Geschiedenis van de fiets: 200 jaar evolutie

Inleiding: de efficiëntste machine

De fiets wordt vaak genoemd als het energiezuinigste vervoermiddel dat de mens ooit heeft bedacht. Je legt dezelfde afstand met veel minder kracht en een paar keer zo snel af als te voet, zonder brandstof en zonder uitlaatgassen. Toch kostte het verrassend veel vallen en opstaan voordat deze ogenschijnlijk eenvoudige machine haar huidige vorm kreeg. Wiel en ketting, kogellager en luchtband ontstonden elk in een ander tijdperk, door andere handen, en pas aan het eind van de negentiende eeuw vielen al die puzzelstukjes op hun plek.

In dit hoofdstuk volgen we chronologisch de weg die de fiets heeft afgelegd: van een zandweg in het Duitse Mannheim in 1817 tot de deelfietsenrekken van Seoul vandaag. In plaats van alleen jaartallen en namen van uitvinders op te sommen, kijken we ook naar waarom juist toen die vorm ontstond. Dat het voorwiel van de penny-farthing zo groot werd als een mens, had een duidelijke technische reden, en ook achter het jarenlange verbod op versnellingen in de Tour de France zat een eigen filosofie. Neem eerst met de interactieve tijdlijn hieronder een kijkje in die 200 jaar waarin techniek en samenleving, sport en industrie met elkaar verweven raakten; in de lopende tekst gaan we daarna op elk onderdeel in.

De fiets van Leonardo da Vinci? Een omstreden schets

Wie over de oorsprong van de fiets praat, komt steevast één tekening tegen. Op de achterkant van een blad uit de Codex Atlanticus, de bundel met notities van Leonardo da Vinci, zou een schets staan die verrassend veel lijkt op de huidige fiets, met een ketting die het achterwiel aandrijft. De tekening zou in de jaren 1960 zijn opgedoken tijdens de restauratie van het manuscript in een klooster, en toen de Italiaanse geleerde Augusto Marinoni haar in 1974 publiceerde, ging het verhaal dat 'de fiets al in de renaissance was bedacht' de wereld rond. Er kwam zelfs de lezing bij dat Da Vinci's leerling Salaì een idee van zijn meester had nagetekend.

Tegenwoordig zien de meeste onderzoekers de schets echter als een latere vervalsing. De Duitse techniekhistoricus Hans-Erhard Lessing en anderen wezen erop dat de tekening niet te zien is op foto's van dezelfde pagina die vóór de restauratie zijn gemaakt, en dat iemand over een paar bestaande cirkels en lijnen kennelijk een fietsvorm heeft getekend. Bovendien toont de tekening een kettingaandrijving en een bestuurbaar voorwiel, die pas zo'n driehonderd jaar later zouden verschijnen, in een al te voltooide vorm. De echte uitvinding van de fiets was, zoals we verderop zien, een lange reeks mislukkingen en stapsgewijze verbeteringen. Juist omdat de tekening dat hele proces lijkt over te slaan, groeit de twijfel.

1817: de 'loopmachine' van Karl Drais

Op 12 juni 1817 verscheen Karl von Drais, houtvester en uitvinder in het Groothertogdom Baden, in de straten van Mannheim met een vreemde machine: twee houten wielen achter elkaar op één lijn, met daarop een balk en een zadel. Hij ging op het zadel zitten, zette zich beurtelings met beide voeten af en zou de rit naar een nabijgelegen poststation, iets meer dan 13 km heen en terug, in ongeveer een uur hebben afgelegd. Dat deed niet onder voor de snelheid van de koetsen uit die tijd. Drais noemde zijn uitvinding 'Laufmaschine', loopmachine; in Frankrijk kreeg ze naar hem de naam 'draisienne', in het Engels 'draisine'.

Wat dit apparaat zonder pedalen of ketting revolutionair maakte, was dat het aantoonde dat je met twee wielen achter elkaar overeind kunt blijven. Stilstaand valt zo'n constructie onvermijdelijk om, maar boven een bepaalde snelheid kun je je evenwicht bewaren door het voorwiel een tikje bij te sturen. Dat is precies het principe waarmee kinderen vandaag op een loopfiets zonder pedalen leren fietsen. Drais voorzag het voorwiel van een stuur en bracht zelfs een steun aan om je armen op te laten rusten. Het gewicht wordt geschat op zo'n 20 kg.

