgebouwd. Hierdoor zal de hoek die de grotere caravan maakt met de rijrichting, ondanks de grotere afstand as/kogel, bij gelijke snelheid mogelijk nog groter worden dan bij de kleine caravan. ‘Mogelijk’ omdat het mede afhankelijk is van massaverdeling, as en schoeisel van de caravan.
Gevoelsmatig zal er derhalve verschil zijn tussen de slingerindruk van een korte/lichte en een lange/zware caravan, zowel qua snelheid als intensiteit.

De massa achter de caravan as moet bij zijdelingse verplaatsing vooral door de caravanbanden worden opgevangen; de massa voor de as wordt opgevangen door auto en caravan as. Bovendien maakt de massa achterin meer zijwaartse snelheid, waardoor de traagheidskrachten van de massa achterin groter zijn dan van een zelfde massa voorin, hetgeen bij doorzettende slingering resulteert in een tegengestelde kracht op de kogel (rotatie rond de verticaal door de caravan as: de caravan gaat naar links en de auto naar rechts); dit is het kritische moment waarbij een slingering zichzelf versterkt als niet wordt ingegrepen.
Dit is ook de reden om lading naar het zwaartepunt te brengen: de massatraagheid van de achterste massa zal dan veel later die van de voorste massa overtreffen omdat het verschil in zijdelingse verplaatsingssnelheid gering wordt en de auto het draaimoment om de verticale as (in het voorbeeld eerst links om, dan nul en dan rechtsom) gemakkelijker kan opvangen.

Snelheidsinvloed. Snelheid heeft invloed op de spoorkracht; dat komt doordat een band bij hogere rotatiesnelheid gemakkelijker zijdelings verplaatst dan bij lage snelheid. Wanneer de toenemende giertraagheidskrachten het winnen van de afnemende spoorkracht kun je spreken van instabiliteit. Een wielgeometrie die zich bij in- en uitveren wijzigt (toespoor en wielvlucht) zal de spoorkracht sneller doen opbouwen en de zijdelingse verplaatsing beperken met als gevolg minder gierkracht. Met name de gevoeligheid voor initiële ‘slingering’ zal minder zijn. (Nadeel is overigens grotere bandenslijtage bij maximale belading, maar dat ter zijde).
Ook een stabilisator zorgt voor grotere spoorkracht omdat de spoorkracht van het trekkend voertuig eerder wordt ingezet; spoorkracht die niet alleen door de rolrichting wordt veroorzaakt, maar ook doordat je over twee assen op wielbasisafstand praat. Die spoorkracht is belangrijker dan massa van de auto maar heeft wel een relatie met de massa. Het is echter niet zo dat een auto met 50% meer massa een evenredig grotere spoorkracht kan genereren.
Concluderend: de uitkomst van de indexberekening is logisch, maar heeft m.i. wel een flinke bandbreedte door de grote verschillen in velerlei aspecten van de combinaties. Ogenschijnlijk dezelfde combinaties kunnen in de praktijk een wereld van verschil aan de dag leggen. En dat maakt de praktijk ook zo mooi: kijken wat er gebeurt en proberen te verklaren wat je ziet.

Jan antwoordt op 16 oktober 2010:

Zijn die spoorkrachten bij een lange, zware caravan groter of kleiner dan bij een kortere en lichtere? Definieer jouw spoorkracht.

Spoorkracht is de kracht in de richting van de beweging die de banden met de minste weerstand aan de as kunnen geven. Hoe groter de spoorkracht hoe groter de weerstand. (drifthoek)
Spoorkracht is op een enkele as in elke richting gelijk.
De richting wordt door de koppeling aangegeven. Elke verandering van richting kost kracht. In aanvang moet daarvoor traagheid worden overwonnen. De caravan moet om zijn verticale as worden bewogen om van richting te veranderen. Elke zijdelingse kracht op de achterzijde van de caravan zal dus door de koppeling moeten worden gecompenseerd om dezelfde rijrichting te blijven handhaven. Dit komt dus voor rekening van de trekker.



De massa achter de caravan as moet bij zijdelingse verplaatsing vooral door de caravanbanden worden opgevangen; de massa voor de as wordt opgevangen door auto en caravan as. Bovendien maakt de massa achterin meer zijwaartse snelheid, waardoor de traagheidskrachten van de massa achterin groter zijn dan van een zelfde massa voorin, hetgeen bij doorzettende slingering resulteert in een tegengestelde kracht op de kogel (rotatie rond de verticaal door de caravan as: de caravan gaat naar links en de auto naar rechts); dit is het kritische moment waarbij een slingering zichzelf versterkt als niet wordt ingegrepen.Dat kritische moment is niet afhankelijk van alleen de massa achter de as. Zoals gesteld wordt de gierkracht van de massa vóór de as opgevangen door de as en de trekker. Heeft de trekker voldoende eigenstabiliteit en eigen massa dan hoeft dit niet snel tot problemen te leiden en is de marge tot de kritische snelheid groter.
Het kritische moment is dan wanneer de gierkrachten het moment evenaren van richtingskracht welke een product is van het zwaartepunt en de afstand van het zwaartepunt tot de as.
Vandaar dat een hoge kogeldruk geen enkele garantie vormt voor een stabiel weggedrag als er ook 50kg fietsen achteraan hangt.

