Introductie
Techniek ontstaat voor mij zelden achter een bureau. De beste ideeën komen wanneer je ergens middenin zit. In mijn geval: op de fiets, in het zand, tijdens een strandrace. Wat begon als een praktisch probleem groeide uit tot een compleet eigen systeem, inclusief zelf ontworpen naven, afdichtingen en besturing. In dit artikel neem ik je mee in hoe dat is ontstaan, welke technische keuzes daarin bepalend waren en wat het me als engineer heeft geleerd.
Een probleem dat je voelt tijdens het rijden
Ik rijd al jaren strandraces samen met een fietsmaatje. Wie dat wel eens gedaan heeft, weet hoe dynamisch die omstandigheden zijn. Je rijdt over hard zand langs de waterlijn, maar ook door mul zand, technische duinpassages en stukken waar je continu moet corrigeren.
Bandendruk is daarin alles. Op harde stukken wil je relatief hoge druk. Minder rolweerstand, meer snelheid. Maar zodra je het mulle zand in gaat, wil je juist zo laag mogelijk zitten voor grip en om niet weg te zakken. In de praktijk betekent dat dat je continu moet kiezen tussen twee suboptimale situaties. Ik zag mijn maatje op een gegeven moment stoppen om lucht uit zijn banden te laten. Toen dacht ik: dit moet anders kunnen. Waarom zou je dat niet tijdens het rijden regelen?
Dat was het begin.
De eerste poging: simpel gedacht, snel geleerd
Mijn eerste idee was eerlijk gezegd vrij naïef. Ik dacht: als ik lucht via de as naar binnen breng, dan kan ik die via de naaf naar de band leiden. Lagers hebben immers afdichtingen, dus dat zal wel min of meer luchtdicht zijn.
Dat bleek dus totaal niet te werken. De realiteit is dat standaard lagers helemaal niet ontworpen zijn om lucht vast te houden. De lucht lekt er gewoon langs. Wat ik probeerde te doen, was lucht door een systeem sturen dat daar fundamenteel niet voor bedoeld is. Maar juist dat soort eerste 'mislukkingen' zijn waardevol. Je begrijpt meteen waar de echte uitdaging zit. De doorbraak kwam toen ik besloot om het fundament zelf te ontwerpen. Ik heb de naven volledig opnieuw ontwikkeld in SolidWorks, specifiek gericht op één doel: gecontroleerd lucht transport door de as en naaf, zonder noemenswaardig verlies.
Daarmee kom je direct in een complex speelveld terecht:
- Afdichtingen moeten luchtdicht zijn
- Tegelijkertijd mogen ze nauwelijks wrijving toevoegen
- Lagers moeten soepel blijven lopen
- Alles moet bestand zijn tegen vuil, water en belasting
De eerste versies met afdichtingen werkten technisch wel, maar liepen extreem zwaar. Dat was geen optie. In een wedstrijd verlies je daar direct vermogen mee. Na veel iteraties heb ik een afdichtingsoplossing gevonden waarbij het vermogensverlies rond de 4 watt per wiel ligt. Dat is nog steeds verlies, maar in de praktijk levert het systeem meer winst op dan het kost. Dat is een belangrijk inzicht: optimalisatie is zelden absoluut. Het gaat om balans.
Het principe: lucht door de naaf en bediening op het stuur
De kern van het systeem is relatief eenvoudig uit te leggen, maar technisch lastig te realiseren. Ik breng lucht via het stuur en een leidingsysteem naar de as. Vanuit de as gaat die lucht door de naaf en vervolgens via een slang naar de band. Daarmee kan ik tijdens het rijden de bandendruk verhogen of verlagen. Het verschil zit in de details:
- Hoe voorkom je lekkage bij rotatie?
- Hoe zorg je dat afdichtingen niet te veel weerstand geven?
- Hoe houd je het systeem betrouwbaar onder alle omstandigheden?
Elke kleine inefficiëntie wordt direct voelbaar op de fiets. De eerste versie van de bediening was allesbehalve verfijnd. Ik had twee grote manometers op het balhoofd gemonteerd en een set knoppen om voor- en achterband apart te bedienen.
