Sind Z-förmige Kurbeln eine gute Idee?

Ich bin über dieses Kickstarter-Projekt gestolpert , das eine originelle Form für Kurbeln fördert:

Sie behaupten, während der Drehung einen größeren Bogen nützlichen Stoßes zu haben. Während ihr Hauptpunkt durch Clipping-Systeme in Frage gestellt wird, bin ich mir über ihren Anspruch im Allgemeinen nicht sicher.

Können sich diese wirklich positiv auf Leistung / Drehmoment auswirken? Besteht ein Risiko aufgrund einer erhöhten Belastung einiger Körperteile?

Wenn das Aluminium ausreichend steif ist, macht es keinen Unterschied - die Kurbel könnte eine beliebige Form haben (eine Scheibe, eine S-Form usw.), aber die Beziehung zwischen den beiden Kontaktpunkten würde immer noch gleich bleiben, und das ist alles, was zählt.

Der einzige Effekt, den die Kurbel haben kann, besteht darin, der Kurbel etwas Feder hinzuzufügen, was für ein effektives Anlassen gut oder schlecht sein kann. Aber Aluminium macht miese Federn, und wenn es sich stark biegt, wird es bald ermüden und versagen.

Das Risiko für Ihre Körperteile wird durch scharfe Kanten verringert, wenn die Kurbel ausfällt.

Die Kommentare zum Kickstarter-Projekt enthalten einige gute Erklärungen dafür, warum das Design einer geraden Kurbel eigentlich identisch ist und warum der Plan, Carbonfaserversionen herzustellen, gefährlich ist.

Jetzt Hebel: Wenn Sie versucht haben, auf das Pedal (wie im Video gezeigt) zu treten, als es genau im oberen Totpunkt war und angehalten wurde, ist es egal, ob es sich um eine normale Kurbel oder um das Z-Drehmoment handelt bewegen. Es sind zwei fest verbundene Punkte im Raum, also spielt es keine Rolle, WAS Sie verwenden, um sie zu verbinden. Die 'Physik' behandelt sie einfach so, als ob sie durch einen geraden Balken verbunden wären.

Einfacher Beweis: Wenn Sie das Z-Drehmoment nur 2 Grad vor dem oberen Totpunkt zurückbewegen und eine Kraft ausüben (Sie können versuchen, es wissenschaftlich zu belegen, indem Sie ein Gewicht anstelle eines Fußes verwenden), werden Sie feststellen, dass es sich nicht VORWÄRTS bewegt Dies würde passieren, wenn Ihre Kurbel so funktioniert, wie Sie es sich wünschen (und aufgrund der Biegung den Hebel vorantreiben), aber immer noch genauso ZURÜCK läuft wie eine normale Kurbel.

Es sieht anders aus, aber es funktioniert genauso.

..und warum es gefährlich ist:

2) Ein für die spanende Bearbeitung optimiertes Design "aus Kohlefaser formen" ist absolut nicht möglich. Die Festigkeit des Verbundgewebes ist stark anisotrop. Wenn überhaupt, ist Ihr in Ihrem Bild gezeigtes Design schwächer und nicht stärker als das bearbeitete Teil, wenn es aus Kohlenstofffasern geformt ist (und damit meine ich, "aus gegossenem Polymer mit einem Kohlenstofffaserfurnier auf der Vorderseite geformt") ).

Bei einer echten Kohlefaserkurbel wird die Faserrichtung (häufig von Hand) so ausgelegt, dass die Faserrichtung (oder Kornrichtung) mit der auf das Teil ausgeübten Kraft übereinstimmt. All diese Leiterstruktur, die Sie in das Teil eingegossen haben, würde es tatsächlich VIEL schwächer machen. Es hätte auch bearbeitete Metallkomponenten in das Teil eingelegt und mit den Verbundwerkstoffen verbunden, um eine Metall-auf-Metall-Passfläche zu erhalten. Ein Beispiel für die Bauweise finden Sie unter http://www.zipp.com/support/identify/carbon_cranks.php. Beachten Sie die Verwendung eines Aluminium-Spiders, an den die eigentliche Kurbel gebunden ist.

[...]

5) Schließlich und der besorgniserregendste Punkt: Sie haben es mit einem wichtigen Teil des Antriebsstrangs eines Fahrrads zu tun. Der Fehlermodus in diesem Fall ist wahrscheinlich, dass ein Radfahrer wegkurbelt und Ihre Kurbel nachgibt und abbricht. Dies ist das Zeugnis eines schweren und möglicherweise lebensverändernden Unfalls.

Die zerstörungsfreie Prüfung und Prüfung von Verbundwerkstoffen ist kein Scherz. Ich kann Ihnen versichern, dass die Leute von Shimano und RaceFace jahrelange Erfahrung im Aufbau, der Validierung und dem Testen von Verbundstrukturen haben, die sie gebaut haben. Das Versagensverhalten von Verbundwerkstoffen unterscheidet sich ebenfalls stark von herkömmlichem Metall - es gibt kaum bis gar keine unelastische Verformung.

Die Form und das Setup, die Sie zeigen, eignen sich gut für die Herstellung kosmetischer Verbundbauteile (wie das Gas- und Bremspedal "Carbon Fiber" meines Freundes). Ein einsatzkritisches Antriebsstrangstück, nicht so sehr.

Der vollständige Kommentar ist lesenswert.

Dies ist nur eine Wiederholung einer sehr alten und schrecklichen Idee. Siehe PMP Cranks et al .

