Autoreparatur ist Vertrauenssache. Der weitaus größte Teil der Autofahrer ist nicht in der Lage zu …
Keilriemen vs Zahnriemen
V-Band vs. ZahnriemenDr.-Ing. Hubert H. von der Fachhochschule Trier, FB Technik/Fachrichtung Maschinenwesen, habe ich gefragt, damit wir in dieser gründlich emotionalen Gesprächsrunde etwas mehr Konkretes erreichen können.
Ich sprach mit dem Weltenbummler Sven Marx, der seit mehr als 300.000 Kilometern mit Gürteln und Rohrloff auf Welttournee ist und fragte ihn, was er davon hält. Anfangs noch angelächelt, ist sie seit 2016 als Antriebalternative zur Kettenschaltung ohne sie nicht mehr denkbar.
Im Jahr 2017 wird der Gürtel `massenmarkttauglich´" sein. Er fährt fort: "Wartungsfrei und rostfrei - und außerdem läuft ein Band noch mehr als eine konventionelle Karosserie. Also ist der Gurt leistungsfähiger als die Ketten? Ehrlich gesagt, hatte ich nicht wirklich darüber nachgedacht, als ich von einer Ketten- auf eine Riemenschaltung umstieg.
Es ist mir wirklich gleichgültig, ob ich leistungsfähiger bin oder nicht, zumal aus meiner Perspektive viele andere Einflussfaktoren wie z. B. Klima und Luft, physische Verfassung und Konstitution, Bereifung und Reifendruck viel wichtiger sind. Ich treibe ein Ritzel P1.18-Getriebe an, welches original mit Gurten ausgestattet ist. Da ich das Gefuehl hatte, dass der Gurt hart lief, habe ich die Ketten aufgesetzt.
Während der Fahrt ist die höhere Kraft, die bei Gurten erforderlich ist, nicht erkennbar, sondern kann über die Zeit gemessen werden. Mit dem Wechsel auf Ketten sparte ich jede Kalenderwoche knapp eine Autostunde Fahrtzeit auf "317 km". Deshalb habe ich ihn und E-H gefragt. Reinhard berichtete mir mehr über seine Erfahrungen: "Mein Fahrrad wurde durch den Umbau auf Ketten nicht laut er, sondern kürzer.
Es ist sehr einfach, eine Handkurbel mit einer Halskette nach hinten zu drehen. Es gibt nicht viele Effizienzvergleiche, aber amerikanische Labortests bestätigen, dass die Messkette unter allen Umständen besser funktioniert. Ich bin mir ziemlich gewiss, dass Sie einen Tag +/- früher auf Ihrer 3000 km langen Tour mit Kette" anreisten.
Das bedeutet im Klartext: Die Ketten bringen mich kürzer als der Gürtel an mein Bestimmungsort, weil der Gürtel mehr Leistung / Geschwindigkeit einbringt? Dabei wurde der Kettentrieb mit dem Riementrieb abgeglichen, so dass der Keilriemen einen geringeren Wirkungsgrad hat als die Kurbel. Zwar liegt die Differenz bei nur 1 W, was für die meisten Menschen nicht ausreicht, aber der Kettentrieb arbeitet sachlich und in absoluten Zahlen 34,6 aufwärts.
Eindrucksvoll ist die Aussage, dass die Ketten gegenüber dem Gurt um 35% "besser" oder "effizienter" sind. Also ist die Kettenleistung höher als das Band und ist alles eine Irreführung der "Industrie", Kohlefaserbänder zu erwerben? So habe ich mich einmal mit Gates Carbon Drive in Verbindung gesetzt und konnte meine Anfragen an Gates Antriebstechniker Ryan Osborn richten.
Als ich ihn fragte, was der Sinn der Aussage ist, dass der Gurt weniger leistungsfähig ist als die Ketten, erwiderte er: "Wie bekannt, ist Effizienz der Faktor von Vorteil und Aufwand: Von der im Innenlager eingebrachten Kraft (Aufwand) sollte so viel wie möglich am Antriebsrad anfahren. Der Kettenantrieb in Verbindung mit einem Schaltwerk ist der optimale Fahrradvortrieb, da er die Kraftübertragung von der Tretlagerachse auf das Heckrad mit der Rolle eines Handschaltgetriebes kombiniert.
