Julius Ansenk (Wb9015791) en Niels Broens (Wb9130349)

Abstract
Onderzocht is of het rendement van een kabel-snek overbrenging hoger is dan het rendement van een ketting-kettingwiel overbrenging. Eerst is het krachtverloop in de kabel gemeten tijdens een aantal halen op de roeifiets. Vervolgens is er aan de hand van die informatie een opstelling gebouwd waarbij de rendementen van de twee overbrengingen gemeten konden worden. Bij deze opstelling is er geprobeerd om de "haal" zo veel mogelijk te laten lijken op de haal die wordt gemaakt tijdens het roeifietsen. De resultaten laten zien dat de kabel-snek overbrenging inderdaad een hoger rendement heeft dan de ketting-kettingwiel overbrenging.

Bij de roeifiets wordt sinds enige jaren gebruik gemaakt van een kabel-snek overbrenging in plaats van een ketting-kettingwiel overbrenging. De snek, een systeem dat enige eeuwen geleden al werd gebruikt in klokken, is herontdekt door Derk Thijs die het systeem heeft geïmplementeerd in de roeifiets. De snek is een conisch gevormde trommel van aluminium met daarin een schroefdraadvormige groef waarin een 3 mm dikke RVS aandrijfkabel op en af kan rollen. Deze staalkabel is anderhalf maal rond de snek geslagen. Bij de arbeidsslag rolt de kabel af en tijdens de rustslag rolt de kabel weer op. De kabel neemt de snek mee op wrijving en drijft daarmee het wiel aan.

Figuur 1: De snek.

Figuur 2: De roeifiets in actie.

De ketting-kettingwiel overbrenging is alom gebruikt en heeft een relatief hoog rendement en een lange levensduur. De kabel-snek overbrenging wordt slechts op zeer kleine schaal toegepast, het zou daarom erg revolutionair zijn als blijkt dat deze overbrenging een hoger rendement heeft. Voorlopig hebben de kabel en de snek nog niet zo'n lange levensduur, maar als blijkt dat het rendement substantieel hoger ligt is er wellicht een grote toekomst voor de snek en kan er onderzoek gedaan worden om ook de levensduur te verbeteren.

De gegeven vraagstelling van het onderzoek luidt:
"Onderzoek het rendement van de snek in vergelijking met een traditionele ketting-kettingwiel overbrenging. Onderscheid zo mogelijk het rendement van de snek zelf, het freewheel mechanisme en eventuele andere verlies-veroorzakende elementen."

Het onderzoek is toegespitst op het rendement van de overbrenging zelf. Het freewheel mechanisme en andere verlies-veroorzakende elementen zijn constant gehouden tijdens het onderzoek.

Het doel van het Rendementsonderzoek van de Snek is een kwalitatieve uitspraak te doen over het rendement van de kabel-snek overbrenging in vergelijking met de ketting-kettingwiel overbrenging.

Aan de hand van de onderzoeksvraag en de hierboven beschreven toespitsing is een hypothese opgesteld:

Hypothese: "Het rendement van de optimaal geconfigureerde kabel cilindrische snek overbrenging is hoger dan het rendement van de optimaal geconfigureerde ketting-kettingwiel overbrenging, bij gelijke condities."

De hierboven beschreven hypothese is gebaseerd op grond van een aantal punten:

• In de ketting zitten meer bewegende onderdelen welke voor meer verlies zorgen.
  
• De aluminium snek en de kabel vormen een lichtere constructie dan de ketting en de kettingwielen.
  
• Persoonlijke ondervindingen van de uitvinder (subjectief): fietsen met de kabel-snek aandrijving is soepeler en lichter dan met de ketting-kettingwiel aandrijving.

Om een valide meetopstelling voor het rendement te ontwerpen moeten de randvoorwaarden bekend zijn. Eén van die randvoorwaarden is dat het krachtverloop gelijkvormig moet zijn aan de werkelijke situatie. Om een idee te krijgen van het krachtverloop in een haal is een krachtopnemer tussen de voetenslee en de kabel bevestigd.

Figuur 3: De geïnstalleerde krachtopnemer.

Figuur 4: Een proefpersoon op de roeifiets.

Het signaal van de krachtopnemer is uitgelezen met behulp van een computer. Het achterwiel drijft een schoepenwiel aan om de weerstand, normaal door rol- en luchtwrijving gecreëerd, te simuleren. Een proefpersoon maakt halen in een constant tempo en gelijke kracht.