FALTRADFORUM

Das Diagramm ist eine von mir durchgeführte Auswertung an der Pedale gemessenener Kraft-Werte (rechte Seite, die linke Seite ist mit den gleichen Werten für Links ergänzt) von 8 Deutschen Spitzenfahrern (Trittfrequenz 90 [1/Min]). Zur Vereinfachung wurde dann eine Mittelwert-Bildung gemacht und die gemessene Kurve durch einen 2-gliedrigen Sinusansatz analytisch dargestellt. Für die evtl letzte Genauigkeit kann das auch durch eine Fourier-Analyse mit entsprechend vielen Gliedern erfolgen. Diese Darstellung kann dann nach zwei Gliedern abgebrochen werden und es kommt etwa das Gleiche raus wie bei meinem Ansatz, nur mit viel größerem Aufwand (Hab ich mir erspart).
Hintergrund ist die Erkenntnis, daß es sich bei der Antriebsbewegung des menschlichen Muskelapparates auf der Fahrradkurbel in der Grundform um ein Gelenk-Viereck handelt. Die vier Teile sind: 1) Basis = Abstand Tretlager zu Hüftgelenk; 2) Oberschenkel; 3)Unterschenkel plus Fuß (Kniegelenk bis Fußballen); 4) Tretkurbelarm. Für das dritte Teil ist anzumerken, daß sich durch eine Beweglichkeit im Sprunggelenk der Fuß zum Unterschenkel mit ca 20° nach oben und ca 30° nach unten um die 90° Lage einstellen kann. Korrekterweise muß man für den Gelenkstab 3 mit einer variablen Länge rechnen. In der Fahrpraxis (Zu sehen bei Zeitfahr-Wettbewerben) ist diese Längen-Variation sehr gering und die maximale Variation (-20° und +30°) des Fußwinkels wird nicht ausgeschöpft. Ich gehe mal von konstant 90 ° aus. Eine Fußwinkel-Optimierung ist interessant, steht hier aber nicht zur Debatte.
Bei der Quelle wurde der Fußwinkel leider nicht gemessen.



Für grundsätzliche Einsichten liegt die Kinematik des "Gelenk-Vierecks" dann fest (für mittlere Längen des Vierecks entsprechend den Gliedmaßen eines Durchschnittsmenschens, hier repräsentiert durch 8 Radrennfahrer) und nur die individuelle Größe der Kraft-Entfaltung bestimmt dann die Leistungskurven (Amplitude im Diagramm). Eine Variation der Trittfrequenz mit Einfluß auf die Leistungsabgabe braucht nicht erfolgen, da zunächst nur die Drehmomentabgabe im Fokus steht. Die Trittfrequenz geht muliplikativ in die Leistung ein.
Die Drehmoment-Werte für 300 [Watt] repräsentieren die (gemittelte ) Messung und beziehen sich auf 90 [1/Min] Trittfrequenz. Die Werte für 500 [Watt] und 100 [Watt] sind entsprechend Amplituden-skaliert.
Wenn jemand für alle Leistungsklassen (100,200,300,400,500 [Watt]) Meßwerte hat, soll er die bringen, entweder zur Korrelation oder zur Verbesserung meiner Annahmen.
Da Steighilfen erwähnt wurden (von @Sammy): Die scheinen mir nicht ohne ein Kalkül zB auf dem Kettenblatt angebracht zu sein (Ein Rad mit Kassette werde ich erst im nächsten Frühjahr besitzen). Die zugrunde liegende Idee der Verteilung auf dem Umfang habe ich bisher nicht ergründen können. Vielleich weiß jemand da etwas mehr oder kennt weiterführende Literatur.
Zurück zur Praxis: Ich meine beobachtet zu haben, daß sich die Schaltnaben (Nur i-motion 9 bei mir im Einsatz) leichter schalten, wenn ich mich an dem Diagramm orientiere und um den unteren "Totpunkt" (180°, das Drehmoment-Minimum liegt bei 195 °) den Schaltvorgang einleite.
Für eine wissenschaftliche Fundierung müßte man einen größeren Aufwand betreiben. Aber warum sollte man den "natürlich" vorhandenen Drehmoment-Verlauf nicht ausnutzen, um sich den Schaltvorgang zu erleichtern, wenn bei weniger Last alles einfacher ist ?

MfG EmilEmil

EmilEmil hat geschrieben:Das Diagramm ist eine von mir durchgeführte Auswertung an der Pedale gemessenener Kraft-Werte ...

Cool. Kannst Du mal bitte ein Bild von dem Aufbau posten? Bzw. Link auf das Produkt. Sowas ist ja für viele Anwendungen interessant.

