Warum sind die meisten Fahrradgetriebe so konstruiert, dass sie so viele Überlappungen aufweisen?

Bei Fahrrädern mit einem Umwerfer ist mir aufgefallen, dass die Übersetzungsverhältnisse der meisten Fahrräder nicht linear sind und es eine merkwürdige "Überlappung" zwischen diesen Leistungsverhältnissen gibt, wenn Sie von einem vorderen Gang in den anderen schalten.

OK, es ist schwer zu erklären, aber diese Grafik zeigt, was ich meine:

Dies ist nur ein Beispiel und die tatsächlichen Verhältnisse können variieren, dies zeigt jedoch einige äußerst häufige Probleme:

• Die Verhältnisse sind nicht gleichmäßig verteilt
• Um alle Gänge von oben nach unten zu schalten, müssen Sie den vorderen Gang mehrmals hin und her schalten, während Sie gleichzeitig den hinteren Gang schalten.
• Viele dieser Zahnräder sind so nah, dass sie überflüssig sind.

Ich bin nur neugierig: Warum sind die Zahnräder so eingestellt?

Eine Überlappung der für jedes Kettenblatt verfügbaren Übersetzungsbereiche bedeutet, dass Sie Ihren Umwerfer nicht so oft verwenden müssen. Basierend auf Ihrem Verständnis und Ihren Erwartungen hinsichtlich des bevorstehenden Geländes und der Bedingungen wählen Sie ein Kettenblatt, mit dem Sie auf eine Reihe nützlicher, härterer und einfacherer Übersetzungen zugreifen können.

Die Übersetzungsverhältnisse der Kassetten sind so bemessen, dass zwischen benachbarten Zahnrädern eine vage konstante prozentuale Differenz erzielt wird, wobei die Grenzen so groß sind, dass keine Bruchteile eines Zahns auftreten können, und dass die obere Riemenscheibe des Umwerfers für eine sanfte Schaltung einen minimalen und maximalen Abstand zu den Zähnen aufweist Die Geometrie des Umwerfers muss diese Rolle durch einen Bogen bewegen, der den Bogen der Kassette wiedergibt.

Näher beieinander liegende Übersetzungsverhältnisse bedeuten, dass Sie beim Beschleunigen nicht einen Gang "durchdrehen" müssen, um im nächst härteren Gang nicht "hängen zu bleiben", und dass Sie beim Steigen nicht an Schwung verlieren, wenn der Widerstand bei jedem Wechsel plötzlich abnimmt einen Gang runter.

Alternative 1: Interne Nabenschaltung

zB Rohloff 14-fach, Shimano Alfine & Nexave 11,8 oder 7-fach. Wartungsarm, aber schwer und erschweren das Aus- und Einbauen Ihres Hinterrads.

Alternative 2: Einzelkettenblatt-MTB-Setup mit einer Kassette mit großem Übersetzungsverhältnis

10- und 11-Gang-Systeme sind mit kleinstem Kettenrad mit 9, 10 oder 11 Zähnen und größtem Kettenrad mit 40 bis 50 Zähnen erhältlich, um einen Gesamtübersetzungsunterschied zwischen dem härtesten und leichtesten Verhältnis von 4: 1 bis 5: 1 zu erzielen. Der Umwerfer muss für den steileren Kassettenwinkel ausgelegt sein. Sie können ihn mit einem Aufhänger-Extender (z. B. GoatLink) nach unten bewegen, um das größte Kettenrad freizulegen. In den härtesten Gängen kann die obere Riemenscheibe jedoch zu weit von den Zähnen entfernt sein schön verschieben.

Die Verhältnisse sind nicht gleichmäßig verteilt

Eigentlich, wenn Sie in Ihrem Diagramm sehen und verstehen sich inklusive der kleinsten und größten Rädchen auf der Kassette, die Gänge sind mehr oder weniger gleichmäßigen Abständen. Welche Ungleichmäßigkeit vorliegt, ist ein Artefakt der Forderung nach ganzzahligen Verhältnissen. Sicher, das Ersetzen des 15-Tonnen-Zahnrads durch ein 14,5-Tonnen-Zahnrad würde einen besseren Abstand zwischen dem 17-Tonnen- und dem 13-Tonnen-Zahnrad ergeben, aber es gibt kein 14,5-Tonnen-Zahnrad.

Normalerweise würden Sie nicht das kleinste Zahnrad verwenden, außer beim großen Kettenblatt, oder das größte Zahnrad, außer beim kleinen Kettenblatt. Dies wird als Querketten bezeichnet und versetzt die Kette in einen unangenehmen Winkel, in dem sie gegen den Umwerfer reibt. Dies ist im Allgemeinen ineffizient, und Sie sollten besser ein anderes Kettenblatt verwenden.

Um alle Gänge von oben nach unten zu schalten, müssen Sie den vorderen Gang mehrmals hin und her schalten, während Sie gleichzeitig den hinteren Gang schalten.

