Das Material wurde auf der Grundlage eines Artikels des PinkBike-Magazin-Experten Mike Levy erstellt. Und auf dem Bild oben sieht man das Getriebe der Firma Sonnentour, deren Komponenten auch in Fahrrädern verwendet werden.

Werden Getriebe jemals traditionelle Schalthebel ersetzen?

Bilder der Zukunft sehen immer sehr vielversprechend aus. aus Science-Fiction-Filmen und Zeichentrickserien hat uns das schwebende Skateboard des Protagonisten eines der Teile des legendären Films „Zurück in die Zukunft 2“ („Zurück in die Zukunft II“) längst begreiflich gemacht, dass in absehbarer Zeit unsere das Leben wird einfacher und bequemer. zu vielversprechend moderne Entwicklungen Wir können auch Getriebe für Fahrräder einbeziehen, die von Herstellern von Fahrradkomponenten und folglich von normalen Radfahrern noch nicht sehr unterstützt werden. Einige exklusive Fahrradmarken (wie z Ritzel, Zerode, Nikolaus) arbeiten schon lange in diese Richtung, aber wenn Sie in den nächsten Fahrradladen gehen, werden Sie kein Getriebe Ihrer Wahl in den Regalen finden. Es gibt sogar eine skeptische Meinung, dass Käufer fliegende Skateboards schneller bekommen als jemand von große Hersteller wird mit der Großserienproduktion von Fahrrädern mit Getriebe beginnen.

Das Cavalerie Falcon DH scheint alles zu haben: ein Neungang-Effigear-Getriebe, ordentliche Steuer- und Sitzrohrwinkel, 200 mm Federweg und ein Gewicht von rund 18 kg. Warum fahren wir nicht alle diese Fahrräder? Schuld daran ist die rasante Entwicklung traditioneller Switches.

Warum können Getriebe herkömmliche Schalthebel nicht ersetzen?

Getriebe haben sicherlich Potenzial. Sie müssen sich keine Sorgen mehr um Schalter und einen Hahn machen, die leicht durch Steine ​​​​beschädigt werden können; Die Zuverlässigkeit moderner Fahrradgetriebe macht sogar einen Unimog (Unimog - eine Sonderserie von Autos Mercedes Benz) sehen zerbrechlich aus, und das Vorhandensein von nur einem vorderen und einem hinteren Kettenblatt vereinfacht die Wartung des Fahrrads erheblich. Hinzu kommt der niedrige Schwerpunkt eines Fahrrads mit Getriebe und keine Notwendigkeit für zusätzliche Schaltzüge, die entlang des Rahmens verlaufen, und Sie stellen fest, dass diese Getriebe den Systemen, die wir seit Jahrzehnten an Fahrrädern verwenden, weit überlegen sind. Aber in den letzten fünf Jahren ist etwas Interessantes passiert: Klassische Schalter sind dank Innovation viel besser geworden. Und wir sprechen hier noch mehr über das Getriebe als Ganzes: leichtere und steifere Schalterrahmen, die sich bei einem leichten Kontakt mit einem Stein nicht verbiegen, hintere Buchsen, die den härtesten Tests standhalten. Evolution ist ein wunderbarer Mechanismus, der aber gleichzeitig die Schwachen aussortiert. In unserem Fall sind geschlossene Fahrradgetriebe die langsamsten Antilopen in der Herde.

Das Schaltwerk aus Shimanos neuer Zee-Reihe erweist sich als sehr zuverlässig und vermeidet durch seine Konstruktion das Abspringen der Kette auf technischem Terrain nahezu vollständig.

Schalter werden zuverlässig ... endlich

Vor einigen Jahren war es nicht ungewöhnlich, dass bei aktivem und aggressivem Skifahren während der Saison 4-5 Schalter gewechselt werden mussten. Sie könnten sich leicht in einer Zwickmühle wiederfinden, weil Nach dem Aufprall auf einen Stein zersplitterte das Schaltwerk normalerweise in kleine Stücke. In diesem Fall könnte die Kette mit Fragmenten des Schalters Zeit haben, in das Hinterrad zu gelangen und die Speichen zu beschädigen. Im Allgemeinen kann ein defektes Schaltwerk eine sehr unangenehme Kettenreaktion auslösen. Es gab auch ein Problem mit Achsen, die Links innerhalb von Switches verbinden. Früher lösten sie sich recht schnell (besonders bei günstigen Modellen), wodurch es praktisch unmöglich war, die Schaltung richtig einzustellen. Unabhängig vom Hersteller (sei es Shimano oder Sram) können nun auch preiswerte Modelle ernsthaften Tests standhalten. In der Redaktion durften wir das neue Schaltwerk ausprobieren. Sram X5 Entwickelt, um mit einer 10-Gang-Kassette zu arbeiten. Bei einem Verkaufspreis von rund 64 US-Dollar waren wir sehr angenehm überrascht. Wir haben mehr als hundert Kilometer mit ihm zurückgelegt, und er ist immer noch dabei in perfekter Ordnung. Dasselbe gilt für die Umwerfer der Shimano SLX-Serie, insbesondere jetzt, wo sie Technologie verwenden Schatten Plus.

