Transparant

Waarom zoveel moeite doen voor een 4-bak?

Het rijden met een auto met drie versnellingen is op zich geen probleem. Dit werd vroeger vaker gedaan (mijn bromfiets had trouwens ook maar ook drie versnellingen). Er is echter één irritant fenomeen. Met name de overgang van de tweede naar de derde versnelling is bij de 3-bak wel erg groot. De 4CV is weliswaar bij lage toerentallen erg soepel maar als je 50 km per uur in de derde versnelling rijd, heb je weinig vermogen beschikbaar. Een 4-bak is dus wel erg aan te bevelen (en rijdt ook iets leuker).

De 4CV is altijd uitgevoerd met een 3-bak. Gelukkig is de “opvolger” van de 4CV: de Dauphine in de uitvoeringen van de Gordini, Ondine en Floride uitgevoerd met een 4-bak. De 4-bak is in enkele typen gemaakt. Enkele typen passen rechtstreeks dan wel met een aanpassing onder de 4CV. Welke uitvoeringen waren er?

tabel 4cv bakken
In mijn 4CV zat een type 314 versnellingsbak. Om een goede 4-bak te bemachtigen is niet altijd even eenvoudig. Je moet geluk hebben en dat had ik. De ombouw kon beginnen.

Als we de overbrenging van een 314-bak vergelijken met die van een 318-bak dan ziet dit er als volgt uit:

tabel 4cv bak

Welke typen zijn geschikt?
Er zijn slechts twee typen 4-versnellingsbakken die zonder enige aanpassing geplaatst kunnen worden. Dit zijn:

  • Het beroemde type FAPRAM; deze zijn niet te vinden en als er al een is onbetaalbaar.
  • Het type 316 die in de eerste generatie van de Dauphine is geplaatst.


De eerste versnelling is identiek. De derde versnelling van de 3-bak is identiek aan die van de 4-bak. De tweede versnelling van de 3-bak wordt opgesplitst in  twee delen.
Dit leidt tot de volgende snelheden:

Versnelling 314 318
1 21 21
2 43 36
3 72 53
4   72

 eclate fapram

Beide typen hebben een ronde traverse en kunnen zonder aanpassing geplaatst worden.

Een type 325 is niet ideaal maar wel mogelijk. Buiten de wijziging van de traverse moet ook ruimte worden gemaakt in het plaatwerk.

Het type 318 heeft een rechthoekige aansluiting van de bak op de traverse. Er zijn nu drie mogelijkheden:

  • Je plaatst gewoon de ronde traverse onder gebruikmaking van de ronde kap van de 3-bak.Deze oplossing is niet ideaal zie beschrijving bij de derde oplossing;
  • De rechthoekige plaat-traverse van de Dauphine  wordt overgezet. Dit wordt door kenners niet aanbevolen. De originaliteit gaat verloren en er ontstaat extra bewegingsruimte op de achterassen en is zonder achteras stabilisatie te flexibel;
  • De traverse wordt aangepast. De bovenkant kan worden opgelost door eenvoudige de ronde kap van de 3-bak over te plaatsen. De tapbouten moeten dan ook vervangen worden aangezien deze te kort zijn. De onderzijde van de traverse is een groter probleem. Het draagvlak van de bak bestaat uit één enkele rand in het midden. Dit is ruimschoots onvoldoende om de traverse te ondersteunen. Dit kan worden opgelost door een stalen onderlegplaat te maken die ook over de tapeinden valt en daarbij afsteunt op de zijkanten.


vlakke bovenkant bak

De vlakke bovenkant van de bak ter plaatse van de ronde traverse.

passing traverse
De passing van de traverse; niet geheel goed!

Aangezien er geen uitsparing voor de traverse aanwezig zou de bak en motor aan de voorkant ongeveer 15 mm lager komen te liggen. De helling positie van de as-tubes verandert daarmee ook. Dit is niet acceptabel. De bak kan omhoog worden gebracht door een deel van de buisvormige traverse te verwijderen.

uitsparing in treverse
De traverse wordt aangepast om goed opde vlakke onderlegplaat aan te sluiten.


