Vervolg 'de ideale fiets'

Door mux op maandag 23 november 2009 10:53 - Reacties (20)
Categorie: Fietstechniek, Views: 10.015

Een eerdere weblog ging al over mijn idee van een ideale fiets. Dat is, kort gezegd, een Flevobike on steroids. Dit keer ga ik plaatjes gebruiken, dus zal het wat duidelijker zijn. De Flevobike is een ligfiets met kantelknikbesturing. Schaamteloos gejat plaatje van de flevobike in zijn geheel:

http://flevofanclub.ligfiets.net/ch1/bike.jpg

De kantelknikbesturing betekent dat op het midden van het frame het balhoofd zit, in plaats van helemaal vooraan, en in feite is de hele voorkant van het frame zo je stuur. Hier zie je de kantelknikbesturing in werking, zodat je een idee hebt van de plek van het balhoofd:

http://www.die-mertins.de/flevomaniac/images/flevo-bike.jpg

Dit lijkt een gekke besturing, maar het is lang niet zo verschillend van elke andere fiets. Het is zelfs uitermate goed vergelijkbaar met een chopper. Als je de as van het draaipunt van het balhoofd zou doortrekken richting wiel zie je dat deze net niet door de as van het wiel gaat, dit heet naloop. Op een normale fiets heb je ook naloop, daarom staat de vork iets naar voren gebogen. Dit zorgt voor stuurstabiliteit: het wiel kan niet zomaar om zijn as draaien, hij blijft op zichzelf automagisch in het midden staan. Voor ditzelfde doel dient de hoek van het balhoofd, deze is zeer extreem bij de flevobike (45 graden). Er bestaan tegenwoordig ook fietsen die dit hebben, maar die zijn bijna niet bestuurbaar. In principe maakt een grotere balhoofdhoek de fiets ook stabieler, maar het zorgt er ook voor dat je fiets langzamer reageert. Bij lage snelheden moet je snel sturen om je zwaartepunt boven het kantelpunt van je banden te houden (en zodanig niet om te vallen) wat ervoor zorgt dat de flevobike inherent ongeschikt is voor lage snelheden. Daarentegen stuurt hij weer extreem rustig bij kruissnelheden (30-35 km/h). De reden dat dit is gedaan is omdat je niet stuurt met je handen, maar met je benen. Door je voeten naar links en rechts te bewegen, precies haaks op de richting van aandrijving dus, kantelt de hele voorkant en stuur je.

Een groot voordeel van de stuurinrichting van de Flevobike is dat de naloop vergroot bij het remmen. Hoe harder je remt, des te meer gewicht komt er op het voorwiel te staan. De voordemper wordt dan ingedrukt, waardoor de voorvork verder ingeduwd wordt en zodanig de naloop en daarmee stuurstabiliteit wordt vergroot. Geen enkele andere soort fiets heeft dit - allemaal worden ze juist veel onstabieler bij hard remmen.

Je benen zorgen op een ligfiets ook voor het houden van evenwicht, en aandrijving, dus feitelijk doen je benen al het werk op deze fiets. Je handen zijn zodanig vrij voor belangrijker zaken, zoals het lezen van een boek of het afschermen van de zon voor je gezicht.

De flevobike heeft voor- en achtervering en voorwielaandrijving. In de originele flevobike zit geen achterrem. Dit is gedaan om het achterdeel gemakkelijk los te kunnen koppelen. Het balhoofd is gemakkelijk los te maken waardoor voor- en achterdeel los van elkaar komen. Je kunt hem dan op 3 compacte manieren opvouwen en in de trein meenemen als vouwfiets, of in een achterbak van een Fiat Panda.

Tot zover de voordelen. Nu de nadelen:

- Voorwielaandrijving en een hoop gewicht op het achterwiel zorgen regelmatig voor wielspin bij optrekken. Bergop is bijna niet te doen, je maximumkoppel is zeer beperkt.
- Achterrem (drag brake) is erg handig voor afdalingen en rustig afremmen voor een stoplicht, maar zit er niet op.
- Tandwielen zijn erg groot door kleine wielmaat, lastig te krijgen, duur, gevaarlijk, moeilijk te beschermen.
- Alles wordt vies door lastigheid monteren spatborden
- Lengte-afstelling nog te lastig
- Totaal niet voorbereid op verlichting
- Ook met naafversnellingen nog kettingspanner nodig (=derailleur/OnOne Doofer)
- Stuur zit eigenlijk in de weg en maakt de fiets onnodig breed
- Geen plek voor slot
- Fiets is zwaar (mijn huidige flevobike is 18 kg)
- Opdelen in twee stukken en opvouwen duurt veel te lang voor een drukke trein