Mike Levy, Portal-Experte rosa Fahrrad): „Trotz der Tatsache, dass die Einzelhandelspreise für hochwertige Teile ziemlich hoch sind, hat der ständige Wettbewerb dazu geführt letzten Jahren zu niedrigeren Preisen im OEM-Segment (Preise für Fahrradhersteller und -monteure). Das Hinzufügen eines teuren Getriebes zur Spezifikation würde zu einer zu starken Erhöhung des Einzelhandelspreises für das fertige Fahrrad führen, was entweder von den Einzelhandelskunden einfach nicht akzeptiert würde oder durch die Verwendung billiger Komponenten im Fahrrad ausgeglichen werden müsste. Wenn in naher Zukunft jemand ein Fahrrad mit Getriebe in Serie produziert, dann kommt der Kauf einem stark überteuerten Kauf gleich Toyota Prius, d.h. eine Art Erklärung, dass der Besitzer dieser Maschine auch im Alltäglichen an der Spitze des Fortschritts steht.

Ketten springen viel seltener von den Sternen

Jeder begeisterte Radfahrer, der vor 8-10 Jahren Downhill (Downhill) praktizierte, kann sich an einige Momente erinnern, in denen er sich mit einer Kette auseinandersetzen musste, die sich gelöst und verheddert hatte. Auch die Achsen der Kutschen waren damals leicht verbogen und brachten das gesamte Getriebe in Dissonanz, und die Kettenführungen wurden komplett in zwei Gruppen eingeteilt: schlecht und gefährlich. Mittlerweile gehören all diese Probleme bereits der Vergangenheit an. Und moderne leichte und langlebige Dämpfer von solchen Herstellern wie MRP, e*13, Tonumfang usw. halten die Kette in fast jeder Situation an Ort und Stelle. Vorausgesetzt natürlich, Sie installieren sie richtig. Der große Durchbruch war das Aufkommen einer neuen Schaltergeneration, die unter Last deutlich weniger wackelte. Viele Radfahrer haben festgestellt, dass sie jetzt die minimalistischsten und leichtesten Dämpfer verwenden oder ganz darauf verzichten können. Und hier ist auch der Star des neuen Standards von Sram zu nennen (obwohl etliche andere Hersteller bereits ein ähnliches Design verwenden) – seine Zähne X-Sync Spezielle Form und variable Dicke verhindern ein Abspringen der Kette in technischem Gelände.

Trotz der hohen Kosten eine neue Gruppe von Komponenten XX1 von Sram kann den Aussichten auf den Massenauftritt von Getrieben am Fahrrad endlich ein Ende bereiten. Vor allem, wenn das Unternehmen die im XX1 verwendeten Technologien in seine günstigeren Produktreihen implementiert. Wir denken, dass dies in naher Zukunft geschehen wird.

Weniger Gewicht, mehr Effizienz

Es ist seit langem bekannt, dass Kettenantriebe eine der effizientesten Arten der Kraftübertragung sind. Warum also durch zusätzliche Sterne in Switches leiten und damit seine Effizienz mindern? Eine solche Frage mag Freeride- oder Downhill (Downhill)-Fans nicht sehr stören, aber für den durchschnittlichen Radfahrer, der sowohl bergauf als auch bergab fahren muss, ist sie sehr relevant. Sie sind vielleicht kein Cross-Country-Fahrer, aber das ist kein Grund, etwas von Ihrer Energie beim Treten zu verschwenden. Getriebe sind hier klar im Vorteil. Was ist mit dem zusätzlichen Gewicht der Boxen? Sagen Sie, dass er Sie nicht stört und Sie bereit sind, ihn zu ertragen, angesichts aller Vorteile einer geschlossenen Schaltung? Das ist großartig, aber die Anzahl der Fahrer, die bereit sind, einem geschlossenen Fahrradgetriebe den Vorzug zu geben, ist im Vergleich zu denen, die ihnen skeptisch gegenüberstehen, so gering, dass es keinen Sinn macht, diese Zahlen zu vergleichen. Und die fehlende Nachfrage fördert auch nicht die Massenankunft von Getrieben.