De Tambora en 'het jaar zonder zomer'

Interessant is de tijd waarin de loopmachine opdook. In april 1815 barstte de Tambora op het eiland Sumbawa, in het huidige Indonesië, uit: de krachtigste vulkaanuitbarsting uit de opgetekende geschiedenis. Vulkanische as en zwavelzuuraerosolen die tot in de stratosfeer reikten, schermden het zonlicht af, en zo beleefden Europa en Noord-Amerika in 1816 'het jaar zonder zomer'. In juni viel er sneeuw, het graan rijpte niet, er volgden misoogsten en hongersnood, en doordat de haverprijs omhoogschoot, werd het lastig om paarden te voeden. Toen steeds meer paarden verhongerden of werden geslacht, groeide de belangstelling voor een vervoermiddel dat het paard kon vervangen.

Sommige historici zien deze klimaatramp als de directe aanleiding voor Drais om een 'machine die zonder paard rijdt' te bedenken. Omdat Drais al eerder aan door mensenkracht aangedreven voertuigen werkte, valt niet met zekerheid te zeggen dat de vulkaan de enige oorzaak was. Maar de lezing dat het paardentekort een vruchtbare bodem vormde voor de aandacht die de uitvinding kreeg, is overtuigend. De loopmachine was een tijdlang overal in Europa in de mode, maar omdat berijders de hobbelige wegen meden en over het trottoir reden, botsten ze geregeld met voetgangers. Diverse steden verboden ze, en binnen een paar jaar was de rage voorbij.

De jaren 1860: de pedaal en de 'boneshaker'

Na de loopmachine verdween de tweewieler zo'n veertig jaar naar de achtergrond. Pas in de jaren 1860 keerde hij terug, in Parijs. De werkplaats van Pierre Michaux, die onderdelen voor rijtuigen maakte, en zijn zoon Ernest begon een 'vélocipède' te produceren met een crank en pedalen direct op de as van het voorwiel. Eindelijk kon je je voeten van de grond halen en toch blijven rijden. In dezelfde periode kreeg de Franse mecanicien Pierre Lallement in 1866 in de Verenigde Staten patent op een pedaalaandrijving; wie het idee van de pedaal als eerste had, is tot op de dag van vandaag omstreden.

De velocipède van Michaux werd rond de Wereldtentoonstelling van 1867 in Parijs razend populair, en in 1868–1869 raasde er een ware 'velocipèdemanie' door Frankrijk, Engeland en de VS. In die tijd ontstonden ook fietsscholen in verbouwde maneges en werden de eerste officiële wedstrijden gereden. Comfortabel was de machine allerminst. Het zware smeedijzeren frame, de houten wielen en de ijzeren banden eromheen gaven elke schok van de kasseien rechtstreeks door aan het lichaam. Engelstaligen noemden het ding dan ook boneshaker: 'botten-rammelaar'. Het gewicht lag vaak ruim boven de 30 kg.

Toen in 1870 de Frans-Duitse Oorlog uitbrak, kreeg de Franse fietsindustrie een zware klap en verschoof het zwaartepunt naar de streek rond Coventry in Engeland, waar de naaimachine- en precisie-industrie bloeide. Die historische achtergrond verklaart waarom een groot deel van de technische fietsinnovaties in de decennia daarna uit Engeland kwam.

De jaren 1870: de hoge bi en de 'penny-farthing'

De boneshaker had een fundamentele beperking. Omdat de pedalen direct aan de as van het voorwiel zaten, draaide het voorwiel bij één pedaalomwenteling precies één keer rond. Het trapritme dat een mens comfortabel kan volhouden is beperkt, dus wie sneller wilde, moest de omtrek van het wiel, en dus de diameter, vergroten. Een wiel met een diameter van 1 m legt per omwenteling zo'n 3,1 m af, een wiel van 1,5 m zo'n 4,7 m. Met dezelfde trapbeweging ga je dan 50% sneller.

Het voorwiel werd dus steeds groter, en uiteindelijk werd het gewoon om het grootste wiel te kiezen dat je beenlengte toeliet. Voorwielen voor wedstrijden haalden soms meer dan 1,5 m. De 'Ariel' die de Britten James Starley en William Hillman in 1870 op de markt brachten, maakte het reusachtige voorwiel licht en sterk dankzij een spanwiel met dunne draadspaken en een frame van holle stalen buis. Deze hoge bi heette destijds de ordinary, 'de gewone fiets'. De naam 'penny-farthing', naar een grote penny naast een kleine farthing, raakte pas in zwang tegen het eind van de negentiende eeuw, toen het type al ouderwets begon te worden.

