sciencetalk

Een wiel met rondom allemaal kleine skippy-ballen zou moeten kunnen werken. En ik zou ook begrijpen hoe het werkt - dat wil zeggen: indien de velg voor ieder skippy-balletje een plat vlakje had waar tegenaan dat balletje indrukt wanneer het het wiel draagt. Dan heb je gewoon telkens één plat raakvlakje met de grond en één met de velg. En via die vlakjes wordt de (draag)kracht doorgegeven.

Een cilinder met alleen een binnenband er omheen kan ook nog via het skippybal-principe begrepen worden.

Het probleem met een gewoon wiel is echter dat de lucht in de binnenband voortdurend tegen het zelfde contactvlak in de velg aanduwt...

Dit blijft nog staan...

Die lucht tegen die velg draagt niks. Druk wordt namelijk in alle richtingen doorgegeven, de druk in de band duwt dus ook in alle richtingen tegen die velg, dus óók bovenop de velg naar beneden .

De luchtdruk houdt de band in vorm, en de band draagt het gewicht.

Je zou ook twee gebogen stukken verenstaal om die velg kunnen vastmaken.
Zonder luchtdruk houdt dat de velg omhoog. Belast de velg zwaarder, het staal buigt verder door, een grotere lengte "band" gaat meehelpen om die extra belasting te dragen, allemaal nét als een fietsband.

Die lucht tegen die velg draagt niks. Druk wordt namelijk in alle richtingen doorgegeven, de druk in de band duwt dus ook in alle richtingen tegen die velg, dus óók bovenop de velg naar beneden .

Eens.

De luchtdruk houdt de band in vorm, en de band draagt het gewicht.

Een andere optie zie ik ook niet.

Je zou ook twee gebogen stukken verenstaal om die velg kunnen vastmaken.

[attachment=7878:fietsband2.png]

Zonder luchtdruk houdt dat de velg omhoog. Belast de velg zwaarder, het staal buigt verder door, een grotere lengte "band" gaat meehelpen om die extra belasting te dragen, allemaal nét als een fietsband.

Maar of een fietsband zich als verenstaal gedraagt?

het principe is m.i. eender. Het rubber is alleen veel slapper en heeft dus hulp nodig om in vorm te blijven, vooral als je je banden licht van gewicht wil maken.

We praten daar niet meer over de veerkracht van het rubber, maar over de veerkracht van het bandsysteem, waarin de luchtdruk binnenin een sterk bepalende factor is.

Volgens mij werkt een band als deze, wel veel zwaarder natuurlijk, maar met als open buisjes bedoelde strepen zijwaarts, in principe ook prima. Kwestie van het juiste rubber kiezen in combinatie met de juiste wanddikte. Nooit meer gaatjes plakken.

het principe is m.i. eender. Het rubber is alleen veel slapper en heeft dus hulp nodig om in vorm te blijven, vooral als je je banden licht van gewicht wil maken.

Als het zo zou werken zouden de zijkanten van de band op hun raakvlakken Z1 en Z2 met de grond drukken met een kracht gelijk aan het te dragen gewicht G. Dat is mooi. Maar tussen Z1 en Z2 ligt het tegen de grond platgedrukte deel van het loopvlak van de band met het oppervlak A. Op dit vlak wordt een kracht gelijk aan de druk van de lucht in de band p maal de oppervlakte A uitgeoefend. En dat is te veel van het goede.

Dus het zal zo moeten zijn dat het gewicht ten dele door de zijkanten van de band en ten dele door het platgedrukte loopvlak wordt gedragen.

We praten daar niet meer over de veerkracht van het rubber, maar over de veerkracht van het bandsysteem, waarin de luchtdruk binnenin een sterk bepalende factor is.

Dat spreekt eigenlijk voor zich.

Volgens mij werkt een band als deze, wel veel zwaarder natuurlijk, maar met als open buisjes bedoelde strepen zijwaarts, in principe ook prima. Kwestie van het juiste rubber kiezen in combinatie met de juiste wanddikte. Nooit meer gaatjes plakken.

[attachment=7881:fietsband3.png]

Ongetwijfeld kan je een band zo zwaar uitvoeren dat er geen lucht meer in gepompt hoeft te worden.

