Je zult niet geloven welke ongelooflijke techniek gelede bussen in staat stelt om te buigen

Elke dag stappen talloze mensen over de hele wereld in een bus om naar hun bestemming te reizen. Deze bussen komen in alle soorten en maten, van comfortabele touringcars tot torenhoge dubbeldekkers. Een van de beste manieren om de passagierscapaciteit van een bus te vergroten zonder de hoogte te verhogen, is door de bus in ten minste twee secties te bouwen en een draaipunt in het midden toe te voegen. De gelede bus is overal een bekend gezicht, maar hoe ze daadwerkelijk werken — vooral wanneer ze een achtermotor hebben — is veel slimmer en interessanter dan je zou denken. Veel van deze bussen hebben briljante techniek in het volle zicht.

Het grootste treinmuseum van Amerika, het Illinois Railway Museum (IRM), organiseert elk jaar een speciaal evenement om de transitbus te vieren, een van de grootste vormen van openbaar vervoer die niet op rails rijdt. Het IRM herbergt de grootste collectie bewaarde bussen van Amerika, en de meeste van de ruim drie dozijn trolleybussen en motorbussen in het museum zijn nog operationeel. Deze enorme collectie maakt het IRM het enige spoorwegmuseum in Amerika met een regelmatige busdienst. Men zou het misschien vreemd vinden dat een treinmuseum zoveel bussen bewaart in drie loodsachtige schuren, maar bussen en treinen vullen elkaar aan in functionele systemen voor openbaar vervoer. De een helpt de ander.

Ik heb geen enkele 'Bus Day' gemist sinds ik in 2022 naar het Illinois Railway Museum begon te komen. De Bus Day van dit jaar was de elfde editie van het evenement, en naar mijn ervaring was elke Bus Day beter dan de vorige. Deze keer was er bijvoorbeeld een praktisch buffet van 13 bussen om de hele dag in te rijden.

Een van die bussen was de King County Metro No. 4020, een gelede trolleybus MAN SG-T310 uit 1987. Deze unit mag tijdens elke Bus Day meestal zijn benen strekken en is een favoriet bij bezoekers, omdat iedereen houdt van een leuke "buigbus". Toen mijn vrouw berichten publiceerde over onze Bus Day bij het IRM, stelden sommige volgers en lezers een nieuwsgierige vraag: hoe werken gelede bussen nu eigenlijk?

Het antwoord op die vraag is spannender dan op het eerste gezicht lijkt. Ja, veel buigbussen werken precies zoals je waarschijnlijk denkt. Maar andere vereisen een flinke dosis slimme techniek die je pas opmerkt nadat je dit hebt gelezen.

Meer dan een eeuw aan buiging

Laten we bij het begin beginnen: het ontstaan van de gelede bus. Het is belangrijk om te zien waar we vandaan komen voordat ik laat zien waar we nu staan.

De gelede bus verscheen al vroeg in de ontwikkeling van de transitbus. Sommige van de eerste bekende bussen met interne verbrandingsmotoren werden gebouwd in het midden van de jaren 1890. Hoewel die eenheden klein waren, zou dat niet lang duren. Naarmate de technologie vorderde, ontdekten bouwers hoe ze meer mensen in één bus konden plaatsen. Dit was geweldig voor de efficiëntie. Het was goedkoper en praktischer om één bus vol mensen te laden dan om meerdere kleinere bussen in te zetten. Monteurs hadden minder bussen om aan te werken, het vervoersbedrijf hoefde minder chauffeurs aan te nemen en er waren minder motoren om te tanken.

Een rigide bus kan echter maar een bepaalde lengte bereiken voordat verdere verlenging leidt tot afnemende meeropbrengsten. Superlange bussen kunnen meer mensen vervoeren, maar hebben meer moeite met het navigeren door stadsstraten. Bouwen in de hoogte is soms ook niet mogelijk, omdat een dubbeldekker kan interfereren met bovengrondse infrastructuur of niet in tunnels past.

De oplossing was simpel. Bouwers begonnen bussen samen te stellen uit twee aparte secties. De tweede sectie van de bus werd via een geleed gewricht verbonden met de achterkant van de voorsectie. Het vroegste voorbeeld van een gelede bus dat ik kon vinden is een Nederlandse Ford Model T uit het begin van de jaren 1920. Hierbij is het interieur van de achtersectie aan de voorzijde gekoppeld via een accordeonachtige centrale sectie.

Dit was niet de enige manier. Een nog simpelere methode om de buscapaciteit te vergroten, was om een bus of vrachtwagen een aanhanger te laten trekken waarin zitplaatsen waren geplaatst. Een goed voorbeeld van dit type bus is de Officine Meccaniche bustruck uit 1930. Het interieur van de aanhanger was op geen enkele manier verbonden met de hoofdeenheid. Als gevolg hiervan had de aanhanger zijn eigen instapdeuren. Vaak hadden bussen als deze een conducteur die aan de chauffeur signaliseerde wanneer de bus klaar was om te vertrekken.