De hoge bi was snel en elegant. In 1882 reed de Brit Herbert Cortis er als eerste meer dan 20 mijl (ca. 32 km) mee in een uur, en tussen 1884 en 1886 fietste Thomas Stevens op een hoge bi rond de wereld. Maar de prijs was hoog. Omdat je vrijwel recht boven het voorwiel zat, op 1,5 m hoogte, kon één steentje je al voorover over het stuur katapulteren, met je hoofd vooruit. In het Engels heette dat een 'header'. Alleen al op- en afstappen vergde techniek, en zo bleef de hoge bi het domein van moedige, sportieve jonge mannen.

1885: Starleys Rover en de 'safety bicycle'

Er werd langs verschillende wegen gezocht naar een oplossing voor de gevaren van de hoge bi. Het antwoord dat de geschiedenis veranderde, was de ketting. Verbind je pedalen en wiel niet rechtstreeks, maar koppel je een groot tandwiel op de trapas (het kettingblad) met een ketting aan een klein tandwiel op het achterwiel, dan draait het achterwiel bij één pedaalomwenteling twee of drie keer rond. Zo haal je snelheid uit de verhouding tussen de tandenaantallen – de overbrenging – zonder het wiel groter te maken. De Brit Harry Lawson presenteerde rond 1879 al een 'Bicyclette' met kettingaandrijving op het achterwiel, maar commercieel werd die geen groot succes.

De doorslag gaf John Kemp Starley, neef van James Starley, de bouwer van de hoge bi 'Ariel'. De Rover die hij in 1885 in Coventry presenteerde, had twee ongeveer even grote wielen, een laag zadel tussen beide wielen en kettingaandrijving op het achterwiel. Je voeten raakten makkelijk de grond en door het lage zwaartepunt hoefde je nauwelijks bang te zijn om voorover te slaan. Om deze nieuwe vorm te onderscheiden van de hoge bi noemde men haar de 'veilige fiets': de safety bicycle. In de jaren daarna werd de Rover steeds verder verbeterd: de voorvork kreeg een hoek voor stabieler sturen, en het ontwerp groeide toe naar het diamantframe van twee driehoeken.

Verbazingwekkend genoeg is deze constructie 140 jaar later nog vrijwel ongewijzigd. Het overgrote deel van de racefietsen, hybrides en mountainbikes die vandaag worden verkocht, volgt nog altijd het basisontwerp van de Rover: een frame van twee driehoeken, twee ongeveer even grote wielen en kettingaandrijving op het achterwiel. Materialen en onderdelen veranderden eindeloos, maar het 'skelet' van de fiets was eind jaren 1880 in feite af. Overigens groeide het bedrijf met de naam Rover later uit tot autofabrikant en een van de bekendste Britse automerken.

1888: Dunlops luchtband

Ook na de komst van de safety bicycle bleef er één probleem over. De kleinere wielen kregen meer schokken van het wegdek te verwerken dan de hoge bi, en de massief rubberen banden van toen vingen die nauwelijks op. De oplossing kwam niet uit de fietswereld, maar van een dierenarts uit Belfast in Noord-Ierland: John Boyd Dunlop. Toen zijn zoontje klaagde over hoofdpijn van het gehobbel op zijn driewieler, bedacht hij een rubberen slang met lucht erin rond het wiel, en in 1888 kreeg hij er patent op.

Het idee van een luchtband was overigens niet nieuw: de Schot Robert William Thomson had er in de jaren 1840 al patent op gekregen. Er bestond toen alleen nog geen voertuig om hem op te gebruiken, en het idee raakte in vergetelheid. Dunlops band viel precies samen met de fietsrage. Toen in 1889 fietsen met luchtbanden in wedstrijden hun concurrenten op massieve banden met afstand versloegen, sloeg de stemming in de branche in één klap om. In 1891 kwamen de Franse gebroeders Michelin met een afneembare band die je van de velg kon halen, zodat een lekke band makkelijker te repareren was. De luchtband, met meer comfort, meer snelheid en eenvoudig herstel, was het laatste puzzelstukje van de safety bicycle – en werd al snel ook de basis van de auto-industrie.

De fietsrage van de jaren 1890 en vrouwenemancipatie

Met het safetyframe met kettingaandrijving en de luchtband was de fiets niet langer het gevaarlijke speeltje van waaghalzen. In de jaren 1890 brak in Europa en Amerika een ongekende fietsrage uit. Fabrieken voerden om het hardst massaproductie in en de prijzen daalden snel. Fietsclubs gingen voorop in de 'Good Roads Movement' voor betere wegen – verharde wegen waarover een paar jaar later de auto zou rijden. Dat de gebroeders Wright een fietsenwinkel hadden voordat ze het vliegtuig bouwden, en dat autobedrijven als Peugeot, Opel en Rover als fietsfabrikant begonnen, laat zien dat de fiets de leerschool van de moderne machine-industrie was.