Ik wil best geloven dat de velg ten dele op de (stugheid van de) band rust, dat is ook bij een lege band al te merken. De vraag blijft echter in hoeverre de velg in de band hangt. Voor zover ik het nu zie leidt de kracht van de grond op het platgedrukte deel A van het loopvlak er toe dat er op de band een resulterende kracht p.A omhoog moet werken die de velg omhoog trekt. De luchtdruk omhoog boven in de band bovenin het wiel wordt immers niet gecompenseerd door de druk van de lucht in de band naar beneden (op het platgedrukte deel van het loopvlak) onder in het wiel. De druk naar beneden wordt al door de grond opgevangen. Het overschot aan luchtdruk boven in de band trekt dus de velg omhoog (of beter gezegd voorkomt dat de velg verder naar beneden zakt).

De vraag blijft echter in hoeverre de velg in de band hangt. Voor zover ik het nu zie leidt de kracht van de grond op het platgedrukte deel A van het loopvlak er toe dat er op de band een resulterende kracht p.A omhoog moet werken die de velg omhoog trekt.

Hoezo omhoog trekken? We waren het er toch al over eens dat een "band" bestaande uit opgeblazen onafhankelijke balletjes prima zou werken?

De luchtdruk omhoog boven in de band bovenin het wiel wordt immers niet gecompenseerd door de druk van de lucht in de band naar beneden (op het platgedrukte deel van het loopvlak) onder in het wiel.

De luchtdruk op de sidewalls van de band ook niet. Druk heerst overal in die band, alle kanten op. Vlak voorbij eht contactoppervlak weg/band ook nog (hoofdzakelijk) naar beneden op het loopvlak. Waar wil je hiermee heen?

De druk naar beneden wordt al door de grond opgevangen. Het overschot aan luchtdruk boven in de band trekt dus de velg omhoog (of beter gezegd voorkomt dat de velg verder naar beneden zakt).

De druk in de band is overal gelijk, afgezien van een miniem beetje lagere druk bovenin als gevolg van hydrostatisch drukverlies a.g.v. hoogteverschil. Ik zie niet via welk aangrijpingspunt.

Zeggen dat de band bovenin de velg omhoogtrekt komt op mij een beetje over als een baron van Münchhausenverhaal die zichzelf aan zijn eigen haar met paard en al uit de modder trekt. Ik respecteer de kwaliteit van je berichten hier te zeer om dit als quatsch af te doen, dus ergens maak je totaal niet duidelijk wat er dan volgens jou gebeurt.

Hoezo omhoog trekken? We waren het er toch al over eens dat een "band" bestaande uit opgeblazen onafhankelijke balletjes prima zou werken?

Zou men op een velg rondom afzonderlijke skippyballetjes aanbrengen, dan zou men de draagkracht van deze "band" inderdaad volgens het skippybal-model kunnen verklaren. De balletjes die zich tussen de velg en de grond bevinden deuken in, en boven en onderaan deze balletjes ontstaan raakvlakken waardoor de normaalkracht van de grond op de velg wordt overgedragen. Hierbij hebben we de stugheid van de buitenband dan verwaarloosd, maar het gaat om het idee.

Waarom gaat dit model ineens niet meer op voor een standaard binnenband? Hierom niet, omdat een standaard binnenband steeds hetzelfde raakvak met de velg heeft. En dan krijg je weer het verhaal dat de lucht in de binnenband rondom met een gelijke druk tegen de velg naar binnen drukt. De resulterende kracht daarvan op de velg is dan nul.

De luchtdruk op de sidewalls van de band ook niet. Druk heerst overal in die band, alle kanten op. Vlak voorbij het contactoppervlak weg/band ook nog (hoofdzakelijk) naar beneden op het loopvlak. Waar wil je hiermee heen?

De druk in de band is overal gelijk, afgezien van een miniem beetje lagere druk bovenin als gevolg van hydrostatisch drukverlies a.g.v. hoogteverschil. Ik zie niet via welk aangrijpingspunt.

Inderdaad levert de binnenband geen resulterende kracht op de velg. Het hydrostatische drukverschil heb ik verwaarloosd. Het probleem is al ingewikkeld genoeg.

Voor de buitenband hebben we een ander verhaal: op de buitenband werkt - door de opgeblazen binnenband die erin zit - rondom een buitenwaartse druk die op de een of andere manier door het wiel moet worden ogevangen, behalve op het raakvlak met de grond! De kracht die de binnenband op het raakvlak met de grond uitoefent wordt immers al gecompenseerd door de normaalkracht van de grond op de band. Dit heeft tot gevolg dat de buitenband wel boven aan het wiel omhoog geduwd wordt, maar niet onderaan naar beneden. Dus ontstaat er een resulterende opwaartse kracht op de buitenband ter grootte van het product p.A van de druk p van de lucht in de binnenband en het oppervlak A van het raakvak met de grond. Hoe deze resulterende kracht op de velg wordt overgedragen, is afhankelijk van de manier waarop de band in de velg vast zit. Maar het is hoe dan ook de lucht in de binnenband bovenaan het wiel die deze (resulterende) kracht levert, en daarom past het te zeggen dat de velg in de band hangt.