Unternehmen verkaufen, was nachgefragt wird

Viele Bike-Enthusiasten kaufen lieber die Komponenten, die professionelle Rennfahrer auf der Strecke oder Freerider in ihren neuesten Videos verwenden. Wann haben Sie das letzte Mal gehört, dass ein Fahrrad mit integriertem Getriebe ein großes Rennen gewonnen hat? 2006 im Rotorua(Rotorua, Neuseeland) Cam Cole hat die Weltmeisterschaft in der Junioren-Kategorie gewonnen, aber das ist eher die Ausnahme als die Regel. Sie können auch an das alte Honda-Radsportteam denken, zu dem so berühmte Fahrer wie Greg Minnaar (Greg Minnaar), Brendan Fairclough und Matti Lehikoinen gehörten. Sie traten auch auf Fahrrädern mit Getriebe an, aber leider zog sich Honda vom Radsport zurück, nachdem er erkannt hatte, dass sich die Investition nicht auszahlte. Dies ist kein Einzelfall und wir unsererseits gehen davon aus, dass wir in naher Zukunft nicht massiv auf Rahmen mit integrierten geschlossenen Getrieben umsteigen werden.

Doch geschlossene Vermittlungssysteme haben noch Perspektiven

Liegen die Verteidiger geschlossener Systeme falsch? Lohnt es sich angesichts all dessen überhaupt, diese Technologien zu entwickeln? Ja, es lohnt sich, denn es gibt zweifellos Vorteile. Trotz aller technischen Tricks und Fortschritte bei klassischen Schaltsystemen sind geschlossene Getriebe immer noch viel zuverlässiger als jeder Schalthebel. Mit einem zufälligen Stein auf der Strecke haben Sie einfach nichts abzureißen. Dann können Sie zum Thema Gewicht zurückkehren. Ja, geschlossene Getriebe sind schwerer als klassische Schaltsysteme, aber das gesamte Gewicht ist an einer Stelle konzentriert und die Ingenieure können das Getriebe optimal im Rahmen positionieren, wodurch eine hervorragende Balance und ein niedriger Schwerpunkt erzielt werden. Außerdem wird bei Verwendung eines Getriebes die Hinterachse des Fahrrads nicht durch das Gewicht der Kassette, der Trommel und des Umwerfers beeinträchtigt, was die Effizienz der Federung verbessert. Die Kosten mögen das letzte große Argument gegen Getriebe sein, aber hier können wir uns an die Erfahrung von Zerode erinnern, dessen Ingenieure eine preiswerte Shimano Alfine-Nabe als Getriebe verwendet haben. Aber reicht das für die schnelle Ankunft geschlossener Getriebe in der Masse? Die Frage ist noch offen.

Übertragung und Übertragungssystem. Allgemeine Information

Dies ist eine Gruppe von Komponenten, die die Kraft von den Zahnrädern des Systems über eine Kette auf die Zahnräder der Ratsche oder Kassette überträgt. Die vorderen und hinteren Umwerfer stellen das Verhältnis der Winkelgeschwindigkeiten dieser Zahnräder ein.

Gangschaltung

Die Anzahl der Gänge bzw. Geschwindigkeiten wird wie folgt ermittelt:
ANZAHL VORDERER GÄNGE x ANZAHL HINTERER GÄNGE.

Bei starken Sprüngen kann die Kette abfliegen, sodass springende Radfahrer den Gangwechsel verweigern. Bei anderen MTBs und Rennrädern hängt die Anzahl der Ritzel von der Ausstattung ab. Bei Rennrädern ist manchmal der kleinste Stern des Systems nicht vorhanden, da er die geringste Geschwindigkeit bietet.

Also, hab's kapiert. Fahrrad mit 21 Geschwindigkeit hat 3 Frontsterne u 7 Rückseite. Aber ist es möglich, alle diese Geschwindigkeiten zu nutzen? Die Antwort ist nein! Ich werde erklären, warum. Alle Sterne vorne sind parallel zueinander, und dasselbe ist hinten. Beim Übertragen 17(kleiner Stern vorne und kleiner hinten) wird die Kette stark verbogen.

Schalttechnik

Beim Schalten drücken Sie den Schalthebel (oder drehen den Schaltgriff), treten dann mühelos in die Pedale und lassen dann den Schalthebel los. Die Pedaldrehung muss im Leerlauf sein, sonst wird die Kette straff und der Umwerfer lässt sich schwer bewegen, er kann sich verbiegen.