Bearbeitet für zusätzliche Informationen:

RE: PMP-Kurbeln

Ein Moment zeigt, dass eine gerade Kurbel und eine L-Kurbel immer dasselbe Verhältnis zwischen Pedalen, Kette und Tretlager haben. Somit gibt es für L-Kurbeln keinen Vorteil. Und eine L-Kurbel hat immer mehr Material als eine gerade Kurbel, was sich immer nachteilig auf das Gewicht, die Festigkeit, die Steifigkeit und / oder die Kosten auswirkt.

Bei den PMP-Kurbeln ist an der rechten Kurbel ein Spider angeschraubt, wobei der Vierkant aus beiden Teilen besteht. Die Vierkantverjüngung ist schwer belastet, und wenn sie, insbesondere mit ein paar leichten Schrauben zum Zusammenhalten, zerkleinert wird, kann dies die Belastung erheblich erhöhen und somit zu vorzeitigen Ausfällen führen. So kann es unklug sein, diese auch für Kunst oder Humorwert zu reiten.

RE: Z Drehmomentkurbeln

Der Z-Torque-Kurbel gelingt es, eine schlechte Idee aufzugreifen und sie noch schlimmer zu machen: Der Kurbelstern wird nicht einfach am rechten Arm festgeschraubt. Stattdessen ist es ungefähr 1/3 der quadratischen Verjüngung, während der Arm der andere 2/3 ist. Dies versetzt eine Fuge in die Mitte einer hoch beanspruchten Fuge - so hoch beansprucht, dass gehärtete Stahlspindeln hier manchmal brechen.

Z-Torque hat auch viel weniger Bodenfreiheit als eine gerade Kurbel, viel weniger sogar als eine PMP-Kurbel.

Und dann gibt es das aus ihrem eigenen Video :

Die Teilnehmer erzielten mit dem Z-Drehmoment und der normalen Kurbelkonfiguration einen ähnlichen maximalen Sauerstoffverbrauch, Spitzenleistungen und Bruttowirkungsgrade (Tabelle 1). Darüber hinaus unterschieden sich die Bewertungen der wahrgenommenen Anstrengung (RPE) bei 150 und 200 W, der Herzfrequenz (HR) bei Spitzenleistung, 150 und 200 W und der Trittfrequenz bei 150 und 200 W nicht signifikant. Mit der Z-Torque-Kurbel empfanden die Teilnehmer ihren Aufwand jedoch als deutlich geringer bei Spitzenleistung.

Sogar ihre eigene Studie und ihr eigenes Material zeigten keinen signifikanten Unterschied zwischen der Z-Kurbel und einer normalen Kurbel. Der Begriff "wahrgenommen" ist fehlerhaft, da es sich nicht um einen Blind- / Doppelblind-Test handelt.

Das hilft leider nicht. Die Beispielbilder veranschaulichen das Missverständnis der klassischen Mechanik und insbesondere der Statik . Moment, auch Drehmoment genannt, ist definiert als

M = F * d

woher

F = the force applied
d = the perpendicular distance from the axis to the line of action of the force.

Auch die Form der Kurbel hat keinen Einfluss. Fist die Kraft, die vom Bein / Fuß ausgeht und dwird ausschließlich durch den Abstand zwischen Pedal und Nabe multipliziert mit dem Sinus des Winkels zwischen Pedal und Nabe Fund dem vom Pedal und der Nabe definierten Vektor definiert.

Im zweiten Beispielbild

die Schub Hand nach vorne misleadingly so positioniert, dass derhöht wird, und das wird zur Zeit erhöhen. Das Pedal befindet sich jedoch direkt über der Nabe, sodass beim Herunterdrücken immer noch ein Nullmoment entsteht.

Wenn die normale Kurbel ist A, denken Sie, dass das Hinzufügen von Armen Bund Cund einen Unterschied machen würde (außer das Hinzufügen von Masse)? Entfernen Sie A, und Sie haben ein "Z-förmiges" System.

Es fügt nur zusätzliches Gewicht hinzu und ist wahrscheinlich aufgrund des erhöhten Biegens weniger zuverlässig. Der "Hebelarm" für den mechanischen Vorteil ist der gleiche wie für einen Arm, der direkt auf das Pedal getreten ist. Dies ist wie die Werbung für "männliche Verbesserung".

Dieses Design ist nichts Neues, viele ähnliche Kurbeln wurden während des über 100-jährigen Zyklusdesigns entwickelt und alle haben den vermeintlichen Leistungsvorteil nicht erreicht und sind zum Mainstream geworden.

Kaufen Sie diese, wenn Sie das Aussehen und die Haptik von Flex an der Pedalspindel mögen.

Nein.

• Sie haben weniger Raum für das Vorderrad zu drehen, wenn der längste Teil der Kurbel horizontal zum Boden liegt.

• Sie haben weniger Bodenfreiheit, wenn der längste Teil der Kurbel dem Boden am nächsten ist.

• Flex verliert immer an Kraft, und selbst wenn diese perfekt steif wären, gibt es keinen mechanischen Vorteil, da die Kraft nicht auf das Ende des Z ausgeübt wird, sondern an derselben Stelle wie bei einer herkömmlichen Kurbel.

Diese Kurbeln sind jedoch perfekt für Kurbeln (exzentrische Leute) oder Schaber , die etwas Trubel wollen und sich nicht um Sicherheit oder Effizienz kümmern.