Alai

Trail Mix Voor Gravel Bikes

Ik heb dit artikel geschreven om uit te leggen waarom we onze eigen Rodriguez lichtgewicht disc vork hebben moeten ontwikkelen.

OK, als je hier bent, is dat omdat je meer wilt weten over fietsontwerp dan veel professionele fietsontwerpers. Het ontwerpen van een fiets of een vork waarin brede banden en spatborden passen lijkt eenvoudig genoeg, maar dat is het niet. Ontwerpen voor deze criteria, met behoud van de gewenste rijeigenschappen, comfortabele pasvorm, en behoud van veiligheid is iets dat veel mensen (zelfs in onze branche) verbijstert. De sleutel tot een goed ontwerp begint hier bij de vork. Als u deze relatie kunt begrijpen, zult u de Rodriguez-benadering van deze details waarderen.

Ik bevind me dagelijks in de positie dat ik deze relatie moet uitleggen. Klanten willen vaak een specifieke vork (of ander onderdeel) dat misschien niet goed werkt voor hun beoogde gebruik of fietsmaat. Of het nu gaat om een nieuw kapsel, wielmaat of fietsonderdeel, reclame heeft een manier om een sterk verlangen van de consument naar iets nieuws te creëren zonder de consument voor te lichten over de andere uitdagingen die zich voordoen bij het gebruik van dat ontwerp. Ik streef ernaar die informatie te verstrekken, zodat consumenten een weloverwogen beslissing kunnen nemen. De relatie tussen handling, rake, trail, teen clearance en wielmaat is een moeilijk concept om uit te leggen, maar ik zal de uitdagingen illustreren waarmee fietsontwerpers in 2019 worden geconfronteerd.

Voreerst zijn er een paar termen die je zult moeten kennen. Deze 5 dingen spelen allemaal samen om te bepalen hoe je fiets ook zal sturen en of je ruimte zult hebben voor grote banden, spatborden en voeten.

1. Wiel-/banddiameter – In de industrie noemen we het wielmaat, maar we zouden het banddiameter moeten noemen. De totale diameter van het wiel / de band varieert, afhankelijk van de breedte van de gemonteerde band. Dit beïnvloedt het fietsontwerp meer dan je zou denken.
2. Teenruimte (Overlap) – Zal je voet hinderen bij het draaien van het voorwiel met de band gemonteerd. Er zijn verschillende minima voor verschillende framematen. Dit aantal neemt toe met 10 mm als spatborden worden gebruikt op de fiets. Vuistregel – Meer teenruimte is altijd beter. Dit wordt gemeten van het midden van de pedaalas tot de buitenkant van de band.
3. Trail – De afstand die de as volgt op het snijpunt van de stuuras met de grond. Een groter getal maakt dat de fiets langzamer stuurt. Een trage besturing is als een semi-truck, en een snelle besturing als een MGB. De meeste mensen houden van de wegligging van een middelgrote sedan. Voor de meeste wegritten is 60mm ideaal (onze middelgrote sedan).
4. Fork Rake – Offset die de vorkuiteinden vóór de stuuras plaatst. Een grotere stuuruitslag zorgt voor een sneller stuurgedrag, maar is niet de enige bepalende factor.
5. Balhoofdbuishoek – De hoek waarin het frame de vork ten opzichte van de grond houdt (ook wel stuuruitslag genoemd). Het steiler maken van de balhoofdhoek zal het wiel dichter bij de rijder brengen, het losser maken zal het van de rijder af bewegen. De balhoofdbuishoek op zich bepaalt niet hoe een fiets zal sturen. Het trailnummer is de bepalende factor.

The Issue
Als mensen hebben gevraagd om bredere en bredere banden met spatborden (vooral onvergeeflijke metalen spatborden) moesten de ontwerpparameters voor het frame en de voorvork veranderen of mensen zouden gevaarlijke hoeveelheden teenoverlap hebben. Voorvorken uit het verleden zijn over het algemeen ontworpen met 40 tot 45 mm sporing. Het ideale spoor voor de meeste wegritten is 60 mm. Dat is het getal waar wij naar streven.

Tijd voor een paar illustraties:
Voor onze voorbeelden zal ik een 56cm frame ontwerp gebruiken met de juiste bovenbuis lengte voor drop (weg) stuur. Minimale teenvrijheid van 80mm is vereist voor deze maat, ervan uitgaande dat de toevoeging van spatborden in de toekomst tot de mogelijkheden behoort. Laten we ook aannemen dat deze klant een specifieke carbon vork in gedachten heeft die hij zou willen gebruiken.

Voorbeeld 1a: toont een standaard 700c x 28mm band/wiel combinatie met 45mm in vorkhoek en een balhoofdhoek van 70,5°. Dit is een veel voorkomende set-up op moderne 700c-fietsen, aangezien carbon gravelvorken in de productie alleen verkrijgbaar zijn met een vorkhoek van 45~47 mm. De 45mm rake zou een balhoofdhoek vereisen die steiler is dan 70.5° om de naloop op 60mm te zetten, maar in dit ontwerp vereist de teenvrijheid dat we de naloop opofferen voor veiligheid en de balhoofdhoek verslappen om het wiel naar buiten te verplaatsen. Hoe kleiner het frame, hoe meer er opgeofferd moet worden.