Nabenräder an sich sind Getrieben mit exzellentem Wirkungsgradverhalten, müssen aber immer mit einem "Traktionsantrieb" (Oberbegriff für Ketten, Flacherzeugnisse, Zahnriemen, Keilriemen, Poly-V-Riemen usw.) verbunden werden, der die Kraft von der Tretlagerachse auf das Antriebsrad ausübt. Durch diesen systembezogenen Nachteil haben Laufwerke mit Radnabenschaltung in der Praxis in der Regel einen niedrigeren Wirkungsgraden als solche mit Schaltwerk.
Umso klarer wird dieser systemtechnische Sachverhalt, wenn die Radkette durch einen Zahnriemenantrieb ausgetauscht wird. Untersuchungen haben zweifellos gezeigt, dass die Verlustleistung eines Zahnriemenantriebs wesentlich höher ist als bei einem Kettenantrieb. In diesen Anworten finden sich zwei spannende Aussagen: Wird ein Nabengetriebe hinzugefügt, wird der Wirkungsgrad gesenkt, unabhängig davon, ob es sich um eine Ketten- oder Riemenscheibe handelt.
Mit meinem Rohrloff und dem Gates-Gürtel reite ich also eine Transportlösung, bei der die Effizienz nicht optimal ist und ich messbare (aber oft nicht spürbare) mehr Kraft aufwenden muss, um mein Fahrrad zu bewegen. Aus meiner Perspektive nicht beweisbar zu bleiben, denn die eigentliche oder imaginäre Zeitersparnis im Ketten- und Riemenbereich ist von vielen anderen Einflussfaktoren abhängig: "Der gesamte Fahrwiderstand des Fahrrads besteht aus der Laufreibung der Räder, den Reifenreibungsverlusten im Antriebsstrang und dem Reifenwiderstand (....)".
An der Fachhochschule Trier wurde ein Versuchsstand eingerichtet, der die Effizienz von Fahrradfahrten (unter Laborbedingungen) überprüft und die Resultate im Hochschulbericht 2012 publiziert. Zusammenfassend kommt der Versuch jedoch zu dem Schluss, dass die Effizienz mit steigender Energie zunimmt. Der komfortable Schritt bei 50W führt also zu einem allgemein schlechteren Effizienz als der Schritt unter Vollast (400W).
Und: Der Universitätsbericht regelt die Vorstellung, ein Verfahren zu verwenden, das die Bandspannung in Abhängigkeit von der Belastungsart ändert und damit in jedem Einzelfall den günstigsten Effizienzgewinn erzielt. Prof. Dr. Hinzen macht deutlich: "Die Effizienz des Zahnriemenantriebs ist abhängig von seiner Anspannung.
Das Band muss verhältnismäßig kräftig vorgestreckt werden, um auch bei hohen Leistungen und hohen Beschleunigungen ein Springen zu verhindern. Dadurch wird jedoch die Friktion gesteigert und der Effizienzgewinn reduziert. Idealerweise wäre ein mechanischer Antrieb, der den Gurt je nach Belastungszustand automatisch vorspannt: Im Niedrigleistungsbereich wird nur eine geringe Vorspannung aufgebracht, was den Effizienzgewinn steigert.
Aber was ist mit der Getriebenabe, wie ein Rohrloff in Verbindung mit einer Ketten- oder Riemenschaltung? In puncto Effizienz hat der Nabenantrieb jedoch einen systembezogenen Nachteil: " Schlussfolgerung 1: "Da der Riemenantrieb den niedrigeren Effizienzfaktor hat, ist das Rad mit Riemenantrieb träger als eines mit Kettenantrieb bei gleichbleibender Antriebskraft.
