Karbonová sága Dušana Demoviče – díl desátý

Prolog

Slibuji, že tentokrát vás nebudu obtěžovat povídáním o práškovacích Čmelácích jako v minulém dílu, nicméně do jisté míry bude už desátý díl (!) této kroniky tvorby Dušanových karbonových speciálů v lecčems podobný jako předchozí část. Dušan zde totiž popisuje, jak se mu podařilo zvýšit torzní tuhost svých závodních modelů Ultima U10 a U11, aby následně vznikly nové stroje s označením U12 a U13 – o nichž je tento jubilejní díl Karbonové ságy Dušana Demoviče.

Vše v duchu toho, co jsem psal v úvodu – aby samotný design, potažmo pak nízká hmotnost, korelovala také s užitnými vlastnostmi. A jak všichni koloběžkáři ví, zejména u velkých modelů – a že „závodničky“ s koly 28/28 palců patří mezi největší – je kromě požadavku celkové tuhosti při zatížení jezdcem a při odrazu, velmi důležitá také torzní tuhost čili tuhost rámu ve zkrutu. 

Ale nyní už, jak praví rozhlasoví moderátoři, předávám slovo Dušanu Demovičovi.

Dušan Demovič: Karbonová sága – 10. diel

Táto zima sa mi nejako stavebne-kolobežkovo rozbehla… Podkrovie na jeseň dokončené na 98 %, pred sebou vízia dlhých zimných večerov, a tak sa začalo stavať. To, čo sa odohrávalo v mojej dielni do Vianoc, ste si mohli prečítať v minulej časti, kde som predstavil Ultimu U10 a U11. Tentokrát predstavím stavbu prototypov Ultima U12 a U13.

Možno si ešte spomínate, že U10 a U11 boli stavané s víziou závodného použitia. U11 išla hneď k nášmu slovenskému top jazdcovi do Devínskej Novej Vsi, ktorý mi hneď po niekoľkých dňoch napísal jasný rezultát. Síce super, ľahučká, ale torzná tuhosť slabá… Na dynamické kopanie na úrovni niekoľko sto wattov je to proste príliš mäkké. Pravdou je, že moje stavby nikdy nevynikali torznou tuhosťou, a tak bolo treba začať premýšľať. Ono na druhej strane ani ostatné karbónky či celkovo kolobežky torznou tuhosťou nikdy neoslňovali. Dôvodom je „otvorený“ rám, kedy sa aspoň uspokojivá torzná tuhosť dá dosiahnuť len premyslenou konštrukciou jednej ohnutej rúry. Najlepšie 3,4–3,8  kilami hliníku či oceli a máte „vystaráno“ :-)

Kde ma karbón limity… 

Moje zimné úvahy sa uberali smerom vystuženia vnútornej konštrukcie. Ak sa mi podarí spevniť samotný penový materiál, na ktorý laminujem, zostane mi potom viac priestoru na priečne uloženie vlákien, ktoré v konečnom dôsledku zlepšujú torznú tuhosť. Navrhol som preto jednoduché zvislé prepážky  tvorené hrubšou karbónovou tkaninou. Tieto sú vlepené medzi XPs-kové „špalky“ a následne obrúsené do výsledného tvaru. Zadná vidlica a predný krk majú jednu centrálnu prepážku, stupátko má po stranách dve, ktoré sú ešte mierne zošikmené. Po obrúsení je prvá vrstva uhlíku nalepená na tupo na jadro aj s prepážkou.  Tá zostane pevne uzavretá v konštrukcii a vďaka orientácii vlákien pod 45° uhlom bude, dúfam, dôkladne plniť svoju rolu.

Do týchto konštruktérskych úvah prišla ďalšia výzva. Ozval sa mi borec z Plzně, že by síce rád karbónku, ale má úplne jasnú predstavu ako by jeho vysnívaná kolobežka mala vyzerať. thru-axle 12mm osky, osadenie 45 mm širokými gravel pláštami a obe brzdy Flat mount. Samozrejme, že vnútorné vedenie hadičky (však veď iné by som ani nerobil… :-)). A tak som sa do toho pustil. Jeden extra tuhý racer a jeden extra tuhý gravel.

Ultima U12 – racer

Vnútorné výstuhy už boli spomenuté, a tak ďalšia stavba prebiehala vcelku konvenčným spôsobom. Oproti predchádzajúcim dvom kolobežkám bol mierne pozmenený tvar prednej časti rámu a zadná vidlica bola navrhnutá o čosi mohutnejšia. Priestor na koleso bol rozšírený aj pre použitie 30mm pneu (požiadavka bola 28mm) a stupátko pribralo na šírke jeden centimeter. 

Na váhe pribralo tiež, lebo boli použité nie štyri, ale hneď šesť vrstiev tkaniny. Ako dve hlavné nosné vrstvy boli vytvorené masívnou tkaninou 400 g/m². Hmotnosť rámu narástla o vcelku prijateľných 275 gramov, ale torzne sa vyšvihla na úplný top z mojich stavieb. Celková hmotnosť surového rámu (bez ložísk hlavového zloženia) aj s vrchným priesvitným lakom sa ustálila na 1 750 gramoch. 

Perličkou bola moja fatálna chyba pri stavbe, kedy som na testovanie odovzdal surový rám bez povrchovej úpravy. Maťo mi hneď na druhý deň píše, že svetlá výška stupátka vzadu je iba 20 mm a on si objednal 35 mm. WTF? Seknúť sa o 15 mm? Dobre, ešte toleranciu ±1 mm viem zdôvodniť, ale pätnásť milimetrov?! Horúčkovito prezerám fotodokumentáciu a hneď nachádzam chybu. Pri lepení zadnej vidlice sa tvorí celková geometria rámu. Pod stupátko dávam dva „kalibrované špalky“ 47 a 37 mm na presné zadefinovanie svetlej výšky stupátka (2 mm sú na karbón, keďže požiadavka bola na 45 a 35mm svetlosť). Naniesol som lepidlo, priložil zadné ramená a aby mi lepidlo nevytieklo zo spojov, odsunul som špalík do stredu stupátka a zospodu nalepil niekoľko vrstiev papierovej lepiacej pásky až hore k ramenám, nech lepidlo zostane v spoji. 

