De buizen van het frame.
- Manuel Gort
- 3 minuten.
- buizen, constructie, fiets, fietsen, frame, frameconstructies
De buizen van het frame vormen het skelet van een fiets en spelen een essentiële rol in de prestaties, duurzaamheid en het algemene ontwerp van het voertuig. Het frame bestaat meestal uit verschillende buizen van verschillende vormen en maten, elk met een specifieke functie.
De bovenbuis verbindt de bovenkant van de balhoofdbuis met de zitbuis en draagt bij aan de algehele stijfheid van de fiets. De onderbuis loopt van het bracket naar de balhoofdbuis en draagt bij aan de torsiestijfheid.
De zitbuis bepaalt de positie van het zadel en beïnvloedt de rijpositie, terwijl de liggende achtervorken de achterwielplaatsing en wielbasis bepalen, wat invloed heeft op de stabiliteit en wendbaarheid.
Het bracket draagt de trapas en cranks en is cruciaal voor de overdracht van de trapefficiëntie naar de aandrijflijn. De balhoofdbuis huisvest de stuurbuis en vormt de verbinding tussen het frame en de voorvork, waardoor het stuurgedrag wordt beïnvloed.
De keuze van materialen, zoals staal, aluminium, carbon of titanium, beïnvloedt het gewicht en de sterkte van het frame. Elk materiaal heeft zijn eigen eigenschappen en prijskaartje. De geometrie en buisvormen worden aangepast voor specifieke fietsdoelen, zoals racefietsen, mountainbikes of stadsfietsen.
Het ontwerp en de constructie van het frame zijn van cruciaal belang voor de prestaties en het comfort van de fietser, en spelen een sleutelrol in het uiteindelijke karakter van de fiets.
Het klassieke frame bestaat uit:
- De balhoofdbuis.
- De bovenbuis.
- De onderbuis.
- De zitbuis.
- Het bracket (waar de trapas in zit).
- De liggende achtervork.
- De achterpatten.
- De staande achtervork.
Sterke stijve verbinding.
Het frame moet een sterke stijve verbinding realiseren tussen bracket, balhoofd, zadelstrop en achterpatten. Door de twee driehoeken in het frame worden de framebuizen vooral op trek en druk belast. Alleen door trapkrachten op het bracket en de torsiekrachten op het balhoofd worden de buizen ook op buiging en wringing belast. Door de krachten op het frame zal deze de neiging hebben op drie manieren te vervormen:
In verticale richting zal het frame doorbuigen. Een grote stijfheid in verticale richting maakt het frame minder comfortabel. Vering in deze richting in zelfs gewenst. In deze richting hoeft het frame dan ook niet stijf te zijn.
Het bracket.
Het bracket zal de neiging hebben om zich uit het framevlak te bewegen. Bij een niet stijf frame zal het bracket veel meer naar rechts uitwijken door de kettingkracht en het aanzetten van het linkerbeen. Hierdoor kan de ketting tegen de voorderailleur komen. Het is niet bekend of de zijdelingse beweging van het bracket ook energie verliest en hoeveel dat dan is. Op het eerste gezicht lijkt het erop dat het zijdelings wegduwen van het bracket onnodig kracht verspilt. Voor het zijdelings wegduwen van het bracket is energie nodig. Deze energie wordt echter in het frame opgeslagen. Wat er vervolgens met deze energie gebeurt is niet bekend.
Het zou kunnen dat die omgezet wordt in warmte, het zou ook kunnen dat die energie weer afgegeven wordt en gebruikt om de fiets uiteindelijk aan te drijven. Vooral bij racefietsen met lichtgewicht frame kan de bracketstijfheid gering zijn. Als de wanddikte van de framebuizen teruggebracht wordt zonder de vorm van het frame te veranderen, zal de bracketstijfheid van het lichte frame lager zijn. Dit is te verbeteren door een zwaarder frame, een frame met grotere buisdiameters of door de framebuizen bij het bracket in dwarsrichting ovaal uit te voeren.
Rijgedrag.
De balhoofdbuis zal verdraaien ten opzichte van de achterpatten. Hierdoor kan het rijgedrag nadelig beïnvloed worden. Vooral bij zwaar bepakte fietsen en bij hoge snelheden kan een slap frame in deze richting in een hinderlijke laagfrequente trilling komen. Bij gewone stadsfietsen speelt stijfheid geen rol. Door de constructie en gebruik van dikwandige stalen buis zijn de frames van deze fietsen voldoende stijf. Kritisch is de stijfheid van lichtgewicht raceframes (zowel de torsiestijfheid als bracketstijfheid), damesframes (de torsiestijfheid) en tendemsframes (de torsiestijfheid). Onder normale omstandigheden is het frame voldoende sterk en zal het niet kapot gaan. Door extreme belasting zoals botsingen, valpartijen en vandalisme kan het toch kapot gaan. Het frame is het meest kwetsbaar bij de balhoofdbuis, het bracket en de achterpatten.
