van de voorpagina

Vitesse: de Amerikaanse XM van CxAuto

De Citroën XM was nadrukkelijk bedoeld als wereldauto die ook in de VS, toen de grootste automarkt, verkoopbaar moest zijn. Toch was hij dat niet zonder aanpassingen. Net als bij de CX nam CxAuto die taak op zich. Ook dit stukje Amerikaanse Citroën-geschiedenis begint dus in Nederland.

1989-2000 Citroën XM, ontworpen voor Amerika?
In het boek Citroën XM van Alberto Martinez en Maurice Sauzay (E.P.A. Editions, 1989) wordt op bladzijden 88 en 89 het bestek van het XM-ontwikkelingsproject weergegeven. Daarin staat dat de XM ook op de Noord-Amerikaanse markt verkoopbaar moest zijn. Het boek bevat veel foto’s van XM’s in onmiskenbaar Amerikaanse landschappen en steden, die dit onderstrepen. Toch zag Citroën daarvan al voor de marktintroductie af. Zoals de speciale uitgave André in Amerika bij CitroExpert 90 van november/december 2011 vertelt, was Citroëns presentatie van de XM op de New York International Auto Show in april 1990 niet overtuigend: op het laatste nippertje werd een plekje in de kelder gehuurd en een stand uit Engeland ingevlogen, compleet met weliswaar Engelstalige documentatie, maar dan van de rechts gestuurde uitvoering. De beursdeelname van Citroën en de persberichten daaromtrent leken meer bedoeld om de grijze import af te remmen dan om zelf de verkoop ter hand te nemen. Kort na de beurs volgde een persbericht met de mededeling dat Citroën de XM toch niet in Amerika zou aanbieden. Er was wel vraag naar: Citroën André verkocht al in 1989, nog voor de XM in Nederland verkrijgbaar was, de eerste van uiteindelijk vijftig Europese XM’s naar de Verenigde Staten.

1992-1997 CxAuto XM 3.0 V6.24 Vitesse
Direct na de presentatie van de XM onderzocht CxAuto hoe de XM op de Amerikaanse markt zijn CXA zou kunnen opvolgen. André Pol bevestigt desgevraagd dat in het basisontwerp van de XM met Amerikaanse eisen rekening gehouden was, zodat het definitieve model slechts enkele aanpassingen behoefde: koplampen, flankverlichting, een derde remlicht, andere gordels, een grotere katalysator en veel papierwerk voor de homologatie. Tussen 1992 en 1997 werden er van CxAuto’s officieel gehomologeerde XM 3.0 V6.24 Vitesse 52 stuks verkocht. Het succes van CxAuto’s XM bleef zo bescheiden, omdat zijn prijs in dollars niet concurrerend was.

1990-1993 CxAuto XM cabriolet XMple
Al in 1985 had CxAuto naar uitbreiding van zijn productaanbod in de vorm van een CX cabriolet gezocht. Chapron had daarvoor een ontwerp gemaakt en een offerte uitgebracht, maar ging kort daarna failliet. In 1990 pakt CxAuto dit idee weer op, ontwerpt een XM cabriolet en bouwt daarvan een eerste prototype. Door een gelukkige samenloop van omstandigheden krijgt CxAuto bij dit project professionele ondersteuning uit onverwachte hoek. Wordt vervolgd!

tekst: RensKorevaar, foto’s: NN

van de voorpagina

XMple: de XM cabriolet van CxAuto en Hoogovens

Terwijl CxAuto zoekt naar een manier om de XM hoger in de Amerikaanse markt te positioneren, zoekt Hoogovens naar een manier om de hoge stijfheid en het lage gewicht van zijn aluminiumprofielen te demonstreren in een grote cabriolet. De XMple heeft de toekomst!

1990: Hoogovens en CxAuto starten project Leigh
In 1990 zoeken de productontwikkelaars van Hoogovens Aluminium Profieltechniek naar een manier om de hoge stijfheid en het lage gewicht van geëxtrudeerde aluminiumprofielen te demonstreren. Samen met de afdeling Automotive Design Support starten zij een project om een cabriolet te bouwen. Waar veel autofabrikanten een flinke gewichtstoename voor lief nemen om slechts 50% van de stijfheid van het gesloten model te bereiken, zouden de aluminium profielen van Hoogovens voor een hogere stijfheid dan 50% bij een lager gewicht moeten zorgen. Hoe langer de wielbasis van het gekozen automodel, des te overtuigender dit gedemonstreerd zou kunnen worden. Ook CxAuto is bezig met een project om een cabriolet te bouwen; een XM cabriolet. In opdracht van CxAuto voert de Technische Universiteit Eindhoven stijfheidsmetingen aan een XM berline uit en rekent B’Tecc in Nuenen de verwachte stijfheid van de cabriolet door. Daar vinden CxAuto en Hoogovens elkaar. Uit de samenvoeging van de twee initiatieven ontstaat project Leigh.

