Details fietsen ‘m erin

We zijn een fietsminnend volk. Of het nu de ‘koers’zotte Belgen of de iedereen-fietst-Nederlanders zijn, we kunnen niet zonder ons tweewielend, voor de kleinsten driewielend vehikel. Een stevige sportinspanning of een ontspannend fietstochtje langsheen rivier of landelijke wegen kan ons allen bekoren.   

© Frans Vos, General Manager Materials Consult bvba

Technisch gezien één van de meer eenvoudige transportmiddelen lijkt het wel, maar schijn bedriegt. Een fiets is in detail en als geheel een wonder der techniek dat de competenties van diverse technische disciplines met elkaar verweeft. Het bekomen van een sterk, voldoende taai en toch ietwat flexibel fietskader dat ook nog eens aerodynamisch is; het doet de industrieel ontwerper glimmen van plezier. De mechaniek van pedaalslag, kettingloop en versnellingssysteem doet mechanici in de boter trappen. En van verlichting, over elektronisch versnellingen tot de elektrische motor doet de elektrotechnici oplichten van vreugde.

En dan is er nog uw toegewijde materiaaldeskundige. In de voormelde technische disciplines is er immers ook nog een belangrijke gemeenschappelijke factor: de materialen die al dat fietsgenot mogelijk maken. De ontwikkelingen in materialen voor fietsframes, remmen, versnellingen en elektrische toestellen allerhande gaan razendsnel vooruit. Zelfs de beste daler van het peloton is traag in vergelijking met de snelheid waarmee nieuwe ontwikkelingen in de materiaalkunde ook het fietslandschap veranderen.


Fietsbuizen.

Eéndracht in verscheidenheid doet alles op wieltjes lopen

Hoe goed ons stalen, aluminium of composieten ros ook is ontworpen, geconstrueerd, samengebouwd, gesmeerd en van batterijen voorzien, de goede werking van ons vehikel is en blijft echter afhankelijk van een enorme set van samenwerkende details.
“De zwakste schakel” is hier een letterlijk geldige boutade. Eén kettingschakel lijkt een onooglijk klein onderdeeltje van onze fiets, maar als dat ene schakeltje breekt, betekent dat het einde van uw thriller-benaderende koers of uw flanerend fietstochtje. Dat die kettingschakel niet breekt, is een samenspel van vele technische details op zich, zoals een goede materiaalkeuze, de levering van het juiste plaat- en asmateriaal om de schakel te maken, een correcte samenbouw van de schakel, het inschakelen van de schakel in het kettinggeheel, de montage op de tandwielen, de eerste smering, de onderhoudsbeurten enz. Een aaneenschakeling van details maakt dus dat dat ene detail zijn functie in het grotere geheel op een kwaliteitsvolle, duurzame en bovenal veilige wijze verricht.

Een samenzwering van details?

In veel gevallen wordt de schade echter niet veroorzaakt door het falen van één detail op zich, maar door het samenspel van vele details die - als radartjes in elkaar passend – de functie van de constructie moeiteloos onderuit halen.
Ter illustratie neem ik u even mee op een denkbeeldige reis. We bevinden ons in de Vogezen, waar menig geoefend en minder geoefend fietser de vele hellingen met haar of zijn aanwezigheid verblijdt. Een onvervaard wielertoerist waant zich koning van de afdaling en zoeft met vloeiende bochtlijnen naar het op hem wachtende dal. Spectaculair om naar te kijken, gevat in een idyllisch samenspel van moed, natuurkracht en natuurpracht.
En dan, enkele tientallen meters voor een bocht die toch wel enige remkracht vereist, begeeft …
het kader. Van het ene moment op het andere breekt de balhoofdbuis (die waar de stuurstang in draait) af van de bovenbuis en de onderbuis (respectievelijk de ongeveer horizontale en de schuine buis van een herenfiets). De medische gevolgen ga ik u besparen, maar u kan u inbeelden dat de onfortuinlijke fietser en zijn verzekering de kosten willen verhalen op de fietswinkel die de fiets heeft geleverd.

 

Porositeit lasmetaal in sectie-aanzicht nabij een breukvlak.