Idee Getriebe am Fahrrad einbauen erschien bereits im 19. Jahrhundert. Aber diese Idee existierte auf den Zeichnungen und in Gedanken bis 1915. Damals verkauften sie nur Planetennaben für Fahrräder im Wert von 3 £. Für unser Geld ist das mehr als genug, um verrückt zu werden 🙂 Das Gewicht einer solchen Buchse betrug mehr als 3 Kilogramm. In der Zeit vom 19. Jahrhundert bis zum Zweiten Weltkrieg erfolgte der Gangwechsel mit ineffizienten Gestänge- und Rahmensystemen.

Das hat uns motiviert, ein kompaktes Getriebe für ein Fahrrad zu entwickeln. Die erste Frage, die sich vor den Ingenieuren stellte - wo soll man sie platzieren? Es wurde eindeutig entschieden - in der Nähe der Kutsche.

1935 begannen einige deutsche Hersteller mit der Produktion eines 3-Gang-Fahrradgetriebes, das im Tretlager untergebracht war. Der Schalthebel befand sich an der Stelle, an der einst die Schalthebel an sowjetischen Rennrädern angebracht waren - oben am Unterrohr des Rahmens. Einige Firmen stellten Getriebe mit nur zwei Gängen her. Vielleicht hätten diese Entwicklungen ihren logischen Abschluss und den Massenumstieg von Fahrrädern auf Getriebe erreicht, aber ein Krieg brach aus, der viele Pläne und viele Leben zerstörte ....

Was waren die Vorteile der damaligen Getriebe?

Lange Lebensdauer.

Dank guter Platzierung vor Schmutz und Wasser geschützt.

Einfach zu warten und einzurichten.

Auch hier gute Gewichtsverteilung dank der Platzierung über der Schlittenbaugruppe.

Es gab nur wenige Minuspunkte - einen merklichen Leistungsverlust, weshalb solche Boxen nicht in Rennräder eingebaut wurden und die Herstellungskosten eines Getriebes niedriger sein wollten.

Und so verging der Krieg, viel Zeit verging und niemand kehrte zurück, um das Getriebe eines Fahrrads zu verbessern. Erst Anfang der 90er Jahre diente die Entwicklung der Disziplin DH der Getriebemodernisierung. Wie Sie wissen, schlägt der hintere Bremssattel während einer schnellen Abfahrt vom Berg ständig gegen den Rahmen und schaltet nicht gut. Zu diesem Zeitpunkt begannen sie, einen solchen Schaltmechanismus zu entwickeln, der sich nicht dahinter befindet und seine Funktionen perfekt erfüllt.

Aus dem Buch „Modernes Fahrrad“ haben wir folgende Informationen.

Es gab drei Hauptentwicklungen - das deutsche Unternehmen Nicolai und das japanische Unternehmen Hoda und SR Santur. Die Deutschen installierten ein offenes Getriebe auf Basis einer Planetennabe. Der Antrieb hatte zwei Ketten, die innere Kette überträgt die Kraft von den Pleuelstangen auf das Planetengetriebe und die äußere Kette vom Planetengetriebe auf das hintere Kettenrad. Honda hat Shimano-Komponenten als Basis genommen und ein 18 kg schweres Fahrrad mit 7 Gängen geschaffen. Eine externe Kette dreht das Hinterrad, während eine kurze Kette den neu gestalteten hinteren Bremssattel über die Kassette bewegt. Santur beschloss, keine Kleinigkeiten zu machen und schuf ein 4,5 Kilogramm schweres 9-Gang-Getriebe, das einem Autogetriebe in Miniaturform ähnelte.

Unterm Strich sind die Entwicklungen interessant, aber teuer und in kleinen Stückzahlen gefertigt. Im Buch steht: „Aber wenn es gut läuft …“ und es war um das Jahr 2000. Jetzt können wir 2015 sicher schreiben - es hat nicht geklappt.

Und so haben Getriebe ihre Entwicklung vorerst eingestellt. Und was kam dann an ihre Stelle?

Planetenwagen.

Das ist so etwas wie eine Planetennabe, nur dass sie im Schlitten steckt 🙂

Es gibt viele genaue Informationüber die Entwicklung von Planetenwagen mit genauen Daten und Nummern. Wir wollen uns und Sie nicht mit diesen Informationen belasten, deshalb erzählen wir Ihnen das Interessanteste.

Das Hauptziel des Planetenwagens war Kompaktheit und ein Multiplikatorfaktor. Das Gewicht der Entwicklungen reichte von 1200 Gramm bis 2000 Gramm zusammen mit den Stangen. Es gab Entwicklungen der Firma Nikolai, bei denen es einen magnetischen Gangschaltantrieb gab.