1993: Hoogovens/CxAuto XM cabriolet XMple
Het gezamenlijke project Leigh neemt CxAuto’s ontwerp van de XM cabriolet XMple uit 1990 als uitgangspunt. In 1991 definieert B’Tecc de technische constructie. Behalve het dak dient de bodemplaat achter de A-stijlen weggenomen te worden om plaats te maken voor panelen en profielen uit aluminium. MARC Analysis Europe in Zoetermeer doet in 1992 berekeningen en stelt enkele wijzigingen voor, waarmee het doel van 50% stijfheid zonder gewichtstoename ten opzichte van de berline realiseerbaar zou zijn. De zomer van 1992 brengt het besluit om de XMple daadwerkelijk te gaan bouwen en gereed te maken voor de IAA van Frankfurt in september 1993. International Automotive Design in Sussex gaat eerst met de slijptol en daarna met het lasapparaat aan de slag. De eerste meetresultaten stellen teleur: de torsiestijfheid is gedaald tot 35% van die van de berline. Met diverse extra verstevigingen wordt uiteindelijk een waarde van 51% bij 43 kg gewichtstoename bereikt. Omdat de XM berline een enorm hoge torsiestijfheid heeft, meent Hoogovens deze 51% toch als succes te kunnen presenteren. De absolute torsiestijfheidswaarde van 14,25 kNm2/° van de XMple is ook veel hoger dan die van de cabriolets Toyota Celica (13,28), Audi 80 (12,9), Mazda MX-5 (11,83) en Ford Escort (8,6) met elk een aanzienlijk kortere wielbasis. Voor PSA, dat vanaf de zijlijn bij Project Leigh toegekeken heeft, is dit echter reden genoeg om zich terug te trekken en de expositie van de XMple alleen toe te staan zonder Citroën- en XM-beschrifting en zonder chevrons.

De carrosserie van de XMple wordt afgebouwd en in de originele XM-kleur vert véga gespoten. De motor en de aandrijving worden niet teruggeplaatst, want zij zouden dit expositiestuk alleen maar onnodig zwaar maken. Ook het interieur blijft leeg om een vrij zicht op de constructie te houden. Op de IAA van 1993 krijgt de XMple veel bekijks en brengt hij Hoogovens in gesprek met veel potentiële klanten in de auto-industrie.

Nu de technische haalbaarheid van de cabriolet XMple gedemonstreerd is, gaat CxAuto verder met de marktstudie. Een verkoopprijs van USD 70.000 wordt als marktconform gezien en bij die prijs worden daadwerkelijk 350 voorlopige bestellingen genoteerd. Gesprekken met potentiële investeerders verlopen echter moeizaam en gesprekken met Citroën over de inkoopvoorwaarden nog veel moeizamer, zodat CxAuto zich gedwongen ziet het project te beëindigen.

1994-2003: de onvindbare XMple
Na enkele keren op autobeurzen getoond te zijn, verliest de XMple ook voor Hoogovens zijn commerciële waarde. Als CitroExpert in 1997 voor een artikel navraag doet, geldt de XMple als onvindbaar. In 2001 wil de XM-club bij Corus een evenement organiseren; onvindbaar. In 2003 zou een groepje XM-liefhebbers de XMple graag zien als referentie voor hun eigen XM-cabrioletproject; onvindbaar.

2004-2017: de teruggevonden XMple
In de zomer van 2004 hoort XM-liefhebber Fred, onze latere forumer FredH24, dat een boer een XM in de wei heeft staan en dat deze weg moet. Fred gaat kijken en vindt de XMple! Hij koopt de XMple en stelt deze samen met de XM-club tentoon op CitroMobile 2005, waarvan het thema Met Citroën uit je dak luidt. Fred conserveert de koets en stalt de XMple droog. Hij onderzoekt de mogelijkheid om uit dit motorloze voertuig een rijdende e-XMple te maken. Dat project blijft in de studiefase steken en Fred besluit afstand van de XMple te doen. Op CitroMobile 2016 vindt de XMple nog voor de officiële opening een nieuwe eigenaar, van wie we weten dat hij het voornemen heeft om de XMple op de weg te brengen. We verzoeken hem bij dezen om ons van zijn vorderingen op de hoogte te houden.