Problemen:

• Spoor nummer is 72.7 (niet ideaal van 60mm)
• Teen speling voldoet net aan de minimaal aanvaardbare speling van 80mm. Als de berijder bredere banden dan 28mm met spatborden wil gebruiken, zal hij een teenoverlapping hebben.

Voorbeeld 1b: laat zien wat een makkelijke oplossing zou moeten zijn voor de problemen die zich voordoen. We verhogen de vorkspeling gewoon tot 55 mm en viola! Het naloopgetal daalt tot een uitstekende 61 mm, en de teenoverlapping daalt tot een zeer acceptabele 90 mm. Dit is de reden waarom we onze eigen Phinney Ridge lichtgewicht vork hebben ontwikkeld.

Merk op dat het verhogen van de vorkhoek altijd het naloopgetal zal verlagen en het sturen van een fiets zal versnellen. Het zal ook het wiel naar voren verplaatsen, weg van de berijder.

Probleem:

Alle lichtgewicht vorken op de markt hebben maar 45mm tot 47mm spoorbreedte. Zelfs als ze ruimte hebben voor brede banden en spatborden, werkt de geometrie niet voor de gewenste handling.

Nu naar 2019

In 2019 wordt een 28mm-band als smal beschouwd (nooit gedacht dat ik dat zou horen). Laten we dus eens onderzoeken wat er gebeurt als we dezelfde fiets ontwerpen voor een 700 x 38mm band. Wat moeten we doen om deze bredere (en hogere) banden in het fietsontwerp te passen en rijgedrag, teenvrijheid en pasvorm te behouden? Het verlengen van de bovenbuis zal de reikwijdte van de fietser tot het stuur in de war sturen, dus dat is uit den boze. Bedenk wel: een grotere banddiameter vergroot altijd de sporing van een fiets. De industrie heeft deze trend nog niet ingehaald en heeft de carbon vorkverdraaiing vergroot. Aangezien we de vorkhoek op een carbon vork niet kunnen veranderen, moet een ontwerper, om ruimte te maken voor de grotere banden, de balhoofdhoek verslappen. Dit zal het wiel naar buiten brengen om de speling te vergroten, maar ook de sporing aanzienlijk vergroten. De fiets zal traag sturen met een hoog naloopgetal. Een betere oplossing is om de vorkhoek te vergroten en de naloop te verkleinen, maar met moderne lichtgewicht vorken is dit niet mogelijk. Dit is de reden waarom wij het nodig vonden om onze eigen lichtgewicht vork te ontwerpen.

Laten we eens kijken wat een ontwerper moet doen.

Voorbeeld 2a: laat een 700c x 38mm band/wiel combinatie zien met 45mm vorkspeling. Om dit te laten werken, ‘verslappen’ fabrikanten het balhoofd en de stuuruitslag. Hierdoor komt het wiel verder van de fiets te staan en blijft de passing hetzelfde, maar het sturen gaat trager. Dit is heel gebruikelijk bij gravelmotoren in vele lijnen. Zonder de mogelijkheid om de helling van de vork te vergroten, is dit de enige optie die ze hebben op fietsen van deze maat en kleiner. Hoe kleiner het frame, hoe slapper de balhoofdhoek moet zijn.

Problemen:

• Trail nummer verhoogd tot 83mm (trage besturing)
• Toe clearance voldoet aan de minimaal aanvaardbare speling van 80mm, maar ten koste van de besturing.

Voorbeeld 2b: dezelfde set-up met onze Phinney Ridge lichtgewicht disc vork gemonteerd. De 55 mm rake stelt ons in staat om uitstekende rijeigenschappen en pasvorm te behouden, en toch de minimale speling van 80 mm te hebben. In feite hoefden we niets aan het ontwerp te veranderen behalve de bredere banden te monteren.

Probleem:

Hetzelfde probleem als voorheen: De industrie heeft deze trend van echt brede banden met spatborden niet ingehaald. Ze maken en adverteren nog steeds ‘gravel bike’ vorken met onvoldoende helling voor de toe clearance en handling eisen.

Enter the Smaller Wheel

Dus wat doen we voor fietsen kleiner dan deze 56cm (medium) framemaat? Nou, al bijna 50 jaar pleiten we voor kleinere wielen voor kleinere framematen. Tot voor kort was dit een moeilijke verkoop, en velen in de industrie dreven de spot met ons en zeiden dingen als “kleinere wielen zijn trager”. De acceptatie van de 650b (of 27,5″) wielmaat maakt het kleinere wiel eindelijk cool. Nu is het geen probleem meer om iemand een kleiner wiel aan te bevelen voor een beter presterende fiets. Laten we eens kijken naar dezelfde fiets die ontworpen is voor 650b wielen met 38mm banden en zien hoe een kleiner wiel het rijgedrag kan verbeteren en de teenruimte kan vergroten, zelfs met een 45mm hark in de vork.

