vrijdag 17 januari 2014

VeloTilt en stabiliteit


Eén van de meest besproken aspecten van een velomobiel is de stabiliteit. Niet zo vreemd omdat de stabiliteit vooral in grenssituaties heel snel verandert en de gevolgen heel vervelend zijn. Vooral op hogere snelheden kunnen relatief kleine koersveranderingen de stabiliteit zodanig beïnvloeden dat omslaan het gevolg is.
Dit omslaan verloopt meestal razendsnel en onverwacht. Rij je 40 km/u op een brugdek met dwarse beplanking dan is een zijwaartse dribbel van het achterwiel van minder dan 10 cm al voldoende om een Quest op twee wielen te krijgen.

Heb je de pech dat er tijdens het omslaan een lantaarnpaal of een andere verkeersdeelnemer in beeld komt, dan kunnen de fysieke gevolgen rampzalig zijn. Ingewijden kunnen zich de 'horrorstory' van Kees van Malssen zeker nog herinneren.

In de werkplaats van Velomobielonderdelen.nl in Enkhuizen komen zeer regelmatig schades binnen. Van de tien schadegevallen hebben er 7 tot 8 te maken met een - vaak enkelzijdige - aanrijding. 2 tot 3 gevallen zijn schades door omslaan. Keer op keer melden de fietsers dat zij volkomen verrast werden door het omslaan. Lichamelijk letsel, zeker met een racekap op, is gelukkig niet vaak aan de orde. Ego en portemonnee lopen wel een forse deuk op.

Met veel ervaring is wel aan te voelen of een velomobiel gaat omslaan, zeker als je je bewust in grenssituaties waagt. De mannen van Velomobiel.nl zijn in staat om tijdens wedstrijden in snelle bochten het wiel aan de binnenkant van de bocht vlak boven het wegdek te laten zweven. Zelf heb ik nu zeker meer dan 100.000 km met de Quest afgelegd en ben nog nooit omgeslagen. Wel een aantal keren dicht in de buurt geweest. Dat zijn leermomenten, zij het wel angstige.

Bij een gewone velomobiel neemt de stabiliteit af doordat het zwaartepunt zich tijdens het omslaan omhoog beweegt. De band in de buitenbocht krijgt meer druk te verwerken en zal niet wegslippen. De velomobiel struikelt als het ware over de eigen buitenband.

Wil je met een tweewieler bijv. een linkerbocht maken, dan stuur je eerst naar rechts. De fiets 'valt' naar links en dit wordt opgevangen door de linkerbocht in te sturen. Dit proces verloopt volledig op het gevoel en beheerst iedere Nederlander al vanaf zijn of haar kleuterjaren. Bij de VeloTilt gebeurt precies hetzelfde. Een tweewieler kent evenwel limieten. Ga je te hard door de bocht, dan zullen de banden de toegenomen slipneiging niet kunnen weerstaan en ga je onderuit.

Nu de VeloTilt. Deze gedraagt zich als ook een tweewieler. De beide achterwielen hebben rechtopstaand een spoorbreedte van 68 cm. Dat is 7 cm meer dan de Quest. Gaat de VeloTilt de bocht in, dan kan deze een helling tot 45 graden aan. Bij die helling staan de achterwielen maar liefst 93 cm uit elkaar. De VeloTilt zet zich dus schrap in de bocht. Zoals ik hierboven schreef verplaatst het zwaartepunt van een velomobiel zich omhoog als omslaan dreigt of al ingezet is. De VeloTilt verplaatst zijn zwaartepunt juist omlaag tijdens het kantelen. Rechtopstaand ligt het draaipunt van de achterwielen op 34 cm boven het wegdek. Bij 45 graden helling is dit 28 cm, 6 cm lager dus.

Proeven met de 40 cm brede Munzo TT van Bram Smit hebben al geleerd dat ook deze smalle variant van de tilting trike niet uit de bocht vliegt. Een belangrijk voordeel van het VeloTilt principe is dat als er één achterwiel van de weg afraakt, dit geen nadelige gevolgen zal hebben. Het wiel dat van de weg afraakt zal omlaag gaan, het wiel op de weg omhoog. De body van de VeloTilt blijft gewoon rechtop. Gebeurt dit bij een normale velomobiel, en een verlaging van 10 cm is al genoeg, dan kennen we de gevolgen, omslaan.