Samozrejme som po tomto úkone už precízne kalibrovaný špalík nepresunul na pôvodne miesto, ale nechal v strede stupátka a ešte si aj toto celé „hrdo“ odfotil. A na túto chybu prišiel až testovací jazdec. Riešenie sa ukázalo ako jediné možné v úprave zadných pätiek a v posunutí osky o spomenutých 15 mm dole. Materiálu tam bolo dosť, takže úprava, resp. korekcia chyby bez celkového vplyvu na pevnosť zadnej stavby. Po osadení špičkovými karbónovými kolesami a jednou čeľusťovou brzdou sa hmotnosť dostala na úroveň 4,8 kg. 

Ultima U13 – gravel

Pre niekoho nešťastné číslo, pre mňa naopak veľmi podarený projekt. Ako som už písal vyššie, požiadavky boli celkom konkrétne a aj celkom „šťavnaté“. No takéto výzvy nás posúvajú ďalej, a tak som sa postupne začal prehrýzať zadaním. Do zadnej stavby som vlepil a zalaminoval dve rúrky v umiestnení ako má „Flat Mount“ štandard vzadu. Do zadného ramena som zalaminoval aj duralové vložky so závitom M12 × 1,5 mm pre osku thru-axle 12 mm. Pre vyššiu pevnosť v mieste zadnej brzdy som vložku so závitom zámerne umiestnil na ľavú stranu, a teda zo strany brzdy.  Odôvodnil som si to vyššou pevnosťou v mieste dotiahnutia závitu ako aj faktom, že keď nahadzujem zadné koleso, stojím vzadu, a teda osku dávam  a doťahujem pravou rukou do rámu. Predné analogicky: stojím vpredu pred vidlicou, a teda takisto dávam osku pravou rukou :-)) 

Vedenie k zadnej brzde je tvorené plastovou chráničkou zapustenou do XPSky a následne vypenením malým množstvom stavebnej peny. Zadné ramená sú laminované mierne do oblúka a na širšiu gumu majú v mieste, kde sa pohybuje guma, mierne vybratia. Pri skúške mi tam vliezla aj 53mm gravelová guma, ale svojimi jemnými bočnými „vousami“ (tie čo zostanú na novej pneumatike po vybratí z formy) už jemne bzučala o steny. Na 45mm gravelovú gumu miesta dosť. 

Predná vidlica bola použitá značky Cube, na nej boli iba šedomodré nápisy premaľované bielou farbou, nech to spolu ladí. Aj tento karbónový rám dostal extra porciu vystuženia na zlepšenie torznej tuhosti. Plus k tomu zadný FM úchyt a vnútorné vedenia lanka ustálili hmotnosť na ešte prijateľných 1 865 gramov. Po osadení cestných hliníkových kolies, bŕzd a ďalšej bižutérie sa celková hmotnosť dostala na 6,2 kg. V terénnom setupe s 27,5″ kolesami a širokými gravel pneumatikami je celková hmotnosť na hranici 6,8 kg. V galérii máte už aj veľmi pekné  fotky od nového majiteľa, ktorý ako sa zdá, si veľmi užíva túto karbónovú beštiu.

Záver

Hodilo by sa malé zhrnutie. Po šiestich rokoch výroby predchádzajúcich prototypov a experimentovaní som konečne našiel cestu ako vyrobiť pevný a odolný rám. Nielen na ohyb, ale hlavne na torziu. Moja úchylka už hraničí s obsesiou, keďže každú novú kolobežku, ktorá sa mi dostane do ruky, nejdem ani jazdiť, ale najprv ju pár minút skrúcam v rukách. Stačí len jednoducho do ľavej ruky chytiť napojenie vidlice a predstavca a pravou rukou zaprieť hornú časť zadného kolesa a hýbať do strán. 

Uvažujem ešte ako by sa táto veličina dala zlepšiť natoľko, aby ten ohyb bol úplne minimálny. Ono samotné stupátko môže byť na pohľad pevné (vlastne aj v reáli môže byť extra pevné), ale keď k nemu prilepíte/privaríte zadnú vidlicu a prednú časť rámu, získate z fyzikálneho hľadiska veľmi dlhé páky, ktoré aj to najpevnejšie stupátko „rozpohybuju“. Riešením by možno bola nejaká priestorová karbónová štruktúra ultra pevných uhlíkových vlákien (ideálne s pretenziou) ťahaných od hlavovej rúry až po zadný záves kolesa, ktorá by dokázala rozložiť prenášané napätie na celú vnútornú plochu. 

Druhým priestorom na premýšľanie a možné budúce zlepšenie je nájsť spôsob akým aspoň čiastočne tlmiť vibrácie, respektive rezonancie rámu prenášajúce sa do riaditok. Gravelová verzia si to utlmí ľahko cez široké a poddajné pneumatiky, no cestná závodnička so 14 barmi v galuske prenesie takmer všetko „drncanie“ hore do rámu. Tajomstvo bude v použití niekoľkých aramidových alebo vectranových vlákien v miestach, kde sa dá tieto rezonancie efektívne utlmiť. Ale o tom až neskôr, keď takú konštrukciu vyrobím a otestujem… :-)

Galerie stavby karbonových koloběžek Ultima U12 a U13