Zeggen dat de band bovenin de velg omhoogtrekt komt op mij een beetje over als een baron van Münchhausenverhaal die zichzelf aan zijn eigen haar met paard en al uit de modder trekt. Ik respecteer de kwaliteit van je berichten hier te zeer om dit als quatsch af te doen, dus ergens maak je totaal niet duidelijk wat er dan volgens jou gebeurt.

Ik moet toegeven dat ik met steeds meer bewondering naar mijn fiets kijk, maar het ziet er naar uit dat het inderdaad zo als beschreven in zijn werk gaat. Naarmate de band een grotere eigen stugheid heeft, zal het overigens ook meer het bandmateriaal zelf zijn waarop het gewicht rust. Er zijn dus minstens twee mechanismen aan het werk.

Ik heb me al een tijdje bezig gehouden met bandendrukberekening en ben zo ook het een en ander over de draagkracht te weten gekomen. Welliswaar voor autobanden maar het pricipe blijft hetzelfde

Uit volgend artikel van J.C. Daws in de volgende pagina het 5 e wieltje daarvoor aanklikken.

http://www.dawsengineering.com/dewebsite2_003.htm

wordt als je een lang verhaal daar kort maakt , uitgerekent welk deel van de last gedragen wordt door de constructie van de band, en dat variëert bij kleine banden met lage druk van 21% tot grote banden met hoge druk maar 1 % van de maximum last. Een fietsband is ook een grote band met hoge druk dus ik schat 1 a 2 %. Dus maar een betrekkelijk klein deel wordt door de bandconstructie gedragen , mogelijk ondersteund door de druk, die de bandwang in een bepaalde vorm dwingt.

De rest zal toch gedragen worden door de druk in de band die bij lucht overal in alle richtingen gelijk is. Bij een autoband zal de druk niet aanwijsbaar veranderen , daar heb ik in ander topic al praktijktest van gedaan, zoek ik op en link in volgend bericht.

Hoe dit echter gaat bij lage drukken met elastische wanden , mogelijk een klein verschil in druk, mogelijk ook geen verschil.

@ jadatis

Jammer genoeg lukt het me niet die pdf te openen of op te slaan. Weet je ergens anders een eenvoudige mechanische uitleg te vinden waarin we kunnen lezen waarop dát deel van de draagkracht van de band berust dat niet aan de de stugheid van de band tussen de velg en de grond is toe te schrijven?

Daar was ik zelf ook al achter gekomen dat net dat 5 e wieltje niet meer doorlinkte naar het artikel.

Maar ik heb het opgeslagen op mijn eigen skydrive.

http://cid-a526e0eee092e6dc.office.live.co...educedloads.pdf

Maar Ik heb destijds contact gezocht met de heer Daws via mail, en mijn idee voorgelegd om de band leeg te laten lopen met het ventiel open, en zo de constructie-load , zoals ik het gedoopt heb, te bepalen. Hij schreef terug dat bij lage druk dit niet te doen is , omdat het dan te onstabiel wordt.

Later heb ik daar zelf de conclusie uit getrokken, ook door verhaal over banden op veel te brede velg zetten voor het mooi, dat de druk in de band de wand in een bepaalde vorm houdt waardoor het eigen draagvermogen groter wordt . Een lekke band zal dan ook volgens mij de wang in een conus buigen. Een groot gewicht op de band onder druk zal de wang rond buigen, waardoor deze meer constructie heeft om zo een groter deel van de last op de constructie te dragen.

Maar wat ik aan wilde geven is dat het overgrote deel van het draagvermogen toch gezocht moet worden in het druk en oppervlak verhaal.

Als je dus nauwkeurig druk meet , en het oppervlak op de weg bepaald, en rekent daaruit het gewicht wat op de band rust, dan zal je een deel te kort blijken te komen als je daarna ook het gewicht op de band nauwkeurig bepaald.

Vroeger op school gehad dat als je in een bak water de druk op een bepaalde diepte meet , deze in alle richtingen het zelfde meet. Dit zal toch ook in een band met lucht zo zijn, maar dan door het lage soortelijk gewicht vrijwel overal in de band de zelfde druk in alle richtingen.