Die Effizienz eines Gurtes ist jedoch besser als bei einer Ketten mit größerer Kraft. Der Gürtel hat einen Leistungsvorteil von 200 Watt. Gemäß der Abbildung "Wirkungsgrad Zahnriemenantrieb" bereits ab ca. 120W. Die 150 bis 200 W werden von trainierten Radfahrern, 350 W von Profisportlern und 500 W von den besten Radfahrern bereitgestellt.
Es wird davon ausgegangen, dass ein gewöhnlicher Radfahrer in der Lage sein wird, 80 bis 120 W zu bewältigen. Wenn Sie viel fahren, können Sie bis zu 200 W erreichen. Das heißt aber im Wesentlichen, dass der Riementrieb besser ist als die Ketten für geschulte Mitfahrer, die über einen langen Zeitabschnitt mehr als 120 W Strom produzieren.
Dann entwickelte er eine bessere Effizienz, weshalb er für Plattenfahrten tatsächlich optimal wäre. Dabei konnte ich dem Advanced Drivetrain Ingenieur bei Gates, Herrn Osborn, ein paar offene Punkte über den Effizienzvorteil des Gurtes gegenüber der Ketten. Zunächst ein Tipp, dass mich Redner bat, seine Äußerungen in Ordnung zu bringen: "Bitte verstehen Sie, dass ich hier vor allem von Gates Carbon Drive Geräten aussage.
"Natürlich interessierte mich zuerst, ob der Gurt wirklich "schlechter" als die Ketten war? Bei geringen Eingangsbelastungen, z.B. 40 W bei 60 U/min, ist ein Kettentrieb etwas leistungsfähiger als ein Riementrieb. Erhöht man jedoch die Last, wird die Kettenleistung geringer und der Gurt leistungsfähiger.
Durch die höhere Stromaufnahme, z.B. 200 W bei 100 U/min, ist der Gurt noch etwas sparsamer als eine Kette", sagt Ryan Osborn. Und Ryan ergänzt: "Ketten haben viele einzelne Teile, die in Berührung sind. Friktion kann die Effizienz beeinträchtigen. Der Reibungskoeffizient der Kettchen ist bei geringeren Belastungen sehr hoch, ohne dass eine signifikante Voreilung erforderlich ist.
Höhere Belastungen erhöhen jedoch die Friktion und reduzieren den Effizienz. Obwohl ein Riementrieb keine Nachschmierung erfordert, wird ein ungeschmierter Kettentrieb durch erhöhte Friktionsschneller. Der Gürtel auf dem Norwid: pflegeleicht, robust, aber auch leistungsfähig? Jetzt reite ich eine weniger effektive Kombi mit Rohrloff und Riemens. Aber ich bin immer noch ein begeisterter Mensch.
Doch was denkt Ryan? "Der Schaltwerksantrieb ist sehr effektiv. Das neue, saubere und geschmierte Umwerfer hat einen Effizienz von 98-99%. Der einstufige Riementrieb ist zudem zu 98-99% ergiebig. Wird daher ein Schaltgetriebe benötigt, muss der Keilriemen eine zweite Getriebeform, wie beispielsweise eine Innenzahnradnabe, aufweisen. Nabenschaltung ( "IGHs") sind in der Regel nicht so leistungsfähig wie Kettenschaltgetriebe, haben aber einige entscheidende Vorzüge.
Der Nutzen dieser Vorzüge gegenüber den Anschaffungskosten richtet sich nach den Anforderungen des Fahrzeugführers. Natürlich können Nabenschaltungen sowohl mit Gurten als auch mit Ketten eingesetzt werden. Die Gegenüberstellung einer Riemen-Naben-Kombination mit einer Ketten-Naben-Kombination sollte äquivalent sein, da sowohl der einstufige Gurt als auch die Kettenanordnungen, die den IGH antreiben, einen Effizienz von etwa 98-99% aufweisen".
Dies steht nun im Gegensatz zu den Erkenntnissen der Fachhochschule Trier, wonach die Bänder unter Idealbedingungen weniger leistungsfähig sind als die Ketten, wenn auch nicht immer auffällig. Ob Gurt oder Ketten (beide haben laut Angaben von Robert Schumacher einen Effizienzgewinn von 98-99%) - das Zahnradgetriebe ist tatsächlich schuld, wenn es um Wirkungsgradverluste geht!
