top of page

Look! No need to clutch, simple as 1-2-3

ribbon.jpg
20250319_180130.jpg
46472acf87aa101714ad3eecb67e9e49.jpg

Soms vind je nog wel eens NOS artikelen! Dit artikel past o.a. op mijn voormalige Pontiac. Ik kwam het tegen op eBay. Ziet er heel wat beter uit dan de versie elders op deze pagina.

wilson gearbox.jpg

Een Wilson Pre-selector transmissie

daimler wilson.jpg

Het selectie systeem van een Daimler

Earl_Avery_Thompson.jpg

Earl A. Thompson (1891-1967)

1953_Hydra-Matic_Transmission_Tag.jpg

Van de hier genoemde 15 patenten zijn er 9 van Thompson

Vexing Problem cadillac-auto-lasalle-syncromesh_1_fd2746638cef9aa6cf901322ef109407.jpg
$T2eC16J,!yUE9s6NEGyfBR6euJDqCw~~60_57.JPG
Planetary.jpeg
IMG_7645.JPG

In 1939 introduceerde Chevrolet het innovatieve Vacuum Gearshift, een vacuümbekrachtigd schakelsysteem dat het bedienen van de handgeschakelde versnellingsbak aanzienlijk lichter maakte. Hoewel de bestuurder nog altijd zelf koppelde en schakelde, hielp een vacuümcilinder bij het verplaatsen van de schakelmechaniek. Het systeem was een belangrijke tussenstap op weg naar de volledig automatische transmissies die General Motors kort daarna zou introduceren, zoals de beroemde Hydra-Matic van Cadillac in 1940.

$(KGrHqN,!i8FEHPLIP-SBRNl9gvLDQ~~60_3.JPG
Oldsmobile-Hydra-Matic-314.jpg
FB_IMG_1621252963561.jpg
FB_IMG_1601548943076.jpg
FB_IMG_1601548945983.jpg

Hydra-Matic Geschiedenis: De eerste automatische transmissie en andere vroege automaten

De eerste succesvolle automaat



De originele Hydra-Matic-transmissie was een van de belangrijkste innovaties in de autogeschiedenis. Hoewel het niet de allereerste automatische transmissie was, was het wel de eerste die betrouwbaar werkte. Dit grote commerciële succes legde de basis voor de ontwikkeling van alle toekomstige automatische transmissies.

 

We kijken terug naar de oorsprong van de Hydra-Matic en de man erachter: Earl Thompson. Thompson was niet alleen verantwoordelijk voor deze baanbrekende transmissie, maar ontwierp in de jaren 20 ook de eerste versnellingsbak met synchromesh, die schakelen eenvoudiger en soepeler maakte.



Schakelen: Verleden, heden en toekomst



Recente ontwikkelingen hebben de discussie over handgeschakelde transmissies opnieuw aangewakkerd. Waar een handbak ooit de norm was, is hij tegenwoordig in veel marktsegmenten een zeldzaamheid geworden. Zelfs sportwagenmerken zoals Ferrari en Lamborghini leveren hun moderne modellen vrijwel uitsluitend nog met geavanceerde automatische transmissies of transmissies met dubbele koppeling. Bij high-performance auto’s zijn deze systemen inmiddels aantoonbaar sneller dan zelfs de meest ervaren bestuurder met een handbak.

 

Ook in Nederland is deze verschuiving duidelijk zichtbaar. Het aandeel handgeschakelde auto’s neemt al jaren gestaag af. Waar een handbak vroeger de standaard was, worden steeds meer nieuwe modellen uitsluitend met een automaat geleverd. Handgeschakelde transmissies zijn tegenwoordig vaak nog alleen beschikbaar in goedkopere uitvoeringen of specifieke nichemodellen.

 

Hybrides worden vrijwel altijd uitgerust met een automatische transmissie, omdat deze beter aansluit op hun complexe aandrijflijnen, waarbij verbrandingsmotor en elektromotor naadloos moeten samenwerken. Elektrische voertuigen gaan nog een stap verder: zij hebben in principe geen conventionele versnellingsbak nodig vanwege het direct beschikbare koppel van hun elektromotoren. In plaats van een versnellingsbak hebben EV’s meestal een eenvoudige selector waarmee de rijrichting wordt gekozen.

 

Met deze technologische ontwikkelingen is de handgeschakelde transmissie in rap tempo veranderd van standaarduitrusting naar een keuze voor liefhebbers en puristen. Elektrische voertuigen worden steeds populairder en zorgen ervoor dat automatisch schakelen definitief de norm is geworden.



Buiten een kleine groep enthousiastelingen en vrachtwagenchauffeurs heeft de Amerikaanse auto-industrie de handgeschakelde transmissie altijd vooral gezien als een noodzakelijk kwaad. De versnellingsbak met meerdere versnellingen, die teruggaat tot de jaren 90 van de 19e eeuw, was vooral bedoeld om de beperkingen van vroege verbrandingsmotoren met hun beperkte vermogen en smalle toerenbereik te compenseren.

 

Een overbrengingsverhouding die voldoende kracht bood om een zware auto vanuit stilstand te laten accelereren, zorgde er echter voor dat de motor bij hogere snelheden overbelast raakte. Tegelijkertijd was een optimale overbrengingsverhouding voor normaal rijden ontoereikend bij het beklimmen van hellingen. Een van de voordelen van vroege elektrische auto's was juist dat zij zelden een andere versnelling nodig hadden. Dankzij het direct beschikbare maximale koppel konden deze voertuigen soepel optrekken en rijden zonder meerdere versnellingen. Als de eerste autofabrikanten efficiëntere manieren hadden gevonden om elektriciteit op te slaan, had de aandrijflijn van personenauto's er vandaag de dag heel anders uit kunnen zien.

