AASQ #137: Was ist die große Sache mit übergroßen Schaltwerkkäfigen und Umlenkrollen?

AASQ #137: Was ist die große Sache mit übergroßen Schaltwerkkäfigen und Umlenkrollen?


Wir wissen, es gibt keine dummen Fragen. Aber es gibt einige Fragen, die Sie vielleicht nicht Ihrem örtlichen Geschäft oder Ihren Reitfreunden stellen möchten. AASQ ist unsere wöchentliche Serie, in der wir Ihren Fragen auf den Grund gehen – ernsthaft oder nicht. Klicken Sie auf den Link am Ende des Beitrags, um Ihre eigene Frage zu stellen.

Willkommen zurück beim Bikerumor Stellen Sie eine dumme Frage Serie. In dieser Woche diskutieren wir gemeinsam mit Kogel Bearings, Muc-Off und absoluteBLACK über das Thema Oversize-Umwerferrollen und -käfige. Was sind die Vorteile, wie groß ist zu groß und für welche Radsportdisziplinen eignen sie sich am besten? Ihre fachkundigen Mitwirkenden sind wie folgt:

  • Ard Kessels, Gründer und Inhaber von Kogel Lager
  • Bruno Nascimento, Internationaler Vertrieb und Marketing bei absolutSCHWARZ
  • Steve Fearn, Global Cycling PR & Comms Manager bei Muc-Off

Was sind die Vorteile, wenn überhaupt, übergroße Schaltwerkkäfige und Riemenscheiben zu verwenden?

Kögel: Das Hauptziel eines übergroßen Schaltwerkkäfigs besteht darin, die Reibung des Antriebsstrangs zu reduzieren. Größere Räder erfordern eine geringere Artikulation der Kette. Das Biegen einer Kette verursacht Reibung zwischen den Platten. Durch größere Laufräder muss sich die Kette jedes Mal weniger verbiegen, wenn sie durch den Umwerfer läuft. Darüber hinaus wird die Reibung durch die Verwendung hochwertiger Lager und berührungsarmer Dichtungen reduziert. Und schließlich hat ein großes Rad eine niedrigere Drehgeschwindigkeit als ein kleines Rad bei einer festen Kettengeschwindigkeit. Obwohl die Wirkung von letzterem minimal ist.

kogel kolossos Oversize Umwerferkäfig Riemenscheibe Gravelbike

Die Kogel Kolossos Oversize Umwerferrolle auf einem Shimano GRX Gravel-Setup

Muc-Off: Der größere Durchmesser des Riemenscheibenrads gegenüber dem Lager ermöglicht eine Reduzierung des Kettenanlenkungswinkels, was zu einer Verringerung der Reibung führt, da der Kettenanlenkungswinkel einen direkten Einfluss auf die Verlustleistung hat. Reibungsarbeit ist abhängig vom Knickwinkel (Gleitweg) je größer der Knickwinkel, desto größer der Gleitweg und damit auch die verrichtete Arbeit (höhere Verlustleistung).

muc off lops übergroßes Flaschenzugsystem für Mikel Landa bei Tour de France

Muc-Offs leichte, übergroße Präzisionsschaltung (LOPS) System

​Die Möglichkeit, Riemenscheiben zu konstruieren und herzustellen, ermöglicht es Ihnen, geometrische Details zu spezifizieren. Dazu gehören Aspekte wie effiziente Zahnprofile, aber auch spezielle Materialien und Beschichtungen für die Räder, die die Reibung reduzieren und die Leistung steigern.

Die Lager können für die jeweilige Anwendung mit Übermaß optimiert werden, was die Möglichkeit bietet, Reibungsverluste zu reduzieren, die bei Standardlagern nicht berücksichtigt werden.

absolutSCHWARZ: Die einfache Antwort lautet: Stromsparen im Antriebsstrang. Die meisten Radfahrer kennen die Watteinsparungen, die mit verschiedenen Kettenschmierstoffen erzielt werden können. Weniger bekannt sind jedoch die Einsparungen (und deren Prinzipien), die beim Schaltkäfig selbst erzielt werden können, obwohl er ein „unbelasteter“ Teil der Kette ist.