Hier wil ik wat aan gaan doen. Hier heb ik eigenlijk grootendeels al wat aan gedaan: ik heb een derailleur gemonteerd voor het spannen van de ketting, een kettingbeschermrand, achterrem (Shimano Rollerbrake), verlichting (2x1W LED). Maar eigenlijk is de fiets nog steeds fundamenteel fout. Zeker de gewichtsverdeling is lastig te fiksen. Dus, hij gaat overnieuw. Het ontwerp is inmiddels uit '90 dus dat mag wel eens geüpdatet worden.

Hiervoor ben ik nu de oude Flevobike in CATIA aan het tekenen aan de hand van de originele bouwtekeningen (staan online op flevofan.ligfiets.net). Het resultaat tot nu toe is enkel het stalen frame:

http://tweakers.net/ext/f/vJjv3HmcjXQ4WuAwCtEm49q5/full.png

Dit weegt op zichzelf al 6,8kg, wat vrij zwaar is voor een frame alleen. Ik wil namelijk de volgende onderdelen op mijn toekomstige, verbeterde flevobike maken:

- SRAM P5 naafversnellingen met i-Brake voor (vanwege de uitstekende range, 250%, en kleine inbouwmaat)
- SRAM i-Brake achter
- Veer-dempelementen ipv rubber blokken
- Uitschuif-lengteafstelling (ipv klemblok)

De voornaaf alleen is al 2 kg, de achternaaf 1kg. Gezien dit flink grote onafgeveerde massa's zijn moeten er brede banden op, een Big Apple of Marathon Plus bandje weegt ook al 500 gram (op 406-maat). De rest van elk wiel is ook nog 300g, dus dat brengt de wielen alleen al op 4,6kg. In combinatie met het originele frame zit ik dan al op 11.4kg, en dan moet ik nog het stuur, verstellers, stoeltje, lagers, trapas, crankset, ketting, kettingspanner, kabels en verlichting. Dit kan nooit licht worden, dus ik zal echt iets aan het frame moeten doen. Ik wil met het oog op onderhoudsvriendelijkheid en betrouwbaarheid absoluut niet af van de naafversnellingen en -remmen. Er zullen dus ook lichte aandrijfelementen moeten worden gebruikt: een gereduceerde kettingspanner en misschien een Ultegra of Deore LX aandrijfinrichting.

Echter, ik ben ook een elektronica-enthousiast, dus elektriciteit zal er komen:

- Dynamo met magneetjes in het wiel, inductor op het frame (inmiddels wel redelijk bekend, maar ik wil er 5W uit kunnen trekken)
- Compartiment met lader voor 18650 Li-ion cellen (standaard-cellen in laptop-accu's)
- Draadloze communicatie tussen voor- en achterdeel van het fiets
- Voorlicht: 5W witte LED (dimbaar)
- Achterlicht: 1W rode LED (dimbaar)
- Fietscomputer: voorwielsnelheid, achterwielsnelheid, slipindicator, accelerometer, lichtsensor, liefst ook remlichtaansturing (lastig te implementeren), batterijindicatie in uren, standaard-fietscomputerfeatures
- Liefst ook trapkrachtmeting, maar eerder heb ik dit geprobeerd en dit heeft toch meer voeten in de aarde dan ik dacht.
- IP55 (spat- en stromend-waterdicht)

Er zitten een paar dingen in deze wensenlijsten die niet met elkaar stroken. Zo wil ik hem gemakkelijker uit elkaar kunnen halen (snelspankoppeling bijvoorbeeld) maar ik heb ook zowel een elektrische als een remkabelkoppeling nodig tussen voor- en achterdeel. In de koppeling moet dus, zonder dat ik apart zelf wat moet losmaken, een elektriciteitskoppeling en een krachtoverbrengingspalletje zitten. Het is geen optie om met een servo te gaan remmen, dan ben ik het hele voordeel van de geweldige remkrachtmodulatie van moderne naafremmen kwijt. Dit is een van de enige onderdelen waar ik niet zeker van ben of ik die wel kan oplossen.