Tekening: teamlid Piet Kunis

18 opmerkingen:

Rudolf Kooistra zei

Dag Wim
Zou 45 graden voldoende zijn?
Het weggedrag gaat straks lijken op onder of overstuur.
Waarbij veel zaken van belang zijn in het grensgebied.
Vering en demping,achter wel voor niet,soort rubber,bandenspanning,hoeveelheid rubber,zwaartepunt rijder en velotilt als geheel.t.o.v.het rubber op de weg voor en achter.
Maar wie gaat zo ver dat je in het grensgebied terecht komt?
Met vuil of nat wegdek kan het snel maar bij normale grip?
Tenzij je je op een bocht verkijkt natuurlijk en er veel te snel in gaat.
Er staat een film op YouTube, er is een Birk POB in beeld,gefilmd vanuit een Mango,ook tijdens afdalingen,wil je het snelheidsvoordeel in langgerekte bochten benutten van de POB dan moet je aardig te keer gaan.
Een auto is ook wendbaarder dan een motorfiets,omdat je op elk moment aan je stuur kunt draaien zonder te hoeven wachten op kantelen,zwaartepunt verplaatsingen.
Een heel verhaal..ik verwacht geen wegliggingsproblemen voor de velotilt,de beleving is geheel anders,verder is de stroomlijn natuurlijk niet te vergelijken met de gangbare velomobielen en zal hij vermoedelijk tot de allersnelste gaan behoren.
We gaan het allemaal zien,gelukkig zijn er mensen die een dergelijk iets ontwikkelen,scheelt ons een hoop werk ha ha.
Succes
Rudolf

Adri Manhave zei

Goede en logische verklaring! Ziet er zeer veelbelovend uit, ook op slechter en hobbelig wegdek.
Begin razend benieuwd te worden naar de eerste testen met het prototype.........

Groeten, Adri.

Wijnandt zei

Wie is niet benieuwd? We zitten allemaal op het vinketouw :-)
En sommige mensen willen nu al de portemonnee trekken...

Michael Greene zei

Hallo Wim,
  Ik vroeg me af wat de tilt zal voelen als bij lage snelheden wanneer het oplopende een heuvel.

Zal de ruiter moeten de anti-tilt rem inschakelen om de kanteling te zetten in een solide trike?

Als het antwoord ja is, dat betekent dat de ruiter moet de rem ontgrendelen wanneer hij bereikt de heuvel, zodat het kantelmechanisme opnieuw begint te werken. Ik denk dat misschien sommige mensen misschien vergeten om de rem te ontgrendelen en raakte een bocht aan de voet van een heuvel verwacht dat de tilt erbij zijn als natuurlijk zou het niet zijn.

Hoe heeft Google doen het vertalen van deze nota aan Nederlands?

cheers,
Michael Greene

Hi Wim,
I was wondering what the tilt will feel like at slow speeds when it is ascending a hill.

Will the rider need to engage the anti-tilt brake to convert the tilt to a solid trike?

If the answer is yes, that means the rider will have to unlock the brake when he reaches the hill top so that the tilting mechanism starts working again. I'm thinking that perhaps some people might forget to unlock the brake and hit a curve at the bottom of a hill expecting the tilt to be there when of course it would not be.

How did Google do translating this note to Dutch?

Cheers,
Michael Greene

Wim Schermer zei

Hi Michael,
If you go 3 to 4 km/h you can already unlock. I think that I can go unlocked up to 10% of climb.
If you are tired you can lock the bike and go up like every other velomobile.
I don't think you will forget to unlock if you go downhill. Driving locked feels a bit like taxiing.

Forget the Google translation for responding. The Dutch can read English better than the translated version :)
Best regards,
Wim

Adri Manhave zei

Hi Michael,

If the tilt can be unlocked at 3 to 4 km/h as Wim says, then it wouldn't be necessary to lock it in ascents. On my commute I have a few 13% ascents, even there I keep the speed up at 6 to 7 km/h.

Greetings, Adri.

velofan zei

Hoi Wim,

Je schrijft: de Velotilt gedraagt zich als een 2-wieler. Nu zijn 2-wieler met stroomlijn bij hardere wind niet veilig om mee te rijden en heb je alsnog groot risico op omslaan of het onhandelbaar worden van de fiets.
Hebben jullie daar een oplossing voor?

Groet, Richard

Wim Schermer zei

Richard,
Wij hebben nog niet met de VeloTilt gereden, laat staan met harde wind. Wij hopen dat de VeloTilt zich beter gedraagt dan een tweewieler. Dat zou best wel kunnen omdat de achterkant flink hoger is.
Daar zitten wel immers twee wielen.
Maar eerlijk is eerlijk, we weten het nog niet.
Groeten,
Wim

Driewieler Hoorn zei

Er is nog een voordeel dat verder niets te maken heeft met snelheid of direct comfort. Doordat de wielen nu niet te maken krijgen met zijdelingse krachten (waar fiestwielen niet op gemaakt zijn) zullen de spaken ook langer meegaan. Dit zou gevolgen kunnen hebben voor de gebruikte wielen zodat daar weer wat gewicht bespaard kan worden.