​​

De uitdagingen van vroege transmissies

​

Een vroege 'sliding-gear'-transmissie bood zelden een soepele ervaring. Zelfs opschakelen vereiste precieze timing en geduld om het knarsen van tandwielen te voorkomen. Terugschakelen was nog lastiger en vereiste dubbelclutchen en een nauwkeurige afstemming van het motortoerental. Omdat toerentellers in die tijd nog niet gebruikelijk waren, was dit voor veel bestuurders een lastige klus.

 

De meeste automobilisten hanteerden dan ook een eenvoudige strategie: zo snel mogelijk schakelen naar de hoogste versnelling en daarin blijven rijden tot het volgende stopmoment.

 

Autofabrikanten herkenden deze problemen en zochten naar oplossingen. Henry Ford had bijvoorbeeld een sterke voorkeur voor planetaire transmissies, omdat hij zelf pas in de jaren 20 leerde omgaan met een conventionele versnellingsbak. De pedaalgestuurde planetaire transmissie van de Model T was slechts marginaal eenvoudiger in gebruik, maar bood een meer intuïtieve aanpak voor beginnende automobilisten.

 

Preselector

​

Vlak na de Eerste Wereldoorlog begonnen uitvinders zoals de Brit Walter Gordon Wilson en de Franse Jean Cotal de mogelijkheden te onderzoeken van een meer geavanceerde 'preselector'-planetaire transmissie. Bij een preselectortransmissie kies je de gewenste overbrengingsverhouding met een selectiehendel en schakel je deze in door het indrukken van een pedaal, dat de functie van het conventionele koppelingspedaal overnam. Deze systemen waren eenvoudig in gebruik… als ze werkten. Ze waren echter duur, zwaar, verbruikten veel vermogen en waren te complex voor de meeste monteurs om te onderhouden. Wilsons en Cotal's preselectors werden in enkele Britse en Franse auto's gebruikt tot begin jaren 50, maar het werd nooit een commercieel succes.

 

Hoewel de preselectortransmissie de bediening vereenvoudigde, was het nog steeds geen volledig automatische versnellingsbak. Er waren wel experimenten met automatische transmissies sinds 1904, maar deze hadden weinig succes. Pas in de jaren 30 werden hydraulische systemen voldoende verfijnd om automatische transmissies daadwerkelijk haalbaar te maken.

 

De Cord 810/812 en enkele modellen van Hudson en Terraplane waren een van de weinige Amerikaanse auto's die waren uitgerust met een preselectortransmissie. Dit was een vierversnellings Bendix 'Electric Hand'-transmissie. De keuze viel op dit systeem omdat het de verbinding tussen de schakelhendel en de voor de motor geplaatste transmissie vereenvoudigde.

 

E.L. Cord, de oprichter van het merk, stond bekend om zijn technologische vooruitstrevendheid, maar had minder interesse in de verkoop van zijn auto's. Ondanks het ongewone ontwerp, dat door sommige Amerikanen werd gewaardeerd, werd het gebruik van geavanceerde technologie uiteindelijk de ondergang van Cord. Voorwielaandrijving met onafhankelijke vering, weggewerkte koplampen en het ontbreken van treeplanken gaven de auto een totaal andere uitstraling dan de meeste andere auto's uit 1935. De productieaantallen bleven echter laag en door de complexe techniek en het gebrek aan zakelijke focus van E.L. Cord eindigde het verhaal van de Cord 810/812 eind 1937.

 

De oorsprong van de Automaat

​

Uiteraard is de automaat niet uitgevonden door één persoon en vervolgens als een instant succes geïntroduceerd. De eerste werkende automatische transmissie zoals we die nu kennen is het resultaat van vele jaren experimenten en verbeteringen door verschillende uitvinders over de hele wereld.

 

In Frankrijk werkten Louis-René Panhard en Émile Levassor al in 1894 aan een vroege vorm van automatische transmissie. Tijdens een demonstratie ging het systeem echter direct stuk. De uitleg over de werking werd vervolgens verder uitgewerkt met een tekening op een schoolbord. Dit project markeerde een van de vroegste pogingen om automatische systemen te ontwikkelen, maar de technologie was destijds nog niet rijp. In Frankrijk in 1897 ontwikkelde Johabert L. H. Maugras de Automatic Split-Torque Drive, een vroeg ontwerp voor een continu variabele transmissie (CVT). Het systeem was bedoeld om de overbrengingsverhouding automatisch en zonder handmatig schakelen te veranderen. De techniek was echter nog onvoldoende ontwikkeld om het ontwerp praktisch toepasbaar te maken.

 

In Boston (VS) werkten de gebroeders Sturtevant aan een tweetraps automatische transmissie met twee koppelingen. Deze zou werken met centrifugaalgewichten die bij een bepaalde snelheid de koppeling zouden bedienen. Hoewel het idee theoretisch interessant was, bleek de praktische uitvoering verre van betrouwbaar, wat een commerciële doorbraak verhinderde. Het probleem was dat het systeem lastig in de hoge versnelling bleef bij lage snelheden. 

 

De Canadees Alfred Horner Munro vroeg in 1923 een patent aan voor een automatische transmissie die werkte met perslucht. Munro was stoomtechnicus en zijn ontwerp maakte gebruik van luchtdruk om het schakelen te regelen. Hoewel dit systeem op papier werkte, was het niet krachtig of praktisch genoeg voor toepassing in de auto-industrie van die tijd.