De meest ingrijpende verandering vond echter plaats in het leven van vrouwen. Vrouwen uit de middenklasse zaten toen vast in korsetten en tot de grond reikende rokken, en zonder chaperonne ver van huis gaan was maatschappelijk taboe. De fiets gaf vrouwen voor het eerst de vrijheid om zelf te gaan waarheen en wanneer ze wilden. Om te kunnen fietsen gingen vrouwen wijde broeken dragen die onder de knie werden dichtgebonden: de zogeheten bloomers. Het kledingstuk, genoemd naar de Amerikaanse vrouwenrechtenactiviste Amelia Bloomer, die het in de jaren 1850 populair maakte, werd eerst bespot, maar groeide met de fietsrage uit tot symbool van de 'rational dress'-beweging.

'Ik zal je vertellen wat ik van fietsen vind. Ik denk dat de fiets meer heeft gedaan voor de emancipatie van vrouwen dan wat ook ter wereld. Ze geeft vrouwen een gevoel van vrijheid en zelfstandigheid. Telkens als ik een vrouw voorbij zie fietsen, sta ik stil en verheug ik me.' — Susan B. Anthony, in een interview met Nellie Bly in 1896 (New York World)

Deze woorden van Susan B. Anthony, voorvechter van het vrouwenkiesrecht, zijn het bekendste bewijs dat de fiets meer was dan een vervoermiddel: een instrument van maatschappelijke verandering. In 1894 begon een vrouw die bekend werd als Annie Londonderry aan een fietstocht rond de wereld, en geheelonthoudingsactiviste Frances Willard schreef een boek over hoe ze na haar vijftigste leerde fietsen, waarmee ze vrouwen moed gaf. Er waren natuurlijk ook genoeg stemmen die fietsende vrouwen 'onfatsoenlijk' noemden, en ongefundeerde medische waarschuwingen dat fietsen de gezondheid van vrouwen schaadde. Maar de stoet trappende vrouwen liet zich niet tegenhouden, en dat sloot aan bij de opmars van het vrouwenkiesrecht in de twintigste eeuw.

Geschiedenis van het schakelen: van omgedraaide wielen tot Campagnolo

Met de ketting van de safety bicycle ontstond het begrip 'overbrenging', maar de eerste fietsen hadden maar één versnelling. Iedereen wist dat je bergop een licht verzet nodig hebt en op de vlakte een zwaar verzet, maar een mechanisme om onder het rijden te schakelen was niet makkelijk te maken. Renners aan het begin van de twintigste eeuw hadden aan weerszijden van het achterwiel een tandwiel van verschillende grootte; voor een klim stapten ze af en draaiden ze het wiel om.

De Franse fietstoerist Paul de Vivie (pseudoniem Vélocio) pleitte vanaf het begin van de twintigste eeuw vurig voor meerdere versnellingen. Henri Desgrange, de oprichter van de Tour de France, vond daarentegen dat versnellingen afbreuk deden aan het pure krachtduel tussen renners en verbood ze lange tijd in de koers; hij zou iets hebben gezegd in de trant van 'versnellingen zijn alleen iets voor mensen boven de vijfenveertig'. Pas in 1937 liet de Tour de France de derailleur officieel toe.

De meest iconische naam in de geschiedenis van het schakelen is de Italiaan Tullio Campagnolo. Als amateurrenner zou hij eind jaren 1920 tijdens een koude bergkoers met verkleumde handen de vleugelmoeren van zijn wiel niet los hebben gekregen, waardoor hij niet kon wisselen van versnelling en zijn wedstrijd verloor. Vanuit die ervaring bedacht hij de snelspanner, waarmee je een wiel met één hendel vastzet en losmaakt; rond 1930 kreeg hij er patent op, waarna hij zich op de ontwikkeling van derailleurs stortte. Na staafderailleurs in de jaren 1940 introduceerde hij rond 1949 de Gran Sport, die met een kabel een parallellogram bewoog om de ketting naar het naastgelegen tandwiel te verplaatsen – een principe dat de meeste derailleurs tot op vandaag gebruiken. In dezelfde periode leverden ook het Franse Simplex en Huret, en later het Japanse SunTour en Shimano, grote bijdragen. Vooral het 'schuine parallellogram' dat SunTour in de jaren 1960 bedacht, geldt als een uitvinding die de schakelprecisie sterk verbeterde.