Gezien het een kaderbreuk betreft, wendt de fietswinkel zich op zijn beurt tot de fabrikant van het kader. De fabrikant antwoordt – zonder blijkbaar de fiets behoorlijk en in detail te hebben onderzocht – dat het niet zijn schuld is, want “de fiets heeft een zware schok op zijn voorwiel ondergaan, waardoor de lassen al gedeeltelijk waren ingescheurd, hetgeen via vermoeiing tot kaderbreuk heeft geleid”. Onafhankelijk van de discussie of het kader van een alle-terrein-fiets een schokbelasting op het voorwiel moet kunnen verdragen, zal u begrijpen dat het ook in deze driehoeksverhouding al snel tot een dispuut en – uiteindelijk - verder gedetailleerd onderzoek kwam.
Dat de fabrikant gedeeltelijk met zijn fietspet naar de volledige waarheid had gegooid, bleek al snel uit het onderzoek van de breukvlakken en van enkele doorsnedes loodrecht op de lassen. Aangezien het een TIG-gelast (TIG = Tungsten Inert Gas) aluminium kader betrof, werd de laskwaliteit getoetst aan de norm  “NBN EN ISO 10042 Lassen – Booglasverbindingen in aluminium en aluminiumlegeringen – kwaliteitsniveaus voor onvolkomenheden”. Uit deze analyses bleek duidelijk dat het poriëngehalte van de lassen niet conform de vereisten van de voormelde norm was. Andere gebreken betroffen de lasmetaalbevochtiging (zogenaamde plakfouten), een onvoldoende laspenetratie en een duidelijke asymmetrie van de lasnaden. Het mag dus duidelijk zijn dat al zeker de laskwaliteit van de aluminium kader niet aan de ‘regels der kunst’ voldeed.

Naast de laskwaliteit an sich werd eveneens vastgesteld dat de afwerking van de lassen een beetje te enthousiast was uitgevoerd. In het belang van de esthetiek en de aerodynamica had men de lassen uitwendig afgeslepen, maar – o.a. deels door de asymmetrie van de lassen – had dat afslijpen hier en daar tot een onvoldoende restdikte geleid. Het gevolg laat zich raden; te weinig dragende dikte leidt tot verzwakking en dus tot een verhoogde scheurgevoeligheid.
U kan zich inbeelden dat de eigenaar van de fiets en zijn fietswinkel zich na het lezen van deze vaststellingen gesterkt voelden in hun overtuiging dat de fabrikant uit de bocht was gegaan. Echter …

“Alle” details zijn van belang!

Groot moet hun ontgoocheling zijn geweest toen ze verder lazen. Immers, de fabrikant was van mening geweest dat de fiets een schokbelasting had ondergaan en ook dat werd uiteraard verder onderzocht. Daartoe werd de stuurstang verwijderd uit de balhoofdbuis en werd de lagering van de stuurstang ten opzichte van de balhoofdbuis volledig gedemonteerd. Wat betreft de stuurstang werd een lichte verbuiging geconstateerd, maar deze was dermate gering dat zij geen belemmering vormde voor het draaien van de stuurstang in de balhoofdbuis. Nu, als een stuurstang al sowieso verbogen is, moet daar toch wel enige kracht op zijn uitgeoefend.

Dat er een grote kracht op de voorvork had ingewerkt, bleek echter nog meer wanneer in de buitenring van het bovenste kogellager enkele duidelijke indrukkingen van lagerkogels werden aangetroffen. Aangezien de buitenring vast verbonden is aan de balhoofdbuis en gezien de omtrekpositie van de indrukkingen impliceerde deze vaststelling dat de fiets minstens één zware schokbelasting had ondergaan en dit via een quasi frontale impact op het voorwiel. Weliswaar waren de kogelindrukkingen in de buitenring niet van die diepte dat zij het draaien van het stuur t.o.v. de balhoofdbuis hadden belemmerd, maar indien er dergelijke indrukkingen achterblijven, kan wel worden gesteld dat er een zware schokbelasting had plaatsgevonden. Ook de ringen van een lager van een alle-terrein-fiets zouden toch minstens een schokbelasting moeten kunnen verdragen.
Was hier sprake van een samenzwering van details? Hadden de onvoldoende laskwaliteit, de ongunstige afwerking van de las en de schokbelasting het op een onderling akkoordje gegooid om de fietser ten val te brengen?


Breukvlak lasmetaal - veel porositeit.

Hoe details tot complottheorieën leiden

De minder kritische geest zou inderdaad al snel tot het besluit kunnen komen dat er een dergelijke samenzweerderige samenwerking tussen de voormelde technische factoren moet hebben bestaan. In de professionele wielerwereld steken immers regelmatig allerhande complottheorieën de kop op, gaande van het gebruik van nog niet op de dopinglijst terug te vinden stimulerende middelen, over te lichte fietsen tot stiekeme elektrische motortjes in de naaf van de wielen.
Alhoewel sommige complottheorieën achteraf toch geen fake news bleken te zijn, blijft het verstandig om complot-insinuerende verbanden niet zomaar voor waar aan te nemen. Zo kan  uit voorgaande technische vaststellingen immers niet zomaar worden besloten dat de mindere kwaliteit van de las op zich tot het afbreken van de balhoofdbuis heeft geleid. Op basis van de bekomen onderzoeksresultaten kon immers niet worden bepaald of de las intact was gebleven indien deze geen zware schokbelasting had ondergaan. Echter, evenmin kan worden besloten dat de schokbelasting op zich tot het afbreken van de balhoofdbuis had geleid. Het was immers evenzeer mogelijk dat de schokbelasting geruime tijd voor de kaderbreuk had plaatsgevonden en dat de kaderbreuk in een later stadium en mogelijkerwijze onafhankelijk van de schokbelasting was opgetreden.