Deze bijdrage is gebaseerd op het artikel Project XMple van Valentijn de Marez Oyens, dat verschenen is in uitgave 25 (maart 2005) van Ambiance Extrême, het magazine van de Citroën XM Club Nederland. We danken de XM-club voor de toestemming om dat artikel als bron te mogen gebruiken en Valentijn voor het ter beschikking stellen van alle illustraties.

tekst: RensKorevaar, foto’s: CxAuto, Hoogovens, FredH24

De XMple in 2005, deel van de CitroMobile-thematentoonstelling Met Citroën uit je dak.

foto’s: Valentijn de Marez Oyens

De XMple in 2016, via CitroMobile op weg naar zijn nieuwe eigenaar.

foto’s: FredH24

Ik ben benieuwd of iemand meer info heeft over deze zwarte XM cabriolet.
Gespot in de hal van Citrorama in Rheinberg (Duitsland) op 6 september 2003.

Met belangstelling, maar vooral met verbazing lees ik het verhaal van de XM Cabrio.
Verbazing, want het verhaal gaat over de te behalen stijfheid van de body in combinatie met de toepassing van aluminium.
We komen hier in het domein van de werktuigbouw, tegenwoordig ook in het domein van de Industriele Vormgeving.
Iedereen die een technische studie in die richtingen heeft voltooid moet geconfronteerd zijn geweest met materiaaleigenschappen, zoals sterkte, stijfheid en soortelijke massa. Die grootheden zijn hier in het geding.

Kijken we naar Aluminium, dan zien we dat de Elasticiteitsmodulus 69 GPa bedraagt, bij een dichtheid van 2702 kg/m3
En voor staal is de Elasticiteitsmodulus 210 GPa , driemaal zo hoog, bij een soortelijke massa van 7860 kg/m3, ook drie maal zo hoog.
Alleen al daarom is de keus voor Aluminium niet voor de hand liggend.
Zelfs al zou je binnen aanvaardbare spanningen blijven, dan nog zal de doorbuging driemaal zo groot zijn als bij staal. De sterkte van staal en aluminium liggen nu eenmaal niet ver uiteen.
De vermoeiingssterkte van staal kan oneindig zijn, als de spanningen worden beperkt tot de vermoeiingsgrens.
Aluminium kent zo’n grens niet. Elke constructie die aan wisselende belastingen blootstaat gaat vroeg of laat scheuren.
Dan is er nog een corrosie probleem: waar aluminium en staal elkaar raken ligt corrosie op de loer.
Tenslotte is aluminium duurder dan staal.

Tenslotte kan je je verbazen over het gestelde criterium: 50% van de stijfheid van een “dichte” koets. Verstandiger lijkt het te eisen dat het ding niet meer dan x% vervormt bij y% belasting. Dat levert temninste een “eerlijk” criterium voor alle cabrio’s.

Kortom: Het verbaast mij niets dat de XM Cabrio het niet heeft gehaald. Gewoon verkeerd begonnen.

Ik weet van de DS van Egbert dat er metingen zijn verricht door de RDW die bepalen hoever de carrosserie doorbuigt bij scheve (punt) belasting. Dat lijkt op de X% vervorming criterium.

Jan, ik neem aan dat je het over standaard aluminium hebt. In een ver verleden bouwde ik een racemotor en een vriendje werkte bij Fokker. Die nam overgebleven stukken vliegtuigaluminium mee waar ik schetsplaten van maakte en delen welke de ankerplaten van de remmen aan het frame verbinden. Ik heb nog ergens een stuk liggen van een mm of 3 dik en dat is belachelijk sterk.

Ik denk dat een stukje staal buigen makkelijker gaat met die dikte.

Waarom zouden automobielfabrikanten tegenwoordig zelfs wielophangingsdelen van aluminium LEGERINGEN maken? Omdat ze lichter en sterker zijn ( en duurder..) Ik denk dat Jan een beetje kort door de bocht gaat met het vergelijken van het ruwe metaal. In de carrosserie wordt tegenwoord veel hoge sterkte staal gebruikt ( vroeger was dat een probleem met persen). Kosten spelen daarbij nog steeds een doorslaggevende rol. Hoogovens Aluminium had z’n doel bereikt, toegang tot de automobiel sector, maakte niet echt uit dat de XM niet verder kwam.

Eerst maar een stukje theorie.
Stel, we maken drie linialen met lengte l, breedte b en dikte d van pisbakkenaluminium, het vkiegtuigaluminium van HanS en van staal.