1903: de geboorte van de Tour de France

Toen de fiets gemeengoed werd, groeiden wielerwedstrijden al snel uit tot een groot spektakel. Het hoogtepunt daarvan is de Tour de France. In 1903 bedacht de Franse sportkrant 'L'Auto' een ongekend lange wedstrijd door heel Frankrijk om de oplagestrijd met een concurrent te winnen. De eerste editie bestond uit zes etappes, in totaal zo'n 2.428 km: van Parijs via Lyon, Marseille, Toulouse, Bordeaux en Nantes terug naar Parijs. Sommige etappes waren meer dan 400 km lang, zodat er de hele nacht werd doorgereden, en renners moesten pech zonder hulp van mecaniciens zelf verhelpen. De eerste winnaar was Maurice Garin, die naar verluidt schoorsteenveger was geweest.

De wedstrijd was een daverend succes. De krantenverkoop schoot omhoog, en sindsdien is de Tour, behalve in oorlogstijd, elk jaar verreden en uitgegroeid tot de meest prestigieuze wielerwedstrijd ter wereld. De gele trui (maillot jaune) voor de klassementsleider werd in 1919 ingevoerd; volgens de bekende uitleg omdat 'L'Auto' op geel papier werd gedrukt. De Tour de France was meer dan een sportevenement: het was ook een proeftuin voor fietstechniek. Versnellingen, lichte materialen, klikpedalen, aerodynamica, elektronisch schakelen – vrijwel elke innovatie van de moderne fiets werd hier getest of stond hier ter discussie.

Fietsgeschiedenis van Korea

De fiets kwam waarschijnlijk eind negentiende eeuw voor het eerst naar Korea. Er zijn verslagen en anekdotes dat modernisten als Seo Jae-pil en Yun Chi-ho rond de jaren 1890 fietsten, en de fiets heette toen jajeoncha (自轉車) of jahaenggeo (自行車), 'zelfrollende kar'. Aanvankelijk was hij een curiositeit voor een handjevol mensen uit de elite en buitenlanders, maar begin twintigste eeuw raakte hij geleidelijk in gebruik voor praktische doelen zoals post- en winkelbezorging.

Eom Bok-dong, de fietsheld van het gekoloniseerde Korea

Voor Koreanen onder Japanse koloniale overheersing had de fiets een bijzondere betekenis. Centraal daarin stond Eom Bok-dong (1892–1951). Als winkelbediende in een fietsenzaak maakte hij naam door in 1913 een wielerwedstrijd in Gyeongseong (het huidige Seoul) te winnen voor de Japanse renners, waarna hij in tal van wedstrijden zou hebben geschitterd. In een tijd waarin de wrok tegen Japan hoog zat, was het feit dat een Koreaan Japanners versloeg al een grote troost, en hij werd een nationale held – er ging zelfs een liedje rond: 'Kijk omhoog naar Ahn Chang-nam, kijk omlaag naar Eom Bok-dong'. Uit zijn latere leven zijn echter ook verslagen bewaard dat hij betrokken was bij fietsdiefstal, en daarom kijken velen vandaag naar zowel zijn heldenrol als zijn menselijke tekortkomingen.

De Samchully-ho en de eerste Koreaanse fietsen

Het startpunt van de Koreaanse fietsindustrie na de bevrijding is Gyeongseong Precision, in 1944 opgericht door Kim Cheol-ho. Dit bedrijf, dat fietsonderdelen maakte, veranderde in 1952 zijn naam in Kia Industrial en produceerde datzelfde jaar de eerste in Korea gebouwde fiets: de 'Samchully-ho'. Geboren tussen de ruïnes van de oorlog, werd de Samchully-ho een symbool van de eigen machinebouw. Kia groeide later uit tot autofabrikant; de fietsdivisie werd in 1979 een zelfstandig bedrijf en leeft voort in het huidige Samchuly Bicycle. In de jaren 1960 en 1970 droegen fietsen als transportfiets van rijsthandelaren, postbodes en krantenbezorgers het dagelijks leven van de industrialisatie.

Het tijdperk van de vrije tijd, en Ttareungyi

Sinds de jaren 2000 is de Koreaanse fiets van een vervoermiddel om de kost te verdienen veranderd in een symbool van vrije tijd, gezondheid en duurzaam verkeer. Langs rivieren werden fietspaden aangelegd, en in 2012 opende de nationale fietsroute van zo'n 633 km van de Ara-sluis aan de Gele Zee bij Incheon tot de Nakdong-monding bij Busan, die voor veel fietsliefhebbers op de bucketlist kwam te staan. In 2015 ging Seouls deelfietssysteem 'Ttareungyi' officieel van start. Ttareungyi, die je met je smartphone huurt en bij elk station terugbrengt, werd snel het vervoermiddel van de stedeling en wordt nu veel gebruikt voor de 'laatste kilometer' tussen metro en bus. In 2018 kregen e-bikes met trapondersteuning die aan bepaalde eisen voldoen, wettelijk toegang tot het fietspad, waarmee een nieuw hoofdstuk begon.