Dazu sagt Osborn: "Gurte haben in manchen Fällen reale Vorzüge, wirken aber nicht so gut wie Kettfäden in anderen Tests. "Schlussfolgerung 2: Laut Gates gibt es keinen Unterschied in der Effizienz zwischen Sägekette und Riemens. Es ist jedoch bereits anerkannt, dass die Sägekette bei niedrigen Eingangsbelastungen einen Vorzug hat. Mit einer Ausgangsleistung von mehr als 200 W hat der Gurt einen Vorzug.
"Doch wenn es um Wirtschaftlichkeit geht, die über Wartungs- und Komponentenlebensdauer hinausgeht oder ein Getriebe benötigt wird (wie im Profi-Rennsport ), ist ein Kettenschaltungssystem eine gute Wahl als ein Riemenantrieb", fügt Osborn hinzu. In der Tat gibt es Fälle, in denen der Gurt leicht leistungsfähiger sein kann als eine Ketten.
Sind jedoch weitere Übersetzungsverhältnisse notwendig, ist ein eigenes Schaltgetriebe notwendig (....) Diese Schaltgetriebe (alle) haben ihren eigenen Wirkungsgraden, und die Einbußen aus diesen Anlagen müssen bei Betrachtung des Gesamtsystems zu den Kursverlusten des Zahnriemens (oder der Kette) hinzugerechnet werden. "schlussfolgert Osborn. Hier kommt mein WhatsApp-Gespräch mit Sven Marx ins Spiel, denn in seinem Falle ist der Nutzen von Zahnriemen- und Nabenschaltungen auf Reisen eindrucksvoll.
Gegenwärtig ist Sven mit seinem Fahrrad weltweit auf Achse und vertraut seit mehr als 300.000 Kilometern auf den Riementrieb in Kombination mit einem Rohrloff. Einmal sah ich ein Bild von ihm mit gerissenem Gurt. Auf die Frage, sagte er mir, dass es nach 10 Uhr ist.
Im Anschluss an 27.500 Kilometer stellte er einen Gürtelriss fest und entschied sich, ihn zu tauschen. Danach wechselte er einfach den Gurt und wechselte nicht das Kettenrad und den Pedalring (sie sehen immer noch gut aus) und seither fahre er ohne jegliche Schwierigkeiten mit dem neuen Gurt. Ihm zufolge sind nur Rohrloff und Gürtel für ihn auf der Reise geeignet.
Der muss sich um nichts Sorgen machen, reinigt den Gürtel ab und zu mit etwas frischem Trinkwasser und das war's. Die Konversationen, E-Mails, Beiträge und Forumbeiträge zum Themenbereich haben mir vor allem eines gezeigt: Die Effizienzfrage ist vielmehr irrelevant, jedenfalls für den Teil, in dem sich die meisten Radfahrer bewegen.
Benachteiligt: Hohe Wartungsanforderungen und kürzere Standzeiten (z.B. der Ketten ?). Gegenüber dem Gurt ist auch das Eigengewicht größer. Wenn Sie ein Antriebskonzept suchen, um das Sie sich keine Sorgen machen müssen und das auch unter ungünstigen Umständen arbeitet, können Sie sich trotzdem auf die Nabenschaltung in Verbindung mit einer Ketten- oder Riemenschaltung verlassen.
Die Vorteile der Bandkombination liegen in der generell geringeren Wartung, dem geringeren Eigengewicht und der längeren Nutzungsdauer des Antriebs im Vergeis. Nachteil: Die Anschaffungskosten für den Bandbetrieb sind im Verhältnis zur Kettenleistung größer (amortisieren sich aber tatsächlich über die Laufzeit). Außerdem ist der Gurt deutlich teurer als eine Ketten und der Austausch eines kompletten Gurtsystems ist nicht weltweit möglich.
Das Band ist eine großartige Erweiterung des Kettenantriebs. Ob Gürtel oder Kette: Das Wichtigste ist, das Fahrrad zu fahren und sich amüsieren!