Viele Radfahrer glauben, dass „frei drehende Riemenscheibenlager“ die Quelle der meisten Gewinne / Einsparungen bei übergroßen Riemenscheibenkäfigen sind, aber das ist leider nicht genau. Freies Spinnen ohne Last ist nicht relevant. Entscheidend ist, wie die Lager unter realen Lastbedingungen funktionieren. Oder mit anderen Worten, wie hoch ist ihr Reibungskoeffizient unter der Belastung der Kette.

Zudem macht die Lagerreibung nur einen sehr geringen Teil der Gesamteinsparung aus. Das heißt, beide guten Riemenscheibenlager verbrauchen insgesamt weniger als 0,3 W. Bessere Lager können dies um etwa 0,1 W verbessern. Die messbaren Gewinne stammen aus der Änderung der Federvorspannung des Käfigs, bei der bis zu 1,2 W gewonnen werden können, indem das Käfigdesign entsprechend geändert wird.

Die größte Einsparung ergibt sich jedoch aus der Größe der Riemenscheiben. Größere Riemenscheiben verringern den Drehwinkel zwischen den Kettenlaschen um die Stifte während des Betriebs (an den Riemenscheiben) und reduzieren daher die Reibung an der Kette selbst. Oder anders ausgedrückt, die Kette schwenkt weniger, wenn sie mit einer größeren Riemenscheibe in Eingriff kommt, und stößt daher auf weniger Reibung. Der Wert dieser Einsparung hängt von der verwendeten Kettenschmierung ab.

Absolute Black Carbon-Keramik-Hollow Cage-Upgrade mit geringer Reibung

Die absoluteBLACK Hohlkäfig bekommt eine 12T obere Umlenkrolle und eine 18T untere Umlenkrolle. C. absolutes SCHWARZ

Unser HOLLOWCAGE hat jedoch noch einen weiteren sehr wichtigen Vorteil, der uns von anderen Produkten dieser Art unterscheidet. Es bringt den Antriebsstrang zum Schweigen. Herkömmliche Polymer-Rollen sind bekanntlich ziemlich laut und Aluminium-Rollen sind noch lauter, da das Material den Klang mehr abstrahlt als ein Polymer.

Wir haben eine neue Generation von Riemenscheiben entwickelt, die den Geräuschpegel im Vergleich zu serienmäßigen DuraAce-Riemenscheiben dank unserer zum Patent angemeldeten Lösung mit speziellen X-Ring-Gummibändern um 12-14 dB reduzieren können, um den Kettenschlag auf die Riemenscheiben zu dämpfen. Dies entspricht etwa 60 % der Geräuschreduzierung. Praktisch wird der Käfig (und durch diesen Antriebsstrang) sehr leise.

Eine interessante Tatsache ist, dass über 80% der Geräusche eines gesamten Antriebsstrangs von der oberen Riemenscheibe stammen, die in die Kette eingreift. Solltest du es kaufen? Wir haben immer gesagt, dass Sie zuerst in bessere Laufräder, Reifen, ein gutes Kettenschmiermittel und zum Beispiel ovale Kettenblätter (da diese Upgrades Ihnen insgesamt größere Einsparungen bringen) investieren sollten, bevor Sie in einen übergroßen Riemenscheibenkäfig investieren.

Unser System sollte gekauft werden, wenn Sie bereits andere Upgrades durchgeführt haben, da es die „Kirsche auf dem Kuchen“ der Upgrades ist, die Sie machen können. Dies wäre der letzte Schritt in der Antriebsstrangoptimierung, der Ihnen insgesamt über 10 Watt „freie“ Leistung zur Verfügung stellen kann, die durch Reduzierung der Reibungsverluste in Ihrem Antriebsstrang einfach eingespart (nicht gewonnen) wird.

Werden wir in naher Zukunft wahrscheinlich noch größere übergroße Umwerferrollen sehen?

