Bredere banden

Je kunt op de schwalbe site zelf bekijken wat de Max. Belasting is. Een schwalbe Marathon Racer kun je tussen de 70 en 110 kg belasten. Type afhankelijk.ii

Grootte:ETRTO 40-622 (28 x 1.50 Inch)
Typ:Folding
Rubbermengsel:RoadStar
Uitvoering:HD Speed Guard
Kleur:Black-Reflex
Skin:Lite
Gewicht:435 g (15 oz)
Bandenspanning:4.00 - 6.00 Bar (55 - 85 psi)
Max. belastin:110 kg
EPI:67
Profil:HS429
Etc.

http://www.schwalbe.com/nl/tour-reader/ ... racer.html
Wim schreef:Ik snap dit niet allemaal.
OK, ik zal proberen het zorgvuldig uit te leggen. Het is een lastige materie, waarbij het helpt om goed te omschrijven welke situaties je vergelijkt. Vooral van belang zijn de druk waarmee de band opgepompt is en het onderscheid tussen rechtuit rijden en bochten. In deze vergelijking gaat het om een verharde weg.

Vooraf nog een opmerking over het onderscheid tussen de wrijving en rolweerstand, omdat die termen vaak door elkaar gebruikt worden. De wrijvingcoefficient en de rolweerstandcoefficient zijn op dezelfde manier gedefinieerd, nl. als de verhouding tussen wrijvingskracht c.q. rolweerstand en de normaalkracht. Beide zijn dimensieloos. Uit de natuurkundelessen heb ik geleerd dat de statische wrijvingscoefficient niet afhangt van de grootte van het contactoppervlak en ook niet van de belasting die op het oppervlak drukt. Dat is tamelijk tegen je gevoel in, maar blijkt experimenteel zo te zijn (voor wie dit nog eens wil horen en zien: 15 minuten college van Walter Lewin op Youtube http://www.youtube.com/results?search_q ... n+friction). Als je dat in je hoofd geprent hebt, is het erg verwarrend te merken dat de rolweerstandscoefficient wél afhankelijk is van de grootte van het contactoppervlak en van de belasting.

Nu eerst de situatie van rechtuit rijden. Bij gelijke druk zullen een smalle en een brede band ongeveer hetzelfde contactoppervlak hebben. Dat is ongeveer ellipsvormig. Bij een smalle band is die ellips sterker afgeplat en bij een brede band ronder. Voor die afplatting is meer vervorming nodig, waardoor bij dezelfde opbouw en rubbers de bredere band een lagere rolweerstandscoefficient en dus ook een lagere rolweerstand heeft. Deze rolweerstanden zijn ruim genoeg om te zorgen dat de band blijft rollen ook als een fietser veel vermogen levert. Méér rolweerstand dan noodzakelijk is nadelig, zodat fabrikanten hun best doen om banden met flanken van een soepel karkas en rubber te maken om de rolweerstand te minimaliseren. De resonantiefrequentie, die een maat is voor het dempen van schokken en trillingen van het wegdek, ligt voor een brede band hoger dan voor een smalle. Op een oneffen wegdek voelt de brede band harder opgepompt aan.

Meestal wordt een brede band gebruikt met een lagere druk dan een smallere band. Dan wordt het contactoppervlak groter en daarmee de rolweerstand hoger. De resonantiefrequentie wordt lager. Het voordeel van een lagere rolweerstand wordt dus ingeruild voor meer comfort. Bij erg soepele banden kun je bij die uitruil erg ver gaan voordat band te zwaar gaat lopen.

Nu het bochtengedrag. Omdat de stuurbuis niet verticaal staat maar onder een hoek van ongeveer 70 graden , komt bij het draaien van het stuur het wiel niet alleen onder een hoek met de voorwaartse richting te staan (dit heet de slip-angle ; ik ken de Nederlandse term niet) maar ook onder een hoek met de verticale as (de camber-hoek ; als je het stuur 90 graden draait is de camber-hoek precies gelijk aan 90 – stuurbuishoek). Voor het goed kunnen sturen in bochten is de zijdelingse weerstand die bestaat uit de cornering-stiffness en camber-stiffness essentiëel. Met name de camber stiffness van fietsbanden is laag. Hoe hoger de band, hoe verder het contactvlak van de bevestigingspunten op de velg zit. Een lagere druk bevordert de stijfheid ook niet. Tenslotte is er nog een harde fysische wet: in een bocht moet je scheef naar binnen hangen om een middelpuntzoekende kracht te creëren. De hoek waarmee je scheef hangt neemt toe met het kwadraat van de snelheid en met een kleinere draaicirkel. Als de afstand van het zwaartepunt tot het afzetvlak toeneemt door bredere en dus hogere banden, moet de fietser nog schever gaan hangen. Dat gaat niet iedereen even gemakkelijk af.

