Recht op en neer fietsen

We hebben het al zo vaak gehoord: een fiets met rondgaande trappers is hopeloos inefficiënt. Je benen kunnen alleen naar beneden trappen, maar de trappers bewegen een deel van de tijd juist in een hoofdzakelijk horizontale richting. Het fameuze "dode punt'. Daardoor wordt kostbare kracht verspild.

Veel fietsvernieuwers mochten in de jaren '70 hun ideeën in de pers naar voren brengen, want het was crisis. Zelfs met spierkracht moesten we zuinig zijn. De hefboomfiets was een van de vervoermiddelen richting ongekend rijcomfort en duizelingwekkende snelheden. De "trappers' van een hefboomfiets gaan altijd vrijwel recht op en neer, dus de fietser verspilt geen krachten.

Hefboomfietsen zijn geen Nederlandse vindingen en het idee is oud. Al in 1916 vroeg de Brit Harry Stocks octrooi aan op een hefboomstep.

Niet echt een fiets dus, maar schroef er een melkkrukje op vast en het is er wel een. Stocks zette zich af tegen die rare voertuigen met pedalen, die zo lastig zijn bij het opstappen. Zijn hefboom trekt een ketting over een tandwiel aan de achteras. Bij het loslaten van de hefboom trekt een veer de ketting terug. Het tandwiel draait dan achteruit zonder dat het achterwiel zelf dat hoeft te doen, net als bij onze fietsen met handremmen (freewiel).

Frans Ruys uit Zeist is een van de Nederlandse pioniers van de hefboomfiets geweest (Ruys is intussen overleden). Bij zijn fiets uit 1974 trok elke hefboom een starre tandheugel over een achtertandwiel.

Er waren dus twee achtertandwielen. Het nadeel van tandheugels is dat de afstelling er erg op aan komt. Een ketting trekt zichzelf vast in zijn tandwiel, een tandheugel doet dat niet. Ook had Ruys extra hardware nodig om ervoor te zorgen dat de ene hefboom omhoog ging als de andere omlaag bewoog.

Theo de Rouw uit Ammerzoden stelde in 1980 een fiets voor met een ketting die via een omweg over beide achtertandwielen liep. Ging de rechter hefboom omlaag, dan werd het rechtertandwiel aangedreven. Tegelijkertijd liep het linkertandwiel achterwaarts en ging de linker hefboom omhoog.

De Rouw, van beroep vertegenwoordiger in automaterialen, is intussen van de hefbomen afgestapt. "Een ronddraaiende beweging is toch het beste. De hefboombeweging is te schokkerig. Ik heb de Elfstedentocht gereden op een hefboomfiets en ik heb zelfs een wedstrijd geprobeerd te rijden, maar het ging toch niet zo goed,' aldus De Rouw. Toch hebben zijn hefboomexperimenten resultaat gehad. Met zijn ontwerp kwam hij flink in de publiciteit en zo werd bekend dat zijn idee mogelijkheden bood voor gehandicapten. Bijvoorbeeld voor mensen die een been missen. Schokkerig rijden doen die toch wel en het oer-voordeel van de hefboomfiets, het efficiënte spiergebruik, is dan doorslaggevend. Op verzoek van artsen bouwt De Rouw nu in de avonduren geregeld fietsen voor gehandicapten. De frames last hij zelf, precies op maat, daarbij geassisteerd door een zelf geschreven computerprogramma. Ook amateurwielrenners weten hem te vinden, voor fietsen met gewone trappers. 50 fietsen per jaar produceert De Rouw.

Een ander lid van het Nederlandse fietsenmakersgilde is de oogarts Willem van Wijnen uit Zuilichem. Zijn octrooiaanvraag uit 1984 betreft eigenlijk het frame van zijn hefboomfiets. De hefbomen zijn bijzaak, of liever noodzaak. Het frame heeft de vorm van een driehoek met een scharnier in de top en een kabel als basis. Die basis ervaart alleen trekkrachten, dus is een metalen buis daar niet nodig.

Door in de kabel een veer op te nemen krijgt Van Wijnen een verend frame - iets waar andere uitvinders kilo's schokbrekers voor nodig hebben.

Het is niet eenvoudig om hier een conventionele kettingaandrijving op te maken, vandaar dat Van Wijnen koos voor hefbomen. Door het aangrijpingspunt van de aandrijfkabels aan de hefbomen variabel te maken heeft Van Wijnen zelfs een continu variabele versnelling van een verpletterende eenvoud. De kabel dicht bij de voet is veel meters per slag, de kabel dicht bij het frame is minder meters - een lagere versnelling. Een prachtige fiets. "Maar niet vooruit te branden', zegt Van Wijnen monter. Ook hij geeft de hefbomen de schuld. "Dat is een inferieur principe. De denkfout die wordt gemaakt is, dat men geen rekening houdt met de fysiologie. De benen hebben behoefte aan een rustpunt. Bij hefboomaandrijving verloopt de wisseling van de slagen niet zo soepel. Daar komt bij dat je met hefbomen vaak meer bewegende delen nodig hebt.'

Van Wijnen is lid van de "Human Powered Vehicles Club', een vereniging van enthousiasten voor spierkrachtaangedreven voertuigen. "Het is een hobby. Ik fiets elke dag 25 km heen en weer naar mijn werk en ik zoek steeds alternatieven. Ik ben niet supertechnisch maar de techniek die bij een fietsconstructie te pas komt kan ik nog net behappen.'