Der Hauptnachteil aller Entwicklungen war die Inkompatibilität der Größen von Planetenwagen mit Standardgrößen Kutschen. Aber auch im Gesicht sind die Pluspunkte sichtbar. Erstens muss zum Schalten nicht in die Pedale getreten werden, und zweitens ermöglicht ein kleines Kettenblatt die Montage eines hinteren Bremssattels mit kurzem Fuß. Es ist bekannt, dass solche Bremssättel stoßfester und verschleißfester sind. Drittens verschwindet ein solches Phänomen wie Kettenschräglauf praktisch, was bedeutet, dass die Lebensdauer der Kette selbst zunimmt.

Dennoch ist der Planetenschlitten eine interessante Entwicklung, aber es war die Planetenbuchse, die mehr Erfolg hatte, die wir unten beschreiben werden.

Planetenbuchsen.

Die Geschichte sagt, dass das erste planetare Zentrum des modernen Typs im Jahr 1898 geboren wurde, können Sie sich das vorstellen? Das können wir uns persönlich nur schwer vorstellen 🙂 Die Nabe hatte einen eingebauten Bremsmechanismus und mehrere Gänge. Weitere Entwicklungen gingen voran und Buchsen erschienen bereits mit 3 Gängen. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts tauchten schnellere und erfolgreichere Buchsen auf. Einer der bekanntesten Hersteller ist Sachs Bicycle Component, jetzt ist dieses Unternehmen Teil der SRAM Corporation. Es war die Produktion von Planetenbuchsen, die die Fahrradwelt ein wenig auf den Kopf stellte und die Produktion und Entwicklung anderer Arten von internen Schaltungen ausschloss.

Jetzt gibt es Planetenbuchsen in 3, 5 und 7 Gängen. Wenn es vor 5 Jahren nur gewöhnliche Buchsen gab, also In letzter Zeit Planetennaben mit Scheibenbremsen und mit eingebauten Bremsen haben sich am Markt bereits breit etabliert. Ein weiterer Unterschied zwischen den alten Buchsen und den neuen ist die Kompatibilität mit dem Umwerfer. Und vor kurzem - und mit dem Einbau einer Kassette am Hinterrad. Das heißt, Sie haben sozusagen gewöhnliche 3x8-Gänge und auch ein Planetengetriebe in 3 Geschwindigkeiten. Und doch, zum Vergleich. Der Übersetzungsbereich der Standard-3x7-Schaltung liegt bei etwa 500 %, bei einigen Rohloff 14-Gang-Naben sogar bei 600 %. Cool, oder? 🙂

Kurze Vorteile von Planetenbuchsen:

Große Auswahl an Übersetzungsverhältnissen, wie wir oben geschrieben haben.

Leichtigkeit und Geschmeidigkeit beim Schalten.

Hohe Schaltgeschwindigkeit.

Einfache Wartung und Eliminierung der Notwendigkeit einer ständigen Wartung.

Sowie ein paar Nachteile:

rollen.

Reparaturen sind selten, aber zielgerichtet.

Planetennaben haben ihren Zweck vor allem bei Citybikes gefunden. Es ist bequem und einfach.
Kardanantrieb zur Drehmomentübertragung.

Die Vorteile einer Kardanwelle gegenüber einer Kette sind enorm, und es ist sehr merkwürdig, dass dieser Typ heute nicht mehr verwendet wird. Hauptvorteile:

Schutz vor äußeren Einflüssen.

Große Zuverlässigkeit.

Befleckt keine Kleidung und verhakt keine Hosen.

Die Effizienzkennzahl ist nicht höher, aber unabhängig von der Schmutz- und Sumpfmenge am Kardan.

Und hier die Nachteile:

Die Kosten liegen um eine Größenordnung höher.

Auch das Gewicht ist höher.

Der Kardan brach ein wenig, aber wie bei den Planetarien erforderte er separate Kenntnisse bei der Reparatur.

Gangschaltung lässt sich nicht einbauen.

Schwierigkeiten beim Ausbau des Hinterrads.

Moderne Entwicklungen konnten eine Reihe der oben beschriebenen Nachteile beseitigen, insbesondere das Problem mit der Gangschaltung - der Einbau einer Planetennabe ermöglichte es schließlich, die Gänge zu schalten.

Riemenantrieb.

Der Riemenantrieb wurde sehr lange verwendet und schließlich eingestellt, da der Hauptnachteil unzureichende Festigkeit und Schlupf sind. Aber auch hier stehen Wissenschaft und Technik nicht still, und heute gibt es einen klaren Wettbewerb zwischen Riemen- und Kettenantrieb. Der Hauptnachteil des Riemens ist seine Unversehrtheit, die Unmöglichkeit, Gangschalter zu installieren, und die Schwierigkeit, Komponenten zu reparieren und auszutauschen.

