Zelfgebouwde ligfiets

Het idee om ooit zelf een ligfiets te bouwen heb ik gehad sinds mijn jeugd. Door de jaren heen heb ik verschillende ontwerpen bekeken maar zag op tegen de technische uitdaging. Ook hield ik niet van de overdreven lighouding omdat dit er te oncomfortabel en onsportief uit zag. Uiteindelijk kwam ik een ontwerp tegen waarbij je meer rechtop zat, nl. de XR2 Groundhugger. Op basis van dit ontwerp ik heb zelf een fiets ontworpen.

Om kosten te drukken en het e.e.a. technisch makkelijker te maken heb ik besloten het frame van vierkante stalen koker van 40 x 40 x 2 mm te maken en voor de onderdelen tweedehands “donor” kinderfietsjes aan te schaffen. Voor de wielen, achtervork, trapas/trapasbuis, voorvork, v-brakes, achterderailleur en het voorste balhoofd heb ik een tweedehands MBM Fat X 20” kinderfiets gebruikt:

Fatbike kinderfiets

Het frame van deze fiets is van standaard staal waardoor het gemakkelijk te lassen is. De “fatbike” banden geven meer weerstand maar zijn wel comfortabel en zien er mooi uit. Voor het achterste balhoofd heb ik nog een goedkoop fietsje aangeschaft. Het type weet ik niet meer maar het is belangrijk dat de fiets van standaard staal is zodat het gemakkelijk te lassen is.

Kinderfiets demonteren

De volgende stap bestaat uit het demonteren van de fiets en het losslijpen van de trapas, achtervork en het balhoofd.

Losgeslepen achtervork kinderfiets
De losgeslepen achtervork.
Losgeslepen trapasbuis kinderfiets
De losgeslepen en gedemonteerde trapas. De frameresten die nog aan de trapas zitten heb ik later met een lamellenschijf verwijderd.
Losgeslepen balhoofdbuis kinderfiets
De losgeslepen en gedemonteerde balhoofdbuis. Opgeschoond met een lamellenschijf.

OSB mal

Om alles goed uit te lijnen en gemakkelijk te kunnen lassen heb ik een mal van osb-plaat gemaakt. Ervan uitgaande dat deze platen haaks en vlak zijn heb ik een lijn in het midden getekend waarop ik frame van de fiets uitlijn. Door de plaat op een vlakke ondergrond te leggen, zoals een gladde garagevloer, zal alles recht en haaks uitlijnen.

Mal van osb-plaat.
De mal van osb-plaat.
Voorwiel in mal.
Het voorwiel met voorvork loodrecht uitgelijnd en opgeklemd met osb-plaat.

Voorvork hoek fixeren

Voorvork hoek uitlijnen.
De hoek van de voorvork t.o.v. de vloer is 71 graden. Om de voorvork te stellen heb ik de hoek op een houten plaatje getekend en de vork m.b.v. een schietloodje uitgelijnd.
Voorwiel gefixeerd met tiewraps.
Daarna heb ik de vork met tiewraps vastgezet.

Uitlijning framebuis(koker)

Framebuis mal.
De onderkant van de framebuis moet op 31cm van de vloer komen. Deze heb ik gesteld d.m.v. twee osb plaatjes van 35cm hoog met een uitkeping van 40 x 40 mm in het midden.
Framebuis.
Op deze manier kan de framebuis precies in het midden en op de juiste hoogte worden uitgelijnd en gefixeerd.

Knik in framebuis

Het punt en de hoek waar de framebuis naar de voorste balhoofdbuis buigt wordt bepaald door de positie van de trapas. Het hart van de trapas moet 45cm van de grond komen en +- 27cm achter de achterzijde van de voorband zodat je voeten de voorband of grond niet raken tijdens het trappen en er nog ruimte is voor een eventuele stroomlijn om de fiets.

De knik kan nu in de koker worden gemaakt door de juiste hoek uit de bovenkant te slijpen zonder de koker helemaal door te slijpen en vervolgens de koker te buigen en vast te lassen.

Framebuis knik.
De knik in de framebuis.

Balhoofd vastlassen

Daarna kan de framebuis aan de voorste balhoofdbuis worden gelast.

balhoofdbuis.
De ronding van de balhoofdbuis heb ik overgenomen op de framebuis en uitgeslepen.
balhoofdbuis versteviging.
Hierna heb ik voor de stevigheid nog een stuk platstaal om de balhoofdbuis gebogen en vastgelast.

Achtervork

achtervork versteviging.
Om de achtervork aan de framebuis te monteren heb ik hier eerst twee stukjes kokerstaal van 10cm lengte aan vastgelast.
achtervork versteviging.
En onderling verbonden met een stuk kokerstaal.
achtervork aan framebuis lassen.
Hierna heb ik de achtervork aan de framebuis gelast. Het achterwiel kan op dezelfde manier als het voorwiel worden gesteld zodat alles goed uitlijnt. De hoek van de framebuis t.o.v. de achtervork kan worden opgemeten door de onderkant van de achtervork horizontaal te houden.
achtervork verstevigingsdriehoek.
Het punt waar de achtervork aan de framekoker is gelast heb ik verder verstevigd met een driehoekig stuk staal.

Trapas

bracket.
Om de trapas te monteren heb ik eerst een bracket uit een stuk kokerstaal geslepen.
bracket uitgeslepen.
bracket vastgelast.
En op de framebuis gelast.
trapas vastgelast.
Hierna heb ik de trapasbuis waterpas gesteld en op de bracket gelast.