So benutzt man Umwerfer nicht. Anstatt in einer Folge von 21 Gängen zu denken, sollten Sie an drei Folgen von sieben denken. Jedes Mal, wenn Ihnen in einem Satz die Zahnräder ausgehen, wechseln Sie zum nächsten Kettenblatt und stellen den hinteren Gang zum Ausgleich um ein Paar ein. In der Praxis würde ein Hochschalten also ungefähr so ​​aussehen (lesen Sie wie gewohnt von links nach rechts, von oben nach unten).

28:28 28:24 28:20 28:17 28:15
                  38:17 38:15 38:13
                        48:15 48:13 48:12.

Beachten Sie, dass Sie einen Moment in 38:15 oder 28:17 verbringen müssen, es sei denn, Sie schalten gleichzeitig von 28:15 nach 38:15. Ich würde beide Schaltvorgänge ausführen, während ich die Pedale drehe, ohne sie zu betätigen, sodass es keinen großen Unterschied macht, in welcher Reihenfolge die Schaltvorgänge stattfinden.

Ein erneutes Herunterschalten würde wahrscheinlich so aussehen

48:12 48:13 48:15 48:17 48:20
                  38:17 38:20 38:24
                        28:20 28:24 28:28.

Beachten Sie, dass in jedem Schichtmuster nur etwa die Hälfte der möglichen Kombinationen verwendet wird. Übrigens würden Sie sich nicht hinsetzen und diese Sequenzen lernen: Sie sind genau das, was passiert, wenn Sie sich nach Möglichkeit hinten und vorne ändern, nur wenn Sie es brauchen.

In der Praxis würde ich, wenn ich von einem Stopp aus beschleunigen würde, viel wahrscheinlicher einen Umwerfer nach dem anderen schalten und so etwas tun

38:20 38:17 38:15             (accelerating fairly hard)
            43:15 48:13 48:12 (taking it easier; the first of
                               these is a big jump in ratio)

Viele dieser Zahnräder sind so nah, dass sie überflüssig sind.

Dies ist das gleiche Missverständnis wie oben.

Früher wurden die Zahnzahlen sorgfältig so gewählt, dass man einen "halben Gang" schalten konnte, indem man zum Beispiel die hinteren beiden Zahnräder nach rechts und die vorderen Zahnräder nach rechts schob die linke. Eine solche Konstruktion ermöglichte eine Feinabstimmung des Übersetzungsverhältnisses, während die Zahnräder dennoch einen weiten Bereich überspannen konnten.

Wenn jedoch der hintere Teil auf 6, 7, 8, 9 und 10 und der vordere auf drei gestellt wurden, war ein solches Design nicht nur unglaublich schwierig, sondern auch verwirrend und unnötig eine Kontrolle wie die meisten Radfahrer benötigt.

Die Überlappung der Übersetzungsverhältnisse, die mit jedem Kettenblatt zur Verfügung stehen, ist hauptsächlich eine Folge der praktischen Anwendbarkeit des Aufbaus eines Umwerfergetriebes. Das heißt, wie viele Kettenräder und welche Größen können an der Hinterradnabe und an der Kurbel angebracht werden, aber es hat auch nützliche Konsequenzen.

In dem Beispiel, das Sie oben angegeben haben, hat die Kassette nur 7 Kettenräder und einen engen Größenbereich: 12-28. Wenn wir eine Kettenblattgröße wählen, die für die meisten Fahrbedingungen nützliche Verhältnisse ergibt - 38 Zähne -, bleiben nur unzureichend niedrige und hohe Verhältnisse übrig, sodass wir kleinere und größere Kettenblätter hinzufügen müssen, um sie bereitzustellen, was zu vielen Überlappungen der Verhältnisse führt. Es hätten zwei Kettenblätter verwendet werden können, aber dies würde erfordern, dass der Fahrer bei Verwendung der am häufigsten verwendeten mittleren Übersetzungsverhältnisse ständig zwischen den Kettenblättern wechselt.

Mit der Verbesserung der Umwerfertechnologie kann die hintere Kassette um weitere Kettenräder erweitert werden. Dies ermöglicht die Verwendung von zwei Kettenblättern, da beide die am häufigsten verwendeten mittleren Übersetzungsverhältnisse abdecken können.

Die logische Erweiterung dieses Fortschritts sind natürlich die '1x'-Setups, die in den letzten Jahren erschienen sind.

Kleine Lücken ermöglichen es Ihnen, mit einer für Ihre Beine und die Geschwindigkeit, die Sie tun, geeigneten Geschwindigkeit zu treten.

Nachdem ich ein hinteres Schaltkabel gebrochen hatte, legte ich kürzlich mehr als 70 km mit einem 3-Gang-Getriebe zurück. Es war ziemlich schwer (aber ich war sehr froh, dass ich 3 Kettenblätter hatte). Ich wollte immer einen Gang ein bisschen höher oder ein bisschen niedriger, hatte aber nur viel höher / niedriger.

Sie möchten auch nicht ein wenig nach unten wechseln müssen, indem Sie ein Kettenblatt nach unten und alle Kettenräder nach oben drehen, wenn Sie auf einen Hügel klettern.