Het plaatselijk verjongen van de traverse met ongeveer 30% kan niet ongestraft. De weerstand tegen buiging wordt door deze actie ongeveer met een factor 10 verminderd. Bij de eerste drempel in de weg zakt dan de versnellingsbak naar beneden en staan de wielen scheef.
Een verbetering kan worden bereikt door de traverse aan de onderlegplaat vast te lassen. Deze versteviging is echter niet voldoende om de verjonging volledig te compenseren.
De traverse wordt daarom bovenop versterkt met een verstevigingribbe. We gebruiken hiervoor een staalplaat 10 mm dikte (met een uitsparing van 15 mm hoogte voor de afdekkap van de bevestiging) die aan de bovenzijde van de traverse wordt vastgelast. De vereiste hoogte kan worden uitgerekend.  (Let op: vóór het vastlassen wel eerst het kapje plaatsen! )


Enig rekenwerk
Een belangrijke maat voor de sterkte is het statisch weerstandsmoment W tegen buiging. De oorspronkelijke buisvormige traverse heeft een afmeting van 45 x 3,4 mm. Het statisch weerstandsmoment tegen buiging is daarbij 4293 mm3. Door ongeveer 15 mm weg te frasen wordt het weerstandsmoment verlaagd tot ongeveer 850 mm3. Dit is een factor 5 lager en daarmee veel te zwak om de krachten op te vangen.
Door aan de onderzijde de onderlegplaat met de afmeting 90 x 4 vast te lassen neemt het weerstandsmoment toe tot 2111 mm3. Dit is nog steeds minder dan de helft van de oorspronkelijke waarde.
De situatie kan sterk worden verbeterd door een verstevigingsribbe aan te brengen. Hiervoor kan een stabiele dikke plaat van 10 mm dik worden gebruikt die bovenop de traverse wordt gelast. Ter plaatse van de afdekkap moet dan 15 mm worden weggefreesd. De “zwakste”doorsnede is dan de situatie boven de afdekkap.
Een extra versteviging van 7 mm boven de afdekkap (dus een plaat van 15 + 7 = 22 mm hoogte) zou voldoende zijn om de verjonging van de buis volledig te compenseren. We moeten ook nog rekening houden met het knikken van de versteviging aangezien de bovenzijde van de traverse de drukzijde is.
Bij een eerdere ombouw is een plaat van 100 mm hoogte (dus 100 -15 = 85 mm in zwakste doorsnede) gebruikt. Dit is wel erg robuust. Als we kiezen voor een versteviging van 60 mm boven het kapje dan wordt het weerstandsmoment 26523 mm3. Dit is ongeveer 6x sterker dan de oorspronkelijk uitvoering. Dus meer dan ruimschoots veilig (misschien zelfs wel erg overdreven).
Hoe ziet de uiteindelijke situatie er dan uit?
versteviging traverse

Als de versteviging precies in het midden wordt geplaatst zit deze in de weg van het rolgordijn van de radiateur. Door de versteviging ongeveer 10 mm naar de voorkant van de auto op te schuiven kan het gordijn nog gebruikt worden. Het nadeel is dan wel dat de verstevigingspaat asymmetrisch op de traverse staat en daarmee bij belasting de krachtenverdeling nadelig beïnvloedt.


de nieuwe traverse
Het type 318 versnellingsbak heeft een separaat gedeelte voor het koppelingshuis. Dit koppelingshuis vormt echter met de motor één geheel. De eindplaat van de 3-bak moet dus over geplaatst worden. Dit is op zich geen probleem. De aansluiting aan de onderzijde wijkt echter af. Bij de 318 bak wordt de middenbevestiging ook gebruikt om de koppelingskabel door te laten lopen. De schroefdraad in de bak is daardoor wel erg groot (14x1 mm) Dit kan worden opgelost door een draadbusje te plaatsen met een M8 inwendige schroefdraad. De 318 bak heeft ook nog twee aanvullende bevestigingspunten die niet in de eindplaat zitten. Als je de eindplaat er zo aan bevestigd bestaat er een risico dat er lekkage gaat optreden ter plaatse van deze niet gebruikte boutgaten. Door hierin een gevlakt tapeind te draaien worden deze gaten weer afgeblind en kan een goede afdichting worden verkregen.

busjes in versnellingsbak
Busjes voor afsluiting links en rechts onder en bevestiging (midden).

Bij het ombouwen van de versnellingsbak worden uiteraard alle keerringen vervangen. De originele keerringen zijn al erg oud en vaak verhard.

De buitenzijde van de bak wordt volledig gereinigd en kan naar keuze voorzien van een nieuwe laklaag. (Een mooi schone aluminium bak heeft eigenlijk geen verflaag nodig).

En voilá de bak is gereed voor montage.

Transparant