Wat betekent ‘initiële veerconstante’ eigenlijk?

Various types of coil springs

Er zijn allerlei soorten ophangingsveren. De uiteinden van die veren kunnen verschillende vormen hebben. Je hoort dan bijvoorbeeld termen als open-end en closed-end.

Die uiteinden worden ook wel inactieve windingen genoemd. Daarmee bedoelen we eigenlijk gewoon de windingen die niet meetellen als actieve windingen.

Anders gezegd: het deel van de veer dat niet echt als veer wordt gebruikt.

Ze worden immers niet bij het aantal actieve windingen meegerekend.

Een klein extraatje dus.

Over veren met open eindwindingen wordt trouwens gezegd dat ze aan het begin van hun veerweg zachter zijn dan veren met gesloten eindwindingen.

Dat extra stukje heeft een lagere veerconstante dan de waarde die voor de veer wordt opgegeven. Zolang de eindwindingen elkaar nog niet raken, is de veerconstante dus lager dan de opgegeven waarde.

Daarom hoor je weleens dat veren met open eindwindingen comfortabeler rijden, of dat de auto minder direct op stuurbewegingen reageert omdat de veer in het begin nog niet de opgegeven veerconstante heeft.

Als iemand vindt dat de auto comfortabeler rijdt of wat trager op stuurbewegingen reageert, kan die indruk best kloppen.

Maar er is één belangrijk punt om rekening mee te houden.

En dat is dit:

De ‘beginfase’ van de veer zelf is niet hetzelfde als de ‘beginfase’ van de veerweg van de ophanging.

Als we het over de beginfase van de veer zelf hebben, bedoelen we het gebied waarin de belasting vanaf nul begint toe te nemen, dus vanaf het moment dat de veer helemaal onbelast is.

Bij de veerweg van de ophanging nemen we daarentegen de 1G-toestand als uitgangspunt: de situatie waarin het gewicht van de auto al op de ophanging rust. De ‘beginfase’ is dan het gebied waarin de belasting vanuit die toestand begint te veranderen.

Unloaded coil spring with the vehicle lifted
Loaded coil spring with the car on the ground

Stel bijvoorbeeld dat de open eindwindingen bij een belasting van 500 N tegen elkaar aan komen te liggen. Dan kun je die extra soepelheid alleen merken bij een belasting tussen 0 en 500 N.

Maar zodra een veer onder een auto is gemonteerd, draagt die natuurlijk al een deel van het autogewicht. Bij mijn Roadster staat er op een achterveer bijvoorbeeld normaal gesproken ongeveer 3000 N.

Tijdens het rijden spelen er natuurlijk allerlei factoren mee, dus de belasting blijft niet voortdurend gelijk aan die in de 1G-toestand. Maar het gaat erom dat de belasting veel hoger ligt dan die 0 tot 500 N. We hebben het dus over een belasting van ongeveer 3000 N.

Stuur je vanuit die situatie een bocht in, dan neemt de belasting op de buitenste veer toe tot bijvoorbeeld 3500 N, 4000 N enzovoort. Tegelijkertijd neemt de belasting op de binnenste veer af tot 2500 N, 2000 N enzovoort.

Rijd je over een kleine hobbel, dan kan de belasting ineens oplopen tot zo’n 5000 N.

Tijdens het in- en uitveren schommelt de belasting dus boven en onder die 3000 N.

Maar wat moet er eigenlijk gebeuren voordat de belasting op een veer weer terugvalt tot ergens tussen 0 en ongeveer 500 N?

Bij een veer met een hoge veerconstante zou dat kunnen gebeuren wanneer je over een flinke kuil in het wegdek rijdt, bijvoorbeeld bij een diep verzonken putdeksel. De belasting op de veer van dat ene wiel kan dan onder de 500 N zakken.

Ga je met een voor het circuit geprepareerde voorwielaandrijver hard remmend een bocht in, dan kan de belasting op de binnenste achterveer ook onder de 500 N komen.

En als je met de auto een sprong maakt, valt de belasting op alle vier de wielen terug naar 0 N.

In zulke situaties gaan de open eindwindingen daadwerkelijk uit elkaar.

Als de belasting daarna weer toeneemt, kan iemand met een goed gevoel voor het gedrag van de auto misschien iets merken van de eigenschappen van zo’n veer met open eindwindingen, zolang de eindwindingen nog niet tegen elkaar aan liggen.

Misschien denk je nu: ‘Hé, maar dat gebeurt toch alleen in behoorlijk uitzonderlijke situaties!’

Terwijl iemand anders juist denkt: ‘Nee hoor, zulke situaties komen best vaak voor.’

Dat mag iedereen voor zichzelf bepalen.

Het punt is dat we hetzelfde woord ‘beginfase’ gebruiken, terwijl we het eigenlijk over verschillende bereiken hebben.

Het verschil wordt misschien een stuk duidelijker als je bedenkt welke belastingen bij de ‘beginfase’ van de veer zelf horen en welke bij de ‘beginfase’ van de veerweg van de ophanging.

O ja, nog één ding. Verschillen tussen veermerken zijn natuurlijk weer een ander verhaal. Houd er rekening mee dat die buiten het onderwerp van dit artikel vallen.