Variatoren.

Der Vorteil des CVT liegt in der stufenlosen Gangschaltung und der Möglichkeit einer großen Gangbandbreite. Aber die Nachteile sind leider erheblich. Das Wichtigste ist der geringe Wirkungsgrad aufgrund von Schlupf im Variator selbst. Zu den Nachteilen gehören auch der Leistungsverlust und die Kosten.

CVTs beginnen nun aufgrund der technologischen Entwicklung und dank der schlaflosen Nächte der Ingenieure wieder an Popularität zu gewinnen. Früher betrug das Gewicht der Buchsen etwa 5 Kilogramm, jetzt sinkt die Schnelligkeit auf 3. Mal sehen, was in ein paar Jahren passiert, bisher ist nur eines klar - die CVTs werden eine Zukunft haben.

Und so, und jetzt versuchen wir zu verstehen, warum all diese Entwicklungen keine Wurzeln geschlagen haben? So viel Neues, so viel Interessantes, aber alles bleibt: Kette und Schaltung. Weißt du, warum? Denn alles Geniale ist einfach. Das Fahrrad wird von allen wegen seiner Einfachheit geliebt. Und es gibt keinen Grund, die Dinge zu verkomplizieren. Zwei Räder, Rahmen, Bremsen und Lenkrad, was braucht man noch? Überlegen Sie sich deshalb vor der Aufrüstung Ihres Fahrrads genau, ob Sie es brauchen und ob es auf einer Radreise sinnvoll ist.

Systeme und Übertragungen

Die ständige Verbesserung der Kette als Mechanismus hat es ermöglicht, das Fahrrad so zu erschaffen, wie es jetzt ist. Dank des Kettenantriebs musste man sich nicht auf das Rad setzen, und für eine bessere Balance konnte der Radfahrer bequem zwischen zwei gleich große Räder passen. Es war die Entwicklung verschiedener Zahnräder, die zu einem effektiven Management beigetragen haben Fahrzeuge. Nun konnten Radsportler auch mit der größten Steigung mühelos jeden Anstieg bezwingen und entwickelten auch mit Freude hohe Geschwindigkeiten.

Übertragungselemente

Verwendung von Bewegungsmechanismen

Im 15. Jahrhundert arbeitete Leonardo da Vinci an der Entwicklung der Idee der gemeinsamen Arbeit von Zähnen und einer mechanischen Kette. Überraschenderweise wurde diese Idee lange vor der Konstruktion des ersten Fahrrads geäußert und fand erst vier Jahrhunderte später praktische Anwendung. Damit die Übertragung effektiv funktioniert, ist es notwendig, die von den Beinen des Fahrers erzeugte Kraft richtig auf das Hinterrad des Fahrrads zu übertragen. Das Design muss so gestaltet sein, dass die Tretkraft dem Fahrer kein Unbehagen bereitet.

Dafür wurden technische und technologische Entwicklungen eingeführt, langlebige Materialien wurden verwendet, wodurch die Kettenübertragung bis zum Ende des 19. Jahrhunderts zu einem gemeinsamen Mechanismus wurde.

Vorteile eines Kettenantriebs

Der Antrieb selbst ohne Getriebe funktioniert sehr effektiv an Steigungen und in der Ebene. Aber gleichzeitig ist ein Radfahrer, der von einer ebenen Fläche ohne Geschwindigkeitsschalter startet oder mit dem Wind ansteigt, gezwungen, im Stehen zu treten, was einen erheblichen Kraftaufwand erfordert. Gleichzeitig sinkt die Fahrgeschwindigkeit auf ein Minimum. Der Kettenantrieb mit Zahnrädern ermöglicht es dem Fahrer, unabhängig vom Gelände und der Windrichtung, während der gesamten Fahrt in einem für ihn angenehmen Tempo zu treten. Bei den ersten Fahrrädern mit hohen Rädern wurden die Pedale auf dem Rad selbst platziert, das heißt, eine Radumdrehung entsprach einer vollen Umdrehung des Pedals.

Die Übersetzung der Gänge kann vom Radfahrer selbst auf Wunsch geändert werden. Zum Beispiel kann der Fahrer beim Überwinden eines steilen Abhangs, bei dem sich die Pedale leichter und häufiger drehen, während sich das Rad selbst langsamer dreht. Das heißt, es wird eine einfache Übertragung durchgeführt. Wenn es darum geht, flaches Gelände zu überqueren oder bergab zu fahren, wird ein schwerer Gang eingelegt: Pro voller Pedalumdrehung erfolgen mehrere Radumdrehungen. Bei eingelegtem Gang ist das große Ritzel vorne, das kleine hinten. Um das Rad zu drehen, ist ein gewisser Aufwand erforderlich, und je mehr davon erzeugt wird, desto mehr Umdrehungen macht das Rad.