Kögel: Das bezweifle ich. Vielleicht entwickelt jemand ein 20-Zähne-Rad, nur um die anderen Player auf dem Markt zu übertreffen. Wir haben dies in letzter Zeit bei Mountainbike-Kassetten gesehen. Das Hauptproblem, das Kogel davon abhält, größer als unsere aktuelle Laufradgröße zu werden, ist die Bodenfreiheit. Wenn die Laufräder größer werden, muss der Schaltwerkskäfig länger werden, insbesondere bei Straßenschaltwerken, bei denen die obere Riemenscheibe in einer Linie mit dem Drehpunkt verläuft.

kogel kolossos Oversize Schaltwerksrollenkäfig

Die Kogel Kolossos für SRAM Red und Force Etap AXS bekommt eine 14T obere Riemenscheibe und eine 19T untere Riemenscheibe

Mountainbike-Umwerfer haben eine versetzte obere Umlenkrolle, die es uns ermöglicht, die Käfiglänge gleich oder sogar etwas kürzer zu halten als die des serienmäßigen Umwerfers. Es könnte eine Möglichkeit geben, eine größere untere Riemenscheibe zu betreiben, aber das haben wir derzeit nicht auf dem Zeichentisch.

Muc-Off: Bei immer größeren Riemenscheibenrädern sinken die Erträge bei der Betrachtung des Gesamtwirkungsgrades. Es gibt beispielsweise einen Punkt, an dem die verlängerte Länge eines übergroßen Schaltwerkkäfigs Probleme bei der Optimierung der Kettenspannung verursachen kann.

Muc Off Lops Oversize Umwerfer Riemenscheibe Upgrade Teile Nahaufnahme des unteren Riemenscheibenrades

absolutSCHWARZ: Alles ist möglich, aber es macht wenig Sinn, noch größer zu werden. Wie bereits erwähnt, ist der Drehwinkel (Biegewinkel) zwischen den Kettenlaschen um den Stift beim Eingriff mit den Zähnen umso kleiner, je größer die Riemenscheibe ist. Ab einer Zahngröße von 17 wird die Verstärkung jedoch exponentiell kleiner, was sehr wenig Sinn macht, über 18-19 Zähne zu gehen. Darüber hinaus ist die Größe der oberen Umlenkrolle sehr eng begrenzt, um ein hervorragendes Schalten zu gewährleisten, da der Umwerfer selbst nicht für viel mehr ausgelegt ist. Aus diesem Grund sehen Sie normalerweise eine kleinere obere Riemenscheibe und eine größere untere Riemenscheibe.

Absolute Black Carbon-Keramik-Hollow Cage-Upgrade mit geringer Reibung

Sind übergroße Umwerferrollen für den Straßen- und Offroad-Einsatz geeignet?

Kögel: Absolut ja! Alle unsere Rennradkäfige sind auf Steifigkeit ausgelegt, um genaue Schaltvorgänge zu schützen. Wir haben uns entschieden, Aluminium für unsere Käfige zu verwenden, um sicherzustellen, dass die Fahrer nach einem Steinschlag eine Fahrt beenden können. Ein kaputter Käfig irgendwo in den Boonies ist gut genug, um jedem den Tag zu ruinieren.

Vlad Dalascu Kogel übergroßer Umwerferrollenkäfig

Kogel Kolossos Oversize Umwerferrolle auf Vlad Dalascus XC-MTB beim Schneeschuh-Weltcup 2021

Vlad Dascalu wurde Zweiter im Snowshoe-Mountainbike-Weltcup mit unserem übergroßen Käfig Kolossos für Eagle. Er lief den gleichen Käfig bei den Olympischen Spielen und Weltmeisterschaften. Die großen Zahnräder auf der Kassette und der enge 12-Gang-Abstand, kombiniert mit den Wurzeln und Steingärten auf dem Kurs, erfordern Fertigungspräzision und Steifigkeit.

Muc-Off: Für Leistungssteigerungen, ja, da die gleichen Konstruktionsprinzipien auf und abseits der Straße erreichbar sind. Viele Faktoren, wie die spezielle Disziplin und das Gelände, sollten berücksichtigt werden, bevor man sich für einen vollen Oversize-Umwerfer oder nur ‘Plus-Size’-Umwerferräder entscheidet.

mucoff lops auf prüfstand

absolutSCHWARZ: In der Realität werden die Gewinne hauptsächlich bei Rennrädern erzielt, da die Fahrer der Reibung des Antriebsstrangs und der Sauberkeit des Systems mehr Aufmerksamkeit schenken. Mountainbike-Umwerfer haben heutzutage bereits größere Umlenkrollen als früher und der Antrieb ist meistens mit relativ hoher Reibung verschmutzt.

Absolute Black Carbon-Keramik-Hohlkäfig-Upgrade mit geringer Reibung, PVD-Regenbogen

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