Kettingtandwielen

Een kettingrol, kettingwiel of kettingtandwiel, zijn allemaal mogelijkheden om de ketting onder ons stoeltje door te geleiden. In vroeger dagen hadden we allemaal een brede nylon rol in onze velomobielen. De ketting sleet daar een patroon in waardoor het lawaai wat dragelijker werd. Later werd de nylon kettingrol vervangen door een kettingwiel. Dit kettingwiel had een enkele rubber O-ring.  Hierdoor werd het geluid een heel stuk minder tot .... de O-ring na ongeveer 1000 tot 2000 km was versleten. De ketting groef zich vervolgens in het kunststof van het kettingwiel en was ook het lawaai weer terug.

Omdat de rijwind het geluid van het ratelende kettingwiel maskeerde, accepteerde vrijwel iedereen deze situatie. Tot de introductie van het minivizier. Windgeruis werd hierdoor zoveel minder dat het geratel van de ketting weer de boventoon ging voeren. De oplossing was het kettingtandwiel met 2 O-ringen links en rechts naast het tandwiel. Veel herrie verdween hiermee voorgoed al bleef de ketting nog wel vaak tegen de binnenkant van de flens tikken. Dit is op te lossen door het doormidden zagen van de 15 mm lange aluminium bus om de as en het afdraaien van 2 mm van de flens van het kettingtandwiel. Hierdoor kan het kettingtandwiel zo'n 8 mm heen en weer schuiven over de as en loopt het kettingtandwiel midden in de kettinglijn.

De twee 2,4 mm dunne O-ringen gaan enkele duizenden kilometers mee op voorwaarde dat ze op tijd worden vervangen. Als de ketting de kans krijgt om het kunststof van de bodem tussen de tanden te verslijten, zullen nieuw geplaatste O-ringen binnen 100 km weer kapot zijn.

Om de O-ringen makkelijk te vervangen heb ik al enkele jaren geleden een deelbare kettingtandwielashouder ontworpen. Het kettingtandwiel kan nu in enkele tellen uit de fiets worden gehaald. Doordat het kettingtandwiel bijna een centimeter heen en weer kan schuiven over de as, kan de aandrijving volledig stil worden en ook blijven. De ketting loopt nu automatisch in rechte lijn door de fiets en heeft de minste weerstand.

De weerstand kan verder verlaagd worden door het kettingtandwiel van zoveel mogelijk tanden te voorzien, zo licht mogelijk te construeren en uit te rusten met betere lagers dan de standaard Chinese lagertjes van een paar dubbeltjes die van een slepende kunststof afdichting zijn voorzien. Daar zijn nu, indien gewenst, SKF E2 lagers met metalen niet slepende afdichting voor beschikbaar.

Velomobiel.nl heeft recentelijk een nieuw kettingtandwiel ontworpen met stalen tandwiel. Doel was dat zo'n kettingtandwiel meer dan 30.000 km probleemloos mee moet gaan. Ik denk dat dat wel gaat lukken. Maar ... dit heeft wel een prijs. Het gewicht van dit 14-tands kettingtandwiel is met 91 gram vrij hoog. Het 15-tands Alligt kettingtandwiel weegt, inclusief SKF E2 lagers, maar 49 gram. Daarnaast is het Velomobiel.nl kettingtandwiel 18,5 mm breed, het Alligt exemplaar slechts 16 mm. Daardoor kan het Alligt kettingtandwiel bijna 1 cm heen en weer schuiven over de as, het Velomobiel kettingtandwiel veel minder. In elk geval kan het Velomobiel.nl kettingtandwiel niet in de deelbare kettingtandwielashouder worden gebruikt. Let wel, dit is geen kritiek op het kettingtandwiel van Velomobiel.nl. Als je geen omkijken wil hebben naar dit onderdeel en kettinggeluid je niet ergert, is er niks mee.

Ik wil domweg mijn ketting niet horen, maar dan ook helemaal niet. Het kunststof Alligt kettingtandwiel in combinatie met de deelbare ashouder garandeert dit. Veel gebruikers hebben dit al als weldadig ervaren. De eerlijkheid gebiedt me te zeggen dat ook het schuifbaar maken van het kettingtandwiel over de standaard as tot hetzelfde resultaat kan leiden. Wel uiteraard met het kunststof Alligt kettingtandwiel.

Vandaag test ik een mogelijke uitbreiding van de Alligt kettingtandwielserie. Voor een langere levensduur, ook als de O-ringen een keer kapot mochten gaan, heeft Alligt een aluminium tandwiel ingegoten in het verder kunststof kettingtandwiel. Ik heb twee versies getest, één met 2,4 mm O-ringen en één met 3 mm O-ringen. De versie met 2,4 mm O-ring is behoorlijk lawaaiig, bij iedere stand van de versnelling. Dit is een eigenschap van ieder metalen kettingtandwiel waar de ketting over een vlakke hoek wordt geleid. De versie met 3 mm O-ringen is een stuk stiller. Het haalt niet de heerlijke stilte van het kunststof Alligt kettingtandwiel, maar is zeker heel acceptabel, zelfs voor mij :). Ik heb Leo Visscher van Alligt gevraagd de tanden van het tandwiel mooi taps te maken. Te zijner tijd zal dit deels metalen, slechts 52 gram wegende kettingtandwiel, zowel met SKF E2 lagers als met standaard lagers, in de webwinkel te koop zijn.

Bij de foto's:
De kettingtandwielen met 5 spaken zijn de Alligt kettingtandwielen
Het Alligt kettingtandwiel met metalen lagerafdichting is voorzien van SKF E2 lagers
De gesloten versie is van Velomobiel.nl.