De geschiedenis van de gelede bus wordt echt interessant aan het eind van de jaren 1930. In Italië produceerde Alfa Romeo de baanbrekende Alfa Romeo 110 AM-Macchi uit 1937. Deze bus, die volgens Curbside Classic tot 180 zittende en staande passagiers kon vervoeren, had een vernieuwende manier van articulatie. In tegenstelling tot de huidige gelede bussen, die horizontaal en verticaal buigen als een aanhanger, had de Alfa Romeo alleen verticale articulatie. Door het middenstuk verticaal te laten buigen, kon de bus hellingen oprijden zonder vast te lopen.

In 1938 nam de stad Baltimore de eerste gelede bus van Amerika in gebruik. De Twin Coach Super-Twin leek op de Alfa Romeo in die zin dat hij alleen verticaal articuleerde. Om scherpe bochten mogelijk te maken, ontwierp Twin Coach, net als Alfa Romeo, een stuursysteem voor de achterwielen. Hoewel dit uiterst vreemd was, zat er een zekere logica achter: omdat de bus alleen verticaal articuleerde, bleef de busvloer van voor naar achter recht.

De articulatie van de Twin Coach was meer een overgangstechnologie. Na de Tweede Wereldoorlog stapten busbouwers grotendeels over op het modernere articulatiesysteem dat we vandaag de dag kennen. Een voorbeeld hiervan is de eerste volledig gelede snelwegbus van Amerika, de Kaiser uit 1946, gebouwd voor de Santa Fe Trail Transportation Company.

Hoe maak je een bus geleed?

Tegenwoordig zijn er over het algemeen vier manieren om een gelede bus te realiseren. Twee concepten die eerder zijn genoemd — de trailerbus en de bus die een aanhanger trekt — zijn vandaag de dag nog steeds in gebruik. Trailerbussen zijn nog steeds te vinden in Cuba, en ze zijn glorieus in hun eenvoud. Ondertussen rijdt de Münchner Verkehrsgesellschaft in München, Duitsland, met de Busanhänger (bus-trein), wat een bus is die een aparte aanhanger trekt die zelf ook weer een bus is. Deze werden pas in 2022 gebouwd door Sono Motors.

In Amerika vind je over het algemeen twee soorten gelede bussen. De eerste, en oudere type, is de trekker (puller). Bij trekker-ontwerpen is het voorste gedeelte van de bus een compleet voertuig. De motor bevindt zich meestal aan de achterzijde van het voorste gedeelte en onder de vloer. Alleen de achterste as van het voorste gedeelte (doorgaans de middelste as van de hele bus) wordt aangedreven.

Een goed voorbeeld van dit ontwerp is de Crown-Ikarus 286, een bus die gezamenlijk is ontwikkeld door de Amerikaanse Crown Coach Corporation en de Hongaarse Ikarus Body and Vehicle Factory. Gebouwd tussen 1980 en 1986, zijn deze bussen voorzien van een Cummins 855 cubic-inch NHHTC zescylinder die onder de vloer nabij de middelste as is gemonteerd. Die motor drijft de middelste wielen aan via een Allison HT740 of een Voith D864.2 automaat, beide met vier versnellingen.

Trekkerbussen zijn meestal verbonden met hun achtersecties via een enigszins complex articulatiegewricht. Deze unit bestaat uit een voor- en achtersubframe die respectievelijk met de voor- en achtersectie zijn verbonden. Ze ontmoeten elkaar in het midden, waar ze op een ring van lagers rijden. Deze lagers zorgen ervoor dat de voor- en achtersecties ten opzichte van elkaar kunnen draaien; het functioneert dus als een gewricht. In een trekker-configuratie recht het achterste gedeelte van de bus zichzelf uit terwijl het voorste gedeelte de bus vooruit trekt. Het is als een oplegger, maar dan met een paar extra stappen. Deze gewrichten zijn meestal gemaakt van materialen zoals gelast staal of gietijzer.

Bovenop het articulatiegewricht plaatst de busbouwer een draaischijf, een balg (bellows) om het buigpad tussen de twee bussecties af te dichten, en flexibele bekabeling om stroom naar de achterkant van de bus te brengen.

Het voordeel van de trekkerbus is dat het technisch gezien een eenvoudiger ontwerp is. De achterste as wordt niet aangedreven en het articulatiegewricht heeft minder componenten nodig om zijn werk te doen. Volgens sommige buschauffeurs zijn trekkerbussen prettiger in sneeuwcondities, omdat de aangedreven as vóór het articulatiegewricht ligt. Gelede bussen hebben bovendien een beperkte verticale flexibiliteit, waardoor ze stadsstraten kunnen beklimmen.

Trekker-type gelede bussen hebben echter één groot nadeel: over het algemeen kan de vloer niet lager zijn dan de motor die midden in de bus zit. Sommige trekker-type bussen slagen erin een lage vloer te hebben door de motor naar de zijkant van de bus te verplaatsen en de lagere vloer om de motor heen te laten lopen. De Van Hool AG300 heeft dit ontwerp, en hoewel hij een lage vloer heeft, neemt de grote motor een enorme hoeveelheid ruimte in beslag die anders voor zitplaatsen gebruikt had kunnen worden.

