[Zoeken][Index 1996][Threads 1996][Index 1998][Threads 1998]

[Date Prev][Date Next][Thread Prev][Thread Next][Datum index][Onderwerp index]

frameconstructie




Naar aanleiding van de tandembouw hierbij iets snels over frameconstructies:

Druk- en trekkrachten in de lengterichting belasten een staaf of een buis
over zijn hele doorsnede en alle materiaal van de buis doet dan mee aan het
doorleiden van de belasting. Dat is erg effectief. Indien een staaf of buis
wordt gebogen (stel hij is een meter lang, 10 mm diameter, leg hem op twee
bakstenen en ga er in het midden op staan) dan worden alleen in het midden
van de staaf en dan nog alleen aan de bovenkant (maximale drukspanning) en
aan de onderkant (maximale trekspanning) het beschikbare materiaal maximaal
belast. Als de afstand tussen de bakstenen verdubbeld wordt de spanning een
factor twee groter maar de doorbuiging wordt een factor 8 groter: het ding
wordt slap en gaat veren. Als ik de staaf uit dit voorbeeld recht op zet of
aan een tak hang, dus verticaal gebruik, dan  kan ik er gemakkelijk aan gaan
hangen of boven op gaan staan, dat houdt hij wel en hij rekt (veert) bijna niks.

Maar ja, je hebt een enkele buis en je wil er op gaan zitten: probeer
buigende krachten (momenten) gewoon te voorkomen door krachten die niet in
de richting van een staaf werken nog een extra staaf te geven. Die ene
belastingskracht is dan op te vangen door twee reactiekrachten in de
richting van de buizen. Bij de achterwielophanging doen bijna alle fietsen
dat: je hebt de horizontale kettingbuizen en de dunne schuine drukstaafjes
die beide in de zitbuis uitkomen. In heren-model bukfietsen gaat het dan
verder van de zitbuis naar het balhoofd met twee buizen, bijna een
vakwerkconstructie. Ik denk dat alleen de Moulton en de Pedersen
vakwerk-constructies volgens de theorie hebben,van de ligfietsen schiet mij
de Boxtelse Verheijden (?) dan te binnen, de rest is bijna goed of wil niet
roomser zijn dan de paus. Immers, niet alleen licht gewicht speelt een rol,
het moet ook een simpel, maakbaar en betaalbaar frame blijven. Moulton en
Pedersen kosten duizenden guldens. Anderzijds, de mooie Windcheetah doet
alles met buizen die op buiging worden belast: qua belasting erg inefficient
maar wel goedkoop te maken. Dat voordeel wordt niet helemaal aan ons
doorgegeven, aan de prijs te horen.

De kunst is om de verticale belastingskrachten (gewicht berijders) naar de
wielassen te geleiden met zo weinig mogelijk materiaal. Om dat te doen ligt
een vakwerkconstructie (al die driehoeken in bouwkranen en in stalen
bruggen) voor de hand: die ontbindt de belasting in druk en trekkrachten.
Waarom trekken we fietsen frames niet door over het hoofd van de berijders?
Je zit onder de stang. zogezegd. Bij lage  ligfietsen moet dat kunnen zonder
dat er een gedrocht ontstaat.

De kettingkrachten kunnen een frame nauwelijks buigen. De kettingkracht
vertaalt zich in druk- en trekkrachten die nauwelijks vervorming opleveren
in de liggende buizen en in kleine buigende momenten. De vervormingen
stammen eerder van pedaalkrachten en het schuin houden van de fiets tijdens
spurts en van het trekken aan het stuur waardoor het frame uit zijn vlak
belast wordt en daar kan het niet tegen: leg een frame horizontaal op de
grond, balhoofd op een steen en achteras op een steen en ga op de zadelbuis
staan en het blijkt veel minder stijf dan wanneer je op het zadel. 

Bij torsie worden vooral de buitenste vezels belast, de kern van een staaf
doet niet eens mee. Om torsie op te vangen met zo weining mogelijk materiaal
(zo licht mogelijke constructie) kun je het materiaal het beste op een zo
groot mogelijke diameter zetten, dan heb je er het minste van nodig. Het
moet wel een gesloten doorsnede zijn, zoals het Flevo-profiel, een ronde of
ovale buis. Een I-profiel of een H-profiel is wel erg effectief tegen
buiging maar biedt geen weerstand tegen torsie. Een tandemframe uit een
dikke buis zal qua torsie om zijn lengte-as best kunnen concurreren met een
buizenframe, want in zo'n frame moet die torsie opvangen worden door torsie
en  buigbelastingen samen, da' niks.

Waarom bouwen we niet een frame waar je in zit in de plaats van erop? Een
ruimtelijk vakwerk om je heen zoals in kit-cars en de vroegere formule 1.
Zelfbouw hoeft niet naar de montage-uren te kijken, toch?
Als dat spaceframe dan klaar is kun je je weer afvragen waarom we dat
vakwerk niet in monocoque uitvoeren, en dan hebben we de Alleweder.

Zo hangt alles samen.

Pappa Doc gaat slapen



Archief homepage | Datum index | Onderwerp index