Achterwiel voor zware fietser

[captain_fabulous]

Goedemorgen,

Ik constateer net dat de velg van mijn Stevens randoneur (Mavic) overleden is. Gebarsten bij 1 spaak(door de velg getrokken), en de spaak ernaast komt ook bijna door het metaal. Aangezien ik rond de 120 kilo weeg, en de standaard velg op een fiets nooit de beste kwaliteit is heeft de Mavic best goed dienst gedaan maar nu is het dus tijd voor een echt sterk achterwiel!
Heeft iemand ervaring met dit wiel soms?
http://www.bike4travel.nl/product_info. ... cts_id=258
Handgespaakt, 36 spaken en Deore LX zijn prima wat mij betreft, dus het ziet er goed uit. Maar voor ik het koop, misschien heeft iemand anders nog een goede sugestie?

[Leon]

Bike4travel is een goede wielbouwer die geen slechte spullen gebruikt, dat is het belangrijkste. Misschien is het een idee om ze gewoon eens met de telefoon op te bellen en advies te vragen. Als je dichter bij Groningen dan bij Rotterdam woont kun je Marten Gerritsen ook bellen, dat is ook een goede wielbouwer. Bovendien zijn de wielen op deze beide adressen niet exorbitant duur. Bij Marten moet je wel goed vragen naar de levertijd.

[hoogframe]

je kunt ook een tandemachterwiel zoeken en gebruiken, dus een wiel met 48 spaken (of 40 spaken).
bijvoorbeeld bij vittorio.nl kunnen ze je helpen (het staat niet op de site, maar ze hebben 48-spaaks wielen voor in hun tandems). ze zitten op loopafstand van station Heerhugowaard.
en soms staan er zulke wielen op marktplaats.nl (bijvoorbeeld een wiel uit een Koga Randonneur met 40 spaken).
succes! hoogframe

[Wim]

Meer spaken is sterker, maar....
1 Echte tandemwielen zijn ook breder (meestal 145 mm) en dat past niet zomaar in een gewoon frame.
2 De naven voor meer spaken zijn ofwel duur (echte 135 mm brede tandemnaven zoals van Phil Wood), of het zijn gewone naven met meer spaakgaten. Er waren (en zijn?) van Shimano betaalbare XT naven met 40 gaten. Probleem is dat de flenzen zelf niet groter en steviger waren (er zaten alleen meer gaten in), dus dat je al gauw van de regen in de drup belandde: geen spaakbreuk maar flensbreuk. Shimano heeft ooit ook goede echte 135 mm tandemnaven gemaakt - misschien heeft Vittorio er nog van liggen.

Een heel stijve en stevige velg helpt vaak nog het beste, samen met een zo breed mogelijke band (en een goede wielbouwer).

[math]

Een heel stijve en stevige velg helpt vaak nog het beste ...

Dit is mijns inziens onjuist. De denkfout die hier gemaakt wordt is dat een zwaardere rijder de velg zwaarder zou belasten. Dat is niet zo. Een zwaardere rijder ontlast de velg meer!! Daarom heeft het weinig zin om de velg stijver en steviger te maken, zolang de spaken maar de goede spaakspanning hebben en het aantal spaken groot genoeg is. Een 'gewone' velg is stevig genoeg, ook voor een zwaardere rijder.

Het vergt enige uitleg in sterkteleer en in de belasting van een wiel tijdens het rijden om dit duidelijk te maken. Voor wie wat wiskunde aan kan, kan ik dit artikel aanbevelen http://matheplanet.com/default3.html?article=1663 . De plaatjes daarin zijn ook zonder de wiskunde begrijpelijk en verhelderen mijn verhaal.

Stel je hebt een wiel wat gelijkmatig gespaakt is met de gangbare spaakspanning van 900 N in onbelaste toestand. Als dit wiel in een fiets wordt gezet met een rijder van 120 kg, en we nemen voor het gemak aan dat voorwiel en achterwiel gelijk belast worden, dan drukt op elke naaf een kracht van 600 N. De krachtsverdeling in een wiel is nu zo dat alle spaken over een hoek van ongeveer 300 graden hier weinig of niets van merken. Alleen de spaken over een hoek van 60 graden rondom het contactpunt met de weg merken deze belasting: ze worden gedeeltelijk ontlast. Deze ontlasting heeft een soort Gauss-verdeling : de spaken die aan weerszijden op 30 graden van het contactpunt liggen merken nog weinig ; de spaken die binnen een hoek van 15 graden aan weerszijden liggen krijgen een sterke ontlasting. Als vereenvoudiging kun je aannemen: alleen spaken over een hoek van 30 graden rondom het contactpunt 'dragen' de rijderslast. Bij een wiel van 36 spaken zijn er dus maar 3 spaken die samen de 600N als ontlasting verdelen, dus ongeveer 200N ontlasting per spaak. Zou je een wiel van 24 spaken hebben, dan voelen 2 spaken die ontlasting, dus ruwwweg 300N per spaak. Deze ontlasting kan een wiel waarvan de spaken met 900N voorgespannen zijn goed hebben.