To be continued. Dit is een langlopend project, ik verwacht er tot en met de komende zomervakantie mee bezig te zijn.

Volgende: Mens zijn 12-'09 Mens zijn
Volgende: Klimaatonzin 11-'09 Klimaatonzin

Reacties


Door Tweakers user himlims_, maandag 23 november 2009 10:59

tof project
Geen geïntegreerde GPS? voor geval je fiets wordt gestolen :+
bescherming voor jouw kinderbijslag lijkt me ook niet overbodig (bij de stang)

Door Tweakers user Rudy, maandag 23 november 2009 11:00

Ik moet zeggen dat ik de ketting van de flevobike zelf niet echt goed beschermt vindt. Heb je hier al een oplossing voor in jouw idee? :)

Door Tweakers user DjVe, maandag 23 november 2009 11:11

al eens gedacht om de ketting te vervangen voor een riem?

meer zoals dit?

Door Tweakers user TIGER79, maandag 23 november 2009 11:16

@himlins, jah dan moet ie ook geïntegreerde internet of GSM-netwerk capaciteit hebben anders heb je aan de GPS coördinaten ook niets aangezien je die dan niet online kunt zien ;)

Door Tweakers user Waterkoker, maandag 23 november 2009 11:28

grappig, een vriend van me heeft ook deze fiets. Zeer lastig om als beginner te besturen ;)

Door Tweakers user mvh, maandag 23 november 2009 11:32

Als je toch GPS integreert moet je ook maar meteen een fatsoenlijke 'bike PC' inbouwen, kun je mee navigeren en onderweg je e-mails lezen :)

Maar waarom neem je niet gewoon achterwielaandrijving, als voor zo moeilijk is?

Door Tweakers user Jaap-Jan, maandag 23 november 2009 12:21

Dan kun je niet meer sturen, de hele voorkant knikt. Als je dan een keer stuurt, breekt je ketting. :P

@ssj3gohan: Ik zie ook nog geen betere gewichtsverdeling in dit ontwerp. Het grootste gewicht leunt nog steeds op het achterwiel. Kun je voor het remlicht geen (gemodificeerde) handrem van een motor gebruiken?

[Reactie gewijzigd op maandag 23 november 2009 12:26]


Door Tweakers user himlims_, maandag 23 november 2009 12:22

indien je een drempel neemt; resulteert dat niet een een wheelie?

Door Tweakers user swartzkip, maandag 23 november 2009 12:31

remlicht lijkt me niet heel lastig: schakelaar in het handvat. (zoals bij motoren soms ook word gedaan)

Door Tweakers user mux, maandag 23 november 2009 16:09

@himlims_: GPS, telefoonaansluiting, geluidsinstallatie (en dus ook handsfree bellen), extra sterke verlichting (voor hard fietsen over onverlichte fietspaden in de nacht) en een glasvezel achterbak komen op mijn andere ligfiets te zitten, een M5 Blue Glide. Bijna alles is al klaar, maar de elektra duren nog eventjes om allemaal aangelegd te hebben. De Flevobike is echt om praktisch te zijn, mee te kunnen nemen naar overal, niet stuk te gaan, etc. Als ik een foolproof, niet stukgaande en lichte manier uitvind om een speaker en versterker in de Flevo te bouwen doe ik dat zeker, en verbind ik die als 'headset' via bluetooth met m'n telefoon.

@Rudy: Ik zit te denken aan een glasvezel omkapping, maar het is heel lastig om iets te maken dat geen geluid maakt (schuiven over draaiende onderdelen), niet zomaar stukgaat en voldoende beschermt. Ik zie bij Raptobike ook het geleiden van de terugvoerkant van de ketting langs de krachtkant, zodat de ketting op elk punt behalve bij het voortandwiel heel dicht bij elkaar zit, en er dus gemakkelijk een kastje omheen te maken is.

@Jordy van e: tsja, ik ken het, erg interessant, maar net als fiets-CVTs geloof ik er voorlopig nog helemaal niet in.

@deblaauwn: Deze fiets ontleent zowel z'n kracht als zn zwakte aan de voorwielaandrijving. Je kunt uberhaupt dit stuurmechanisme niet uitvoeren met achterwielaandrijving.

