CARBONTECHNOLOGIE - O.NINE

Hoe is het mogelijk?

Het is de combinatie van de nieuwste meettechnieken en wetenschappelijke dataverzameling die het mogelijk maakte om de MERIDA O.NINE te ontwikkelen (zie pagina 8/9). De testrijder voor het verkrijgen van praktijkgegevens, was Moritz Milatz, succesvol lid van het MULTIVAN MERIDA BIKING TEAM. Hij vloog met zijn bike over het meest selectieve crosscountryparcours in Duitsland: het trainingsparcours van de Duitse selectie in Heubach. Steeds maar weer werden daarbij de zwaarste belastingen op de fiets uitgeoefend die ook in een wedstrijdsituatie voorkomen, zoals sprongen, staan op de pedalen en een downhill. Tot in het laatste detail wisten we daarna enerzijds waar we ten opzichte van bestaande frames winst konden halen, maar anderzijds ook waar we volledig nieuwe oplossingen moesten bedenken.
Het zou niet correct zijn om te stellen dat we de fiets opnieuw hebben uitgevonden. Maar we hebben hem wel volledig op de praktische toepassing geoptimaliseerd, zoals waarschijnlijk nog niemand eerder heeft gedaan!

De bijzonderheden van de merida o.nine

Het materiaal is hetzelfde als datgene wat gebruikt is bij de legendarische MERIDA NINETY-SIX: een speciale mix uit High Modulus (HM), Ultra-High Modulus (UHM) en Intermediate carbonvezels, die gefixeerd worden door een nano-versterkte matrix. De verschillende framedelen worden met de zogenaamde ‘Blast Bladder-Technology’gemaakt waarna ze afhankelijk van de in de praktijk optredende belasting worden samengevoegd via een ‘tube-to-tube’-verbinding of via interne verbindingsmoffen. Op deze manier ontstaat een 'Structure-Element-Monocoque’ die een optimale lagenstructuur heeft met een minimum aan vouwen in de weefselmatten.

De verticale stijfheid van de onderbuis wordt nog eens verhoogd door een verticaal aangebrachte versterkingsrib waardoor de onderbuis in twee kamers wordt verdeeld (Double Chamber Technology).

De zitbuis is daarnaast extern geconificeerd. Bij de verbinding met de zeer zwaar belaste bracket-sectie heeft de zitbuis een enorme diameter van meer dan
40 mm terwijl aan de bovenzijde van de buis deze een slanke 31,6 mm meet. 

Bij de trapas heeft de rijder een keuzemogelijkheid. In het kader van 'System Integration’ biedt MERIDA de O.NINE aan met een BB30-trapas en de stijfste crankset die er verkrijgbaar is. Bij de optelsom van frame/bracketlager en cranksysteem is dat ook het lichtste totaalpakket. Wie echter de lichtste oplossing zoekt, kan kiezen voor een frame met een 73 mm BSA-bracketlager. Dat is altijd nog
30 gram lichter dan de BB30-variant. 

Belangrijke gewichtsbesparingen werden mogelijk door het gebruik van uitvaleinden van carbon in combinatie met een Postmount-montage voor bevestiging van een 160 mm-schijfrem. Daarnaast heeft het frame een in de zitbuis geïntegreerde nok voor de bevestiging van de voorderailleur (ook geschikt voor SRAM XX). Dat beschermt niet alleen de extreem dunwandige zitbuis tegen overbelasting maar is bovendien lichter dan de gebruikelijk gemonteerde klemconstructies.

De speciaal voor de O.NINE ontwikkelde zadelpenklem van carbon, weegt slechts 10 gram!
Onze nieuw ontwikkelde MERIDA carbon zadelpen heeft een in de praktijk veelgebruikte ‘setback’ van 15 mm en weegt in de maat 27,2/350 mm slechts 191 gram. Tegelijkertijd biedt deze pen uitstekende comfortwaarden: onder belasting heeft onze zadelpen een 15% hogere flexibiliteit dan de zadelpen die als referentie in deze klasse geldt (FSA K-Force SB25). De klemconstructie is bovendien geschikt voor zadels die voorzien zijn van carbon zadelrails. 

Waarom ‘o.nine’?

Ons nieuwste hardtail-vlaggenschip is volgens onze informatie een van de allerlichtste productieframes van dit moment. In de lichtste versie weegt het frame slechts 930 gram, een waarde die zelfs voor raceframes al bijzonder laag zou zijn. Afgerond betekent dat 0,9 en in het Engels, de moedertaal van de MTB-scene, is dat ‘O.NINE’…

The Making of ... Merida O.Nine

Het toverwoord tijdens de ontwikkeling was 'automotive engineering’.

Zoals in de automobielindustrie al gebruikelijk is, bewandelden we de weg om eerst de in de praktijk optredende belastingen op ons voertuig te onderzoeken. Daarbij stond in het kader van de productveiligheid voorop dat zwaarbelaste framedelen zinvol versterkt moesten worden terwijl op andere, minder belaste delen materiaal kon worden bespaard zodat het totaalgewicht duidelijk omlaag zou gaan.