 

In 1932 werken de Braziliaanse ingenieurs José Braz Araripe (1899–1972) en Fernando Iehly de Lemos (1903–1994) aan een automatische transmissie waarbij hydraulische druk wordt gebruikt om het schakelen te regelen. Volgens Braziliaanse bronnen trekt hun ontwerp de aandacht van General Motors, waarna Araripe naar Detroit reist om het aan GM te presenteren. GM zou de uitvinding voor $10.000 hebben overgenomen, hoewel de uitvinders ook konden kiezen voor $1 per geproduceerde auto. Zij kiezen voor het bedrag ineens.

Het verhaal is vooral bekend geworden door journalist Fernando Morais, die de geschiedenis onderzocht voor zijn biografie O Mago. In 2006 schrijft ook schrijver Paulo Coelho over Araripe, zijn neefkleinzoon. Coelho vertelt dat Araripe hem persoonlijk over de uitvinding en de overeenkomst met GM vertelde. Morais concludeerde op basis van zijn onderzoek dat Araripe en Lemos inderdaad in 1932 een automatische transmissie ontwikkelden en hun ontwerp aan GM verkochten.

 

De precieze rol van hun ontwerp bij de ontwikkeling van de Hydra-Matic is echter moeilijk vast te stellen. Amerikaanse GM-documentatie en contemporaine patentgegevens noemen vooral Earl A. Thompson en zijn team als de drijvende krachten achter de ontwikkeling van de Automatic Safety Transmission en de latere Hydra-Matic. Een directe Amerikaanse bron die de overdracht van het Braziliaanse ontwerp aan GM bevestigt, is vooralsnog niet gevonden. Het is daarom voorzichtiger om te stellen dat het ontwerp van Araripe en Lemos mogelijk heeft bijgedragen aan de ontwikkeling van de Hydra-Matic, dan om hen aan te wijzen als de uitvinders van de Hydra-Matic zelf.

 

Syncro-Mesh Silent-Shift

​Onder de vele uitvinders die zochten naar manieren om het schakelen eenvoudiger te maken, bevond zich een hydrauliekingenieur uit Portland, Oregon, genaamd Earl A. Thompson (1891-1967). Zijn eerste stap was het vereenvoudigen van het schakelproces. In 1918 vroeg hij een patent aan voor wat hij het 'automatisch versnellingswisselmechaniek' noemde. Dit systeem maakte gebruik van conische synchronisatieringen om de snelheid van de tandwielen gelijk te maken voordat ze werden gekoppeld, wat resulteerde in soepel schakelen zonder het traditionele 'dubbelclutchen' dat bij handgeschakelde transmissies nodig was.

 

Het patent was oorspronkelijk bedoeld voor een preselectortransmissie, maar het belangrijkste aspect was dat het schakelen knarsvrij kon gebeuren, wat het rijcomfort aanzienlijk verbeterde.

 

Thompson ontwikkelde een werkend prototype en installeerde dit in een nieuwe Cadillac die hem werd gedoneerd door zijn jongere broer Kirk, die een Cadillac-dealerschap runde in Spokane, Washington. In 1924 reed Thompson de Cadillac naar Detroit om zijn uitvinding te demonstreren aan autofabrikanten. Hoewel de meeste fabrikanten weinig interesse hadden in externe uitvinders, zagen Cadillac-hoofdingenieur Ernest W. Seaholm en president Lawrence Fisher potentie in het systeem. Zij verwezen Thompson door naar GM's New-Devices Committee. Door gebrek aan brede interesse overwoog Thompson bijna om op te geven, maar Cadillac bleef betrokken en nam de ontwikkeling van het systeem over, waarbij Thompson als consultant werd aangesteld.

 

In de jaren daarna werkte Thompson aan de verdere ontwikkeling van zijn synchronisatiemechanisme. Volgens Ernest W. Seaholm bouwde Cadillac 25 prototypes die samen 1,5 miljoen mijl aflegden op de GM Proving Grounds voordat de productie in augustus 1928 van start ging. Het systeem werd in de herfst van 1929 geïntroduceerd op de Cadillac- en LaSalle-modellen.

 

Qua kosten waren de vroege synchromesh-transmissies slechts gesynchroniseerd in de tweede en derde versnelling. Om in de eerste versnelling te schakelen was het over het algemeen noodzakelijk om tot stilstand te komen. Desondanks was het systeem een aanzienlijke verbetering ten opzichte van de eerdere 'crash'-bakken, waardoor autorijden aanzienlijk eenvoudiger werd. Het synchromesh-systeem werd al snel beschikbaar op andere GM-merken en later gelicenseerd door tal van andere autofabrikanten. Tegen het midden van de jaren 30 was het systeem standaard op bijna alle Amerikaanse auto’s en veel Europese auto’s.

 

Toen de eerste synchromesh-auto’s werden verkocht, promoveerden Fisher en Seaholm Thompson tot assistent-hoofdingenieur. Thompson had het knarsen uit het schakelproces gehaald, en de volgende stap was het automatiseren van het schakelen.

Het vroege GM

Wanneer we het hebben over de oorsprong van GM's vroege automatische transmissies, is het belangrijk om te beseffen dat General Motors gedurende de eerste zeven decennia van zijn bestaan lang niet zo'n hecht geheel vormde als de moderne liefhebber of historicus misschien zou aannemen. Elke divisie opereerde min of meer zelfstandig en beschikte over een grote mate van autonomie. De divisies waren zelf verantwoordelijk voor hun engineering, productie en verkoop. Er waren weliswaar incidentele gezamenlijke projecten, maar over het algemeen gold dat wanneer een divisie iets nodig had dat door een andere GM-divisie was ontwikkeld of geproduceerd, zij dit daar moest inkopen, net als iedere andere klant.