Hoe werkt een gelede bus met achtermotor?

De voorkeursoplossing voor dit probleem is om de motor helemaal achteraan de bus te plaatsen, waar hij geen kostbare passagiersruimte inneemt. Een gelede bus met achtermotor!

Hier wordt de techniek echt interessant. Bij een gelede bus met achtermotor wordt het voorste gedeelte van de bus in feite de "aanhanger", en het aangedreven achterste gedeelte duwt de hele bus vooruit. Vervoersbedrijven in heel Amerika hebben bussen als deze. Je kunt meestal zien dat je in een gelede bus met achtermotor zit omdat de uitlaat en ventilatieopeningen van de motor zich direct aan de achterzijde bevinden.

Wie ervaring heeft met het trekken van een aanhanger, weet dat het een slecht idee is als de aanhanger sterker is dan het sleepvoertuig; dat is de snelste manier om je hele combinatie in een L-vorm te laten inklappen (jackknifing). Toch glijden gelede transitbussen gemakkelijk door hun steden zonder in een L-vormige puinhoop te veranderen.

Dat rear-engine gelede bussen dit kunnen, heeft veel te maken met het articulatiegewricht. Veel van het basisontwerp van een "duwer" (pusher) articulatiegewricht is hetzelfde: twee platen die elkaar ontmoeten bij een cirkelvormig lager in het midden. Maar er is meer.

Een van de grootste toevoegingen aan het articulatiegewricht van een duwerbus is een set dempers. De dempers zorgen voor hydraulische weerstand, waardoor de rotatiesnelheid van de secties wordt vertraagd. Nieuwere ontwerpen maken gebruik van semi-actieve dempers die gebruikmaken van een reeks sensoren en een besturingsunit. De bus houdt zijn snelheid, stuurhoek en articulatiehoek bij.

Als de besturingsunit detecteert dat de bus onstabiel kan worden, kunnen de dempers stijver worden om beweging verder te beperken. Mocht de besturingsunit uitvallen, dan heeft het articulatiegewricht nog steeds passieve demping, en als de chauffeur scherp genoeg stuurt, zijn er aanslagen (bump stops) aan het einde van de bewegingsruimte van het gewricht. Evenzo kan het articulatiesysteem samenwerken met het drive-by-wire systeem om het gas terug te nemen wanneer de situatie te riskant wordt. Dankzij het actieve systeem kan het gewricht stijf zijn tijdens rijden met hoge snelheid en ontspannender bij bochten met lage snelheid.

Duwerbussen maken vervolgens gebruik van soortgelijke balgen op basis van copolymeren en flexibele stroomsystemen, net als een trekkerbus. Sommige van deze systemen zijn universeel ontworpen, zodat ze op bijna elke gelede bus kunnen worden geïnstalleerd, ongeacht of dit een diesel, hybride, aardgas, elektrische of waterstofbus is.

Er bestaan zelfs gelede bussen met twee articulatiegewrichten, waardoor er in feite een lange slang van een eenheid met drie secties ontstaat. Deze bussen zijn zeldzaam en worden vaak meer gebruikt als railsloze trams, aangezien hun enorme lengte de manoeuvreerbaarheid beperkt.

Veel van deze technologie bestaat al lange tijd. HÜBNER geeft aan dat zij sinds 1952 balgen voor gelede bussen maken. JOST, een andere Duitse maker van commerciële voertuigonderdelen, stelt dat zij in 1952 hun eerste kogellager-draaischijven maakten. Ondertussen claimt FG Fahrzeugwerkstätten Falkenried GmbH het dempersysteem voor de huidige lage-vloer gelede bussen in 1975 te hebben uitgevonden. Een van de eerste gelede bussen met achtermotor die deze technologie gebruikte, was de Mercedes-Benz O 305 G uit 1978.

Al deze geschiedenis en techniek is in feite verborgen in het volle zicht, of direct onder je voeten. Wanneer je in deze bussen rijdt, zie je het articulatiegewricht niet hard aan het werk om de bus comfortabel en onder controle te houden. Je hebt misschien niet eens gemerkt dat veel "buigbussen" een aandrijflijn hebben die achteraan is gemonteerd.

Decennialang heeft de gelede bus bewezen de juiste keuze te zijn wanneer een vervoersbedrijf de passagierscapaciteit wil vergroten zonder meer bussen in te zetten. Gelede bussen werken bovendien op routes waar een hoge dubbeldekker simpelweg niet past. Natuurlijk zijn ze ook een onderwerp van nieuwsgierigheid voor transit-enthousiastelingen.

De volgende keer dat je tijdens je ochtendrit in de bus zit, denk dan aan de eeuw aan vooruitgang die heeft geleid tot die rit. Het begon allemaal met houten koetsen die mensen langzaam naar hun bestemming brachten. De bussen van vandaag zijn technisch wonderen. Vergeet ook niet je buschauffeur en de monteurs te bedanken, want zonder hen zou je rit niet bijna zo soepel verlopen.