De ontwikkeling van de handbike door de eeuwen heen: lichter, platter, sneller

Delen



De handbike bestaat pas 35 jaar. In 1983 kwamen de eerste handbikes (of handcycles) op de Amerikaanse markt. Meer dan 20 kilo wogen die vehikels. Niet geschikt dus om er hoge snelheden mee te halen. Maar dat was wel het vertrekpunt voor een pijlsnelle technische ontwikkeling. Die geschiedenis van de handbike belichten we in dit rijk geïllustreerde achtergrondverhaal.



Vier eeuwen geleden al reed ‘de moeder aller handbikes’ rond: een houten invalidenwagen die met handkracht werd aangedreven. Het was een uitvinding van de horlogemaker Stephan Farfler (1633-1689) uit Altdorf bij Neurenberg. Deze Farfler had een dwarslaesie door een ongeluk in zijn jeugd. In 1655 ontwierp hij voor zichzelf een houten driewieler. Veel mensen hebben die zien rijden, want hij gebruikte de wagen om zondags naar de kerk te gaan.

Gezeten in een stoel zwengelde Stephan met zijn armen aan een as met een tandwiel dat het houten voorwiel liet draaien. De Farfler-wagen kon ook sturen. Zijn handaangedreven invalidenwagen, die nu als nagebouwd schaalmodel tentoongesteld staat in het Wichernhaus te Altdorf bei Nürnberg, is een uniek incident gebleven. Hij is nooit doorontwikkeld.


De 'moeder aller handbikes' van Stephan Farfler dateert uit 1655. Dit is een nagebouwd model op schaal. Foto Wichernhaus Altdorf

De ontwikkeling van de fiets en de sportrolstoel

Een handbike is in wezen een fiets met rolstoel-elementen. Daarom zijn de uitvinding en de verdere ontwikkeling van de fiets bepalend geweest voor de bouw van een handbike. Met toevoeging van een een vleugje rolstoel. In vogelvlucht ziet de ontwikkeling van de fiets en de sportrolstoel er als volgt uit.
Lees meer

1820: tweewieler met stuur. De eerste (loop)fiets door Karl von Drais. Deze Draisine kan sturen.


 

1839: handaandrijving. Driewielige wagen met handbediende hefbomen (een manomotive). Velorama, Nijmegen.


Foto Rogier Wiercx
 

1865: pedalen en voorwielaandrijving, een vinding van Pierre Michaux.


 

1886: kettingaandrijving. De eerste Rover Safety, een veilige, lage fiets met driehoekig frame en een gespaakt achterwiel met kettingaandrijving.


 

1890: luchtband en rem. De  Fire-Fly uit de Victoria Cycle Works, met luchtbanden, lepelrem en ketting. En met koplamp.


 

1949: Begin van de rolstoelsport. Rolstoelbasketbal in de VS, met ‘gewone’ rolstoelen.


 

Omstreeks 1950: driewielige vastframe invalidenwagen met rolstoelzit en a-symmetrische kettingaandrijving.

Te zien bij Double Performance Moordrecht. Hij is door de vader van ex-eigenaar Kees van Breukelen geheel gerenoveerd. Foto Rogier Wiercx
 

1951: fietsderailleur. De eerste kabelderailleur (achter) door Campagnolo

 

1956: de eerste voorderailleur.


1975: de Amerikaan Bob Hall is de eerste rolstoelsporter in een marathon (Boston, 1975). De enige aanpassing aan zijn stoel is de bidon.

De handbike, een kruising van rolstoel en fiets

De eerste handbikes uit 1983 - de Unicycle en de Trike 324 – bestaan uit een combinatie van fiets- en rolstoelonderdelen. Het zijn fietsen, omdat ze drie wielen, een zitting, een fietsketting en een trapas hebben. De ontwikkeling van lichtere en wendbare rolstoelen was in 1979 begonnen, maar race-rolstoelen voor het wheelen, tennis, rugby en basketbal kwamen pas ná 1993 op de markt.
 

1983: Unicycle, de eerste aankoppelhandbike, met rolstoelzit, a-symmetrische kettingaandrijving, gewicht 42 kg.