 

Hoewel iedere divisie in die tijd een groot deel van zijn eigen onderzoeks- en ontwikkelingswerk uitvoerde, beschikte GM daarnaast over centrale Research Laboratories. Deze stonden van 1920 tot 1947 onder leiding van de markante Charles F. Kettering, die vooral bekend werd als de uitvinder van de elektrische startmotor voor auto's.

 

De onderzoeksingenieurs van de Research Laboratories werkten onafhankelijk van de productieafdelingen. Zij hielden zich bezig met geavanceerde engineering en fundamenteel onderzoek, met als doel technologieën te ontwikkelen die vervolgens door verschillende GM-divisies konden worden toegepast en/of aan externe bedrijven konden worden gelicentieerd. Die technologie hoefde overigens niet noodzakelijkerwijs betrekking te hebben op auto's. De Research Laboratories hielden zich bezig met uiteenlopende projecten, van motoren met een hoge compressieverhouding en gelode benzine tot hydraulische klepstoters.

​

Militair transmissieproject

Sinds het midden van de jaren twintig probeerde GM-president Alfred P. Sloan, onder leiding van ontwikkelingschef Charles Kettering, een werkende automatische transmissie te laten ontwikkelen. Dit diende zowel commerciële als persoonlijke doelen, aangezien Sloan volgens eigen zeggen geen goede bestuurder was en moeite had met het bedienen van een conventionele transmissie.

In de late jaren twintig begon de Dynamics-afdeling van GM met het werken aan een frictietransmissie op basis van een patent dat was overgenomen van Citroën.

Het ontwerp gebruikte een set toruslagers en tandwielen om de energie over te brengen, gecombineerd met een automatische koppeling. Het geheel functioneerde als een CVT (Continu Variabele Transmissie). Deze ontwikkeling was een samenwerking tussen Buick en Cadillac, onder leiding van Owen Nacker van Cadillac, John Dolza van Buick en GM-onderzoeksingenieur John Almen.

 

Buick investeerde veel geld in de ontwikkeling van het systeem, dat zij 'The Roller' noemden. Hoewel het goed functioneerde op de GM Proving Grounds, was het systeem twee keer zo zwaar als een conventionele transmissie en had het een korte levensduur. Nog problematischer was dat Buick-accountants berekenden dat met de verwachte verkoopaantallen de Roller-transmissie voor minstens $500 verkocht moest worden — het equivalent van zo'n $8000 in hedendaags geld. Dit bracht Harlow Curtice, de CEO van Buick, ertoe het project in 1932 te annuleren.

Bij Cadillac had Earl Thompson een heel andere richting in gedachten. Ernest Seaholm, hoofdingenieur bij Cadillac, vertelde dat Thompsons inspiratie kwam van een Daimler uit 1930 die Cadillac voor evaluatie had gekocht. Deze Daimler had een Wilson-preselectortransmissie gecombineerd met een vloeistofkoppeling. Hoewel de Daimler nog steeds handmatig moest worden geschakeld, zag Thompson hierin potentieel voor een automatische transmissie.

 

Aan het begin van 1932 wees Seaholm de ingenieurs Ralph F. Beck en Walter B. Herndon aan om Thompson te assisteren bij zijn transmissieproject. Het project kreeg de naam 'Military Transmission'. Hoewel het ontwerp later inderdaad militaire toepassingen zou krijgen, was de naam in eerste instantie slechts een codenaam. Hetzelfde gold voor het dreigende bord 'Keep Out' dat op de deur hing: het moest nieuwsgierige blikken buiten houden.

 

Het doel van het Military Transmission-project was een planetair tandwielstelsel te ontwikkelen dat automatisch kon worden bediend met hydraulische servo's. Het eerste resultaat daarvan was nog geen volledig automatische transmissie. In maart 1933 diende Thompson een patentaanvraag in voor een conventionele transmissie met schuivende tandwielen, aangevuld met een tweeversnellings-planetaire tandwielset. Daarmee kon automatisch worden geschakeld tussen een directe overbrenging en een overdrive-verhouding. Het patent werd later verleend als U.S. Patent No. 2,285,760.

 

Het ontwerp vertoonde in grote lijnen overeenkomsten met de nieuwe Reo Self-Shifter, waarvoor twee jaar eerder patent was aangevraagd en die in mei 1933 als productieoptie werd aangekondigd voor de Reo Royale en S-4 Flying Cloud uit modeljaar 1934. Voor Thompson lijkt deze eerste semi-automatische transmissie vooral een experiment te zijn geweest met hydraulische systemen die door centrifugaalkracht en snelheid werden aangestuurd. Het vormde daarmee een belangrijke aanwijzing voor de richting waarin zijn ontwikkeling zich zou bewegen.

 

Rond de tijd dat Thompson deze patentaanvraag indiende, breidde Seaholm het team uit van drie naar vijf ingenieurs. William L. Carnegie en Maurice S. Rosenberger werden aan de groep toegevoegd. Het team begon vervolgens te werken aan een veel geavanceerdere, hydraulisch bediende transmissie met planetaire tandwielstelsels. Halverwege 1934 was daarvan een prototype gereed. In oktober van dat jaar diende Thompson hiervoor een nieuwe patentaanvraag in, die later werd verleend als U.S. Patent No. 2,195,605.

