Het valt wel, maar niet mee!

Toen ik voorheen een onderdeel voor mijn zeilboot maakte of een complete fiets bouwde vertrouwde ik altijd op mijn gevoel en beperkte ervaring wat betreft de materiaalkeuze en de dikte van het laminaat en dat ging 9 van de 10 keer goed.

Nu ben een kleine 2 maanden bezig met de studie werktuigbouwkunde en wordt het maken van die keuzes alleen maar moeilijker! Naarmate mijn kennis over materialen en sterkteberekeningen groeit groeit ook de twijfel of veel van mijn ideeën die ik had voor mijn fiets wel te realiseren zijn.

In de spaarzame vrije tijd die ik heb heb ik al diverse opties bekeken om een lichter alternatief te bedenken voor de 12mm stalen as die op de meeste velomobielen gebruikt wordt. De meeste alternatieven zijn te zwak. Zouden de velomobiel bouwers er dan toch over nagedacht hebben?
De laatste kronkel die ik had is het compleet uit carbon vervaardigen van de as inclusief de fusee. Deze constructie ga ik nog verder onderzoeken.

Deze week zit ik nog met tentamens en daarna heb ik een week of 2 weinig te doen en hoop ik tijd hebben om in ieder geval de wielophanging te tekenen en een begin te maken aan het “frame”.

Eerste onderdelen getekend

De eerste 2 weken van mijn studie werktuigbouwkunde zitten erop. Na wat opstart probleempjes, omdat alles nog nieuw en onbekend is, heb nu alles op de rit en kan ik eindelijk weer wat tijd vrij maken om wat aan de carbon velomobiel te werken.

De afgelopen dagen ben ik bezig geweest om het voorwiel en wat bij behorende onderdelen te modeleren in Autodesk inventor. Hiernaast het resultaat.

Het voorwiel wil ik gaan maken door 2 carbon "schijven" tegen de magnesium velg en op de aluminium naaf te lijmen. Deze techniek is ook gebruikt door het team van de PAC car 2 . De PAC car 2 is het zuinigste, door brandstof (waterstof) aangedreven, voertuig ter wereld!

De carbon schijven worden symmetrisch waardoor ik gelukkig maar 1 mal hoef te maken. Ik ben er nog niet helemaal uit wat de opbouw van het laminaat gaat worden, maar dat komt wel op het moment dat ik de schijven moet gaan lamineren






De naaf wordt uit 1 stuk aluminium gedraaid en gefreesd. Als het een beetje meezit kan ik dit op school doen.

Voor wat betreft de as ben ik er nog niet helemaal uit welk materiaal ik wil gaan gebruiken. Aluminium valt af omdat dat niet sterk genoeg is. Ik twijfel nog tussen staal en titanium. Staal is zeker sterk genoeg, maar wel behoorlijk zwaar. Titanium zit qua gewicht tussen aluminium en staal in en moet de krachten ook aan kunnen. Titanium is een stuk elastischer dan staal en ik ben er nog niet uit of dat gewenst is of niet. Daarbij komt nog dat een stukje titanium dat groot genoeg is om 2 assen te draaien al snel €90,- kost.

Ook heb ik besloten om de standaard Avid BB7 remschijven te vervangen door 180mm Gatorbrake remschijven. Deze wegen maar 74 gram terwijl de standaard schijven 131 gram wegen! De standaard boutjes tbv het bevestigen van de schijven worden vervangen door titanium exemplaren.

Carbon Velomobiel

Ik ga vanaf September 4 jaar studeren in Delft en wil het grootste deel van de tijd met de fiets naar school. De afstand tussen Ter Aar en Delft is ongeveer 40km enkele reis. Dit is best pittig om iedere dag te fietsen, maar met een velomobiel is het volgens mij goed te doen. Ik zou ook met het openbaar vervoer naar Delft kunnen gaan, maar dat betekent dat ik anderhalf tot twee uur aan het reizen ben terwijl ik met de fiets er met een goed uur trappen al ben.

Ik heb al een zelfgebouwde gestroomlijnde ligfiets, maar deze heeft 2 wielen en is niet echt geschikt om te gebruiken voor woon/werk verkeer. Deze fiets heeft ook geen spatborden hierdoor word je, ondanks dat je in de stroomlijn zit, nog steeds zeiknat van de regen. Alleen nu komt het water van onder ipv van boven.

De fiets moet aan de volgende eisen voldoen:
- 3 onafhankelijk geveerde wielen.
- (Mechanische)schijfremmen op de voorwielen en een velgrem op het achterwiel.
- 26 of 28 inch achterwiel zodat ik standaard tandwielen kan gebruiken op het crankstel.
- Voldoende bagage ruimte voor schoolboeken enz.
- Maximaal gewicht van 20kg.

Voor de vering heb ik al 3 Suntour achter dempers van een mountainbike gekocht. Deze zijn volledig instelbaar en hebben een veerweg van 38mm. Waarschijnlijk is 38mm veerweg wat te veel, maar daar komen we tijdens het bouwen snel genoeg achter. Ik heb ook overwogen om Mc Pherson veerpoten van velomobiel.nl te gebruiken. Deze hebben alleen wel het nadeel dat ze ongeveer 800g per stuk wegen, terwijl de dempers die ik heb maar 230 gram per stuk wegen.

De schijfremmen die ik ga gebruiken zijn Avid BB7 mechanische schijfremmen. Ik heb voor mechanische remmen gekozen omdat deze veel makkelijker aan 1 remhendel te koppelen zijn dan hydraulische remmen. Op het achterwiel komt een simpele velgrem omdat deze toch nauwelijks gebruikt wordt. Tijdens het remmen verschuift bijna het hele gewicht van de fiets naar de voorwielen en daardoor zal het achterwiel snel doorslippen en weinig bijdragen aan het stoppen van de fiets.

Het wordt een hele uitdaging om een complete velomobiel te bouwen van maximaal 20kg, maar ik ben er van overtuigd dat het gaat lukken. Door het zorgvuldig uitzoeken van onderdelen en materialen kan ik al een hoop gewicht besparen. Een voorbeeld hier van zijn de velgen van de voorwielen. Een standaard 20 inch etro 406 aluminium velg weegt al snel 400/450g, ik heb nu via de uitverkoop bij M5 ligfietsen een aantal magnesium velgen gekocht die net aan 200g wegen! Dat is, in het gunstigste geval een besparing van een halve kg alleen al op de voorwielen! Helaas hebben de velgen de etro maat 451. dat betekend dat er maar een zeer beperkte banden keus is, maar zoals een bekende voetballer ooit zei: "elk voordeel heb z'n nadeel".