Velomobiel kettingdynamo
Gecreëerd op 21 januari 2012 14:25
Categorieën: Verlichting, Techniek
De Quest is een fantastische fiets waar je ook bij nacht en ontij mee kunt en wilt fietsen. Voor de verlichting wordt gebruik gemaakt van verlichting op basis van een accu. Dat heeft een paar nadelen:
Gebruik van het lichtnet om de accu op te laden is natuurlijk niet helemaal Human Powered.
Tijd dus voor een dynamovoorziening voor de Quest. Een normale (band)dynamo valt niet te monteren. Een naafdynamo is ook niet toepasbaar. Blijft over een dynamo die via de ketting wordt aangedreven.
In vergelijking met een banddynamo heb je het voordeel van niet slippen en geen invloed op de bandenslijtage.
In vergelijking met zowel een band- als een naafdynamo heb je het voordeel dat het toerental relatief constant is. Immers, wanneer je langzamer gaat, schakel je terug, waardoor je kettingsnelheid ongeveer gelijk blijft.
Helaas zijn kettingdynamo's niet kant en klaar verkrijgbaar. Een omgebouwde naafdynamo moet hier de oplossing brengen.
Omdat het hier vooralsnog om een experimentele setup gaat kies ik niet voor de absolute top van de naafdynamo: de SON. Maar ik heb gekozen voor het nieuwste topmodel van Shimano: de 3N80 (foto hierboven). Dit is het sportmodel dat volgens Shimano's opgave lichter is in gewicht (490 gram, klopt) en lichter loopt dan de andere topper, de 3N71 (ca 700 gram).
De naaf heeft aan de ene kant de connectors voor de bedrading. Aan de andere kant wordt een tandwiel gemonteerd. Hiervoor kies ik (voorlopig) een 23 tands wieltje uit een standaard cassette. Een onverwacht voordeel blijkt dat de binnendiameter van het kransje precies overeenkomt met de buitenmaar van het lagerhuis, waardoor het tandwiel direct goed gecentreerd zit. Het tandwiel wordt met twee strak aangetrokken tiewraps vastgezet. De praktijk zal moeten uitwijzen of dit afdoende is of dat extra montage noodzakelijk is. Gezien de te verwachten krachtoverbrenging lijkt dit voldoende te zijn.
De dynamo wordt bij voorkeur gekoppeld aan de aanwezige accu. Hierdoor blijft de accu steeds vol en blijft je licht ook branden als je even je benen stil houdt. De combinatie accu/dynamo geeft een grote flexibiliteit om ook enige tijd extra veel licht te gebruiken zonder bang te hoeven zijn zonder stroom te komen zitten.
Om accu en dynamo aan elkaar te koppelen, is een gelijkrichter nodig. Deze wordt samen met twee indicator LEDs (altijd leuk om te zien dat er ook echt spanning van je dynamo komt) en een schakelaar (om de vermogenslevering van de dynamo te onderbreken) in een inbouwboxje gestopt.
Om rammelen en schade daardoor te voorkomen, wordt de boel flink met siliconenkit volgestopt. De randjes van het inbouwdoosje ook en om optimale hechting te garanderen een halve dag in een lijmklem vastgezet. Helaas is de schakelaar zelf niet helemaal waterdicht, maar het meeste vocht zal eruit blijven of anders door de siliconenkit niet bij de andere onderdelen kunnen komen.
Voor de plaatsing van de kettingdynamo is de secundaire ketting ongeschikt. Ten eerste geen ruimte en ten tweede- omdat deze achter het versnellingsblok zit - omdat de kettingsnelheid hier niet constant is.
Voor een goede werking is het noodzakelijk zoveel mogelijk op een vaste positie te zitten. Voor de 3*20 Quest is daarvoor de positie direct achter de kettingspanner, pal voor de stuurstangbrug de ideale positie. De naaf zit dan grotendeels onder de framebuis en uit de weg van voeten en benen.
Voor het monteren van de naaf zijn in principe twee mogelijkheden: van boven en van beneden. Van boven kan klemmend vanaf de framebuis. Of - als dat volgens de makers zou kunnen - dmv bouten in het frame.
Ik heb er voorlopig voor gekozen om van onderaf te monteren. Hiervoor heb ik bij de bouwmarkt twee 60x60 mm hoekijzers gekocht. Deze worden van een sleuf van 9 mm breed en 12 mm diep voorzien. Hierin kan de naaf met een snelspanner goed vastgezet worden. De beugels worden op hun beurt aan de bodem van de Quest bevestigd (door en door mbv boutjes en moertjes).
De dynamo levert ook in afgeschakelde toestand een merkbare weerstand op (tenminste als je de naaf los in de hand laat ronddraaien voel je de magneten). Daarom is het prettig om met de snelspanners de dynamo eenvoudig weg te nemen of omhoog te plaatsen.
