Tram- en treinwielen zijn overwegend vast op één as gemonteerd en zijn niet cilindrisch maar conisch zoals je op onderstaande tekening kan zien.

Onderaan deze tekst vind je een video (weliswaar in het Engels) die helder uitlegt waarom de wielen van trams ‘conisch’ zijn.

De conische vorm van de wielen zorgt voor een zelfcentrerend effect als het traject rechtlijnig is. Op dat moment zijn de flenzen in principe zelfs overbodig.

Wat is een flens? Een flens is de opstaande rand aan de binnenzijde van een tramwiel die ervoor zorgt dat het wiel op de rail blijft en niet ontspoort. De flens grijpt in langs de binnenzijde van de spoorstaaf, zodat het voertuig ook in bochten, wissels of bij oneffenheden geleid blijft.

Wanneer een tram nu gaat ‘bogen’ zal het buitenste wiel een grotere afstand afleggen dan het binnenste, ook al scheelt dat bij trams van De Lijn maar een metertje in boogstraal. Door de zijdelingse kracht in de bocht schuiven ook de wielen een beetje op naar de buitenkant, als het spoorvoertuig tenminste snel genoeg rijdt. Zodoende gaat het buitenste wiel nog steeds met dezelfde hoeksnelheid draaien als het binnenste (ze zitten immers aan elkaar vast!) maar hun omtreksnelheid gaat verschillen.

Het loopvlak van het buitenste wiel gaat immers naar een grotere diameter, en het binnenste naar een kleinere!

In stadsverkeer, bij de tram dus, kunnen niet vaak voldoende hoge snelheden worden gereden om het systeem van conische wielen efficiënt te laten werken. Als compensatie (ook bij grootspoor) wordt flenssmering toegepast, om de flenzen voor slijtage te behoeden. Immers, als je de wielbanden zou gaan smeren dat komt er van tractie niet veel meer in huis. En dan zwijg ik nog over remmen!!

Door het vaak voorkomende slippen van de wielen slijten de wielbanden. Ja, net als bij auto’s worden op spoorvoertuigen ook ‘banden’ gemonteerd.

Die wielbanden kan je afdraaien op een speciaal daarvoor ontworpen wielendraaibank, zodat ze weer aan het juiste profiel beantwoorden; flenzen kan je echter niet ‘bijslijpen’.

Wordt dit corrigeren van de loopvlakken van de wielen niet vaak genoeg uitgevoerd dan vrààg je om problemen natuurlijk. Je kan dit niet oneindig doen, na enkele beurten moeten de wielbanden vervangen worden.

Dat gejank en gepiep is dus gewoon te wijten aan de starre assen die beide wielen verbinden, en de afwezigheid van laterale krachten om de ‘differentieelactie’ van de wielconiciteit te laten werken.

Hier zie je wat overdreven getekend, voor de duidelijkheid, het verschil in diameter van de beide loopvlakken in een bocht:

Bij auto’s wordt dit snelheidsverschil in de aangedreven wielen opgevangen door een differentieel, dat ervoor zorgt dat beide wielen zonder ‘wringen’ en slippen (wat die geluidsoverlast -én slijtage!- op sporen veroorzaakt) elk op hun eigen snelheid kunnen draaien in de bocht.

Bij treinen en trams ligt dat anders. Vooral trams, die in het stadsverkeer vaak erg traag rijden door bogen is dat (en dat had de aandachtige lezer intussen wel door) heel anders gesteld.

Nu is er in de tramwereld wel reeds geruime tijd de trend aanwezig om de lage vloer -en dus gemakkelijkere instap- in tram steeds verder door te drijven, wat het ontwikkelen van nieuwe draaistellen een duw in de goede richting geeft.

Ik vraag op voorhand vergiffenis aan de auteurs van bijgaande beelden voor het gebruik ervan, ze staan echter vrij beschikbaar in fora en op het internet. Vandaar dat ik zo vrij was ze hier ook te publiceren, het gaat hier immers niet om een commercieel doel: de lezer een idee geven van wat er speelt in de sector is hoofdzaak.

Zowel bij o.a. Bombardier, CAF als Siemens zien we een nieuwe richting. Steeds meer, en dan vooral bij normaalspoortrams*, zien we dat gestreefd wordt naar onafhankelijke wielen in de draaistellen.

Ik vond een CAD-tekening die voldoende uitgepuurd is om het principe duidelijk te maken. Hier is één as aangedreven, de tweede geremd.

Zoals je hier kan zien heeft elk wiel zijn eigen motor, waardoor snelheidsverschillen dus eenvoudig worden opgevangen.

Er bestaat echter ook de mogelijkheid om beide wielen (links en rechts, voor de duidelijkheid) via een differentieel aan te drijven, en de motor buiten het draaistel aan de kast op te hangen.

Dat vermindert ook nog eens het niet afgeveerde gewicht.

Het differentieel is hier links geplaatst met een aftakas naar het tegenoverliggende wiel en een aansluitflens voor de cardanas naar de motor.

In de Siemens Combino’s (de ‘Hermelijnen’) zijn wielstellen vast aan de buitenste wagenkasten gemonteerd, dat zijn dus géén draaistellen.

Uiteraard is het probleem bij meterspoortrams* zoals bij De Lijn de kleinere afstand tussen de wielen. Dat maakt de uitdaging voor fabrikanten dus wel een stuk groter, vooral wat de doorgang voor personen met een beperkte bewegingsvrijheid betreft.

*Normaalspoor = Spoorwijdte 1435 mm

Meterspoor = Spoorwijdte 1000 mm

Om een lang verhaal kort te maken: de lezer kan zien dat het probleem bekend is, niet alleen bij de vervoersmaatschappijen maar ook bij de materieelfabrikanten. Er wordt aan gewerkt.

Als de linker en rechter wielen elk hun eigen leven zullen kunnen leiden zijn we van het gejank af!

Hopelijk kan dit stukje lectuur bij de lezer een beter begrip van dit puur spoorgerelateerd probleem doen opbrengen. En misschien een reactie van de Technische Directie van De Lijn, die toch ook mee beslist bij de aankoop van materieel (van steeds verschillende materieelfabrikanten!).