Een planetair tandwielstelsel bood daarbij grote voordelen. Afhankelijk van welke onderdelen werden aangedreven of juist geblokkeerd, kon hetzelfde tandwielstelsel verschillende overbrengingsverhoudingen leveren. Zo kon een enkel planetair tandwielstelsel bijvoorbeeld reductie, directe overbrenging of overdrive bieden, zowel vooruit als achteruit, afhankelijk van de constructie. Door meerdere planetaire tandwielstelsels te combineren konden nog meer verhoudingen worden gerealiseerd.

 

Thompson stapte hiermee af van het idee van een preselector en richtte zich steeds meer op een systeem waarbij koppelingen en rembanden hydraulisch werden bediend. De bedoeling was dat de transmissie zelf kon bepalen wanneer er moest worden geschakeld, aan de hand van onder meer het motortoerental en de stand van het gaspedaal.

 

Helaas begon het gehele project al snel uit te groeien tot een onbetaalbare kostenpost. Cadillac-directeur Larry Fisher had jarenlang grote bedragen geïnvesteerd in nieuwe producten en technologieën, waaronder een voorwielophanging met dubbele draagarmen, stuurbekrachtiging — die Cadillac om verschillende redenen overigens pas in 1952 daadwerkelijk zou aanbieden — en natuurlijk de V16- en V12-motoren.

De resultaten waren vaak indrukwekkend, maar naarmate de Grote Depressie verergerde en de verkopen van Cadillac sterk terugliepen, kwam ook de toekomst van de divisie steeds meer ter discussie te staan. In juni 1934 volgde servicemanager Nicholas Dreystadt Fisher op als algemeen directeur. Dreystadt wist de concernleiding ervan te overtuigen Cadillac een nieuwe kans te geven, maar de daaropvolgende forse bezuinigingen brachten het Military Transmission-project op de rand van de afgrond.

 

Het feit dat ook Buick inmiddels zijn Roller-project had geschrapt, maakte het vooruitzicht dat ook Thompsons project zou worden beëindigd extra problematisch. Het automatische transmissieproject had bovendien nog steeds de sterke persoonlijke belangstelling van Sloan. De oplossing was om Thompsons groep onder te brengen bij het onlangs opgerichte centrale Engineering Staff van GM, onder leiding van O.E. Hunt. Deze afdeling beschikte over eigen faciliteiten en een eigen budget.

 

Eind 1934 verhuisden Thompson en zijn team daarom naar de centrale GM-kantoren. De groep werd daar een centraal productstudieteam en kreeg later de naam Transmission Development Group.

 

The Automatic Safety Transmission by Olds

Niet lang nadat Thompsons groep naar het centrale Engineering Staff was verhuisd, kwam het werk onder de aandacht van Charles L. McCuen, algemeen directeur van Oldsmobile, en hoofdingenieur Harold T. Youngren. Het is niet duidelijk in hoeverre McCuen op de hoogte was van het inmiddels geannuleerde Roller-project van Buick, maar hij was in ieder geval zeer geïnteresseerd in de mogelijkheid om Oldsmobile een eigen automatische transmissie te geven.

McCuen gaf Youngren opdracht nauw samen te werken met de Transmission Development Group van Thompson om de nieuwe ideeën geschikt te maken voor productie. In 1936 besloot de GM-leiding dat Buick verantwoordelijk zou worden voor de productie. Buick beschikte over ongebruikte fabrieksruimte die hiervoor kon worden aangepast. Bovendien kreeg Buick de opdracht de nieuwe transmissie ook zelf aan te bieden, vermoedelijk als een soort compensatie voor het mislukte Roller-project.

 

Die beslissing viel in Flint niet goed. De Buick-ingenieurs hadden nog altijd hun eigen ideeën over automatische transmissies — waarvan sommige later zouden uitmonden in de naoorlogse Dynaflow — en hadden weinig enthousiasme voor een Oldsmobile-project dat ze zelf niet hadden ontwikkeld en waar ze ook niet veel vertrouwen in hadden.

Ook het ontwerp van Thompson en zijn team was op dat moment nog niet wat zij uiteindelijk voor ogen hadden. De nieuwste versie, waarvoor in oktober een patentaanvraag werd ingediend, was nog altijd niet volledig automatisch. Voor de achteruitversnelling waren nog conventionele rechte tandwielen nodig en er werd nog gebruikgemaakt van een conventionele enkelvoudige plaatkoppeling in plaats van de vloeistofkoppeling die het team uiteindelijk wilde toepassen. Voor die laatste ontwikkeling was eenvoudigweg nog niet genoeg tijd geweest. McCuen en Youngren hadden echter iets nodig dat Oldsmobile daadwerkelijk kon bouwen en verkopen, en liefst zo snel mogelijk. Daarom moesten op korte termijn compromissen worden gesloten.

​

Gedurende 1935 en 1936 bleven Thompson en zijn groep de transmissie verder ontwikkelen en verfijnen, terwijl Oldsmobile ondertussen met prototypes van de productieversie praktijktests uitvoerde. In maart 1937 diende Thompson opnieuw een patentaanvraag in. Rond dezelfde tijd begon de proefproductie van wat Oldsmobile de Automatic Safety Transmission (AST) noemde.

Na demonstraties voor dealers in verschillende grote steden ging de Automatic Safety Transmission in juni 1937 in de verkoop als een optie van $80 voor de Oldsmobile Eight. In de herfst werd de prijs verhoogd naar $100 en werd de transmissie ook leverbaar voor de Oldsmobile Six en de Buick Series 40 Special.