De jaren 1970: de geboorte van BMX en de mountainbike

Halverwege de twintigste eeuw, toen de auto het verkeer domineerde, werd de fiets in Amerika vooral als kinderspeelgoed gezien. Maar juist kinderen en jongeren sloegen een nieuw hoofdstuk in de fietsgeschiedenis open. Vanaf eind jaren 1960 begonnen kinderen in Zuid-Californië motorcrossers na te doen op fietsen met kleine wielen, over heuveltjes en schansen van zand. Toen in 1971 de motordocumentaire 'On Any Sunday' opende met beelden van kinderen die op fietsen over onverharde paden scheurden, werd die bezigheid in het hele land populair en groeide ze uit tot een eigen sport: BMX (Bicycle Motocross). BMX-racen is sinds de Spelen van Peking in 2008 een olympische discipline.

In dezelfde periode liep er in Marin County, ten noorden van San Francisco, een ander experiment. Jonge rijders kochten tweedehands stevige, zware cruisers uit de jaren 1930–40 en bouwden ze om met dikke banden en motorremhendels. Die afgeragde fietsen werden 'clunkers' genoemd. Vanaf 1976 hielden ze afdalingswedstrijden op een steile, onverharde brandweg op Mount Tamalpais. Omdat ze de hele afdaling in de terugtraprem hingen, verbrandde het vet in de naaf, zodat ze die na elke run opnieuw moesten vetten ('repacken') – vandaar de naam Repack-race.

Een paar deelnemers aan de Repack-race zouden de fietsindustrie al snel veranderen. Framebouwer Joe Breeze bouwde rond 1977 een nieuw frame dat van meet af aan voor het terrein was ontworpen, de 'Breezer', en geldt daarmee als maker van de eerste moderne mountainbike. Gary Fisher, die bekendstaat als recordhouder op de Repack, richtte in 1979 met Charlie Kelly het bedrijf 'MountainBikes' op en verkocht fietsen met frames van Tom Ritchey. Toen Specialized in 1981 de eerste in serie geproduceerde mountainbike, de 'Stumpjumper', uitbracht, verspreidde de MTB zich explosief, met in 1990 de eerste UCI-wereldkampioenschappen en in 1996 een olympische status in Atlanta. Veel technieken die het eerst op de MTB werden uitgeprobeerd, zoals vering, schijfremmen en een groot versnellingsbereik, vonden later hun weg naar andere fietsen.

De materiaalrevolutie: staal → aluminium → carbon → titanium

De geschiedenis van framematerialen is een eindeloze strijd om 'hoe licht, hoe stijf en hoe duurzaam'. Van eind negentiende tot eind twintigste eeuw was staal onbetwist de hoofdrolspeler. Gebutte chroom-molybdeenbuizen – dik aan de uiteinden en dun in het midden, zoals de '531'-buis die het Britse Reynolds in 1935 uitbracht – waren met hun lichte, veerkrachtige rijgevoel decennialang de standaard voor wedstrijdfietsen. Staal is sterk en makkelijk te repareren en is nog altijd geliefd bij toerfietsen en handgebouwde frames.

In de jaren 1970 en 1980 diende aluminium zich aan. Aluminium heeft maar ongeveer een derde van de dichtheid van staal, maar is minder stijf: met dezelfde buisdiameter wordt het frame te slap. Bedrijven als het Amerikaanse Cannondale losten dat op met 'oversized' buizen met een veel grotere diameter, en in de jaren 1990 werd het aluminium frame gemeengoed. Licht en betaalbaar als het is, is aluminium nog altijd het belangrijkste materiaal voor instapfietsen.