We klemmen ze vast aan een tafel.
Aan het uiteinde hangen we beurtelings een gewicht. Bij het staal zakt het uiteinde een stukje in, x. Als we het gewicht weer weghalen kom de lineaal terug in zijn oude positie. We weten dan dat we in het elastische gebied zitten, de maximale spanning werd niet bereikt.
Nu hangen we het gewicht aan het vliegtuigaluminium. De doorbuiging is nu 3x, driemaal zo groot! Als we het gewicht weghalen komt ook deze lineaal terug tot de uitgangspositie.
Vervolgens doen we hetzelfde bij het pisbakken aluminium. Resultaat gelijk aan het vliegtuigaluminium, doorbuiging 3x
We nemen nu een groter gewicht, na enig testen op het pisbakkenaluminium vinden we een waarde waarbij de lineaal niet meer terugkomt in de uitgangspositie. We weten dan dat we de maximale spanning hebben overschreden: we zijn uit het elastische gebied gekomen. We hebben de sterkte van het materiaal overschreden.
Met dat gewicht testen we beide andere linialen. Uitwijking bijstaal is y, bij aluminium 3y, want we hebben de grens van de sterkte nog niet bereikt.

Die doorbuiging in het elastische gebied is het gevolg van de wet van Hooke. De elasticiteitsmodulus bepaalt hoe groot de uitwijking is bij een bepaalde belasting. De E-modukus is een MATERIAAL eigenschap, die je NIET kunt veranderen met een warmte behandeling of legeren.

De sterkte wel. Die is in hoge mate te beinvloeden door legeren en/of warmtebehandeling. Zo is de sterkte van de vliegtuigaluminium vrijwel gelijk aan die van staal. Als we die linialen zo zwaar belasten dat ze net niet meer terugkomen in de uitgangspositie hebben we de rekgrens bereikt. De uitwijking is dan groter, z voor het staal en 3z voor het aluminium.

Voor sterkte berekeningen neemt men doorgaans ongeveer de helft van de rekgrens als maximum.

Maar stijfheid valt niet te beinvloeden, anders dan door de keuze van het materiaal.

Ik zou zeggen: Lees met deze kennis mijn commentaar nog eeens door en kom dan terug.

Toch begrijp ik wel waarom men aluminium nam: Het is een licht en sterk materiaal.
Ik kom even terug op de stijfheid: Omdat Aluminium lichter is kun je er meer van gebruiken als je constructie hetzelfde gewicht mag hebben als van staal, vooropgesteld dat je de ruimte hebt. Dat speelt met name in de vliegtuigbouw, maar ook voor een auto is gewicht van groot belang.  Als je dus dezelfde balkjes neemt in hetzelfde gewicht voor ijzer en voor aluminium dan is kun je een balkje van aluminium 3 keer zo hoog nemen. Ik kan me herinneren dat je als de stijfheid wilt berekenen je het traagheidsmoment van de doorsnede gebruikt, dat is 1/12 x b x h3 ( een twaalfde maal de breedte maal de hoogte tot de 3e macht). Als je balkje dus 3 keer zo hoog is krijg je 27 keer zoveel stijfheid. Je verliest een factor 3 vanwege je minder stijve materiaal, blijft er nog altijd een 9 keer stijvere constructie over. Wat men in de realiteit doet is een afweging maken tussen gewicht en stijfheid waarbij kosten ook nog een rol spelen. Met aluminium kun je dus een stijve en lichte constructie maken bijvoorbeeld als je door extrusie een profiel kunt maken dat het materiaal optimaal gebruikt.
Ieder materiaal heeft dus z’n voors en tegens en de geschiktheid voor een specifiek toepassing hangt vrijwel altijd af veel meer factoren en vooral van hoe je het materiaal gebruikt.

Wat je door elkaar haalt is het weerstandmoment tegen buiging 1/6 b.h^2 en het traagheidsmoment 1/12 b.h^3.

Wordt het toch weer even anders van.

Wat blijft is de eindige vermoeiingssterkte, een realistisch probleem, want het aantal belastingswisselingen is hoog bij een rijdende auto, zowel langs- als dwars.
En last but helemaal not least de aansluiting tussen aluminium en staal. Daarbij treden twee problemen op: de gretige elektrochemische corrosie maar erger nog het grote verschil in vervorming onder belasting, door die stijfheidsverschillen.
Een stalen deel tegen een aluminiumdeel zal je wel moet lijmen en/of klinken. En die verbinding krijgt het echt voor de kiezen door die vervormingsverschillen.

Tenslotte kan je een aluminiumconstructie alleen lassen als je genoegen neemt met de treksterkte van basis aluminium.
Hoge-sterkte aluminium is altijd het resultaat van legeren EN een warmte behandeling. Daarom wordt er niet gelast aan vliegtuigen.

En ook nog: Stijfheid is niet het primaire ontwerp criterium van een viegtuig.

Beste Jan, bedankt voor al je uitleg. Zo’n aluminium chassis in een stalen auto heeft om veel redenen geen navolging gevonden onder andere degene die je aangeeft. Mijn statica/dynamica kennis is een beetje roestig zo te zien.