Ein Link auf die Veröffentlichung ist:
http://spt0010a.sport.uni-oldenburg.de/ ... RTRITT.HTM

Ich stimme nicht mit allem, was da geschrieben ist, überein. Aber die gemessenen Werte sind schon in Ordnung.
Und denk dran, daß bei jeder Fahrradschaltung der Schaltvorgang aus zwei Teilen bestehen kann: 1) Änderung des Übersetzungsverhältnisses und 2) Eingriff von anderen Freilauf-Kupplungen (Sperrklinken, Klemmrollen u.a.). ZB, wenn es Sperrklinken auf der Antriebsseite und auf der "Bremsseite" gibt.
Das letztere wird nach meiner Kenntnis nur bei Getriebenaben praktiziert, zB bei Sachs Dreigang-Naben.
Ein Durchrutschen nach dem Schaltvorgang (in letzter Zeit im Internet häufig thematisiertes Problem) kann IMHO nur durch die "Sperrklinken, Klemmrollen etc" verursacht werden.
Wer etwas Genaueres weiß, soll mich ruhig verbessern.

MfG EmilEmil

derSammy hat geschrieben:Ach ja, bei der Kettenschaltung mag deine Überlegung ja ganz nett sein. Aber Moderne Kurbel-Kettenblattkombinationen sind oft direkt auf das Vorhandensein bestimmter Steighilfen ausgelegt. Da kannst du gar nicht mehr immer genau in den 5°-Schritten schalten wie von dir suggeriert, sondern es schaltet schlicht genau an der Stelle der Steighilfe.

Genau, bei den modernen Schaltungen (an denen man nicht selbst rumgebastelt hat, wie man das bei kleinen Laufrädern leider tun muss weil es keine gescheiten Kombinationen zu kaufen gibt), legt das Design den Schaltzeitpunkt fest. Man kann praktisch kaum anders schalten. Aber ich gehe mal davon aus, dass die Kurbelhersteller da die eingeleiteten Kräfte mit berücksichtigt haben, zumindest wirkt das so. Bei Vielfahrern gehe ich übrigens davon aus, dass die mit der Zeit automatisch an der Stelle schalten, wo es am besten geht, nur der Gelegenheitsfahrer hat damit größere Probleme.
Wenn man die Sache Leienhaft untersuchen möchte kann man auch an einem möglichst steilen Berg mit dem Umwerfer auf ein kleineres Kettenblatt schalten. Das wird die Feder des Umwerfers dann gegen die Kettenspannung nicht schaffen und man sieht schön, wie der Umwerfer bei einer Pedalumdrehung hin und her wackelt, weil man eben unterschiedlich viel Kraft auf die Kette bringt. So kann man kurzzeitig mal schön üben gleichmäßig zu treten bzw. bewusst die Kraft rauszulassen (wird nicht gelingen). Der Versuch ist aber leider etwas ungenau weil der Umwerfer nicht sehr sensibel reagiert.

Mac

Um auf den Beitrag der vorhergehenden Seite zurückzukommen: Die Alfine wird in Wettkämpfen eingesetzt? Das war mir neu. Ich dachte immer, da gibt es Kettenschaltung, dann ganz lange nix, dann noch die Rohloff (und neuerdings Pinion) für ein paar verrückte und dann wieder ganz lange nix.
Und die Alfine braucht ne viertel Pedalumdrehung, bis sie geschaltet hat? Die Rohloff ist da angenehmer: Wenn der Drehschalter rum ist, sitzt der neue Gang. Fertig. Eine Schaltverzögerung kann ich da nicht feststellen. Wenn man brutal hart tritt, bekommt man den Schalter einfach nicht gedreht, aber wenn sie schaltet, dann sitzt der Gang (in manchen Gängen kann es ganz selten unter Last zu Schaltfehlern kommen).

derSammy hat geschrieben:....
Die Alfine wird in Wettkämpfen eingesetzt? Das war mir neu. Ich dachte immer, da gibt es Kettenschaltung, dann ganz lange nix, dann noch die Rohloff (und neuerdings Pinion) für ein paar verrückte und dann wieder ganz lange nix.
...............
Und die Alfine braucht ne viertel Pedalumdrehung, bis sie geschaltet hat?
...............