Deze opsomming maakt duidelijk dat er veel effekten zijn. Kwantificering daarvan is door de ingewikkelde relaties maar vooral door gebrek aan waarden voor de materiaaleigenschappen onmogelijk. Als het al moeilijk is om goede getallen voor rolweerstand van vergelijkbare smalle en brede banden bij diverse drukken te vinden, dan is dat zeker het geval voor eigenschappen die het bochtgedrag bepalen. Recent zijn hier nog dissertaties over verschenen. Op de TU's van Delft en Twente zitten experts met ingewikkelde rekenmodellen. Daarom is, zoals ik al eerder schreef, uitproberen verreweg het zinvolst. Dat kan gelukkig voor een paar tientjes.


Wim schreef: Bredere banden zijn ook hoger, en veranderen daarmee de stuurgeometrie. Je gaat daarmee iets langzamer en rustiger sturen. Verder dempen ze hobbels af, en dat stuurt ook stabieler. Tot slot geeft meer rubber op de weg in een snelle afdaling ook meer grip. Als je je brede banden erg zacht laat heb je inderdaad kans dat de fiets wat gaat dweilen, maar een beetje meer lucht is dan alles wat er nodig is.
Een grotere wieldiameter verhoogt inderdaad de naloop en maakt de fiets meer stabiel bij rechtuit rijden. Maar daarmee ook minder wendbaar in de bocht. Ik denk dat er weinig verschil van mening is over de voordelen van een bredere band bij rechtuit rijden. Behalve op het gebied van aerodynamica, maar dat is weer een ander chapiter!
Zo snap ik het wel en komt het ook overeen met wat ik dacht te weten. Ik ben al jaren een fan van brede banden met soepele wangen. Wat mij betreft is daar de grootste technische verbetering in geweest van de laatste decennia. Als je kijkt wat er dan nog meer mogelijk is als een fabrikant als Panaracer echt uit zijn dak gaat voor Grandbois of Compass, dan wordt je helemaal vrolijk.
Hallo Math,

Bedankt voor de degelijke theoretische onderbouwing. Ik heb slechts een paar opmerkingen.

> Bij gelijke druk zullen een smalle en een brede band ...
> Voor die afplatting is meer vervorming nodig, waardoor bij dezelfde
> opbouw en rubbers de bredere band een lagere rolweerstandscoefficient
> en dus ook een lagere rolweerstand heeft.
Dat geldt bij dezelfde opbouw. Echter, omdat de wangspanning niet alleen lineair toeneemt met de druk maar ook met de diameter van de band heeft een dikke band een sterker karkas nodig voor dezelfde druk. Dat doet de voordelen van de dikke band voor een groot deel weer teniet.

Daarom is het zinloos om een dunne en dikke banden op dezelfde druk te vergelijken. Overdrijving legt het vaak goed uit: neem een band van 20 mm en een van 60, zet ze op 5 bar en de enige conclusie die je kunt trekken dat beide banden om verschillende redenen niet bruikbaar zijn. Die van 20 mm is alleen bruikbaar voor fietsers tot 40 kilo en die van 60 mm wordt loeizwaar en zo hard als een treinwiel.

> Nu het bochtengedrag.
Ik twijfel nauwelijks aan de juistheid van het verhaal maar het is theoretisch in die zin dat een aantal factoren noodzakelijkerwijs niet in beschouwing zijn genomen.
Dat zeg je later ook wel, maar ik wil er een paar aanstippen.
De belangrijkste lijkt me de vorm van de band en het profiel van de band.
Sommige banden zijn mooi rond van loopvlak en dat geeft fijn bochtengedrag. Hoertoe behoren in mijn ervaring de XT van Schwalbe. Die band had veel nadelen maar hij plakte echts aan het asfalt.
Als tweede varieert de vorm van fietsbanden fors met de levensduur. Ik het begin zijn ze spits, daarna het meest rond en later vierkant. Het is daarom zinloos om een nieuwe band te testen op bochtengedrag. Dat spitse en vierkante banden niet best in de bocht gaan lijkt me duidelijk.
Het profiel is ook bepalend. Op droog en schoon asfalt is een slick erg goed maar helaas is asfalt in de praktijk vooral inde bochten niet schoon. Lengteprofiel verpest alle bochtgedrag, dikkere noppen idem net als nopjes op de zijkant die de weg gaan raken als je in de bocht gaat.