@swartzkip: remlicht is lastiger dan je denkt, omdat je hem pas wil laten branden als je ook echt remt, en door het telkens los- en vastmaken van de remkabel zal hij elke keer in een iets andere positie van de hendel daadwerkelijk beginnen met significant te remmen. De schakelaar zou aan de remkant moeten zitten, omdat dat bij roller/i-brakes wel een goede indicatie van de daadwerkelijke remkracht geeft, maar dat verbetert de complexiteit van de bedrading niet bepaald.

De CAD-tekening die ik hier heb gezet is dus precies het ontwerp van de originele Flevobike Bike, niet mijn komende ontwerp, dat komt nog.

Door Tweakers user Boss, maandag 23 november 2009 17:08

- Fietscomputer: voorwielsnelheid, achterwielsnelheid, ...
Goed om deze beide te meten. Als ze niet gelijk zijn heb je een behoorlijk probleem dat je zomaar zou kunnen ontgaan als je het niet gemeten had ;-)

Door Tweakers user mux, maandag 23 november 2009 19:44

Hé, meer elektronica is altijd goed, fact!

Door Tweakers user Ruudjah, dinsdag 24 november 2009 14:10

Ook een design als de versatile overwogen? Die dingen gaan nog een stukje harder, en je hebt meer ruimte om electronica in te bouwen :).

Door Tweakers user mux, vrijdag 27 november 2009 00:39

Fundamenteel probleem met een velomobiel blijft toch dat hij niet mee kan in de trein ;-) Tuurlijk, ik zal me ook wel een keer op een velomobiel storten, maar eerst eens de ideale fiets voor algemeen dagelijks gebruik maken.

Ik gebruik mijn flevobike op het moment vrij intensief, ook in de trein, dat zal altijd een behoefte blijven zijn. Zelfs als ik een geweldige velomobiel zou bedenken zou nog steeds de flevo ernaast nodig blijven.

Door Tweakers user rlKoekie, vrijdag 27 november 2009 10:38

oh de nostalgie, wat heb ik een berg van die dingen opgebouwd en afgemonteerd :)
mocht je ergens problemen tegen komen moet je me maar PM-en, en als je onderdelen zoekt moet je even bij de ligfietsshop langs gaan (of bellen, zitten in dronten), er liggen nog heel veel bikespullen op voorraad daar.
misschien moet je even op zoek naar tekeningen van de bike-air, die kan je misschien ook wel krijgen als je het lief vraagt bij de ligfietsshop. hier passen standaard dempers in die ook in mountainbikeframes gebruikt worden.
verder is een groot voordeel van luchtvering gebruiken is dat luchtveren geen lineair veergedrag vertonen, en daardoor dus comfortabel zacht en stevig genoeg om niet het dode punt in te slaan (bijv. bij het oprijden van stoepranden). prettige bijkomstigheid is het makkelijk afstellen van de veer door oppompen en leeg laten lopen (handig als je ooit met veel bagage op pad gaat)

[Reactie gewijzigd op vrijdag 27 november 2009 10:38]


Door De Kunst Patrick, zaterdag 12 december 2009 12:03

Geachte,

Leuk doel, het optimaliseren van een Flevobike. in mijn ogen is deze (in de categorie van naked bike/ligfiets) nog steeds de meest geslaagde ligfiets. Heb er zelf ook eentje, 't is te zeggen, een replica, zelf gebouwd, bij de VDAB (in België, ik ga er vanuit dat u een Nederlander bent?) Het ging om een cursus metaalbewerking en fietstechnieken, door middel van het zelf compleet bouwen van dit type fiets.

Ik zie vele recties, ondere andere iemand die opteert voor een riemaandrijving. Zo bestaat er een Rolhoffnaaf met 21 versnellingen met riemaandrijving. Maar niet bruikbaar op een Flevobike, vanwege de vering op de voorvork (echt noodzakelijk op een ligfiets volgens mij) wijzigt de kettinglengte. Op te lossen met een derailleur of kettingspanner. bij een riem kan dat echter niet. Wel bestonden ze origineel met cardan (de trike versie is daar tijdelijk mee uitgerust). Een ketting is nochtans geen echt probleem, omdat bij regen wel water, maar weinig zand op de ketting terecht komt (door dat het voorwiel aangedreven is). Extra slijtage door slecht weer valt dus nog mee. Het afschermen van het grote (en inderdaad dure en moeilijk te vinden) tandwiel is geen overbodige luxe. Op de mijne staat een 74, origineel bestond die zelfs niet, dat waren er van 65, en ik zou zelfs een 83 willen (ben wielrenner geweest en krijg dat dus wel rondgedraaid).