Kees Rookus zei

Hoi Wim,

Tja... dat was bij mij tijdens m'n eerste VM-proefrit al raak. Rechtsaf een woonerf op, rechterwiel wordt 'gelift' door de oprit en hoppa... Gelijk een erg bruikbare ervaring rijker en met het schaamrood terug naar Sunrider in IJmuiden destijds.
Wat gaat de Tilt brengen? Er zullen ongetwijfeld voor en nadelen zijn, ben hier érg enthousiast over maar ook benieuwd naar bruikbaarheid bij zijwind. Een tweewieler met vrij groot zij-oppervlak. 'Hangen' tegen de wind, net als op de fiets, maar als de wind wegvalt als je langs een boerderij rijdt...
Kortom, wat zijn we benieuwd allemaal!
Groeten en succes,
Kees
P.S. mooi dat de lock zo goed gelukt is.

Michael Greene zei

Wim,
With regard to Richard Groet's comment, John Tetz designed a streamliner that he said tilted into a cross wind.

I have no idea if he managed that design trick intentionally or if it just fell out of his design.

Pictures here... http://www.recumbents.com/mars/pages/proj/tetz/VFS/projtetzVFS12finished.html

@adri - You must have stronger legs than I do. At around a 10% incline, my Baron Lowrider starts wobbling quite a bit.

-Michael
p.s. Wim, were it not for Google Translate, I wouldn't be able to follow your work. Imperfect as it is, for me it's essential. Amazing times we live in!

Wim Schermer zei

Hi Michael,
Yes, I know the developments of John, good work.
Writing my blogposts I take into account that Google can make a reasonable translation of it.
Best regards,
Wim

tetetetelacourse zei

Hoi Wim,

Leuk plaatje. Dit laat ook zien dat de wielen onder helling wat verder uit elkaar gaan staan .
Bij een testje met een legomodel, waarin ik het tilting mechanisme testte (ja het maakt wat los allemaal :-) ) viel dat meteen op.
Ik ben benieuwd of de banden gaan scrubben of dat de rolbeweging vooruit dit opvangt. (in lego niet goed te testen)

Overigens kwam ik deze link nog tegen.
http://www.adventuresofgreg.com/RocketMain.html
Lijkt mij overigens een wat zware fiets, zo oppervlakkig gezien.

Wim Schermer zei

Tetete...
Wij zijn ook benieuwd hoe de VeloTilt zich uiteindelijk gedraagt in grensgebieden. De ervaringen met de smallere Munzo leren dat als je voluit gaat en dan ineens maximaal instuurt, de achterkant van de fiets een beetje gaat stuiteren, zeg maar van het ene wiel op het andere. Dat gebeurt dan met snelheden waarbij een tweewieler allang onderuit gegleden is.
De snelheid is er bij een dergelijke dwarse stand zo uit. Uiteraard wil je zo geen bocht nemen.
Groeten,
Wim

Wim Schermer zei

Tetete...
Nog even over de fiets van Greg. Uiteraard heb ik dit project, evenals veel andere projecten van Greg, goed gevolgd.
Deze trike ziet er prachtig uit, maar de snelheid en het weggedrag vielen hem zeer tegen.
Deze trike stuurde met de achterwielen door naar links en rechts te leunen. Daarbij veranderden de wielstanden zodanig dat het in bochten als een rem werkte.
Groeten,
Wim

Wim zei

Op de site van Bram zag ik deze tekening al eens heel lang geleden en door bovenstaande tekening moest ik er weer aan denken en heb 'm even opgezocht.

Zie onderaan de volgende bladzijde: http://www.fastfwd.nl/index.php?id=13

Jon Schmid had een vooruitziende blik :)

Wim Schermer zei

Bram Smit heeft al heel lang de wens om de kanteltrike te voorzien van een stroomlijn. Er zijn meer ontwerpers die iets soortgelijks hebben getekend.
Er is dus niks nieuws onder de zon. Maar ... tussen iets tekenen en uiteindelijk realiseren zit nog wel een hele wereld. Veel ontwerpen blijven ontwerpen.
VeloTilt wordt realiteit.
Groeten,
Wim

tetetetelacourse zei

Hoi Wim,

Ik heb er ook het volste vertrouwen in. Ik blijf het ontwerp ook mooi clean vinden, itt tot de andere oplossingen op dit tilting gebied. (mosquito vind ik ook erg mooi overigens)


Greetz
Rudolf