De echte revolutie was koolstofvezelversterkte kunststof (carbon). Carbon, koolstofvezel die met hars is uitgehard, heeft een uniek voordeel: door de richting en het aantal lagen van de vezels te variëren, maak je het ene deel stijf en het andere soepel. Halverwege de jaren 1980 trokken carbonframes de aandacht met overwinningen in grote rondes, en dankzij de ontwikkeling van monocoque-vormgeving in de jaren 1990 werd het profpeloton vanaf de jaren 2000 vrijwel volledig een carbonpodium. De fietsen werden zelfs zo licht dat de UCI een minimumgewicht van 6,8 kg voor wedstrijdfietsen vaststelde. Titanium werd vanaf de jaren 1970 uitgeprobeerd en in de jaren 1980–90 echt gebruikt. Het roest niet, is bestand tegen vermoeiing en heeft een kenmerkend soepel rijgevoel – het 'frame voor het leven' – maar is lastig te bewerken en daardoor duur.

1984: indexschakeling (SIS) en klikpedalen

Na Campagnolo bleef schakelen decennialang 'frictieschakelen': de derailleur bewoog zo ver als jij de hendel verschoof, dus je moest op het gehoor de hendelstand bijstellen tot de ketting precies op het volgende tandwiel liep. Voor ervaren renners geen probleem, maar voor beginners lastig – en wie bergop hard op de pedalen stond, ging ook als ervaren renner geregeld de mist in.

In 1984 introduceerde het Japanse Shimano op zijn Dura-Ace-groep het SIS (Shimano Index System). De hendel kreeg vaste standen die met een 'klik' vastvallen, en kabel, derailleur en tandwielen werden als één systeem daarop afgestemd. Indexschakeling, waarbij één tik op de hendel de ketting precies één tandwiel verplaatst, werd al snel de standaard in de branche. In 1990 kwam STI, dat rem- en schakelhendel combineerde, zodat je kon schakelen zonder je handen van het stuur te halen; Campagnolo antwoordde begin jaren 1990 met 'Ergopower'.

In datzelfde jaar 1984 bracht het Franse skimateriaalbedrijf LOOK een klikpedaal uit dat het principe van de skibinding gebruikte. Tot dan toe zetten renners hun voeten vast met toeclips en leren riempjes aan de pedalen en een gleuf in de schoenzool; trok je de riempjes strak aan, dan kreeg je je voet bij een val moeilijk los. Bij het LOOK-pedaal klikte je het plaatje onder je schoen met een 'klik' in het pedaal, en door je hiel naar buiten te draaien kwam je er eenvoudig weer uit. Toen Bernard Hinault in 1985 met deze pedalen de Tour de France won, verspreidden klikpedalen zich razendsnel. In het Engels heten ze vaak 'clipless': zonder toeclips. In 1990 kwam Shimano met het SPD-pedaal voor de MTB, waarop je ook goed kunt lopen.

Elektronisch schakelen: Di2 en eTap

Ook na de indexschakeling bleef kabelschakelen een hardnekkig probleem houden. Kabels rekken met de tijd uit, en vuil en roest in de buitenkabel maken het schakelen stroef. In de jaren 1990 probeerden onder andere Mavic elektronische derailleurs, maar door problemen met accu's, waterdichtheid en betrouwbaarheid sloegen die niet aan. De ommekeer kwam in 2009 met de Dura-Ace Di2 van Shimano. Druk je op een knop van de hendel, dan gaat een elektrisch signaal via een draad naar een motortje in de derailleur, dat de ketting naar precies de juiste positie brengt. Kabelspanning afstellen was niet meer nodig, en ook na duizenden schakelbewegingen was het even precies als op de eerste dag.

In 2015 ging het Amerikaanse SRAM nog een stap verder met Red eTap, waarbij hendels en derailleurs draadloos met elkaar communiceren. Ook Campagnolo bracht begin jaren 2010 een elektronisch systeem uit: EPS. Elektronisch schakelen, aanvankelijk voorbehouden aan de duurste wedstrijdonderdelen, zakte geleidelijk door naar de middenklasse, en tegenwoordig is het heel gewoon om via een app de functies van je schakelknoppen aan te passen of het accuniveau te checken.

Schijfremmen en tubeless banden

Lange tijd waren velgremmen, waarbij rubberen remblokken de velg (de rand van het wiel) vastpakken, de norm. Ze zijn eenvoudig en licht, maar bij regen neemt de remkracht sterk af en in lange afdalingen kan de velg oververhit raken. De schijfrem, die in de jaren 1990 eerst op de mountainbike ingang vond, pakt met een remklauw een aparte metalen schijf in het midden van het wiel en levert in alle weersomstandigheden een constante remkracht. Vooral hydraulische schijfremmen remmen krachtig en gedoseerd, met weinig handkracht.