Benötigte Zähnezahl

Exploratorium-Wissenschaftler Paul Dougherty erklärt die Übersetzung der Gänge am Beispiel eines persönlichen Fahrrads. Mit dieser Methode können Sie die Anzahl der angetriebenen (vorderen) und angetriebenen (hinteren) Zähne bestimmen. Paul schlägt beispielsweise vor, eine Getriebeoption in Betracht zu ziehen, bei der das Übersetzungsverhältnis 54:27 beträgt. Basierend auf diesem Verhältnis wird deutlich, dass die Anzahl der Zähne des vorderen Kettenrads 54 und die des hinteren Kettenrads 27 beträgt, dh bei einer vollen Umdrehung des vorderen Kettenrads laufen 54 Zähne um das Antriebskettenrad herum. Gleichzeitig macht das angetriebene Ritzel 54:27 = 2 Umdrehungen, das heißt, das Hinterrad dreht sich zweimal. Dieses Verhältnis kann auf 2:1 reduziert werden. Wenn das angetriebene Kettenrad jedoch 11 Zähne hat, liegt das Übersetzungsverhältnis in diesem Fall näher bei 5:1.

Zu beachten ist, dass sich bei jeder vollen Umdrehung des Antriebsritzels die angetriebene Kassette doppelt so stark dreht.

Frankreich Twist und Hochrad

Paul Dougherty behauptet, dass diese Methode zur Berechnung des Übersetzungsverhältnisses eine von vielen ähnlichen ist. In Großbritannien wird das Übersetzungsverhältnis aus dem Durchmesser des großen Rads eines Fahrrads berechnet, das Penny Farthing genannt wird. Wie oben erwähnt, verwendete Paul Dougherty ein Verhältnis von 2:1. Das heißt, beim zweimaligen Umwandeln musste der Durchmesser des Hinterrads multipliziert werden. Das bedeutet, dass ein 2:1-Kettenantrieb mit einem 27-Zoll-Hinterrad als 54-Zoll-Hinterrad angesehen würde. Nachdem wir also den Radumfang bestimmt haben, multiplizieren wir ihn mit dem Übersetzungsverhältnis. Das heißt, wenn wir die Methode von Paul Dougherty mit einem Übersetzungsverhältnis von 2: 1 und einem Umfang des angetriebenen Rades von anderthalb Metern verwenden, erhalten wir den Umfang des angetriebenen Rades. Es ist gleich drei Meter. Diese Methode hilft im Gegensatz zum englischen System, die zurückgelegte Entfernung zu bestimmen oder zu verstehen, wie weit Sie gegangen sind.

In Frankreich wurde das metrische System verwendet. Metrik wird aufgerufen Dezimalsystem Einheiten (SI), die auf der Verwendung von Gramm und Metern basiert. Heute wird auf der ganzen Welt auf das SI-System zurückgegriffen. In diesem System besteht die Transformation im Produkt oder der Division durch die Zahl 10, also in Dezimalbruch das Komma wird einfach verschoben.

Beim Gewindeschneiden gibt das metrische System Steigung und Durchmesser an. Die Gewindesteigung ist der Abstand zwischen den Gewinden. Nehmen Sie zum Beispiel die beliebte M5-Gewindegröße, die für Ankerbolzen zum Befestigen eines Kabels, zum Befestigen eines Flaschenhalters, in den Löchern zum Befestigen eines Flügels oder Kofferraums, von Schalthebeln verwendet wird und als M5,0X0,8 bezeichnet wird , der Durchmesser beträgt 5 mm und der Abstand zwischen den Fäden beträgt 0,8 mm.

Kettenantrieb im Getriebe und seine Funktionsweise

Eine Kette ist ein Mechanismus, der die Pedale mit dem angetriebenen Rad verbindet. Dank des Kettenmechanismus wird die auf die Pedale wirkende Kraft auf das Hinterrad übertragen. Somit wird das Fahrrad in Bewegung gesetzt.

Was Sie nehmen sollten:

Um eine minimale Vorstellung zu haben und die Essenz der Kettenübertragung zu verstehen, müssen Sie die folgenden Elemente vorbereiten:

• mehrere Garnrollen. Eine Spule muss entweder größer oder kleiner sein, und das andere Paar muss die gleiche Größe haben;
• Gummibänder;
• flache Bretter aus Holz;
• Packung Nägel.