Zitting

zitting zijde berkentriplex.
De zitting is gemaakt van 9 mm berkentriplex. Hiervoor heb ik een afbeelding van een stoel op Google images opgezocht en het zijaanzicht van de zitting in Photoshop getraceerd en vergroot. Dit heb ik vervolgens uitgeprint en als sjabloon gebruikt om twee verticale delen uit te zagen.
zitting delen uitgezaagd.
De twee verticale delen komen 40mm uit elkaar zodat ze precies om de 40mm framekoker passen. Ze worden verbonden door horizontale stukken die taps toelopen.
Complete zitting.
De complete zitting.
Zitting met schuimrubber.
De zitting heb ik bekleed met schuimrubber maar ik had hier liever een dichter type schuim voor gebruikt omdat het schuimrubber te ver doorveert.

Stuurbuis

stuurbuis stellen.
Om de stuurbuis te monteren heb ik eerst de zitting, trapas en trappers gemonteerd zodat ik de juiste afstand en hoogte van het stuur kan bepalen. Het stuur moet op een comfortabele armlengte komen en mijn knieen mogen de onderkant van het stuur niet raken.
achterste balhoofd.
Het achterste balhoofd lijn ik zo uit dat de stuurpen horizontaal loopt. Dit balhoofd komt van de tweede donorfiets. De voorvork is vlak onder de vorkbuis afgezaagd.
stuurbuis.
De stuurbuis vastgelast aan het frame.
compleet frame.
Het complete frame.

Stuurstangen

stuurstang verbinding voor.
Het stuur wordt verbonden met de voorvork via twee stuurstangen. Door beide vorkbuizen zit een stuk M8 draadeind waarop ophangogen zijn geschroefd.
stuurstang verbinding achter.
De gaten waardoor de draadeinden door de stuurpen of vulring van de voorvork lopen moeten ruimer zijn dan het draadeind zodat je voldoende speling hebt om het balhoofd af te kunnen stellen. (Stel eerst de balhoofden af voordat je de moeren en ogen van het draadeind vastdraait.)
stuurbuis stellen.
De stuurstangen bestaan uit aluminium buisjes waar ik aan beide zijden een stuk draadeind in heb gelijmd met epoxyhars. De stuurstangen zijn via kogelgewrichten verbonden met de ophangogen.
achterste balhoofd.
De complete stuurinrichting.

Kettingwieltjes

Om de ketting onder de zitting door te geleiden kun je gebruik maken van kant-en-klare kettinggeleiderwieltjes. De goedkopere optie is om de wieltjes zelf te maken door een groef in wat oude inline-skate wieltjes te slijpen.

kettinggeleiderwieltjes maken.
Dit heb ik gedaan door de wieltjes met twee stukjes multiplex op te klemmen op een stuk draadeind en het geheel in een kolomboormachine te plaatsen. De groef heb ik er vervolgens met een slijptol uitgeslepen.
stuurstang verbinding achter.
De kettingwieltjes zijn door het frame gemonteerd met een stuk draadeind en een draadbus om ze op de juiste afstand uit te lijnen. Van aluminium strips heb ik brackets gebogen zodat de ketting niet van de wieltjes af kan lopen.

Standaard

bokstandaard montagepunt.
Onderaan het frame, vlak voor de knik, heb ik een plaatje met een stukje M10 draadeind gelast waar een bokstandaard aan kan worden gemonteerd.

Afmontage

Voor de afmontage heb ik de cassette, achterderailleur, v-brakes en remhendels van de donorfiets hergebruikt. Het voorblad van de kinderfiets had maar 24 tanden dus deze heb ik vervangen door een nieuw blad met 60 tanden, inclusief nieuwe cranks en trappers. Voor de 6-speed achterderailleur heb ik een nieuwe 6-speed shifter gekocht. De rem- en versnellingskabels zijn uiteraard ook allemaal nieuw. Het was misschien mooier geweest om de kabels door het frame te trekken maar ik heb ze uit praktische overwegingen met tiewraps aan het frame vastgezet.

Afgemonteerde ligfiets.

Bouwtekeningen

Omdat ik het frame on-the-fly heb gemaakt heb ik hier geen ontwerp van maar ik heb het later opgemeten en er een schets van gemaakt. Omdat ik zelf 175cm lang ben kan het zijn dat het frame voor langere mensen iets te klein is. Het zitje kan echter wel nog zo’n tien centimeter naar achteren worden geplaatst. De afmetingen op de schets zijn in mm.

Bouwtekening ligfiets.
dwarsstukken zitje.
De dwarsstukken van de zitting worden om de 30mm geplaatst en zijn 65mm diep. Het breedste stuk van de zitting is 250mm en loopt taps af naar 80mm voor de rugleuning en 150mm aan de voorzijde van de zitting.
zitting zijaanzicht.
Zitting zijaanzicht 52 x 48,5cm

Demo

Het is wat wennen maar de fiets rijdt stabiel. Omdat het een lwb(long-wheel-base) ontwerp is is de draaicirkel wel wat groot. Maar in vergelijking met een gewone fiets is de zithouding zeer comfortabel.

Stroomlijn/kuip

Momenteel ben ik bezig met het bouwen van een kuip/stroomlijn die ik zelf in Blender heb ontworpen. De stroomlijn ga ik maken van polyester/glasvezel laminaat. Onderstaand een render van het Blender ontwerp:

stroomlijn ligfiets