Fietsen met cardanas

beixo maakt al sinds 2005 fietsen met een cardanas als aandrijving in plaats van een ketting. Het idee is geboren met de eerste fiets die beixo ontwierp: de Compact vouwfiets. Het gesloten systeem van de cardanas is ideaal voor een vouwfiets. Olie en vet zitten in een cardanas half afgesloten, dus de gebruiker loopt niet het risico op vieze kleren. Vroeg of laat kom je met het vet van de ketting van een normale vouwfiets tegen je kleren (of die van een medepassagier, of de bekleding van je auto). Dat gevaar neem je weg met het toepassen van een cardanas op een fiets. 

Oude technische tekening van een fiets met een cardanas

Voordelen:

De cardanas is schoon in het dagelijks gebruik. Daarnaast is de cardanas duurzaam en onderhoudsarm. Duurzaam omdat hij vele malen langer meegaat dan een normale fietsketting. De cardanas is vrijwel onverslijtbaar. Qua onderhoud heeft een cardanas maar eens per jaar wat vet nodig en eens in de zoveel jaren wat olie. Dat je ketting eraf loopt zal je bij een cardanas ook niet gebeuren. De cardanas staat altijd strak en klaar voor gebruik: een slappe ketting is ook verleden tijd. 

De cardanas heeft geen externe bewegende onderdelen. Dus er kunnen geen vingers tussen komen, of kleding of andere zaken, zoals bij een ketting. Alhoewel de meeste kettingen natuurlijk wel in een kettingkast zitten. De cardanas is ook geluidsarm. Daarnaast is het verwisselen van je achterband veel eenvoudiger met een cardanas: enkele bouten losdraaien en het hele wiel komt er zo uit. Bij het terugplaatsen van het wiel komt geen afstellen kijken.

Bij de lijst met voordelen van een cardanas hoort zeker nog de esthetiek: de cardanas kan in het frame geïntegreerd worden: goed verwerkt lijkt de cardanas een onderdeel van het fietsframe. Een kettingkast ontbreekt bij een fiets met cardanas en zo lijkt het ontwerp veel opener. Op het gebied van design biedt het extra mogelijkheden.

Nadelen:

Met al die voordelen vraag je je af waarom niet alle fietsen uitgevoerd zijn met een cardanas. Dat brengt ons op de nadelen zoals energieverlies in de overbrenging. Dat is maar heel weinig, te weten 3%, dat merk je niet tijdens het fietsen. Ter vergelijking: een optimaal onderhouden ketting, net schoongemaakt, gesmeerd en gespannen heeft 2% energieverlies, dus dat verschil is verwaarloosbaar. 

Het dagelijks onderhoud van een cardanas is nihil. Mocht er toch van binnen iets kapot gaan, dan draait een beetje techniek liefhebbende fietsenmaker zijn hand er niet voor om. 

Het maximum aantal versnellingen op een cardanfiets is op dit moment acht. Dat maakt dat een cardanas niet geschikt is voor een racefiets of een mountainbike. Ook voor kinderfietsen is een cardanas minder geschikt. De duurzaamheid zorgt ervoor dat het kind al bijna volwassen is tegen de tijd dat de cardanas begint te slijten.  

En een cardanas maakt een fiets zwaarder: de onverslijtbare cardanas weegt nou eenmaal meer dan een ketting. De frameconstructie moet worden aangepast aan de krachten die een cardanas erop zet. En het grootste nadeel voor velen is de prijs: een cardanas is een stukje duurder dan een ketting. Dit wordt echter ruimschoots gecompenseerd door het uitblijven van duur onderhoud.

Als racefiets was een fiets met cardanas geen succes
Racefiets met cardanas

Geschiedenis van fietsen met cardanas 

Rond 1890 werden zowel in de Verenigde Staten als in het Groot-Brittannië patenten aangevraagd voor fietsen met asaandrijving. A. Fearnhead verkreeg in oktober 1891 het eerste Britse patent op een fiets met een aandrijfas die in een ingesloten buis boven de achtervork liep. Bij het Amerikaanse patent van Walter Stillman (verkregen in juli 1891) liep de aandrijfas door de achtervork zelf.

Het eerste patent van een cardanfiets
Het patent van Stillman. Het principe is in al die jaren amper veranderd.