De mogelijke verbanden tussen details moeten met een kritisch oog worden geëvalueerd opdat de fake-verbanden uit de conclusies zouden worden geweerd.

Niet alleen niet bestaande verbanden, maar ook (ver)zwijgen van details kan tot de wildste theorieën aanleiding geven. Ik beken … er is nog één technisch detail dat ik hier bij mijn betoog ben vergeten. In het kleine breukvlak tussen de bovenbuis en de onderbuis werden indicaties voor vermoeiing aangetroffen. Had de fabrikant het dan toch volledig bij het rechte eind? Heeft hij dan toch een correcte koers gevaren en was het fietskader alsnog door de schokbelasting ingescheurd, waarbij de scheur dan bij het verder gebruik van de fiets geleidelijk is gegroeid en uiteindelijk tot faling van de lasverbindingen en de onfortuinlijke val heeft geleid?

Dat is mogelijk, maar ook hier liggen spreekwoordelijke vluchtheuvels, stoepranden en paaltjes allerhande op de loer om onze redenering ten val te brengen. Immers, op de breukvlakken tussen de balhoofdbuis en respectievelijk de bovenbuis en de onderbuis werden geen indicaties van vermoeiing aangetroffen. Het is dus evenzeer mogelijk dat de kleine vermoeiingszone tussen de onderbuis en de bovenbuis is ontstaan “nadat” het kader reeds was gebroken.
Na de zware val in de Vogezen heeft het gebroken kader nog een lange weg naar huis afgelegd. Was bij de start van die reis de kleine lasverbinding tussen boven- en onderbuis al gebroken? Niemand kan die vraag beantwoorden. Er werden geen foto’s vlak na de val genomen. De politionele diensten werden niet gevraagd om ter plaatse te komen. Vlak na een dergelijk zware val zijn er logischerwijze andere prioriteiten. Prioriteiten van medische zorgen en verder herstel.  

In de waarheidsvinding had dit kleine technische detail – was de kleine verbinding tussen de bovenbuis en de onderbuis al gebroken vlak na de val? – echter een enorme wereld van verschil kunnen maken. Indien zou zijn gebleken dat deze verbinding na de val nog volledig intact was, had kunnen worden besloten dat het doorscheuren van deze verbinding het gevolg was geweest van het transport of een andere manipulatie van het gebroken kader. Transporttrillingen kunnen immers evenzeer de vermoeiing verklaren. En zelfs al was de kleine lasverbinding tussen bovenbuis en onderbuis vlak na de val slechts gedeeltelijk ingescheurd, dan was de vraag geweest of de vermoeiingszone zich in deze reeds gedeeltelijk ingescheurde zone bevond, dan wel tijdens transport of omwille van een andere manipulatie was ontstaan in de nog intacte zone van deze lasverbinding.

Wanneer een detail wordt vastgesteld, hoe het wordt geïnventariseerd en de wijze waarop het in zijn context wordt geïnterpreteerd, kan voor iemand een wereld van verschil maken. 


Voorbeeld breukvlakken.
 

Details als scherprechter

Uit voorgaand relaas is het voldoende duidelijk gebleken. Details zijn de Achillespees van de waarheidsvinding. Als details over het hoofd worden gezien, als zij niet voldoende worden gedocumenteerd en geïnventariseerd en/of als zij niet correct worden geïnterpreteerd - zowel individueel als in samenspel met andere factoren – worden verkeerde conclusies geboren.
Details behoren echter steeds tot een context, tot een geheel. Zelden staan zij aan het firmament van dat geheel te schitteren. Veelal tekenen ze er zich zwakjes in af of gaan er zelfs volledig in op. In het heelal vinden we ze stapsgewijs met enorme schotelantennes en immer betere telescopen. In het universum van het minuscule vinden we ze met onze steeds gesofisticeerdere microscopen.

Het opsporen en herkennen van details, de analyse van hun relevantie, individueel en in het groter geheel, het zijn factoren die een enorme rol spelen in techniek, veiligheid, economie en – misschien nog meest van al – in menselijke relaties. 
Soms is het voldoende om één enkel detail over het hoofd te zien om tot catastrofes aanleiding te geven. Een mindere laskwaliteit, een reeds bestaand scheurtje, het wiel van de voorligger, die ene roekeloze chauffeur, dat ene paaltje, de loslopende hond, het achteloos weggesmeten blikje bier of een roekeloze toeschouwer die de kick van de ‘selfie in actie’ wil beleven. Vele fietsers, gedreven professionelen en gepassioneerde amateurs, moeten dagelijks met de gevolgen leren leven …

of staan nu – hun naasten door dat ene enorme detail in rouw verdoken – als heldere ster aan het wielerfirmament.

Opgedragen aan die fietsers en hun naasten die dagelijks en noodgedwongen de enorm zware gevolgen van soms ogenschijnlijk kleine, maar zeer belangrijke details moeten dragen.