Exploratorium: De wetenschap van het fietsen: Frames & Materialen/pagina 4 van 4

Frames & Materialen Pagina: 4 van 4

Ontwerp

Het populairste ontwerp voor frames is in de vorm van een ruit of een dubbele driehoek. Sinds de komst van de veilige fiets,rond 1880 is hier maar weinig verandering in gekomen. Paolo legt uit dat goed gebruik van materialen kracht oplevert en het geschikt maakt om hoeken te vormen: nadat ze harde klappen hebben opgevangen blijft het toch nog bruikbaar. De kracht ontstaat uit de driehoekvorm waaruit de ruitvorm ontstaat. Technici die met vormen experimenteren komen steeds weer uit bij de driehoek. Omdat de fiets eigenlijk uit drie driehoeken bestaat krijg je een hele sterke constructie.

Bij de meeste fietsen wordt gebruik gemaakt van de ruitvorm. Maar er wordt ook geexperimenteerd met deze vorm. In combinatie met koolsofweefsel worden bijvoorbeeld ovalen wielen gebruikt. De fiets wordt zo meer aerodynamisch [het gaat harder]. Bij nieuwe, schokvrije fietsen is het ruitvormige ontwerp dusdanig gewijzigd dat een klap kan worden opgevangen door de zadelpen. De meeste wijzigingen zijn aangebracht om het fietsen op verschillende soorten terrein geschikt te maken.

AFBEELDING BESCHIKBAAR GESTELD DOOR
CANNONDALE BICYCLES

Het zoeken naar een goede vering

Sinds de uitvinding van de fiets zijn ontwerpers bezig dingen te bedenken om het fietsen comfortabel te maken. Rond 1880 waren de wegen niet betegeld en de banden waren gemaakt van hout of metaal. Gelukkig bood de luchtband uitkomst, maar uitvinders voelden zich ook aangetrokken tot de mogelijkheid van spiraalveren, hefboomstangen, bewegende achterste driehoeken, bumpers en andere schokbrekende onderdelen. In de jaren dertig gingen ontwerpers ideeen overnemen die ze bij motorfietsen zagen en brachten ze bij hun fietsen aan, bijvoorbeeld de voorvork met spiraalveren.

De laatste tijd, nu er veel belangstelling is voor mountainbikes wordt er weer veel onderzoek gedaan naar een goede vering. Een schokvrije mountainbike is zeer in trek zodat ze de hobbelige terreinen aankunnen. Maar al die onderdelen voor een goede vering maken de fiets er niet lichter op; het sturen gaat stroever en het trappen zwaarder. De komst van nieuwe ultralichte materialen gecombineerd met verfijnde ontwerpen maken schokbrekende vorken alomvertegenwoordigd op de moderne mountainbike. Het hoogstandje om een dubbele schokbreker te maken moest onderdoen voor een "hangend"achterwiel waarbij het trappen ongewijzigd bleef.
Een hoogwaardige draaiende, achterste driehoek en een balk van koolstof die vast zit aan het voorwiel behoren tot de betere ontwerpen. Hoewel al deze onderdelen extra gewicht met zich meebrengen hebben ze toch het fietsen vergemakkelijkt.

Paden en geasfalteerde wegen

Het is niet moeilijk om het verschil tussen een gewone fiets en een mountainbike te zien. Het verschil tussen verschillende modellen - bedoeld voor hetzelfde soort terrein - is veel moeilijker te zien. Sommige moutainbikes hebben bijvoorbeeld een lange wielbasis en blijven zo stabiel als ze snel rijden, maar het maakt ze ongeschikt voor het maken van scherpe bochten. Dit soort fietsen zijn geschikt op "wide-open fire" wegen maar op bochtige paden hebben ze moeite met scherp draaien. De lengte van de wielbasis, de helling van het voorwiel en andere verschillen in het frameontwerp spelen een belangrijke rol op de weg of het pad.

De fiets met toebehoren van Ruthie Matthes zijn voldoende om in al haar fietsbehoeften te voorzien.

FOTO BESCHIKBAAR GESTELD DOOR
PEARL IZUMI/JOHN KELLY PHOTOGRAPHY

Spanning op het frame

Fietsframes moeten zo gebouwd zijn dat ze allerlei vrachten kunnen dragen. Ten eerste moet het frame zijn eigen gewicht en dat van andere onderdelen van de fiets kunnen hebben. Dit zijn de zogenaamde drukkende gewichten. Bovendien moet het frame het gewicht van de fietser, de kracht van het trappen en remmen en de invloed van het wegoppervlak kunnen dragen. Dit zijn de dynamische gewichten; Deze zijn altijd al een probleem geweest voor framebouwers omdat - zoals de naam al zegt - ze steeds in intensiteit verschillen.

Framemaker Paolo Salvagione legt uit welke gedeelten van het frame het meest te verduren hebben."Denk aan de vork alsof het een koevoet aan het voorwiel is. Er is niet alleen de lengte van van de vork, die ongeveer 40 cm is, maar er is ook nog de helft van de diameter van het wiel dat 33 cm is, dat is dus een behoorlijke lange koevoet. Stel je voor dat een fietser een heuvel afgaat en een harde klap maakt, dan
moet die lange hefboom dat verwerken ten opzichte van een heel klein wiel. Op die plek moet heel wat energie verstouwd worden". Paolo legt uit dat de energie die bij zo'n botsing vrij komt de fietser van de fiets kan gooien of het wiel beschadigen. De meeste frames zijn zo gemaakt dat dit voorkomen kan worden.

Paolo vertelt welke gedeelten de meeste spanning krijgen.

Onderdelen van het frame die langdurig onder spanning staan hadden de specifieke aandacht van Paolo. Dit zijn bijvoorbeeld de gedeelten waar de ketting loopt. Ook het voortdurend trappen op de pedalen vraagt veel van het frame. Bovendien zijn dit de gedeelten die de drukkende en dynamische krachten moeten verdelen. Paolo gebruikt zijn ervaring en technisch inzicht om zijn fietsen capabel te maken voor welke kracht dan ook.

Frames & Materialen Pagina: 4 van 4
Klik op Verder hieronder voor de volgende pagina