Een andere effect van bandbreedte zit in het wegdek. Ik heb een tijdje bandjes van 25 mm in plaats van 37 op mijn tochtjesfiets gehad (de velgen waren daar geschikt voor), maar ik werd bepaald niet blij van de manier waarop de smalle banden reageerden op groeven en spleten. Op alle soorten straatstenen leek de fiets zijn eigen koers te gaan bepalen door de spleetjes tussen de stenen, die maar al te vaak niet op de juiste manier zijn gelegd. Nog vervelender was dat er hier in de omgeving op tal van plaatsen spleten in de weg en bv tussen brugdelen zitten die zo breed zijn dat je er met een wielrenfiets maar beter niet in terecht kunt komen.

> in een bocht moet je scheef naar binnen hangen
> Als de afstand van het zwaartepunt tot het afzetvlak toeneemt
> door bredere en dus hogere banden, moet de fietser nog
> schever gaan hangen.
Weet je dat wel zeker? Dan zouden grotere fietsers die samen met kleinere fietsers door dezelfde bocht gaan onder verschillende hoeken rijden.
Er geldt a(middelpuntzoekend) = v^2 / r
De hoek is een functie van a en valversnelling g.
De lengte van de fietser staat hier los van.

> Op de TU's van Delft en Twente zitten experts
Dat verklaart alles. :wink: Ik zat in Eindhoven.
Grappig, A.G. schrijft dit:
ik werd bepaald niet blij van de manier waarop de smalle banden reageerden op groeven en spleten. Op alle soorten straatstenen leek de fiets zijn eigen koers te gaan bepalen door de spleetjes tussen de stenen, die maar al te vaak niet op de juiste manier zijn gelegd.
Ik heb dat namelijk bij de Marathon Mondials op mijn Santos ook. Die wil dan gewoon rechtdoor waardoor m'n fiets verleiert. Gek gevoel en best irritant. Maar je raakt eraan gewend. Met smallere banden is dat ook meer een probleem, als de spleten wat groot zijn.
Leuk om te lezen over de theoretische verhandeling over de rolweerstand van een brede en smalle band waarbij de brede band minder rolweerstand heeft.
Maar, zo vraag ik mijzelf af, waarom worden dan bij racefietsen de banden liefst zo dun/smal mogelijk gemaakt? :wink: En dan wil ik niet over gewichtsbesparing spreken.
Wim Tjan schreef: Maar, zo vraag ik mijzelf af, waarom worden dan bij racefietsen de banden liefst zo dun/smal mogelijk gemaakt? :wink: En dan wil ik niet over gewichtsbesparing spreken.
Bij hoge snelheden is aerodynamica veel belangrijker dan rolweerstand. Dikke banden vangen veel wind. En je kunt racebandjes keihard oppompen, zodat ze ook een uiterst lage rolweerstand hebben.
Ave Gone schreef: Daarom is het zinloos om een dunne en dikke banden op dezelfde druk te vergelijken.
Het topic begon met een vraag of overstappen van 37 mm naar 47 mm zinvol was. Dan is zo'n vergelijking best zinnig.
Op vraag van Wim heb ik geprobeerd om de verschillen stapsgewijs uit te leggen. Dan help het om ook onpraktische tussenstappen te maken.
Ave Gone schreef: > in een bocht moet je scheef naar binnen hangen
> Als de afstand van het zwaartepunt tot het afzetvlak toeneemt
> door bredere en dus hogere banden, moet de fietser nog
> schever gaan hangen.
Weet je dat wel zeker? Dan zouden grotere fietsers die samen met kleinere fietsers door dezelfde bocht gaan onder verschillende hoeken rijden.
Er geldt a(middelpuntzoekend) = v^2 / r
De hoek is een functie van a en valversnelling g.
De lengte van de fietser staat hier los van.
De formule voor de verandering van de 'lean angle' als gevolg van verschillen in banddiameter vind je in http://en.wikipedia.org/wiki/Bicycle_an ... e_dynamics onder het kopje 'Leaning'.