Ich meine, da hast Du @P.Pibach mißverstanden.
Für Wettbewerbe sind Nabenschaltungen weniger geeignet, und die Alfine 8 oder Alfine 11 schon mal gar nicht. Dabei ist es egal, ob man Straßen-Wettbewerbe oder Mountainbike-Wettbewerbe ins Auge faßt. Stichworte sind Gewicht, Schaltstufung und Wirkungsgrad. Auch die limitierten Eingangsdrehmomente spielen eine Rolle. Eine Mtb-Freigabe z B gibt es von Shimano nicht.
Der Kategorienprimus in Punkto Getriebenaben (Rohloff Speedhub) kann im Mountainbike-Bereich überall mithalten, außer beim Gewicht (ca 600 [g] obendrauf). Bei Straßen-Wettbewerben spielt dazu noch die Gangabstufung eine Rolle (Feinheit, Flexibilität).
Wenn @P.Pibachs Alfine 8 langsam schaltet, liegt das warscheinlich nicht am eigentlichen Schaltvorgang (= Ändern der Übersetzung), sondern am verzögerten Eingriff der Alfine Klemmrollen (Leise, dafür Langsam ?). Nach meinen Erfahrungen mit Sachs 3-Gang, Sachs 7-Gang, Spectro S7 und i-motion 9 schalten diese Naben nicht langsamer als eine Rohloff, sofern der Schaltvorgang nicht blockiert ist. Eine gewisse Ausnahme macht die i-motion 9, bei der beim Runterschalten vom 7. in den 6. Gang gelegentlich die Sperrklinken etwas durchrutschen (1x auf 5 [km]), womit ich leben kann (Ich schalte im Schnitt 5x/Kilometer). Die älteren Modelle (Sachs, SRAM) hatten so etwas nicht. Eine konstruktive Abhilfe ist warscheinlich sehr einfach. Modellpflege durch ständige Optimierung liegt offenbar außerhalb der Möglichkeiten Amerikanischer Manager.
Vielleicht ist das mit dem Durchrutschen bei der Alfine 8 ähnlich, nur evtl in allen Gängen. Dann stört so etwas extrem.

MfG EmilEmil

EmilEmil hat geschrieben: Für Wettbewerbe sind Nabenschaltungen weniger geeignet,

Ja. Bei manchen MTB Rennen, wenn es sehr matschig ist, hätten gekapselte Antriebe zwar Vorteile, wesentliches Problem ist neben (kleineren) Nachteilen in der Kraftübertragung und Schaltgeschwindigkeit aber die hohe Masse der Nabe auf der Achse, das kostet bei einem Fully Federungsdynamik und Traktion.

Rohloff bin ich noch nie gefahren. Aber die Alfine schaltet extrem schnell, in Sekundenbruchteilen. Ist aber eben nicht so schnell voll belastbar. Vor allem ist sie unberechenbar, die Klinken/Rollen scheinen da manchmal nicht ganz zu koppeln, und es kann bei Vollast schon mal durchrutschen. Man muss mit der Vollbelastung also etwas warten (ca halbe Umdrehung), das kostet bei Rennen natürlich Performance, oder es kann, wenn man durchrutsch auch zu einem Sturz führen. Ansonsten schaltet die tadellos, schon auf dem Niveau der besten Kettenschaltungen. Ich hab zum Vergleich eine SRAM Red (Mu Ex) die schaltet nen Tick flotter und ist härter belastbar. Das bemerkt man aber nur, wenn man es drauf anlegt.

Moin
Kurzer Hinweis betr. Nabenschaltung und Fahrradrennen, und Spekulationen darüber, ob sie für Radrennen ungeeignet ist:
Wikipedia meint zu wissen, daß Nabenschaltungen durch die UCI vor ca 90 Jahren für Rennen schlicht verboten wurden.
http://de.wikipedia.org/wiki/Nabenschaltung

Gruß Karsten

Karsten hat geschrieben:Moin
Kurzer Hinweis betr. Nabenschaltung und Fahrradrennen, und Spekulationen darüber, ob sie für Radrennen ungeeignet ist:
Wikipedia meint zu wissen, daß Nabenschaltungen durch die UCI vor ca 90 Jahren für Rennen schlicht verboten wurden.
http://de.wikipedia.org/wiki/Nabenschaltung

Gruß Karsten

Das ist nun der letzte konstruktive Beitrag zum Thema.
Alles andere auf den letzten beiden Seiten qualifiziert zur Anwartschaft auf den goldenen Advokatenwinkel, und sollte in einem eigenen Thema abgehandelt werden.
@Karsten, weißt Du , ob es heute ein Verbot für Nabenschaltungen bei der UCI explizit gilt ?
Denn in den zwanziger Jahren gab es nur Getriebenaben und Tretlager-Getriebe und nach meinen Informationen waren damals von der UCI alle Schaltungen verboten. Die Kettenschaltung erblickte erst um 1930 das Licht der Technik.

MfG EmilEmil

EmilEmil hat geschrieben:Alles andere auf den letzten beiden Seiten qualifiziert zur Anwartschaft auf den goldenen Advokatenwinkel, und sollte in einem eigenen Thema abgehandelt werden.

Und das von EmilEmil.

@Karsten, weißt Du , ob es heute ein Verbot für Nabenschaltungen bei der UCI explizit gilt ?

Es kann kein generelles explizites (im Sinne von durchgesetztes) Verbot von Nabenschaltungen bei der UCI geben, da zumindest bei nach UCI-Regeln ausgetragenen MTB-Rennen regelmäßig Nabenschaltungen am Start sind.

Bei Straßenrennen scheint das nicht ganz klar zu sein, siehe auch Tour-Forum. Da steht, die Rohloff wäre nicht zugelassen. Aber muss denn jede einzelne Schaltung zugelassen werden?

Mac