Auf einem Holzhobel werden mit Hilfe von Nägeln Fadenspulen in beträchtlichem Abstand voneinander befestigt. Sie müssen so verstärkt werden, dass sich das Gummiband beim Verbinden nicht dehnt und sich die Spulen selbst frei und leicht bewegen können. Verbinden Sie danach die beiden Spulen mit einem Gummiband.

Beobachten Sie, wie sich eine Spule relativ zur Drehung der anderen Spule verhält. Was ist sichtbar? Bewegen sie sich im Einklang, mit gleicher Geschwindigkeit und Drehrichtung?

Wie kann die Übertragung untersucht werden?

1. Beide Spulen müssen mit einem speziellen Marker markiert und dann gedreht werden. Dazu werden zwei Spulen verwendet, von denen eine größer ist als die andere. Wie dreht sich also eine Spule relativ zur anderen?
2. Machen Sie eine Drehung auf dem elastischen Band, so dass es die Acht beschreibt. Wie wirkte sich dieser Umstand auf die Rotationsgeschwindigkeit und die Bewegungsrichtung der Spulen aus?
3. Überprüfen Sie die Fahrradkette und die Umwerfer. Gibt es eine Ähnlichkeit mit einem Fahrradgetriebe? Was ist ihr Unterschied?

Diagnose des Übertragungssystems.

Die Gänge helfen dem Radfahrer, am effizientesten zu treten, sodass er die steilsten Anstiege und einige Hindernisse einfach und schnell überwinden kann.

Was müssen Sie mitnehmen, um die Funktion der Zahnräder zu demonstrieren? Welche Materialien sollten vorbereitet werden:

• Fahrrad mit Gangschaltung;
• ein Stück Seife und eine Rolle Klebeband;
• Blatt Papier und einen einfachen Bleistift.

Experiment

Es ist notwendig, das Zahnrad so zu platzieren, dass das vordere Kettenrad das kleinste und das angetriebene Kettenrad das größte ist. Verwenden Sie ein Stück Klebeband oder Kreide, um die Oberseite des Hinterrads zu markieren. Gleichzeitig sollten die Pedale fixiert werden. Jetzt müssen Sie eine volle Umdrehung der Pedale machen und die Anzahl der Umdrehungen des Hinterrads zählen und aufzeichnen.

Setzen Sie in der nächsten Phase des Experiments ein großes Sternchen nach vorne und ein kleines nach hinten. Wie viele Umdrehungen hat das Hinterrad bei einer vollen Umdrehung der Pedale gemacht? Welche der beiden Kombinationen eignet sich am besten, um einen steilen Anstieg zu bewältigen? Und welches ist effektiv für Sprints auf flachem Gelände?

Versuchsdurchführung mit mittlerem Gangbereich.

Dazu müssen Sie eine Tabelle zeichnen, in der die Übersetzungsverhältnisse, die Anzahl der vollen Radumdrehungen pro Umdrehung der Pedale eingetragen werden. Warum hat Ihrer Meinung nach die Entwicklung eines solchen Mechanismus wie eines Kettenantriebs zur Verbesserung von Fahrrädern beigetragen?

Kadenz

Die Kadenz wird aufgerufen Kadenz. Das Gangsystem ermöglicht es Radfahrern, den optimalen Bewegungsrhythmus (Tretgeschwindigkeit) beizubehalten, wodurch das Treten sehr produktiv wird. Heutzutage haben Fahrer unterschiedliche Meinungen darüber, wie der Rhythmus des Radfahrens sein sollte. Die überwiegende Mehrheit stimmt jedoch zu, dass die Kadenz am wichtigsten ist. Aus den Worten von Paul Dougherty: „Der menschliche Körper sorgt dafür die größte Zahl Energie zum Treten am meisten effektive Methode in einer bestimmten Kadenz. Ich versuche, meine Trittfrequenz zwischen 60 und 90 Zyklen pro Minute zu halten.“. Er stellt auch fest, dass die meisten Freizeitradfahrer zu langsam und ineffizient treten und Energie in hohen Gängen verschwenden.

Die Trittfrequenz ist bei Radprofis sehr hoch, bei Rennradfahrern liegt sie im Bereich von 75-120 U/min. Ein ganz anderer Indikator für die Trittfrequenz beim Mountainbiken.

Ruthie Matthes, Weltmeisterin im Cross Country, erklärt: „Beim Mountainbiken geht es oft sehr steil bergauf und gleich wieder schnell bergab, manchmal ohne überhaupt in die Pedale zu treten. Du balancierst einfach auf dem Fahrrad, ohne Bremsen, so schnell du kannst. Beim Mountainbiken gibt es eine große Bandbreite und Vielfalt an Trittfrequenzen.“