Ave Gone schreef: > Op de TU's van Delft en Twente zitten experts
Dat verklaart alles. :wink: Ik zat in Eindhoven.
In Delft zit een groep onder leiding van Prof. Schwab en Prof. Kooijman die al jaren onderzoek doen naar de stabiliteit van de fiets, in samenwerking met Cornell University. Veel van wat in bovengenoemd Wikipedia artikel staat komt uit hun onderzoek. Bovendien zat in Delft Prof. Pacejka, die een autoriteit op het gebied van autobanden is. Recent is een proefschrift van Andrew Dressel gepubliceerd Measuring and modelling the dynamic properties of bicycle tires, deels uitgevoerd in Delft met begeleiding van Pacejka.
In Twente zit een groep die onderzoek doet naar slimme electronica die e-fietsers ondersteunt zodat de kans op vallen, slippen in bochten, etc. vermindert. Het heet Slimme Ondersteunende Fiets, zie http://www.utwente.nl/ctw/bw/research/p ... E-website/. Ook daar speelt de dynamica van banden een grote rol.
In Eindhoven zat Gerard Vroomen, afgestudeerd in 1995, die daarna Cervelo heeft opgericht. Bij mijn weten wordt daar geen fietsgericht onderzoek meer gedaan.
Bedankt voor de aanvullingen.
Wim Tjan schreef:Maar, zo vraag ik mijzelf af, waarom worden dan bij racefietsen de banden liefst zo dun/smal mogelijk gemaakt?
Dat worden ze helemaal niet meer. 20 jaar geleden reden ze (...) op 18mm banden, tegenwoordig op 25mm en stijgend. Redenen hiervoor zijn in dit topic breed genoemd.
JaapG schreef:
Wim Tjan schreef:Maar, zo vraag ik mijzelf af, waarom worden dan bij racefietsen de banden liefst zo dun/smal mogelijk gemaakt?
Dat worden ze helemaal niet meer. 20 jaar geleden reden ze (...) op 18mm banden, tegenwoordig op 25mm en stijgend. Redenen hiervoor zijn in dit topic breed genoemd.
Ik treed JaapG bij wat betreft racefietsen.
Leuke topic om te lezen. Sommige maken hun huiswerk wel erg goed :D
JaapG schreef:
Wim Tjan schreef:Maar, zo vraag ik mijzelf af, waarom worden dan bij racefietsen de banden liefst zo dun/smal mogelijk gemaakt?
Dat worden ze helemaal niet meer. 20 jaar geleden reden ze (...) op 18mm banden, tegenwoordig op 25mm en stijgend.
Ze houden vakantiefietsen echter bij lange na niet bij. In de jaren 80 ging je op 32 mm op reis. In de jaren 90 was 37 de norm. Nu lijkt 47 soms al bijna minimaal.
In Nederland misschien met onze tractors, maar kijk maar eens naar de VS (en andere landen). Daar is de norm nog steeds 32mm voor asfaltrijzigers. En ze hebben er zelfs discussies dat 28mm beter is......
En als we procentueel gaan kijken...
Brede banden rijden alleen bij een gelijke luchtdruk lichter. Smalle banden kan men echter harder oppompen. Ze rijden dan natuurlijk wel minder comfortabel.

Daarbij hebben smalle banden voordeel bij hoge snelheden, omdat de luchtweerstand minder is. Vervolgens kan men een fiets met smalle banden duidelijk beter versnellen. De roterende massa aan de wielen is minder. De fiets is zo beduidend wendbaarder.