Een variant op de Cha-cha-bike met voorwielaandrijving via een ketting wordt op het ogenblik door een kennis van van Wijnen in Dronten geproduceerd. Zonder draadframe vanwege het gevaar van breuk.

Van Wijnen hoeft geen royalties voor het gebruik van zijn ideeën. "In de club is het een principe dat je geen geheimen voor je houdt. Ik heb een goeie baan en ik verdien genoeg. Dat octrooi heb ik aangevraagd om eens te kijken hoe dat ging.'

Hij verwacht dat de Drontense fiets een groot succes wordt. Er worden er nu zo'n 30 per maand geproduceerd en ze kosten ongeveer 1500 per stuk. Van Wijnens volgende fiets heeft een afdak dat je bij regen al rijdend kunt uitrollen.

De fiets van Frank Slater uit Durant, Oklahoma ziet er krankzinnig uit en dat komt doordat hij zoveel weg heeft van een gewoon rijwiel. Maar niets is wat het lijkt.

Het heeft voorwielaandrijving. De trappers zijn in werkelijkheid hefbomen. Ze haken in het tandwiel met een palletje, dat over de tanden slipt bij de beweging terug omhoog. Tenslotte wordt het achterwiel bestuurd, via kabels die door het frame lopen. Van Wijnen ziet net zo min iets in achterwielbesturing als in hefbomen. "Als je met een gewone fiets linksaf slaat, draai je je stuur naar links en je leunt naar links. Je verlegt je zwaartepunt en je steunpunt in dezelfde richting. Als je met achterwielbesturing linksaf gaat dan leun je naar links, maar je achterwiel stuurt naar rechts. Je steunpunt gaat dus de verkeerde kant op en de fiets is instabiel. Ik heb ze wel daarmee zien fietsen en het is een vreselijk gezicht. Ze hebben tweemaal zoveel breedte nodig op de weg om overeind te blijven.'

Slater, gepensioneerd en al 30 jaar aan het uitvinden, heeft ook de douchecape op zijn naam staan. Dat is een soort jas die je op de kraan kunt aansluiten, waarna het water uit de voering van de cape tevoorschijn komt. Zo wordt de huid van de drager langs de kortsteweg en zonder spetteren bevochtigd. Nooit wat geworden, maar met de fiets gaat Slater het maken. Het moet de snelste fiets van het land worden. Hij is klaar voor produktie, Slater weet alleen nog niet aan wie hij hem in licentie geeft.

Er rust toch al geen zegen op de plannen van buitenlanders. De Australiër Peter Bortolin heeft in 1982 octrooi aangevraagd op een hele stapel hefboomfietsen, die bijna allemaal gemeen hebben dat de hefbomen vermomde trappers zijn: ze drijven een tandwiel aan vanwaar een ketting naar de achternaaf loopt... Deze hefbomen hebben daarmee exact dezelfde nadelen als trappers, zoals geschetst in het begin van dit verhaal. Bortolin heeft dat blijkens zijn octrooiaanvraag volstrekt niet in de gaten.

Technisch wel in orde is de hefboomfiets van Boris Efros, een uitgeweken Rus, woonachtig in Los Angeles. De aandrijving is te vergelijken met die van Stocks' primitieve hefboomstep. De hefbomen werken onafhankelijk van elkaar en je kunt dus met tweevoeten tegelijk trappen als je dat leuk vindt. Het aangrijpingspunt van de ketting op de hefboom is verplaatsbaar bij wijze van versnelling. Sinds zijn emigratie 15 jaar geleden heeft Efros er full-time aan gewerkt, en de tien jaar daarvoor besteedde hij zijn vrije tijd eraan. Hij was werkzaam als ingenieur bij de Russische marine. "Ik had die fiets 12 jaar geleden al op de markt kunnen brengen,' aldus Efros. "Maar u kunt zich voorstellen, met mijn militaire verleden, dat alles wat ik maak volkomen betrouwbaar moet zijn. De fout van veel uitvinders is dat ze dat geduld niet hebben. Nu ben ik zover, en ik ben 80% van mijn tijd kwijt aan het zoeken naar geldschieters. Dat doe ik op de fiets. Ik heb er al 18.000 mijl op zitten. Hoe ik in mijn levensonderhoud voorzie? Ha, leven, u maakt een grapje. Ik lijd honger.' Boris Efros dames en heren. Zo mogen wij ons een uitvinder graag voorstellen.

Efros heeft een hardfietser zijn prototype laten testen. "Hij reed 8 mijl per uur sneller dan op zijn eigen fiets onder dezelfde omstandigheden. 45 minuten lang, soms met maar een been! Het is alsof je een straalmotor met een propeller vergelijkt.'

Het ontwerp is niet meer identiek aan dat van zijn octrooiaanvraag uit 1980. De fietser staat min of meer op de pedalen, zodat hij alleen de tip van het zadel gebruikt om in evenwicht te blijven. Bijna alle gewicht komt op de pedalen. "En bij een conventionele fiets is dat maar ruim 10 kilo,' legt Efros uit. Hij neemt de weigerachtige bedrijven niets kwalijk. "De meeste voeren zelf een overlevingsstrijd. Maar als je zelf het risco al hebt genomen en het lijkt een succes te worden, dan willen ze wel.'

afb: Hefboomfiets van Stocks; Ruys' hefboomfiets met tandheugels; Hefboomfiets van De Rouw; Hefboomfiets met driehoeksframe van Van Wijnen; Fiets van Slater met voorwielaandrijving en achterwielsturing; Fiets van Bortolin met hefbomen, tandwielen en kettingen; Hefboomfiets van Efros