 

Buick gaf zijn versie geen aparte merknaam en sprak eenvoudigweg van de 'Self-Shifting Transmission'. Technisch was deze echter vrijwel identiek aan de Oldsmobile-versie, die Buick eveneens produceerde. Oldsmobile benadrukte in advertenties vooral het veiligheidsaspect. De bestuurder zou minder vaak een hand van het stuur hoeven te halen om te schakelen. De fabriek claimde bovendien dat een auto met AST van 10 naar 60 mph (16 naar 97 km/u) 1,5 seconde sneller kon accelereren en een helling van 11 procent vijf seconden sneller kon beklimmen dan een vergelijkbare Oldsmobile met de normale drieversnellingsbak. Ook werd een brandstofbesparing tot 20 procent geclaimd. In de praktijk waren deze cijfers waarschijnlijk nogal optimistisch; Buick sprak bijvoorbeeld over slechts 8 procent brandstofbesparing.

 

De voordelen kwamen bovendien niet zozeer voort uit het transmissiemechanisme zelf. Een automatische transmissie als de AST verbruikte juist meer vermogen dan een conventionele versnellingsbak. De gunstiger prestaties en het lagere brandstofverbruik waren vooral het gevolg van de gekozen overbrengingsverhoudingen. De AST had een kortere eerste versnelling en een langere eindoverbrenging dan de standaard drieversnellings-Synchro-Mesh. De tweede versnelling zat qua verhouding tussen de conventionele eerste en tweede versnelling in, terwijl de derde versnelling iets langer was dan de tweede van de handgeschakelde transmissie. Daardoor combineerde de AST een krachtige acceleratie in de lagere versnellingen met rustiger en zuiniger rijden bij hogere snelheden. De derde versnelling kon bovendien als inhaalversnelling worden gebruikt.

Van overdrive was overigens geen sprake: de hoogste versnelling had een verhouding van 1,00:1.

​

Een andere opvallende vernieuwing was de aan de stuurkolom gemonteerde versnellingshendel. Oldsmobile presenteerde dit eveneens als veiligheidsvoorziening, omdat de bestuurder daardoor minder vaak een hand van het stuur hoefde te halen. Een praktisch voordeel was echter dat er hierdoor meer ruimte overbleef voor een middelste passagier op de voorbank. De hendel had vier standen: R (Reverse), N (Neutral) en twee vooruitstanden. Oldsmobile noemde deze L (Low) en H (High). Buick gebruikte twee pijlvormige tekens aan weerszijden van de letter F (Forward). Aan het uiteinde van de hendel zat een veerbelaste vergrendelknop die moest worden ingedrukt om Reverse te selecteren.

De AST beschikte nog over een conventioneel koppelingspedaal. Dit moest worden gebruikt bij het wegrijden en tot stilstand komen om afslaan van de motor te voorkomen, en bij het schakelen tussen Reverse en een van de twee vooruitstanden. In beide vooruitstanden begon de transmissie in de eerste versnelling. In Low schakelde hij vervolgens automatisch tussen de eerste en tweede versnelling. In High schakelde hij automatisch tussen de derde en vierde versnelling en keerde bij stilstand terug naar de eerste versnelling.

Oldsmobile en Buick adviseerden bestuurders om vanuit stilstand in Low te vertrekken en vervolgens naar High te schakelen. In de praktijk was het echter meestal voldoende om de transmissie in High te laten staan, behalve bij zware belading of wanneer op een helling werd gestart.

 

Werking van de Automatic Safety Transmission

De Automatic Safety Transmission van 1937 tot 1939 was een hydraulisch bediende, viertraps semi-automatische transmissie. Voor de vier vooruitversnellingen werd een combinatie gebruikt van conventionele rechte tandwielen en planetaire tandwielstelsels. Daarnaast waren neutraal en achteruit beschikbaar.

De transmissie had drie afzonderlijke tandwielstelsels. Het eerste was een handmatig bediend systeem met schuivende tandwielen, door Thompson aangeduid als de forward-reverse unit en in sommige Oldsmobile-documenten als de head gearset. Daarnaast waren er een automatisch bediend voorste planetair tandwielstelsel en een handmatig bediend achterste planetair tandwielstelsel.

 

Het voorste planetaire tandwielstelsel kon door middel van een hydraulisch bediende remband en een meervoudige plaatkoppeling in twee verschillende standen worden gezet. Met de remband vastgezet werd een reductieverhouding verkregen. Wanneer de remband werd gelost en de koppeling werd ingeschakeld, werden de onderdelen van het planetaire stelsel aan elkaar gekoppeld en ontstond directe aandrijving.

Het achterste planetaire tandwielstelsel werkte op vergelijkbare wijze, maar werd rechtstreeks door de bestuurder bediend via de keuze tussen Low en High. Daardoor kon de transmissie de twee planetaire tandwielstelsels combineren om vier vooruitversnellingen te verkrijgen.

Het bijzondere was dat de bestuurder daarvoor de koppeling niet hoefde te gebruiken. Door de hendel van Low naar High te bewegen, werd alleen de hydraulische regeling van het achterste planetaire stelsel gewijzigd; er hoefden geen tandwielen fysiek in elkaar te grijpen.

 

Technisch was het zelfs mogelijk om vanuit stilstand in High te vertrekken. De transmissie begon dan alsnog in de eerste versnelling en schakelde bij ongeveer 7–8 mph (11–13 km/u) automatisch naar de derde versnelling zodra er voldoende hydraulische druk was opgebouwd om het achterste planetaire stelsel te bedienen. Vertrekken in Low was echter duidelijk gunstiger voor de prestaties en belastte de koppeling minder. Voor rustig rijden was starten in High daarentegen goed mogelijk, waardoor veel bestuurders de hendel daar waarschijnlijk gewoon lieten staan. 