Snelheid heeft invloed op de spoorkracht; dat komt doordat een band bij hogere rotatiesnelheid gemakkelijker zijdelings verplaatst dan bij lage snelheid.De spoorkracht blijft gelijk of is groter, het is de drifthoek die de rij-lijn bepaald. De spoorkracht is bij een bepaalde slip zelfs groter dan zonder drifthoek.
De snelheid zorgt er wel voor dat er in een kortere tijd meer zijdelingse verplaatsing is. Daardoor lijkt het alsof de snelheid debet is aan de hoeveelheid.

Wanneer de toenemende giertraagheidskrachten het winnen van de afnemende spoorkracht kun je spreken van instabiliteit.Er kunnen situaties voorkomen waar de gierkracht ervoor zorgt dat de banden hun grip verliezen waardoor de caravan zijdelings over het wegdek schuift. Een hevige uitwijkmanoeuvre is een mooi voorbeeld. De gierkracht loopt hierbij enorm op en zorgt ervoor dat de massa de caravan een zijdelingse zwiep geeft die de spoorkracht veruit overschrijdt, dit heeft niets met instabiliteit te maken.
Minder zijdelingse verplaatsing betekend niet dat er minder gierkrachten aanwezig zijn, wel een betere grip van de banden.

Een stabilisator heeft helaas geen enkel invloed op de spoorkracht van de banden, wellicht hebben we het hier over een verschillende spoorkracht vandaar mijn wens om een definitie daarvan.
Wat je precies wil aangeven met de spoorkracht van de trekker in relatie tot de massa en de wielbasis blijft mij daarom nog onduidelijk.
Het enige wat spoorkracht levert zijn de banden. Heb ik het mis dan hoor ik dat graag.

Frans antwoordt op 17 oktober 2010:

@Jan. Precies zoals ik het in mijn bijdrage heb verwoord heb ik het ook bedoeld 😉
Als je jouw formulering van e.e.a. duidelijker vindt is dat hopelijk een positieve bijdrage.

Op de term spoorkracht wil ik iets toelichten en verwijs gemakshalve even naar een publicatie die ik daarover vind via Google: http://www.timloto.org/download/pdf_lesbrieven/deltapress/stuur/hfdst5-stuurgedrag.pdf
Waar ik over spoorkracht sprak is dat enerzijds ‘spoorkracht van de banden’, waarvoor zoals ik aangaf een drifthoek nodig is, anderzijds zoals ik het formuleerde het totaal van ’ krachten … die de caravan recht achter een auto laten rijden’; dit zijn de spoorkracht van de banden maar ook de spoorkracht die de auto levert via de kogel. Dat laatste mag je van mij gerust rechtuitstabiliteitskrachten noemen, maar dat levert weer andere reacties op.
De spoorkracht die de auto levert wordt uiteindelijk ook opgehoest door de autobanden. Echter de rechtuitstabiliteit van de auto wordt niet alleen door de spoorkracht van de banden bepaald, maar ook door de weerstand tegen koersafwijking door de dimensionering van het onderstel zoals wielbasis en oversteek.
Reden: denk aan het moment t.o.v. de achteras dat wordt veroorzaakt door en dat moet worden gecompenseerd door een moment dat wordt veroorzaakt door .
Vergelijk dat ook even voor de beeldvorming met de momentenvergelijking t.o.v. de vooras: en < de spoorkracht van de achterbanden * de wielbasis>

Met bovenstaande zul je ongetwijfeld mijn beweegreden begrijpen om de stabilisator in relatie te brengen met de door mij gedefinieerde spoorkracht van de combinatie.

Het aantal ingrediënten voor bepaling van de stabiliteitsindex voor een combinatie is n.m.m. eindeloos; vandaar mijn opmerking over de bandbreedte die je in gedachte moet houden wanneer met slechts een beperkte input wordt gerekend.

Frans antwoordt op 17 oktober 2010:

Als aanvulling: in bovenstaande referte staat ook een relatie tussen wielbelasting en spoorkracht. Dit geldt uiteraard voor zowel auto als caravan.

Theo Gerrits antwoordt op 17 oktober 2010:

Op internet is een en ander te lezen over spoorkracht en de cirkel van Kamm.
Kortweg als de spoorkracht verloren gaat is er geen contact tussen band en wegdek. De band glijd dan over de weg!
Als er spoorkracht is, staat de band (loopvlak) stil t.o.v het wegdek. Bij spoorkracht verlies beweegt het loopvlak t.o.v. het wegdek.
hierbij een paar verwijzingingen naar sites op het internet.

http://www.timloto.org/download/pdf_lesbrieven/deltapress/remmen/wrijving-slip.pdf

http://www.idevo.info/niveau%202/banden%20en%20wielen%20theorie/index.html

http://motortouring.nl/techniek/tires/tires.html

Theo G

Jan antwoordt op 17 oktober 2010:

Een enkele as heeft geen rechtuitstabiliteit. Elke richting is goed.