Bij een gelijkmatige snelheid van rond de 20 km/u rijden brede banden beter. In de praktijk is de krachtbesparing nog groter dan in theorie, brede banden veren beter en besparen zo energie.
http://www.schwalbe.com/nl/rollwiderstand.html

Hier nog meer:
http://www.velofilie.nl/rolweerstand.htm
Volgens mij is het beste hedendaagse onderzoek mbt rolweerstand dit http://janheine.wordpress.com/2012/06/1 ... -of-tires/ en de links + commentaren beneden aan de pagina. Voor de echte details zul je het tijdschrift moeten kopen, maar de webpagina's geven ook al een zeer duidelijke indruk.
Maar, zo vraag ik mijzelf af, waarom worden dan bij racefietsen de banden liefst zo dun/smal mogelijk gemaakt? :wink: En dan wil ik niet over gewichtsbesparing spreken.[/quote

De tijd dat race bandjes, hoe smaller hoe beter, is voorbij. Op race fiets(profs) worden steeds meer en meer bredere bandjes gebruikt (25 mm) daardoor kan de druk iets naar omlaag waardoor er meer comfort is zonder aan de rolweerstand in te boeten.
Het comfort rij-stuur gedrag van een band, van eender wat voor merk, hangt dan volgens mij dan ook af van de juiste bandenspanning? Dit comfort, rij-stuur gedrag is voor ieder persoon verschillend, dus zoeken,proberen,uittesten tot de juist bandenspanning gevonden is.
Bij bandbreedte is er altijd een optimum. Bandjes van 2 mm zijn zeker te smal en banden van een meter dik te breed, dus ergens daar tussenin ligt een optimum.
Voor wielrenners zal het optimum bij smallere banden liggen dan voor vakantiefietsers omdat wielrenners meer last hebben van de wind vanwege hun snelheid en vanwege het ontbreken van spatborden en (voor het achterwiel) andere dingen die de wind tegenhouden. Wielrenners fietsen ook nooit op onverhard, dus kwetsbaardere banden, met hun voordelen, zijn mogelijk. (Ik heb ooit eens een tochtje gemaakt met een wielrenner en zonder dat ik het in de gaten had stuurde ik over een stukje onverhard van 100 meter. Kreeg ik me toch een z*** over me heen... :roll: )

Dat wielrenners tegenwoordig bredere banden willen hebben zegt wellicht ook iets over de wegdekken waar ze over rijden, al stelt het in vergelijking met de daagse fietser natuurlijk niets voor.
Het heeft ook te maken met de bandentechnologie. Het is nu beter mogelijk brede banden te maken die zowel soepel zijn als sterk genoeg. Het optimum verschijft daardoor richting breder.
Wim schreef:Het heeft ook te maken met de bandentechnologie. Het is nu beter mogelijk brede banden te maken die zowel soepel zijn als sterk genoeg. Het optimum verschijft daardoor richting breder.
Groot gelijk, bij twijfel kiest men best voor de bredere band.
Blijft boeiend, de bandendiscussie. De bovenstaande uitgebreide uiteenzetting gaat me met mijn VWO natuurkunde al bijna boven de pet.
Wat betreft de racefietsbanden; waarom rijdt men niet op bijv 32mm? Het verschil tussen 25-28-32 is qua luchtweerstand toch verwaarloosbaar?
Het aandeel in de luchtweerstand van de fietser zelf lijkt me zeer veel groter dan die mm's van de bandjes. Tenzij je erg brede banden gaat monteren, maar daar is logischerwijs in de wielerij geen sprake van, alleen al vanwege het gewicht van zulke banden.
In mijn eigen bescheiden fietspraktijk vind ik 'brede' banden ook prettig, hoewel breed in mijn terminologie 40mm is, maar zonder bagage fietsend ervaar ik al met 40mm banden een bepaalde vertraging (stabiliteit) in het stuurgedrag die ik liever niet heb, omdat die ten koste gaat van de wendbaarheid. Uiteindelijk houd ik toch van snel en lichtvoetig fietsen, maar ik heb een hekel aan het oncomfortabele gestuiter van bijv 28mm bandjes.
(dat 28mm in wielerkringen doorgaat voor breed en comfortabel, daar snap ik dus weer niets van)
Nu moet ik er wel bijzeggen dat ik zelf 70kg weeg, en niet meer dan 13-15kg bagage meeneem. Ik begrijp dat mensen van 100kg met 30kg bagage een heel andere fietssituatie/belasting hebben.
Er is dus m.i. een groot verschil tussen welke bandbreedte fijn fietst met- en zonder bagage. Nu heet dit forum 'vakantiefietser' dus waar de nadruk licht is duidelijk, maar de smallere bandjes zijn wat mij betreft nog niet in het museum weggezet.
Buitenlandse (GB/USA) fora lezende, heb ik de indruk dat de enorme breedtematen (50mm) waar we in NL over praten elders zeker niet gebruikelijk zijn.