 

1983: Trike Model 324. Rolstoelzit, vastframe, 24 speed derailleur, 45 pounds (20,5 kg)


 

1989: Rolstoelzit, vastframe, variant op de vorige modellen. Benen naar voren, lager zwaartepunt. A-symmetrisch, lichtstalen buizen (chromolybdeen).


 

1991: Top End Rolstoelzit, met derailleur, symmetrisch. Gebouwd door de Amerikaan Chris Peterson.



In zijn standaardwerk Rolstoelperformance uit 2014 beschrijft Kees van Breukelen de ontwikkeling van de vastframe handbike sinds 1983. Die ontwikkeling is volgens de auteur vooral gericht op verhoging van de snelheid en efficientie van aandrijving. Dat wil zeggen, gericht op minder gewicht, een grotere duw- en trekkracht en een betere aërodynamica.

‘Mijn vader heeft een oude invalidenwagen uit 1950 opgeknapt (zie de foto onder 1950). Dat  was een enorm log ding. Daar kon je nooit gezond mee sporten’, vertelt Kees, die van 1984 tot 2014 in technische en ergonomische functies heeft gewerkt bij de Nederlandse rolstoelimporteur Amigo Mobility en later als technisch directeur bij Double Performance.

In die tijd maakte Kees van binnenuit de ontwikkeling van de vastframe handbike mee. Hij was zelf een van de pioniers, met veel internationale contacten. En als succesvol handbiker-van-het-eerste-uur testte hij alles zelf. De meeste afbeeldingen in dit artikel komen dan ook uit zijn archief.

Over de eerste vastframe handbikes uit 1983 zegt Kees:  ‘Dat was een soort rolstoel-aankoppel handbike-combinatie, maar dan aan elkaar vast gemaakt. De zithouding is die van een rolstoel met hoeken van 90 graden in de heupen, de knieën en de voeten. Zulke handbikes zijn leuk om mee te toeren, maar voor hogere snelheden zijn de aërodynamica en de krachtoverbrenging ongunstig.’

Tussen 1983 en 2018 is de bouw van deze eerste vastframe handbikes in vijf innovatieve stappen verbeterd, doordat:
  1. de benen van de handbiker recht naar voren steken (1990)
  2. het bovenlichaam steeds verder achterover ligt (1993)
  3. handbikers ook op hun knieën kunnen zitten (2000)
  4. het frame door middel van ovalen aluminium buizen (2002)
  5. en door toepassing van carbon lichter en stijver wordt (2007)
 

Vijf innovatieve stappen naar snellere handbikes

Innovatie 1, 1986: benen naar voren (langzit)

Om de vastframe handbike geschikter te maken voor de competitieve race-rolstoelsport is eerst de zithouding veranderd. In 1986 switchte de rolstoelzit in een langzit, waarbij de benen recht vooruit steken. De rugleuning blijft nog rechthoekig. Doordat de sporter nu lager kan zitten, gaat het zwaartepunt naar beneden, waardoor men harder door de bochten kan zonder om te vallen.

1990: langzit, verticaal/rechtop, chromolybdeen frame met derailleur

 

Innovatie 2, 1993: achterover liggen

De volgende belangrijke stap was in 1993 het achterover brengen van de rugleuning. Kees: ‘Varna, een Canadese bouwer van ligfietsen, was de eerste die de lage, achterover leunende zitting in handbikes toepaste. Het bedrijf was in handen van de Bulgaarse emigrant en kunstacademicus  Georgi Georgiev uit de stad Varna , een echte Willie Wortel. In zijn tuin stonden destijds zeker twintig prototypes van handbikes en andere Human Powered Vehicles.’ In lijn met de ligfiets liet Varna vervolgens ook de rugleuning steeds verder achterover zakken. Dat verkleinde het frontaal oppervlak van de handbike en vergrootte dus de aerodynamica. Dat alles maakte hogere snelheden mogelijk, ook in de bochten. De hoge rugleuning vangt de reactiekrachten bij de aandrijving op, waardoor er harder geduwd kan worden. Een ander belangrijk winstpunt is dat er harder ‘getrokken’ kan worden omdat de zwaartekracht, die op de romp werkt, de opwaartse  reactiekracht op de romp opheft.