In 2008 hebben we contact gezocht met Holger Kraus van de Technische Universiteit van Esslingen. Zijn vakgebied: voertuigtechniek. Hij moest ons helpen te onderzoeken bij welke belastingen het frame ondergaat tijdens wedstrijden.

Dit werd bereikt door middel van zogenaamde ‘data-recording’: een testfiets werd op alle denkbare kritische plaatsen uitgerust met meetsensoren die elke stoot, elke trilling, elke minimale verdraaiing of torsie in 'realtime' kon meten en opslaan in een datarecorder die eveneens aan het frame gemonteerd was. Tijdens de rit werden met een camera de moeilijkheden in het parcours visueel opgetekend zodat de betreffende belastingspieken in het frame later moeiteloos aan de hand van het parcoursprofiel konden worden geïdentificeerd. 
 

Tests & testmethodiek

Als testrijder kozen we voor Moritz Milatz, professional bij het MULTIVAN MERIDA BIKING TEAM. Testvoertuig was de toenmalige referentie-bike voor het team, de MERIDA CARBON FLX TEAM 2009. Als testparcours kozen we voor het Bundesliga-parcours in Heubach, een van de meest veeleisende MTB-parcoursen in Duitsland.

Onze bijzondere interesse lag bij het verkrijgen van alomvattende belastingsgegevens tijdens de onderdelen uphill, downhill en sprint. Daarnaast wilden we uitvinden welke aandrijvings- en remkrachten er nu daadwerkelijk optreden op het achterframe, welke thermische belastingen op de schijfrem en uitvaleinden optreden en ten slotte hoe de buitenste laag van onze CARBON FLX zich bij de gemeten belastingspieken zou gedragen. Hiertoe hebben we gebruik gemaakt van een 3D-analyse met bijbehorende FEA-berekeningen (Finite Element Analysis).

Aan de hand van de verkregen praktijkdata, was het vervolgens mogelijk om de ontwikkeling van onze bike vanaf het nulpunt te starten. In hoeverre klopte de huidige dimensionering van het chassis, ofwel de combinatie van onderbuis, bracket en liggende achtervorken? En wat kon er worden geoptimaliseerd aan de constructie van de zitbuis en de staande achtervorken? In welke mate kon het achterframe asymmetrisch worden gemaakt?

Verrassende conclusies

Wat zelfs onze ontwerpers verraste was het feit dat de liggende achtervorken tijdens het rijden symmetrisch belast werden, dat wil zeggen dat in de rechter achtervork precies dezelfde belasting optrad als in de linkervork, terwijl de krachtoverdracht via de ketting en de aandrijving toch eenzijdig aan de rechterkant plaatsvindt. 

Bij de invloeden van de remschijf vonden we compleet andere resultaten: hier werden extreem sterke torsiekrachten gemeten aan de linkerzijde van het frame die ontstonden door de grote afstand tussen de remschijf en het middelpunt van de staande en liggende achtervork. Op grond hiervan zijn bij het O.NINE-frame de staande achtervorken asymmetrisch uitgevoerd. De linkervork heeft in het midden een duidelijk grotere diameter om de remkrachten beter te kunnen absorberen en daarmee de torsie op het achterframe te kunnen tegengaan.

Het resultaat

Na uitvoerige testritten en metingen, na de inzet van een CAD-programma en theoretische FEA-methodiek, nadat de eerste 3D-modellen in ons eigen ontwikkelingslaboratorium gebouwd en nogmaals getest zijn... nadat ten slotte het MULTIVAN MERIDA BIKING TEAM op de eerste prototypes een intensief testprogramma had afgewerkt, kunnen we u nu, niet zonder trots, onze gloednieuwe en wereldwijd unieke O.NINE voorstellen. 

•  Het frame is meer dan 200 gram lichter dan onze referentie tot nu toe, de MERIDA CARBON FLX 2009
•  De bracketstijfheid (65 Nm) overtreft die van de FLX (50 Nm) nog eens met 30% !
•  De topwaarden als het gaat om comfort, die in het Duitse tijdschrift ´Bike´ bij een vergelijking tussen carbon hardtails in uitgave 12/2008 voor de MERIDA FLX nog een waarde van 7,6 mm (doorbuiging) opleverde, wordt door de nieuwe O.NINE nog eens ruim overtroffen met een waarde van 9,4 mm!
   

Met zo’n fiets kun je eigenlijk alleen maar winnen – en dat was precies wat het MULTIVAN MERIDA BIKING TEAM deed bij de eerste officiële inzet van de fiets in februari 2009. Bij de openingswedstrijd van het Worldcup-seizoen in het Zuid-Afrikaanse Pietermaritzburg werd meteen de overwinning binnengesleept!