Op de racefiets kwamen ze later, vanwege het extra gewicht en zorgen over de veiligheid van de scherpe remschijven. Na een proefperiode vanaf 2015 liet de UCI schijfremmen vanaf het seizoen 2018 volledig toe in de profkoers, en binnen een paar jaar waren de meeste profploegen en nieuwe racefietsen overgestapt. Als bijkomend effect bevrijdde de schijfrem het frame van de beperkte bandenruimte van velgremmen, zodat er bredere banden in passen.

Tubeless banden passen in dezelfde ontwikkeling. Het eigenlijke startpunt was de UST-standaard voor de MTB die Mavic, Michelin en Hutchinson in 1999 lanceerden: net als bij een autoband dichten band en velg samen de lucht af, zonder binnenband. Afdichtmiddel in de band dicht kleine gaatjes vanzelf, en 'snakebites' – lekke banden doordat de binnenband tegen de velg wordt afgekneld – verdwijnen. Omdat je met een lagere bandenspanning kunt rijden, nemen grip en comfort toe; op de MTB is tubeless daardoor de facto standaard en ook bij race- en gravelfietsen rukt het snel op. Ook dat de oude wijsheid 'hoe smaller en harder, hoe sneller' is omgevallen en onderzoek heeft laten zien dat een wat bredere band op de echte weg sneller kan zijn, is een verandering van de afgelopen twintig jaar.

Het e-biketijdperk

Het idee van een fiets met elektromotor is ouder dan je denkt. Al in 1895 kreeg de Amerikaan Ogden Bolton Jr. patent op een elektrische fiets met een motor in de achternaaf. Met zware loodaccu's met weinig capaciteit was een praktisch product echter lastig te maken. Het keerpunt kwam in 1993 met het PAS (Power Assist System) van het Japanse Yamaha. Geen motor die je met een gashendel aanzet, maar 'trapondersteuning': een sensor meet hoe hard je trapt en de motor helpt naar verhouding mee. Stop je met trappen, dan stopt de motor ook – het wezen van de fiets bleef behouden, alleen hellingen en tegenwind werden lichter.

Sinds de jaren 2000 werden lichte lithium-ionaccu's met een grote capaciteit gemeengoed, en rond 2010 brak het middenmotorsysteem met de motor in de trapas door; daarop groeide de e-bikemarkt explosief. De Europese Unie behandelt e-bikes met trapondersteuning, een nominaal motorvermogen van 250 W en ondersteuning tot 25 km/h als gewone fietsen, en gaf zo de markt haar kader. Ook in Korea mogen e-bikes sinds maart 2018 op het fietspad, mits ze met trapondersteuning werken, de motor boven 25 km/h uitschakelt en de fiets minder dan 30 kg weegt. Vandaag de dag bestaat de e-bike in allerlei vormen, van stadsfiets voor woon-werkverkeer tot bakfiets voor vracht en e-MTB voor ruig terrein. De techniek en regelgeving lees je in het hoofdstuk 06 E-bikes.

De toekomst van de fiets

In 200 jaar is de fiets verbazend veel veranderd, en tegelijk verbazend weinig. Het principe dat beenkracht wordt omgezet in de draaiing van twee wielen, en het skelet van diamantframe en ketting, wijken weinig af van de Rover uit 1885. Ook de veranderingen die nog komen, zullen dat skelet waarschijnlijk niet overboord gooien, maar er nieuwe lagen bovenop bouwen.

Er zijn al tal van ontwikkelingen die een blik op de nabije toekomst bieden. E-bikes krijgen ABS tegen slippen, automatisch schakelen en diefstaltracking, en steeds vaker worden titanium of carbon onderdelen op maat 3D-geprint. Airless banden die je nooit hoeft op te pompen, achterlichten die met radar naderend verkeer melden en slimme helmen die een botsing herkennen en hulp inschakelen, zijn al op de markt. En in het klimaat- en fileprobleem zien steeds meer steden reden om vrijliggende fietspaden en deelfietssystemen uit te breiden.

Uiteindelijk hangt de toekomst van de fiets net zozeer af van hoe steden en samenlevingen de fiets omarmen als van techniek. Zoals de fiets in de jaren 1890 vrouwen vrijheid en de wegen asfalt bracht, kan de fiets in de 21e eeuw een antwoord zijn op vragen over klimaatcrisis, gezondheid en de herinrichting van de stad. Dat deze machine, geboren in een tijd waarin een vulkaanuitbarsting de paarden deed verdwijnen, nu opnieuw in de schijnwerpers staat in een tijd die nadenkt over mobiliteit na de fossiele brandstoffen, is veelzeggend. In het volgende hoofdstuk bekijken we een voor een de vele soorten fietsen die deze lange evolutie heeft voortgebracht.

Veelgestelde vragen