1993: Varna tour achterover leunend


1993: Varna speed, nog meer achterover liggend


1996: langzit Top End


1998: Varna's bij de start van de Vondelparkrace


2000: langzit met schuine achterwielen


2001: ligger/langzit van Quickie met chomolybdeen buizen

 

Innovatie 3, 2000: op de knieën zitten

‘In 1999 zag ik voor het eerst een handbiker op zijn knieën zitten. Nou ja,op z’n bovenbenen want hij had een dubbele bovenbeenamputatie. Dat was de Oostenrijker Johann Mayrhofer,  die zelf zijn bike had gebouwd. Hij leunde licht naar voren en kon zo zijn romp gebruiken om extra kracht te zetten.’

1999: Johann Mayrhofer


Die gaan we nabouwen, dacht Kees en zo geschiedde. Op basis van een oude Varna bouwde hij een kniezitter. Die bleek door de bundeling van arm- en rompkracht hogere snelheden te kunnen behalen dan een ligger. Zeker bergop en in explosieve sprints, en dat ondanks het grotere frontale oppervlak dan bij  de toenmalige ligger die nog een rugleuningstand van 45 graden achterover had. Tegenwoordig is de ligging extreem plat. 

Wel moest het stuur van de kniezitter aangepast worden om niet met de trappers tegen de knieën te stoten. Zo ontstond het bredere koehoorn-stuur (de ‘bullhorn-cranks’).

‘In 2001 reed ik met de nieuwe kniezitter in de openingswedstrijd te Rosenau. Iedereen lachte me uit bij de start. Na de finish niet meer.’
Een kniezitter is alleen bruikbaar voor sporters met een rompfunctie, die op hun knieën of bovenbenen  kunnen zitten.

2001: kniezitter, eigen ontwerp van Kees van Breukelen


In 2002 wint Monique van der Vorst in een kniezitter goud op het Wereldkampioenschap voor handbikers. En Johan Reekers behaalt in 2004 een bronzen medaille op de eerste Paralympische Spelen voor handbikers in Athene.

Johan Reekers (midden) sprint naar brons in Athene. Let op de wankelende rijder links met a-symmetrische trappers. Foto Mathilde Dusol

 

Innovatie 4, 2002: ovalen buizen van aluminium

In 2002 werden de ronde lichtstalen buizen vervangen door nog lichtere oversized ovalen buizen. ‘Dat was ideaal voor handbikes, omdat het langwerpige voertuigen zijn. Het gebruik van aluminium maakt de handbikes licht en stijf, twee belangrijke eigenschappen voor het genereren van snelheid’, aldus Kees. Chromolybdeen was zwaarder en verend en dat maakte de handbikes trager, omdat er kracht verloren ging.

2002: kniezitter oversized frame met ovalen aluminium buizen


2017: Jetze Plat in de aluminium handbike met ovalen buizen. Foto Bert Willems

Met deze handbike werd Jetze in 2017 viervoudig wereldkampioen: zowel  in de Paratriathlon en de Ironman als in de H4-klasse van de UCI-handbike-wegrace en tijdrit. Gewicht 11,8 kilo met 28 inch wielen. Met 20 inch wielen weegt de fiets 10,8 kg.
 

Innovatie 5, 2007: carbon frame en wielen

Net als elders in de wielersport verovert carbon ook het handbiken. Carbon is uiterst stijf en erg licht. Ideaal dus voor frames en wielen. Temeer omdat aerodynamischer gebouwd kan worden. In 2012 won Alessandro Zanardi voor het eerst met zo’n frame twee keer Paralympisch goud in de klasse H5.