Ik kon trouwens mijn inbreng over de meting in ander topic niet meer vinden.

Zal nog eens zoeken. maar kan bij zoeken naar mijn eigen berichten alleen de laatste 3 in beeld krijgen.

toch nog gevonden, mijn meetgegevens in volgend topic bericht #7

http://sciencetalk.nl/forum/index.php?showtopic=136235

Vroeger op school gehad dat als je in een bak water de druk op een bepaalde diepte meet , deze in alle richtingen het zelfde meet. Dit zal toch ook in een band met lucht zo zijn, maar dan door het lage soortelijk gewicht vrijwel overal in de band de zelfde druk in alle richtingen.

Dat is juist het punt dat de verklaring van de draagkracht van een band lastig maakt. Waar de band de weg raakt heb je een vlak waar de normaalkracht van de weg op de band wordt overgedragen. Door de lucht in de band kan deze kracht niet op de velg worden overgedragen, dus moet het via de band gaan.

Afgezien van de stugheid van de band, hebben we nu twee modellen.

1. De band tussen weg en velg verzet zich door de druk van de lucht in de band tegen indeuken en daardoor wordt de velg omhoog gehouden.

2. Op de band werkt een resulterende kracht omhoog omdat de band door de lucht erin overal naar buiten wordt geduwd, behalve op het raakvlakje met de grond waar de buitenwaartse kracht van de lucht in de band door de normaalkracht van de grond wordt gecompenseerd. De resulterende kracht omhoog op de band voorkomt dat de velg dóór de band heen zakt. Deze resulterende kracht wordt geleverd door de lucht die overal elders dan het raakvlak met de grond de band naar buiten drukt, en dus met name door het stukje van de band helemaal bovenaan het wiel precies tegenover het stukje aan de andere kant van het wiel dat de grond raakt

In geval 1. wordt de velg door het stukje band tussen weg en velg omhoog geduwd. In geval 2. wordt de velg door de rest van de band omhoog getrokken. Er werken in de beide gevallen dus niet dezelfde krachten in de band. Welk model is juist?

Ik denk dat we ons in ieder geval niet blind moeten staren op het oppervlak op de weg.

Zet je namelijk de band op een ondergrond met de zelde curve als de buitenkant van de band, dan drukt er een veel groter oppervlak op de band met de zelfde druk.

Dit zelfde gebeurt door de velg, die drukt ook met een groter oppervlak tegen de lucht in de band., dan dat je volgens het oppervlak maal druk = gewicht verhaal zou verwachten.

Ik denk dat als je alle resulterende krachten zou optellen, dat het verhaal zou kloppen.

Die fiets is een massa.

Die opgesloten lucht is een veer (zonder vaste vorm) waarvan de dynamische stijfheid bepaald wordt door zijn overdruk en volume.

Die buitenband is gewapend en die heeft inzake draagkracht maar één hoofdzakelijke functie, dat is dat volume constant houden, anders blaas je die buitenband op eerder dan een overdruk te creëren, en aldus die veer stijver te maken.

Ik verwaarloos hier het feit dat die band ook een mechanische sterkte moet hebben om perforaties te voorkomen en in functie van zijn contact met het wegoppervlak.

De weinige draagkracht door de stugheid van die band en is eerder een ondergeschikt randverschijnsel.

Die fiets is gewoon een massa die op een veer staat met een bepaalde dynamische stijfheid en eigenresonantie.

Maak die veer zwakker (minder oppompen), en die massa-veer resonantie verlaagt waardoor je een betere ontkoppeling krijgt van de baan (zachter rijden). En omgekeerd.

Als je banden fit zijn sta je niet meer op je veer en merk je wel dat die buitenband geen dragende functie heeft. In functie van die luchtveer (dragende functie van dat wiel) moet die buitenband alleen of hoofdzakelijk zorgen voor een constant volume (zo goed mogelijk).

Dat werkt ca identiek aan luchttrildempers:

http://images.google.com/images?sourceid=g...280&bih=556

Dank iedereen voor de antwoorden. Ik zou nu graag zeggen dat ik het begrijp, maar dat is niet zo. Ook weet ik niet hoe ik duidelijker dan ik in dit topic al geprobeerd heb moet uitleggen waar bij mij het probleem zit.

De enige verklaring die ik vat is dat de velg - in hoofdzaak - in de band hangt. Maar omdat dit nogal tegen-intuïtief is, ben ik er niet helemaal gerust op dat dit inderdaad zo is...