 

Het automatisch schakelen van het voorste planetaire tandwielstelsel werd geregeld door een centrifugaal aangedreven governor, die via een stelsel van stangen en hefbomen samenwerkte met het gaspedaal. Bij hogere toerentallen werkte de governor de schakeling naar de hogere versnelling in de hand. Wanneer het gaspedaal verder werd ingetrapt, werd het schakelpunt uitgesteld tot een hoger toerental. Onder bepaalde omstandigheden kon het systeem bovendien automatisch terugschakelen.

Dit systeem was technisch gezien nog behoorlijk primitief en complex, maar vormde wel een belangrijke stap richting een werkelijk bruikbare volledig automatische transmissie. Er waren al eerder transmissies geweest die centrifugaalkracht gebruikten om op basis van toerental of snelheid automatisch te schakelen, zoals de kortstondige Sturtevant-transmissie uit het begin van de twintigste eeuw. Die systemen konden echter meestal niet hun schakelmoment aanpassen aan de belasting of automatisch terugschakelen zonder dat daarbij veel snelheid verloren ging.

 

De AST was dus nog steeds niet volledig automatisch en vereiste nog altijd het gebruik van een koppelingspedaal, maar de manier waarop de hydraulische regeling de schakelmomenten bepaalde, vormde een belangrijke stap richting de latere Hydra-Matic.

De praktijk bleek echter weerbarstig. De AST was ingewikkeld, duur en vooral in de beginperiode niet erg betrouwbaar. De transmissie kende veel kinderziektes. Oldsmobile ontdekte bovendien dat de Buick-ingenieurs en productiemedewerkers, die het project liever kwijt dan rijk waren, weinig hulp boden bij het oplossen van problemen.

 

Ook voor monteurs bij de dealers was de transmissie onbekend terrein. Oldsmobile moedigde hen daarom niet aan om zelf uitgebreid aan de transmissie te sleutelen. Zelfs de fabriek had tijd nodig om bepaalde veelvoorkomende problemen goed te begrijpen en op te lossen. Dealers kozen er daarom vaak voor de complete transmissie uit te bouwen en te vervangen door een gereviseerde fabriekseenheid.

Het vervangen van de AST door een conventionele versnellingsbak was namelijk aanzienlijk ingewikkelder. Daarbij moesten ook de stuurkolom, de complete aandrijfas en bij voorkeur de overbrengingsverhoudingen van de achteras worden aangepast.

 

Zelfs wanneer de transmissie mechanisch in goede staat verkeerde, vereiste deze behoorlijk wat onderhoud. Zo moest de olie worden afgetapt, de carterpan worden gereinigd en moesten de rembanden worden afgesteld. Dat laatste moest gebeuren met de auto omhoog en de oliepan verwijderd. De eerste onderhoudsbeurt vond plaats na ongeveer 5.000 mijl (8.000 km) en vervolgens iedere 10.000 mijl (16.000 km).

Buick stopte na slechts één jaar met de semi-automatische transmissie en bood deze nooit aan op de grotere modellen. Oldsmobile hield de AST nog tot en met modeljaar 1939 in productie en verlaagde de prijs voor het laatste jaar naar $75.

De totale productie bleef beperkt. Schattingen lopen uiteen van ongeveer 15.000 tot 40.000 exemplaren. Buick verkocht minder dan 4.000 auto's met deze transmissie, uitsluitend in 1938, waardoor het merendeel in Oldsmobiles uit modeljaren 1937 tot en met 1939 terechtkwam.

De garantiekosten waren hoog en de verkoopprijs van de AST lag aanzienlijk onder de $180 die Oldsmobile aan Buick betaalde voor iedere geproduceerde transmissie. Oldsmobile leed daardoor vrijwel zeker verlies op het project. Ook Buick zal waarschijnlijk verlies hebben geleden: het bedrijf had ongeveer $4 miljoen geïnvesteerd in de fabriek en de benodigde productiemiddelen.

Toch leverde het project iets op dat veel belangrijker zou blijken: waardevolle praktijkervaring voor de volledig automatische transmissie die Thompson en McCuen nog steeds voor ogen hadden.

 

Oscar Banker's automatische transmissie

Nog voordat Earl Thompsons team aan zijn semi-automatische en automatische transmissies begon, werkte de Armeens-Amerikaanse uitvinder Oscar H. Banker — geboren als Asadoor Sarafian — aan zijn eigen ideeën voor automatische transmissies. Tussen 1927 en 1937 vroeg Banker een groot aantal patenten op dit gebied aan.

Zijn patenten beschreven verschillende twee-, drie- en viertraps transmissies. Sommige maakten gebruik van conventionele tandwielen, andere van planetaire tandwielstelsels en weer andere van een combinatie van beide.

Anders dan de ontwerpen van Thompson en later Oliver K. Kelley, werden Bankers transmissies niet hoofdzakelijk door hydraulische servo's bediend. Banker gebruikte vooral centrifugale bediening. Ook gaf hij doorgaans de voorkeur aan vrijloopkoppelingen boven rembanden. Dat principe zou GM ongeveer twintig jaar later zelf toepassen in de tweede generatie Controlled Coupling Hydra-Matic.

Volgens Banker demonstreerde hij eind 1930 een prototype van zijn transmissie aan O.E. Hunt, Larry Fisher, Ernest Seaholm, Earl Thompson en Charles Kettering. Banker beweerde dat GM's New Devices Committee bereid was een licentie op zijn ontwerp te nemen, maar dat zijn zakenpartner en financier Franklin Magill van de Magill-Weinsheimer Company meer geld verlangde dan GM bereid was te betalen.