2012: veelvoudig wereld- en paralympisch kampioen Alessandro Zanardi in zijn lichte carboncreatie


‘Een belangrijke leverancier van carbon handbikes is Chris Peterson’, aldus Kees van Breukelen. ‘Die Amerikaan was in de jaren ’80 eigenaar van Top End. Hij heeft Top End rond 2008 verkocht aan Invacare. Later heeft Peterson met dat geld Carbonbike gekocht. Goed gezien.’ Tim de Vries ging op het WK 2017 met succes de strijd met Alessandro Zanardi aan in de H5-wegrit. Tim won goud, dankzij hard trainen – en zijn nieuwe ultrastijve handbike van carbon, die 12,3 kilo weegt.

Najaar 2017: wereldkampioen Tim de Vries


2018: carbonbike.usa

 

Uitzonderlijke ontwikkelingen

Niet alle uitvindingen en verbeteringen zijn blijvertjes gebleken. Na een testfase hebben ze het soms even volgehouden, of ze waren geen commercieel succes. Een overzicht van enkele – soms curieuze - doodlopende innovaties.

1993: Varna met twee voorwielen, derailleur achter


1993: tweewieler met zijwieltjes


1993: tweewieler met zijwieltjes


1994: tweewielhandbike door Bram Moens van M5 - fietsen


1994: driewieler met 20 inch wielen voor 
Destijds een revolutionair product , maar zwaar, verend, met teveel bewegende delen en te lange kettingloop van voor naar de achterderailleur. Ook een creatie van Bram Moens.


1996: testmodel Varna met twee wielen voor en de derailleur achter


1998: langzit met lichaamsstuur


2007: langzit met lichaamsstuur


2006: a-symmetrisch trappende kniezitter

De Mexicaan Alejandro Albor werd er in 2006 wereldkampioen mee.

De handbikes van Mischa Hielkema (2008-2018)

Vanaf het moment dat hij ging handbiken, in 2008, heeft Mischa Hielkema (H3-klasse) verschillende modellen Quickie Shark-handbikes gebruikt. Bij nauwkeurige bestudering kun je de ontwikkeling van de liggers tot in detail volgen.
Lees meer

2008-2010: Quickie Shark


 

2012: Quickie Shark


 

2014: Quickie Shark


 

2015: Quickie Attitude


 

2016-2018: Quickie Shark Carbon 5.0, Gewicht 11 kilo

De handbikes van Jetze Plat (1999 - 2017)

Jetze Plat handbiket al twintig jaar, in H5 en H4. Hij gebruikte in die periode meerdere typen handbikes en ook van verschillende merken. De snelle ontwikkeling van renner en handbike is goed te zien op de foto’s.
Lees meer

1999: Top End kinderhandbike


Foto Bert Willems
 

2005; Varna Tour


 

2006: Varna 3W met kantelmechanisme voor de bochten


 

2008: Top End kniezit


Foto Mathilde Dusol
 

2010: Wolturnus kniezit


Foto Bert Willems
 

2012: Wolturnus kniezit


 

2016: M5 carbon

12,5 kilo

 

2017: Wolturnus aluminium ligger

11,8 kilo met 28 inch wielen (10,8 kg met 20 inch wielen).

Tekst

Rogier Wiercx/handbiken.nl
 

Datum

Januari 2018
 

Bronnen

  • Kees van Breukelen, Rolstoelperformance. Man – Machine – Match. 2014. Uitgave Double Performance.
  • Kees van Breukelen, 1979 - 2009, 30 jaar sport rolstoel innovatie, Powerpointpresentatie in eigen beheer.
  • Max. J.B. Rauck e.a. Mit dem Rad durch zwei Jahrhunderte. Das Fahrrad und seine Geschichte. 1979. AT Verlag , Aarau (Zwitserland).
  • Velorama, nationaal fietsmuseum, Nijmegen

Fotografie

Archieven van Kees van Breukelen, Jetze Plat, Mischa Hielkema, Cok sportactiefoto, Bert Willems en Mathilde Dusol, plus internetbronnen

Uitgelicht

uitgelicht en partners uitgelicht en partners uitgelicht en partners uitgelicht en partners

Partners

uitgelicht en partners uitgelicht en partners uitgelicht en partners uitgelicht en partners uitgelicht en partners uitgelicht en partners