Ben van plan om mijn ligfiets ook weer te restaureren, ligt al enkele jaren op zolder wegens een ongeval. Eerst nog wat verbouwen aan mijn huis, en dan ... .

P.S. Wie beweert dat je er niet mee bergop kan? Ok, 't is niet van de poes, maar heb er al een beklimming mee gemaakt van 6km aan gemiddeld 8%. Maar op natte baan is dat inderdaad zo goed als onmogelijk. Met cardan een twee wiel aangedreven exemplaar bouwen zou daar goed voor zijn, nadeel is, hij is niet meer deelbaar, en gaat wel veel wegen.

Door Tweakers user mux, zondag 27 december 2009 11:36

@rlKoekie: bedankt! Ik begin halverwege Januari met het verder optekenen van de Flevobike, daar zal ik goed rekening mee houden. Zeker je opmerking over luchtveren is heel nuttig (maar kunnen die wel stijf genoeg gemaakt worden? Ik ben vrij zwaar, 100+kg)

@De Kunst Patrick: He, is dat echt waar, zijn ze een tijdje standaard of juist optioneel met cardanaandrijving gemaakt? In het laatste geval verwacht ik niet dat ik er ooit een kan bewonderen, maar als ze er standaard mee zijn uitgerust moet ik de tweedehandssites nog wat krapper in de gaten houden... Zeer interessant!

Wat betreft het bergop: ik heb er echt wel moeite mee, vandaar dat ik het stoeltje ook meer naar voren wil. 7% gaat nog, zelfs met een vochtige ondergrond. Nu moet gezegd worden dat de Marathon Plus bandjes die er nu onder zitten (en die ik eigenlijk ook op de opvolger wil) niet de gripperigste ooit zijn, met MTB-bandjes zal het allicht gemakkelijker gaan.

Door Joppe, maandag 8 maart 2010 16:08

Voor ideeen ivm aandrijving en o grip op het voorwiel, kan je wel eens een kijkje nemen op de site van Eric Wannee. Die heeft het achterdeel bvb zo'n 10 cm verlengd.....

Door Arjen, dinsdag 11 oktober 2011 11:58

Beste Mux,

De laatste post is van 2009, en ik was benieuwd hoe het met je Flevobike overpeinzingen staat.

Groetje,

Arjen

Door Tweakers user mux, dinsdag 11 oktober 2011 12:09

Het ontwerp is on hold. Sinds eind 2010 ben ik er weer mee bezig, maar de vooruitgang is erg traag omdat zowel studie als een nieuw huis veel tijd opeisen. De huidige strategie is:

- 3d-printer bouwen (zeer ver gevorderd, helaas sterk vertraagd sinds begin zomer omdat we weinig tijd hebben gehad in en direct na de zomer)
- daarmee een CNC bouwen
- daarmee gelamineerde zaken kunnen bouwen, te beginnen met fietsonderdelen.

Sinds deze blog zijn er een aantal veranderingen in m'n ideeën voor de ideale flevobike gekomen; het gewicht van de fiets zoals ik hem hierboven heb beschreven komt in de praktijk toch wat hoger uit dan ik zou willen, waardoor ik liever o.a. het achterdeel wil lamineren (ipv staal). Ook wil ik nog wat platter liggen. Een Flevoracer is met het oog op het opvouwen niet echt een optie; de 26 of 28 inch wielen zouden het geheel te lomp maken.

Een andere reden waarom ik destijds (eind 2009) plots stopte met dit project was dat een bevriende staalbewerker waar ik een frame zou kunnen laten maken ermee stopte. Dat had flink op de kosten gescheeld en mij in staat gesteld voor minder dan 150 euro een aangepast Flevoracer-frame te bouwen. Doordat dit niet lukte ben ik me toen op andere dingen gaan richten en heb ik het fietsproject uitgesteld tot het tijdstip waarop ik zelf een garage/werkplaats had en dit soort dingen zelf kan bouwen.

Die tijd is nu aangebroken; ik heb sinds kort een huis met garage. Het duurt nog een tijd voordat dat helemaal opgeknapt is, maar daarna volgen er weer blogs over dit onderwerp.

Om te kunnen reageren moet je ingelogd zijn. Via deze link kun je inloggen als je al geregistreerd bent. Indien je nog geen account hebt kun je er hier één aanmaken.