Voor de velg is er helemaal geen sprake van een zwaardere belasting. Die wordt juist door een zwaardere rijder meer ontlast!

Voor een zwaardere rijder heeft het veel zin om het aantal spaken te vergroten, bv. 36 of 40 spaken in plaats van 32, want daarmee is de kans dat spaken te sterk ontlast worden kleiner.

Natuurlijk is ook de dynamische belasting van belang, maar hiervoor geldt hetzelfde verhaal. Ook die belasting leidt tot ontlasting van enkele spaken rondom het contactpunt en van de velg.

Een naïeve wielbouwer zou op het idee kunnen komen om de spaakspanning te verhogen voor een zwaardere rijder. Dat is dan een grote fout! Daarmee vergroot je juist de belasting op de velg en met name op de spaakgaten. Velgleveranciers geven daarom een maximum spaakspanning aan, vaak 1200N. Bij veel DT Swiss velgen staat deze op de velg gedrukt. Maar waarom zou je 1200N spaakspanning aanbrengen als 900N genoeg marge geeft?

Gescheurde velgen zijn een teken van te strak aangespannen spaken en niet van te weinig spaakspanning of een te zware rijder. Bij een lage spaakspanning in combinatie met een zware rijder breken de spaken door vermoeiing; met de velg zal weinig mis gaan.

Stijvere en stevigere velgen zijn dus zinloos. In feite zijn alle gewone velgen al stijf genoeg. De vervorming van de velg bij het contactpunt met de weg is de orde van enkele tienden van millimeters. Verhalen over 'soepele velgen' zijn onzin! Als een velg 1 millimeter zou vervormen bij het contactpunt met de weg zou de spaakspanning véél te laag worden. Geen enkele normale velg die onder 900N trekspanning van 24-40 spaken staat is soepel. Alle gevoelde souplesse komt van de banden!

Waarom zijn velgen voor trekkingfietsen dan zwaarder dan voor racefietsen en veel MTB's? Dit heeft deels een technische en deels een psychologische reden. Hoe groter de diameter van de band, hoe hoger de omtrekspanning (ketelformule), hoe dikker de zijwanden moeten zijn. Ook voor de zijdelingse stabiliteit van de brede band moet het velgbed verbreed worden. Er gaat dus meer materiaal in de velg. De psychologische component is dat veel mensen weinig begrijpen van belastingen en een zwaardere velg willen hebben bij een zware bepakking. En wat de klant vraagt, dat krijgt hij.

[raadt]

2 jaar geleden heb ik een Santos Travelmaster TM28 gekocht. Vanwege mijn gewicht (toen 120 kg; nu gelukkig dankzij fietsen iets minder) heb ik een 48 spaaks wiel erin laten zetten.
Tot op heden heb ik geen problemen met spaakbreuk. Had ik met mijn andere fietsen (stadsfietsen) wel.

[supermario]

Kester2wielers in wateringen levert voor 242 euro een achter wiel met 48 spaken.

Dit is een Multicycle wiel met een 48 gaats Multicycle industrie gelagerde naaf.

Mario

[supermario]

ter aanvulling: aan de kant van de cassette moet de spaak spanning altijd hoger zijn dan aan de linker kant.

Mario

[Wim]

Ik maak zeker niet de fout dat ik zou denken dat een zwaardere last de spaken aan de onderkant op de een of andere manier zou belasten. Er komt op het moment dat ze onder zitten inderdaad even juist minder spanning op te staan (en dan weer meer), maar van die wisseling gaan ze op termijn kapot. Als meer spaken niet mogelijk of te duur is, heeft een stijvere velg het voordeel dat hij de lastwisselingen meer verdeelt. Dat is ook precies wat je in de conclusie van het geciteerde artikel kunt lezen.

[math]

Als meer spaken niet mogelijk of te duur is, heeft een stijvere velg het voordeel dat hij de lastwisselingen meer verdeelt. Dat is ook precies wat je in de conclusie van het geciteerde artikel kunt lezen.