Links zat de bediening voor de achterband, rechts voor de voorband. Het werkte, maar het was grof en vrij lomp opgebouwd. Toch was het voldoende om te testen. En dat is waar het om draait in de beginfase: niet perfectie, maar werkende functionaliteit.
Testen in de praktijk: strandraces als ideale proeftuin
Strandraces zijn een perfecte testomgeving. Je krijgt continu variatie in ondergrond en belasting. Dat maakt direct zichtbaar wat werkt en wat niet. In het mulle zand liet ik de druk zakken tot ongeveer 0,4 à 0,5 bar. Op harde stukken zat ik rond de 1 bar. En als je een sprint moest trekken, kon je nog even extra druk toevoegen in een kleine 15 seconden, voor minimale rolweerstand. Het grote voordeel is dat je niet meer hoeft te kiezen. Je past je setup continu aan aan de omstandigheden. Dat merk je meteen in controle, snelheid en vooral in efficiëntie. Je blijft rijden waar anderen moeten corrigeren of zelfs afstappen.
Tijdens wedstrijden trok het systeem al snel aandacht. Als je bij de start staat en je laat even lucht uit je band ontsnappen zonder af te stappen, gaan mensen kijken. Eerst denken ze dat je een lekke band hebt. Daarna zien ze pas wat er gebeurt. Dat leidde tot gesprekken, interesse en uiteindelijk ook tot mijn eerste presentatie op een wielerbeurs. Daar kreeg ik veel reacties, zowel van recreanten als van meer professionele rijders.
Samenwerking met een renner en UCI-goedkeuring
Via deze wielerbeurs kwam ik in contact met een semi-prof renner die het systeem wilde gebruiken. Hij zag direct de potentie en had ook een netwerk om het verder te brengen. Samen hebben we een traject gestart waarbij we het systeem hebben aangemeld bij de UCI. Dat was een belangrijke stap, want zonder goedkeuring mag je er simpelweg niet mee rijden op dat niveau. We kregen die goedkeuring en hebben het systeem twee seizoenen in competitie gebruikt. Dat was enorm waardevol, maar ook confronterend.
In die periode kwamen de echte zwakke plekken naar voren. Wij werkten toen met CO2-patronen om de banden op te pompen. Dat leek logisch vanwege de compacte opslag van energie. Maar daar zat een cruciaal probleem. Ik had zelf een reduceerventiel ontwikkeld om de druk te regelen. In theorie werkte dat, maar in de praktijk kon het gebeuren dat het systeem bleef vullen en niet op tijd stopte. In een wedstrijd is dat desastreus. Eén keer ging het mis tijdens een belangrijke race en dat zijn momenten waarop je als engineer direct ziet wat de impact is van een detail dat nog niet robuust genoeg is.
Itereren en verbeteren: van CO2 naar pomptechnologie
Na die fase heb ik het systeem aangepast en ben ik overgestapt op compacte pompjes met hogere capaciteit. Die konden sneller en consistenter lucht verplaatsen en waren betrouwbaarder in gebruik. Technisch gezien een duidelijke stap vooruit. Maar tegelijkertijd zat ik in een realiteit waarin ik fulltime werkte bij MechDes en dit project in de avonden en weekenden deed. Dat begint op een gegeven moment te wringen.
Vooral omdat ik tot nu toe veel eigen geld in het project heb gestoken. Dat is prima als je het ziet als ontwikkeling en passie, maar het moet ergens ook realistisch blijven. De kostprijs van een wielset met dit systeem ligt rond de 3.000 euro. Dat is inclusief hoogwaardige componenten en een laag gewicht. Technisch gezien is dat verdedigbaar. Maar de markt is klein. Veel mensen vinden het interessant en willen het gebruiken, maar zijn niet bereid om ervoor te betalen. Dat is een bekend spanningsveld bij niche-innovaties. Ik heb er uiteindelijk voor gekozen om het commerciële stuk los te laten.