Voorbeeld 3a: toont een 650b x 38mm band/wiel combinatie met 45mm hark in de vork. Een wiel met een kleinere diameter verlaagt altijd het volgnummer en vergroot de speling. In dit geval stelt het kleinere wiel ons zelfs in staat om de balhoofdhoek wat steiler te maken, en de trail te verlagen met behoud van acceptabele teenruimte. Deze combinatie presteert vrij goed, tenzij de rijder nog bredere (hogere) banden wil gebruiken.

Problemen:

• Maximale veilige bandbreedte met spatbord is 38mm
• In 2019 willen veel mensen de optie om tot 54mm banden te kunnen gebruiken

Voorbeeld 3b: toont dezelfde set up met onze Phinney Ridge lichtgewicht disc vork geïnstalleerd. Nu kunnen we de balhoofdhoek op 70,5° laten staan. Zoals u kunt zien, hebben we nu een uitstekende sporing van 58,5 mm, en veel meer speling ten opzichte van de teen. Dit stelt ons in staat om nog grotere banden te monteren zonder dat er teenoverlapping ontstaat.

Probleem:

Zelfs met het kleinere wiel moet de vork 55mm overhellen om het gewenste stuurgedrag te krijgen. Nogmaals, de industrie zit nog steeds vast in de 45 ~ 47 mm helling van het verleden en daarom zullen de meeste lichtgewicht vorken niet goed voldoen aan de behoeften van de klant.

Nu voor echt brede banden

Laten we zeggen dat onze klant deze fiets wil gebruiken als een gravel bike met 2.125″ (54mm) banden. Ze willen ook in staat zijn om spatborden te gebruiken met deze banden, dus onze 80 mm teenspeling minimum staat nog steeds. Dit is heel gebruikelijk in 2019. Vergeet niet dat bredere banden resulteren in een grotere diameter wiel, dus handling en toespeling moeten worden overwogen tijdens het ontwerpproces.

Deze getallen zullen je bekend voorkomen. Een 650b x 54mm band heeft bijna dezelfde diameter als een 700c x 38mm band. Dus moeten dezelfde compromissen worden gesloten.

Voorbeeld 4a: toont een 650b x 54mm band/wiel combinatie met 45mm vorkspeling. De bredere banden resulteren in een wieldiameter die bijna even groot is als de 700 x 38mm band. De balhoofdhoek moet worden verslapt om de min. toespeling te halen ten koste van het spoor. Deze fiets stuurt veel trager.

Probleem:

• Hoog trailgetal resulteert in trager sturen dan de klant wenst

Voorbeeld 4b: toont dezelfde set-up met onze Phinney Ridge lichtgewicht disc vork gemonteerd. Nu kunnen we de balhoofdhoek op 70,5° laten staan. Met geen enkele verandering door de smallere banden, zal deze fiets responsief sturen, en veel teenruimte bieden.

Probleem:

Je kunt het thema hier zien. Het gebrek aan lichtgewicht vorken met voldoende speling betekent dat we ofwel onze nieuwe vork gebruiken, of de fiets stuurt als een semi-vrachtwagen.

Nog een ding om te overwegen

Voor de klant die echt brede banden wil en op een 56cm frame of kleiner past, is er nog een andere wielmaat die moet worden overwogen. We gebruiken altijd 26″ wielen op fietsen als deze, en dat hebben we altijd gedaan. 26″ is de meest voorkomende wielmaat op de planeet, en een gravelbike die op echt brede banden met spatborden rijdt, kan met deze maat beter presteren. Laten we eens een snelle blik werpen op het ontwerp hieronder. Merk op dat 26″ x 54mm eigenlijk een grotere wieldiameter is dan 650b x 38mm.

Voorbeeld 5a: toont een 26″ x 54 mm band/wiel combinatie met een carbon voorvork die 45 mm vorkhoek heeft. De balhoofdhoek moet een klein beetje losser worden gezet voor de minimale speling, maar het spoornummer is nog steeds acceptabel. Deze fiets zal goed sturen en de berijder zal voldoende teenvrijheid hebben. Voor een kleinere framemaat, zouden we meer vorkhoek willen, anders zal het rijgedrag eronder lijden.

Probleem:

• Voor een kleinere framemaat, zou het rijgedrag moeten worden opgeofferd voor teenspeling
• Terwijl 26″ wielmaat uit de gratie is geraakt bij sommigen in de industrie, als de banden breder blijven worden, voorspel ik een snelle comeback.

Voorbeeld 5b: toont dezelfde set up met onze Phinney Ridge lichtgewicht disc vork gemonteerd. Let op de perfecte trailnummers en de ruime toespeling. Deze fiets stuurt prachtig en de klant kan zelfs bredere banden gebruiken als hij dat wil. Deze maat is ook zeer geschikt voor mensen die op kleinere frames dan 56cm rijden.

Problemen:

• Vorken met 55mm spoorbreedte die voorzien zijn van spatbord- en bagagedragerbevestigingen en veel ruimte voor banden en spatborden zijn moeilijk te krijgen.
• Wielmaat 26″ is uit de gratie gevallen bij sommigen in de industrie, als banden breder blijven worden, voorspel ik een snelle comeback.