Om een en ander goed in te stellen en te combineren zijn de beugels eerst op een blokje hout gemonteerd. De draden aangesloten en de dynamo vastgeklemd. De indicator LEDs lichten op bij elke beweging van de naaf. Op een open draad is met de hand al een flink aantal volts op te brengen bij een toerental dat ver onder de 2 a 3 omwentelingen per seconde hoort die bij de kettingsnelheid hoort.
Aangekoppeld op de accu (bij 6.22 volt spanning) gaat de spanning iets omhoog bij handdraaien, tot 6.30 en daarbij loopt al tot 250 a 300 mA stroom. Dit geeft alle vertrouwen dat eenmaal gemonteerd de accu permanent goed opgeladen zal worden.
Als onderdelen zijn gebruikt:
twee beugels (bouwmarkt a 90 ct)
brugcel 1A (conrad B80C1000 70 ct)
wip schakelaar (conrad 110 ct)
kunstofbehuizing (conrad 2 euro)
weerstand& twee leds uit eigen voorraad
bedrading, siliconenkit, soldeer
Totale kosten ca €75,- en niet eens zoveel tijd.
Het monteren van de unit in de Quest moet met het nodige beleid gebeuren: het tandwiel moet goed in lijn met de ketting geplaatst worden, om aflopen te voorkomen (bij de 26" Quest zou ik kettinggeleiders adviseren).
Verder blijkt het buisje waarop de bel gemonteerd zit een beetje in de weg te zitten. Voorlopig is de bel losgehaald en aan de onderkant/richting stoeltje heb ik een stukje van het belhouderbuisje afgeslepen om iets meer ruimte te creeren. Vervolgens de dynamo eronder gezet, tandwiel goed op de ketting geplaatst en vervolgens met twee boutjes het linker beugeltje vastgezet. Daarna opnieuw uitgelijnd en de rechter beugel met 1 boutje vastgezet. Als alles strak is aangedraaid staat het hiermee goed vast.
Ik kies ervoor om met 1 boutje rechts vast te zetten, omdat het misschien wenselijk zal blijken om het beugeltje niet naar buiten, maar naar binnen wijzend te monteren. Dit wanneer blijkt dat er toch slip optreedt en de ketting dus geen uitwijkmogelijkheid geboden moet worden en/of om de bodem tegen doorzagen te beschermen.
Bekabeling wordt in eerste instantie los neergelegd, zodat eerst werking van het geheel kan worden vastgesteld.
Ik ben benieuwd.
De eerste testrit is niet helemaal volgens plan verlopen: de ketting komt al snel naast het tandwiel te lopen en dan werkt de dynamo dus niet. Opnieuw opleggen gaat wel redelijk eenvoudig, maar handiger is natuurlijk als de ketting niet afloopt. Misschien moeten ook bij de 3*20" Quest geleidebeugeltjes gemonteerd worden.
Uitgevouwen zijn hier de beoogde geleidebeugeltjes te zien. De linker komt onder de ketting, waardoor het rechtopstaande stuk de ketting aan de ene kant begrensd. Het kleinere stuk komt daar bovenop te staan. De uitgeslepen halve cirkel komt overeen met de flens van de naafdynamo.
Hier is het samengesteld te zien. De twee beugeltjes komen vast te zitten aan de bodem van de Quest. Dit met 1 of 2 boutjes, die dan meteen de twee beugeltjes aan elkaar vastzetten.
Omdat boren van binnenuit niet mogelijk is, moet heel nauwkeurig de juiste positie naar de onderkant van de bodem worden overgebracht en van daaruit een gaatje worden geboord. Dit is moeilijk heel precies te doen en daarom is het waarschijnlijk zinnig om in de beugeltjes geen gaatjes, maar sleufjes aan te brengen, zodat na losse montage nog fijnafstelling kan plaatsvinden.
Mogelijk probleem van deze oplossing voor het aflopen van de ketting is dat de ketting vrijwel recht langs het tandwiel gaat. Er is dus maar heel weinig kracht nodig om de ketting over de tanden te laten glijden. Het tandwiel moet dus voldoende naar beneden komen om dit te voorkomen, maar dat brengt mogelijk met zich dat de ketting tegen de bodem gaat bonken met alle lawaai van dien.
Een oplossing hiervoor zou zijn om een tweede rollertje aan te brengen die de ketting juist voor de dynamo optilt. Hierdoor verandert de ketting twee maal van richting (eerst over het kleine rolletje en vervolgens weer de juiste kant op via de dynamo). Door dit afbuigen is het opeens heel wat moeilijker voor de ketting om over de tanden te dansen en bonken is dan veel onwaarschijnlijker (tenzij de naaf gaat blokkeren).
Suggesties voor andere, nog elegantere oplossingen zie/hoor ik graag.
Wat in ieder geval wel al is aangetoond is dat deze naafdynamo in combinatie met een 23-tandwieltje gemakkelijk het gewenste voltage levert. Slechts het zekerstellen van de aandrijving (en eventueel geluidarm maken) is nog nodig.
Aandrijven van de dynamo geeft geen gevoelsmatige verzwaring van het trappen.
Reacties (0)