Koersstabiliteit of rechtuitstabiliteit of gewoon stabiliteit bij de caravan wordt verkregen door een naloopeffect.
Zoals een fietswiel of piano wieltje of winkelkarretje.
De wielen worden voortgetrokken.
Bij de caravan trekt het zwaartepunt de as voort. Dit gebeurd door middel van het zwaartepunt vóór de hartlijn van de as te brengen. De trekker trekt dus het zwaartepunt en het zwaartepunt de as.
Lees voor zwaartepunt de caravan.

Loopt de caravan van de koppeling bij 100km per uur dan zal het zwaartepunt de richting bepalen. Op een naar rechts dwarshellende weg zal de losgelopen caravan dus rechts van de weg eindigen en bij een naar links hellende weg links van de weg. Het zwaartepunt bepaald dat.
De voortrazende caravanmassa bezit kinetische energie die zich in het zwaartepunt manifesteert in voorwaartse beweging totdat de energie door weerstanden is opgebruikt.
Dat is wat Theo bedoeld met alle krachten grijpen aan in het zwaartepunt.
Komt de caravan een impuls tegen spoorvorming, obstakels of zijwind, dan zal dit kunnen zorgen voor een nieuwe rijrichting. De impuls grijpt aan op het zwaartepunt en die bepaalt de rijrichting. Spoorkracht is hierin geen speler meer.

Aangekoppeld is dit natuurlijk een heel ander verhaal. Het zwaartepunt wordt constant geleid door de kogel en die bepaalt daarmee de rijrichting. Alle invloeden die werken op het zwaartepunt zullen door de kogel worden opgevangen.
Er is dus maar één kracht die de caravan achter de auto laat rijden en dat is de kracht die de kogel uitoefent op het zwaartepunt.

Hoe stabiel de kogel deze kracht op de caravan uitoefent is een heel ander verhaal. Wielbasis, overhang, wielophanging, banden etc. Gemeld is al dat een zware caravan een zware trekker moét hebben. Ik durf zelfs te beweren dat hoe zwaarder de caravan hoe groter de Caravan/trekker verhouding zou behoren te zijn.
De stabilisator is in dit verhaal geen bijdrage in het stabieler krijgen van de trekkracht. Het doet wel een poging om onrust van de caravan op de trekker over te brengen. En in uiterste gevallen onstabiliteit. Of je daar dan mee geholpen ben is een tweede.

Theo Gerrits antwoordt op 5 november 2010:

Na de terugkeer van de vakantiebeurs in Utrecht heb ik tot heden toe ( 10 dagen later) nog geen enkele reactie ontvangen.
Opmerkelijk, of niemand is langs geweest.

groet Theo Gerrits

antwoordt op 5 november 2010:

Ik ben niet op de vakantiebeurs geweest, maar wel dinsdag (vutters mogen op vrijdag en maandag niet goedkoop reizen van de NS en in het weekend komt iedereen die er geen vrije dag voor over heeft, dus is dinsdag de vuttersdag 😉 )op de caravanbeurs. Daar heb ik met bewondering je enthousiaste verhaal en demo gadedeslagen. Ik had deze opstelling vorig jaar ook al bekeken, maar nu zag het er door de mooie caravan nog echter uit. Duidelijk verhaal en ik denk dat deze wijze van presenteren zeker bijdraagt tot meer bewustwording bij de caravanners.
vrgr
JT®

Caravantrekker (Menno) antwoordt op 5 november 2010:

Ik was er maandag en het was toen erg druk. Leuk om ook de reacties uit het publiek te horen en hoe 'man' en 'vrouw' tegen elkaar hierover speken. Vrouwen vinden dat hun man moet luisteren en de man zegt dat hij het wel weet 😉
Ik weet zeker dat er nog een lange weg te gaan is om mensen duidelijk te maken dat ze de caravan goed moeten beladen en ook moeten zorgen voor een voldoende zware trekauto.

Jan antwoordt op 5 november 2010:

Ja Menno, die mensen hebben nog heel wat te leren. Ze snappen maar niet hoe die caravan aan het slingeren komt. Het wordt vast gezellig op de cursus😉

Theo antwoordt op 6 november 2010:

@Menno
Vrouwen vinden dat hun man moet luisteren en de man zegt dat hij het wel weet

Ik denk het wel te weten. Of dat zo is moeten anderen maar beoordelen.
Ik wil echter toch graag luisteren naar het verhaal van Theo G - al was ik niet op de beurs - want ik kan er altijd nog iets van leren.
Ik zou het echter zeer op prijs stellen dat ook mijn vrouw luistert: zij moet het ook weten.
Ik denk dat bij ons, zoals bij velen, de aansporing juist omgekeerd is van hetgeen jij zegt.

Reageren kan niet meer!

Terug naar het overzicht van vragen