Ik betwijfel of dat in de conclusie staat. Waar dan?

De stijfheid van de velg is verwerkt in de parameter psi (vergelijking 27). Daaronder staat
...which is the ratio between spoke stiffness kR and rim stiffness \frac{EI}{R^3}. If \psi were approximately 1, both rim and spokes would contribute to the total stiffness of the wheel in the same magnitude, and if \psi were significantly less than 1, the rim would be dominant. But in reality it turns out that \psi is extremely large. Real values appear to range between 500 and 2000.
Therefore, it is safe to say that with real bicycle wheels, even the modern ones with high profiles, it is mostly the spokes that define the stiffness of the wheel as a whole.

De stijfheid van de velg speelt dus vrijwel geen rol meer door de stijfheid van de voorgespannen spaken!

Wat wél in de conclusie staat is de invloed van een opgepompte band op de verdeling van de spaakspanningen. De meeste vorige berekeningen (zie de literatuurlijst van het artikel) beperken zich tot een contactvlak van een naakt wiel. Dat is een soort puntbelasting. De auteur, Thomas Puls, heeft eerder een model voor het contactvlak van een band ontwikkeld en dit model toegevoegd aan de berekening van de spaakspanningen. Door een band wordt het contactvlak met de weg verbreed tot enkele centimeters. Dan blijkt dat een band ook de spanningspiek van de spaken iets verbreedt en verlaagt.

[Leon]

Je schatting van de te adviseren spaakkrachten gaat volgens mij een beetje mis. Je zegt het zelf dat het niet klopt dat voor- en achterwiel hetzelfde belast worden. Die aanname vind ik te grof. Dat wordt nog erger als er tassen mee gaan, die zitten meestal 100% achter. Het wordt nog vervelender als je een paraplu gespaakt derailleurachterwiel beschouwt. Daarvan is de spaakspanning rechts vaak bjina het dubbele van die links, noodzakelijkerwijs. Vervolgens heb je hobbels in de weg en als klap op de vuurpijl heb je aandrijfkrachten. En dan hebben sommigen schijfremmen.
Het resultaat van de schatting wordt dan al heel snel dat je rechtsachter de maximale spaakspanning hard nodig hebt om te voorkomen dat de spaken tijdens het rijden zo ver ontlast worden dat vermoeiïng een probleem wordt.

Gelukkig ben je het er allemaal mee eens want je schrijft: "Als een velg 1 millimeter zou vervormen bij het contactpunt met de weg zou de spaakspanning véél te laag worden." Een velg moet dus stijfheid hebben.

Het staat ook in de conclusions: "The softer the rim by comparison, the narrower are the alternating spans of relieved and increased pretension."

[Travelmaster]

En ja, die velg van bike4travel kun je prima gebruiken.

[math]

Je schatting van de te adviseren spaakkrachten gaat volgens mij een beetje mis. Je zegt het zelf dat het niet klopt dat voor- en achterwiel hetzelfde belast worden. Die aanname vind ik te grof. Dat wordt nog erger als er tassen mee gaan, die zitten meestal 100% achter. Het wordt nog vervelender als je een paraplu gespaakt derailleurachterwiel beschouwt. Daarvan is de spaakspanning rechts vaak bjina het dubbele van die links, noodzakelijkerwijs. Vervolgens heb je hobbels in de weg en als klap op de vuurpijl heb je aandrijfkrachten. En dan hebben sommigen schijfremmen.
Het resultaat van de schatting wordt dan al heel snel dat je rechtsachter de maximale spaakspanning hard nodig hebt om te voorkomen dat de spaken tijdens het rijden zo ver ontlast worden dat vermoeiïng een probleem wordt.

Ik vond mijn verhaal al aan de lange kant en heb vast veel niet genoemd. Laten we proberen hoofdzaken en bijzaken te scheiden.
Belasting voorwiel-achterwiel. Inderdaad wordt het achterwiel zwaarder belast en zijn de spaken aan niet-aandrijfkant minder strak aangespannen. Ik denk niet dat dit een factor 2 oplevert.
Aandrijfkrachten. Deze worden over alle achterwielspaken verdeeld, waarbij de helft (trekspaken) een extra belasting ondervinden en de andere helft (duwspaken) ontlast worden. De krachten zijn in de orde van 250N per spaak. Omdat op de trekspaken de belasting wordt verhoogt, is het verstandig om de statische spaakspanning op ongeveer 900N te houden. Zware mensen (>100 kg) zijn in het algemeen geen atletische mensen. Ik zie daarom niet waarom een stijvere velg nodig is.
Schijfremmen : hiervoor geldt hetzelfde als voor aandrijfkrachten. Lichte of zware rijder speelt geen rol voor het remeffect op de spaken, wel op de remweg.
Hobbels, kuilen, schokken : repeterende krachtwisselingen zijn veel belangrijker voor vermoeiing dan incidentele pieken.