In 1934 en 1935 nam GM's dochteronderneming Yellow Coach echter kortstondig een van Bankers transmissieontwerpen onder licentie. Deze werd onder de naam Monodrive gebruikt in een beperkt aantal bussen van de Chicago Motor Coach Company. Magill sloot later ook een afzonderlijke licentieovereenkomst met Borg-Warner.

 

Banker zou later beweren dat de Hydra-Matic inbreuk maakte op zijn patenten. Over de juridische juistheid van die claim is echter geen sluitende conclusie te trekken. Dat Thompsons groep op de hoogte was van Bankers werk is aannemelijk — het is gebruikelijk en verstandig dat uitvinders en ingenieurs de gepubliceerde ontwikkelingen van concurrenten volgen — maar het bewust ontwikkelen van een concurrerend ontwerp betekent niet automatisch dat er sprake is van patentinbreuk.

Of bepaalde onderdelen van de ontwerpen van Thompson en Kelley daadwerkelijk inbreuk maakten op Bankers patenten zou uiteindelijk door een federale rechtbank moeten zijn vastgesteld. Voor zover bekend hebben Banker of zijn licentiehouders echter nooit een formele rechtszaak hierover aangespannen. Bovendien zijn de betreffende patenten inmiddels al tientallen jaren verlopen.

Een vergelijking van de patenten laat bovendien zien dat de ontwerpen van Thompson en Kelley zowel qua principe als werking van die van Banker verschilden. Verschillende overeenkomsten, zoals het gebruik van planetaire tandwielstelsels, waren bovendien al onderdeel van de bestaande techniek. Noch Thompson noch Banker had het planetaire tandwielstelsel uitgevonden, en evenmin het concept van een automatische transmissie. De gebroeders Thomas L. en Thomas J. Sturtevant hadden al in 1904 een patent aangevraagd voor een centrifugaal bediende automatische transmissie, op een moment dat zowel Thompson als Banker nog kinderen waren. Een zoektocht in de patentdatabases levert meer dan een dozijn patenten van Banker op die betrekking hebben op automatische transmissies. Tot de belangrijkste behoren U.S. Patent Nos. 1,795,464, 1,795,465, 1,843,193 en 2,262,747.

 

Hydra-Matic

In 1939 had Oldsmobile 5.000 pre-productieauto's gebouwd met een nieuwe versie van de AST, genaamd Hydra-Matic. Intern was de Hydra-Matic vergelijkbaar met de AST, maar het gebruikte een derde planetair tandwielstelsel voor de achteruitversnelling. Twee oliepompen, waarvan er één door de motor werd aangedreven en de andere door de uitgaande as, zorgden voor de werkdruk van het kleppenhuis. Een vloeistofkoppeling verving de conventionele koppeling. Oliver Kelley, de hoofdontwerper en degene op wiens naam het patent was ingediend, noemde het de 'vloeistof-turbokoppeling'.

Deze koppeling had een onorthodoxe functie die het handelsmerk van de Hydra-Matic zou worden: om te voorkomen dat de auto bij stationair toerental vooruit kruipt, werd het vloeistofkoppeling-schoepenrad via het voorste planetaire tandwielstelsel aangedreven in plaats van rechtstreeks. Hierdoor draaide het schoepenrad altijd langzamer dan de motor, waardoor de kruipneiging werd verminderd.

Zoals bij de AST zorgde de Low-range voor het automatisch schakelen tussen één en twee. Drive functioneerde als de High-range van de AST, maar de governor was zodanig aangepast dat deze automatisch schakelde tussen alle vier de versnellingen. Het schakelen van twee naar drie was nog steeds complex en kon schokkerig zijn als de banden en koppelingen niet perfect waren afgesteld. Er was geen koppelingspedaal meer en de bestuurder hoefde alleen nog handmatig te schakelen naar neutraal of achteruit. Er was evenmin een Park-stand, maar wel een parkeerpal die werd geactiveerd door de transmissie in Reverse te zetten.

De eerste versnelling was erg kort, omdat een vloeistofkoppeling bij lage snelheden relatief inefficiënt is. Daardoor schakelde de transmissie vaak al op voordat de auto echt snelheid had opgebouwd. Juist daarom kreeg de Hydra-Matic vier versnellingen.

 

In tegenstelling tot de AST werd de Hydra-Matic niet door Buick gebouwd, maar door GM's Detroit Transmission Division in Livonia, Michigan. De productie startte in mei 1939. Toen de 1940 Oldsmobiles in oktober in productie gingen, werd Hydra-Matic een reguliere optie. Opmerkelijk genoeg lag de prijs van $57 lager dan die van de laatste AST, die $73 kostte. Ook hier lag de verkoopprijs waarschijnlijk onder de werkelijke productiekosten. Toen Alfred P. Sloan, het hoofd van GM, zijn eerste rit maakte in een Oldsmobile uitgerust met Hydra-Matic, was hij onder de indruk:

 

"Al 15 jaar vind ik dat een versnellingspook niet in een echt moderne auto thuishoort. Het is slechts een kwestie van tijd voordat alle auto's dit type transmissie zullen hebben." Zijn voorspelling kwam uiteindelijk dicht bij de werkelijkheid. In de Verenigde Staten zijn handgeschakelde transmissies inmiddels relatief zeldzaam. Ook in Europa is het aandeel auto's met een automatische transmissie sterk toegenomen en leveren sommige fabrikanten in de hogere segmenten nog uitsluitend automaten.

2026 by Wheels & Chrome

  • Black Facebook Icon
  • Black YouTube Icon
bottom of page