Kettingwiel met Sikaflex

Olie en rubber gaan niet samen. Rubber O-ringen worden snel door de olie van de ketting aangetast, worden ruimer en breken na verloop van tijd. Daarna komt er een kenmerkend ratelend geluid onder de stoel vandaan. Dit is het ergst bij het optrekken en wordt minder bij hogere snelheden als de kettingsnelheid door opschakelen afneemt en door het toenemende windgeruis alle geluiden uit de fiets worden gemaskeerd.
Doordat steeds meer fietsers met windschermpjes rijden blijven geluiden uit de fiets beter hoorbaar. Reden waarom geluiden uit de fiets, in elk geval mijn fiets, moeten worden geëlimineerd. Zoals bekend zijn alle ketting tand wielen lawaaibronnen gebleken en dus ongeschikt.
Na rubber ben ik Polycord gaan toepassen. Dit is neopreen dat minder door olie zou worden aangetast. Helaas klopt dit maar ten dele. Gaat een zuiver rubber O-ring tussen 300 en 1000 km mee, een Polycord O-ring gaat tussen 1000 en 1500 km mee. Voor veelfietsers betekent dit elke maand een O-ring vervangen. Niet ideaal dus.
Nu ik voor het waterdicht maken van de Quest Sikaflex in huis heb, ga ik een poging doen om de levensduur van de Polycord O-ring te verlengen. Sikaflex, ook een neopreen, is bijzonder slijtvast. Ik heb op mijn zeilboten regelmatig Sikaflex gebruikt. Wat éénmaal vast zit met Sikaflex gaat nooit meer los en blijft te allen tijde waterdicht.
Eerst spuit ik de groef voor de O-ring in het kettingwiel met Sikaflex in. Dan leg ik een nieuwe Polycord O-ring in de groef. Hiermee bereik ik in ieder geval dat de olie van de ketting niet onder de O-ring kan komen. Als laatste spuit ik een royale hoeveelheid Sikaflex op en naast de O-ring. Met de pink smeer ik zoveel kit in het kettingwiel dat de O-ring er nog net boven uitsteekt.
Na twee dagen uitharden monteren Kees en ik vanmorgen het nieuwe experiment in de Quest. Een proefritje bewijst dat het kettingwiel stil functioneert. Hoe lang is de vraag, die t.z.t. hier wordt beantwoord.
Zijn er nog opties bij een te beperkte winst in levensduur? Jazeker, als de groef in het kettingwiel wordt uitgedraaid, kan de standaard O-ring van 4 mm worden vergroot tot maximaal 7 mm. De laatste troef is de smering van de ketting niet meer met minerale olie maar met een Teflon smering te doen. Dat moet nogal wat vaker gebeuren dan smeren met olie, dus dit is wel de laatste optie.
Montage bij 7300 km.

Kettingwiel of kettingtandwiel?

De geleiding van de ketting onder de stoel van Quest, Strada, Mango en veel andere velomobielen, gebeurt met een kettingwiel of een kettingtandwiel. Een kettingwiel bestaat uit twee flenzen met een rubber O-ring. De ketting loopt over de rubber O-ring en levert de stilste oplossing op. Wel is de aandrijving een heel klein beetje sponzig en waarschijnlijk gaat er als gevolg daarvan een klein beetje vermogen verloren. Toch heeft deze oplossing mijn voorkeur, het blijft stil in de fiets.

Een vervelend fenomeen dat ik bij mijn nieuwe Quest waarneem, en ik niet alleen, is dat de O-ring door de smeerolie van de ketting oplost, ruimer wordt en kapot gaat. Dit gebeurt al na 1000 km. Na mijn tweede kapotte O-ring in mijn kettingwiel ben ik daarom maar weer overgeschakeld naar een TerraCycle kettingtandwiel. Dit is een duurzame maar bepaald geen geluidloze oplossing. Vooral bij het optrekken in de lagere versnellingen, de kettingsnelheid is dan hoog, is het raspende, ratelende geluid niet van de lucht.

Een mogelijk stillere oplossing wordt momenteel getest bij Velomobiel.nl. Dit is een kettingtandwiel uit kunststof, gemaakt door Alligt. De eerste exemplaren waren binnen 2000 km versleten. Alligt heeft de tandwielen nu versterkt met vezels die de slijtvastheid moeten verbeteren. Dit lijkt inderdaad goed te gaan, maar hoge kilometrages zijn er nog niet mee gemaakt. Wie hier mee wil experimenteren, de versterkte kunststof tandwielen worden door Velomobiel.nl voor € 25,- geleverd.

Vandaag ga ik maar eens op onderzoek uit of er O-ringen te koop zijn die niet oplossen in smeerolie. De NBR Nitrile O-ring waarvan ik vermoed dat deze nu om het kettingwiel zit, is eenvoudig te vervangen door hoogwaardiger materiaal. Dit is Dupon Viton®.

Dupon Viton® O-ringen kunnen tegen hoge temperaturen, zijn bestand tegen de meeste chemische producten en hebben een grote weerstand tegen drukvorming. Neopreen zou ook geschikt kunnen zijn, maar is minder bestand tegen olie en vooral minder bestand tegen de hoge druk die de ketting erop uitoefent. Viton® O-ringen zijn ook duurder omdat de kwaliteit van het materiaal beter is dan Nitrile. Temperaturen van -20 °C tot + 200° C zijn geen probleem voor Viton®.
Viton® is geschikt voor:
Diëstersmeermiddelen
Gehalogeneerde koolwaterstoffen
Petroleumvloeistoffen
Fosfaatestervloeistoffen
Siliconenvloeistoffen
Sommige zuren.

Viton® kan slecht tegen:
Waterstof sulphide
Furfaral, formaldehyd methanol,
Keton, kalium hydroxyde

Uiteraard hou ik jullie hier op de hoogte van de resultaten.