Doorontwikkeling: van analoog naar digitaal
Technisch ben ik wel doorgegaan met verbeteren. Een belangrijk punt was de afleesbaarheid van de bandendruk. Je werkt in een relatief klein bereik tussen ongeveer 0,5 en 1 bar. Analoge meters maken het lastig om daar precies in te sturen.
Daarom heb ik een digitale variant ontwikkeld met een eigen printplaat. Daarmee kon ik de druk veel nauwkeuriger aflezen. Later kwamen er ook sensoren op de markt die je via een fietscomputer kunt uitlezen. Dat gaf nog meer inzicht.
Wat interessant is: tijdens het rijden zie je de druk veranderen door temperatuur. Dat is een mooi voorbeeld van hoe theorie en praktijk samenkomen.
Praktijkvoordeel: blijven rijden waar anderen afhaken
Het grootste voordeel van het systeem zit niet alleen in snelheid, maar in continuïteit. Je kunt blijven rijden in omstandigheden waar anderen moeten aanpassen of stoppen. Je hebt altijd de optimale druk voor dat moment. Dat geeft niet alleen een fysiek voordeel, maar ook mentaal. Je houdt controle.
Ik heb me met dit systeem gekwalificeerd voor het WK Offroad triatlon in Hawaï in de categorie Heren 55–60, mede dankzij het bandendruksysteem. Daarnaast ben ik twee keer Nederlands kampioen cross triatlon geworden in dezelfde categorie, op Ameland. Ook zonder het systeem heb ik mooie resultaten behaald, met twee NK-titels in Almere en Renkum. Dat zijn voor mij bevestigingen dat het concept werkt.
De vraag is natuurlijk: waar is dit systeem echt relevant? Voor strandraces is het ideaal. Voor gravel zie ik ook duidelijke toepassingen. Daar heb je vergelijkbare variatie in ondergrond. Voor klassiek wegwielrennen is het minder interessant. Daar wil je vooral constante omstandigheden en maximale efficiëntie. Daarnaast spelen reglementen een grote rol. In sommige disciplines is er weinig ruimte voor dit soort innovaties.
Wat dit project mij als engineer heeft geleerd
Als ik terugkijk, zie ik vooral hoeveel dit project mij heeft gebracht in mijn werk als engineer:
- Het dwingt je om theorie en praktijk continu te verbinden
- Je ontwikkelt gevoel voor wat echt kritisch is in een ontwerp
- Zonder goede business case blijft het lastig om succesvol op te schalen
- Goede samenspraak tussen hardware en software is essentieel
Bij MechDes werken we dagelijks aan complexe technische vraagstukken. Dit soort eigen projecten scherpen je inzicht en maken je als engineer completer. Velotto is voor mij nooit alleen een product geweest. Het is een manier om te blijven ontwikkelen, om ideeën te testen en om techniek tastbaar te maken.
Het laat zien dat innovatie niet altijd begint met een groot plan, maar vaak met een simpele vraag: Kan dit niet slimmer? Voor mij begon dat op het strand, met zand in mijn schoenen en een idee dat niet losliet. En dat is uiteindelijk waar engineering om draait.
Over MechDes Engineering
MechDes Engineering is een werktuigbouwkundig ingenieursbureau met meer dan 30 jaar ervaring in het ontwikkelen van innovatieve en praktische oplossingen voor complexe technische vraagstukken. MechDes werkt nauw samen met klanten, van eerste concept tot en met realisatie en optimalisatie.
De kracht van MechDes zit in de combinatie van grondige engineering, creativiteit en betrokken samenwerking. Door diep in te zoomen op de essentie van een vraagstuk en tegelijkertijd het grotere geheel in beeld te houden, ontstaan oplossingen die niet alleen technisch kloppen, maar ook in de praktijk het verschil maken.
Met een team van gedreven engineers werkt MechDes dagelijks aan projecten in uiteenlopende sectoren, waarbij innovatie en maakbaarheid hand in hand gaan. Diezelfde mentaliteit zie je terug in persoonlijke projecten van engineers, waarin nieuwsgierigheid en vakmanschap samenkomen en direct bijdragen aan hun ontwikkeling binnen het vak.