Rond 1900 was het aantal fietsen met cardanas groter dan fietsen met een ketting. De kwaliteit van de ketting liet nog te wensen over. Daarnaast paste de cardanas ook goed bij de mode van die tijd: de wijde rokken van de dames konden niet in de cardanas komen. De cardanas leek de toekomst te hebben. Bij auto’s was de cardanas niet meer weg te denken, in 1910 was de kettingaandrijving in auto’s op een enkele uitzondering na verdwenen. Men verwachtte hetzelfde voor fietsen. Dus veel belangrijke fietsenfabrikanten, ook in Nederland, zorgden er voor een (naar verhouding veel duurdere) cardanfiets in hun collectie te hebben om de boot niet te missen. Maar het liep anders. 

Want toen de kwaliteit van de ketting sterk verbeterde, fietsen met een ketting goed bleken te combineren met versnellingen en de gesloten kettingkast werd geïntroduceerd, nam de populariteit van de cardanas snel af. De ketting was ook nog eens een stuk goedkoper en zo werd de fiets met cardanas langzaamaan verdrongen van de markt. Eén beroemde fabriek bleef fietsen met cardanas nog een tijdlang produceren: de Fabrique Nationale d’Armes de Guerre (FN), de Waalse wapenfabriek die aan verscheidene legers leverde. In oorlogstijd bleef men het meeste vertrouwen hebben in de cardanas. Bij beixo hebben we een antieke fiets met cardanas van de Fabrique Nationale staan, meer dan 100 jaar oud en klaar om weg te rijden.

Historisch reclameaffiche voor de Acatene, Franse merknaam voor Fietsen zonder ketting
Acatene is de Franse benaming voor een fiets met cardanas

In de auto- en vooral de motorfietsindustrie verdween de cardanas nooit. Vanaf 1980 kwam het merk Fendt met een technisch sterk verbeterde versie van de cardanas op een fiets. Met betere lagers, naafversnellingen en tandwielen heel precies geslepen met CNC-techniek werden rendement en de duurzaamheid spectaculair vergroot.

De cardanas dankt zijn naam aan Geronimo Cardano, een 16e eeuwse Italiaanse wetenschapper. Hij vond de kruiskoppeling uit, die naar hem werd genoemd: de cardanische koppeling. De cardanas, zoals die gebruikt wordt in een auto, heeft een aandrijfas in combinatie met kruiskoppelingen. De cardanas verbindt twee andere assen die roterend van plaats veranderen met elkaar. Dit principe is zichtbaar bij vrachtwagens, hier loopt de aandrijfas open en bloot van de motor naar de achteras.

Meer weten over historische merken cardanfietsen?

Cardanas of aandrijfas?

De cardanas in een cardanfiets heeft die kruiskoppelingen niet. Daardoor bestaat er discussie over het gebruik van de term cardanas voor fietsen. Eigenlijk is het niet meer dan een aandrijfas met twee conische tandwielen. Maar het de degelijkheid van de échte cardanas had een dusdanig goed imago, dat de fabrikanten rond 1900 graag daarop meeliftten. De naam acatène, een Frans klinkend woord voor zonder ketting, is ook nog een tijdje populair geweest, maar uiteindelijk is cardanas blijven hangen.

De conische tandwielen aan de uiteinden van de as dragen de kracht haaks over. Van de trappers wordt zo haaks de kracht overgebracht op de as, die aan de andere kant die kracht haaks overbrengt op het achterwiel. Het rendement van twee haakse overbrengingen is altijd lager dan een kettingaandrijving. Maar dat is uitgaande van een geoptimaliseerde ketting: net schoongemaakt, gesmeerd en gespannen.

opengewerkte exploded view van een moderne cardanas voor op een fiets van beixo
De door beixo gebruikte cardanas

De cardanas is altijd in optimale toestand. Die conische tandwielen zorgen ervoor dat de fiets geruisloos is. Door de gebogen vertanding is er altijd contact met meerdere tanden tegelijk en dat voorkomt ratelen. Zoals je bij een auto in zijn vooruit conische vertanding hebt, maar zet je de auto in zijn achteruit, dan is veelal rechte vertanding toegepast en dat hoor je.

Wij van beixo zijn overtuigd van de cardanas. De voordelen wegen duidelijk op tegen de nadelen. De cardanas biedt ons de mogelijkheid prachtige fietsen te ontwerpen. Gewone fietsen en elektrische, stadsfietsen, cargo-bikes en vouwfietsen, allemaal uitgevoerd met die unieke cardanas. Schoon, duurzaam, onderhoudsarm en het kan tegen een stootje.