Gelukkig ben je het er allemaal mee eens want je schrijft: "Als een velg 1 millimeter zou vervormen bij het contactpunt met de weg zou de spaakspanning véél te laag worden." Een velg moet dus stijfheid hebben.

Je haalt de zin uit de context en draait de boel om. Ik schreef dat 'soepele velgen' onzin zijn als het over goed gespaakte wielen gaat. Als je op een ongespaakte velg drukt, dan kun je zeker verschil merken tussen platte velgen en hoge velgen. Je kunt zo'n platte velg misschien wel een centimeter indrukken. Maar als die velg ingespaakt is met de goede spaakspanning kun je hem hoogstens enkele tienden van millimeters indrukken. Het zijn de spaken die de wielstijfheid bepalen, niet de velg. Ik schreef ook : een 'gewone' velg is stijf genoeg. Met 'gewoon' bedoel ik de nu gangbare aluminium velgen met holle kamers.

Het staat ook in de conclusions: "The softer the rim by comparison, the narrower are the alternating spans of relieved and increased pretension."

De quote is een samenvatting van de laatste 4 figuren van het artikel, vlak boven E. Summary of Results. Inderdaad tonen de figuren een bredere en lagere piek voor stijvere velgen. Maar het is moeilijk om de moderne velgen op de psi-schaal te positioneren om een gevoel te krijgen voor de verschillen. Toen het artikel verscheen heb ik de auteur gevraagd om typische waarden. Hij antwoordde mij dat hij nauwelijks waarden had, behalve voor de Rolf Vector Pro (psi=450) en ZIP808 (psi=30-50). Dat zijn smalle, hoge velgen voor tijdritfietsen. Het is dan aannemelijk dat we voor MTB- en trekkingvelgen praten over psi-waarden in de orde van 1000-2000. De verschillen in piekbreedte zijn klein en de effecten van de banden zijn groter.

[supermario]

We kunnen hier wel een hele academische theorie opbouwen, maar ik kijk liever naar de praktijk.

Hoe meer spaken in het wiel, hoe meer de belasting verdeeld wordt over die spaken en dus minder kans op spaak breuk. Aangezien er maar max 48 gaats naven zijn, moet je dus gewoon een achterwiel bouwen met 48 spaken. Dit kost wel een paar honderd euro, maar dan ben je wel de eerste 10 jaar van veel problemen af.

Mario

[Travelmaster]

Nou, dat hangt ook een beetje van de flenzen van de naaf af. Als die 48 gaatjes heeft die te dicht op elkaar zitten, worden die flenzen als het ware geperforeerd en scheuren ze daar.

Maar 36-40 spaken moet voor een gewone fiets met een zware gebruiker over het algemeen toch wel volstaan?

[captain_fabulous]

Wiel is bestelt bij de Vakantefietser, als Hilversummer is dat handiger dan Bike4Travel.

Bedankt voor de sugesties hier, maar ik denk als ik alles afweeg ook dat 36 spaken me zouden moeten houden, dus ik ga daar voor. Wel met een asje van Santos ipv de Deore LX, dat vond Eric beter voor een zware jongen
Kost niet heel veel meer, en is extra stevig kennelijk, en als ik dan toch een duur wiel koop, maken die twee tientjes extra niet zoveel meer uit...over een aantal jaar uitgesmeerd....

[Travelmaster]

Klinkt als een zinvolle keuze.

[Gerard4t]

Ik rij op vakantie met een aanhanger, een BOB Dat geeft een zware belasting op het achterwiel: door het heen en weer bewegen van de fiets ontstaan torsiekrachten die uiteindelijk vertaald worden door een sterk wisselende belasting op de spaken (en naaf en velg). Mavic's voor ATB's met 36 spaken gaven al snel de geest evenals andere, conventionele betere wielen. Wat nu al jaren meegaat zijn shimano wielen met maar 16 spaken, waarbij de kop van de spaak in de zijkant van de velg zit en de schroefdraad met nippel in de flens. Een onverwoestbaar systeem blijkbaar. Te goed, want het wordt niet meer geproduceerd, helaas. (Of ik moet mij vergissen).

[Travelmaster]

Dat systeem ken ik niet.. heb je een plaatje?

[gyorpb]