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Ketten- und Ritzelverschleiß: Unterschied zwischen den Versionen
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Ketten- und Ritzelverschleiß (Quelltext anzeigen)
Version vom 19. November 2019, 10:39 Uhr
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Die tangentiale und radiale Kraft einer Rolle ist sehr empfindlich bezüglich seiner Position in den konkaven und gebogenen Flanken ganz unten im Tal zwischen zwei Zähnen. Die Kette positioniert sich ständig neu in der Balance zwischen auswärts und einwärts wirkenden Kräften. Bei einer neuen Kette und einem neuen Ritzel ist diese Balancieren kaum sichtbar, da diese Ausrichtung sich im Bereich von wenigen hundertstel Zentimetern abspielt. Nur ein klein wenig Zug am rückläufigen Trumm ist notwendig, um die Kette in das Ritzel eingreifen zu lassen. Diese Spannung wird durch die Federkräfte des Schaltwerk[[käfig]]s oder das Gewicht des rückläufigen Trumms bei einem Nicht-Kettenschaltungsantrieb erzeugt. Die leichte Spannung des rückläufigen Trumms mindert die Zugkraft das ziehenden (oberen) Trumms und verschiebt die Stelle, in der die Rollen in die Zwischenräume der Zähne aus dem rückläufigen Trumm fallen. Diese Lücken müssen tief und breit genug sein, dass die Kettenglieder sich an dieser Stelle frei bewegen können. Anderenfalls wird sich die Kette verklemmen. Die Kette kann oder kann auch nicht auf der vorderen Flanke des Zahns nahe des rückläufigen Trumms aufliegen und zieht das Ritzel leicht rückwärts. | Die tangentiale und radiale Kraft einer Rolle ist sehr empfindlich bezüglich seiner Position in den konkaven und gebogenen Flanken ganz unten im Tal zwischen zwei Zähnen. Die Kette positioniert sich ständig neu in der Balance zwischen auswärts und einwärts wirkenden Kräften. Bei einer neuen Kette und einem neuen Ritzel ist diese Balancieren kaum sichtbar, da diese Ausrichtung sich im Bereich von wenigen hundertstel Zentimetern abspielt. Nur ein klein wenig Zug am rückläufigen Trumm ist notwendig, um die Kette in das Ritzel eingreifen zu lassen. Diese Spannung wird durch die Federkräfte des Schaltwerk[[käfig]]s oder das Gewicht des rückläufigen Trumms bei einem Nicht-Kettenschaltungsantrieb erzeugt. Die leichte Spannung des rückläufigen Trumms mindert die Zugkraft das ziehenden (oberen) Trumms und verschiebt die Stelle, in der die Rollen in die Zwischenräume der Zähne aus dem rückläufigen Trumm fallen. Diese Lücken müssen tief und breit genug sein, dass die Kettenglieder sich an dieser Stelle frei bewegen können. Anderenfalls wird sich die Kette verklemmen. Die Kette kann oder kann auch nicht auf der vorderen Flanke des Zahns nahe des rückläufigen Trumms aufliegen und zieht das Ritzel leicht rückwärts. | ||
Im 1972er Handbuch der ACA ([http://www.americanchainassn.org American Chain Association]) findet sich unten zu sehende Abbildung, die verdeutlicht, wie eine neue und eine verschlissene Kette in einem Zahnrad liegt. Die verschlissene Kette (rechts) hat ungleich lange Kettenglieder. Das kommt tatsächlich vor, weil der Abstand zwischen den Nieten der inneren Laschen mit zunehmendem Verschleiß größer wird. Jedoch verändert sich der Abstand zwischen den Außenlaschen, die eigentlich die Nieten halten, nicht. Unregelmäßiger Rollenverschleiß kompensiert diesen Zustand etwas. Auch wirkt diesem Effekt auch unregelmäßiger Ritzelverschleiß entgegen, falls immer die gleichen Zähne zwischen die inneren und äußeren Laschen greifen. Jedoch ist die rechte Abbildung unrealistisch, weil hier eine verschlissene Kette mit unverschlissenem Ritzel gezeigt wird. Es ist doch eher unüblich, eine verschlissenen Kette auf einem neuen Ritzel zu montieren. Das Ritzel hat zudem eine ungerade Zähnezahl, so dass die Zähne nicht gleichmäßig mit den unregelmäßigen Kettengliedern verschleißen kann. | |||
[[Datei:Sprockets-aca.png|center|Zeichnung eines Kettenverschleißes]] | [[Datei:Sprockets-aca.png|center|Zeichnung eines Kettenverschleißes]] | ||
Manche Referenzwerke deuten an, dass die Kettenspannung in proportionaler Weise von Kettenglied zu Kettenglied abnimmt beginnend mit dem ziehenden Trumm die ganze Wegstrecke herum bis zum Punkt, an dem die Kette sich mit Ritzel verbindet. Diese Analysen zeihen nicht in Betracht, dass der Zug auf dem Ritzel in die gleiche Richtung wie die Kette verläuft oder dass die Rollen der Kette in verschiedenen Winkeln auf das Ritzel wirken. | |||
Verformung (tatsächliche Kettenlängung, Stauchung der Rollen und Ritzelzähne unter Last) längt die Kettenglieder, die am meisten unter Last stehen, ein ganz klein wenig, so dass sie etwas auf den Ritzelzähnen nach außen wandern. Die Kettenspannung variiert zyklisch während einer Pedalumdrehung und zugleich der Verformungseffekt sowie die Reibung. Ein unter Stroboskoplicht aufgenommenes Video könnte das sichtbar machen und ein recht simple Ananlyse könnte das qunatitativ belegen. | |||
===Bei langen Zähnen ist es anders=== | ===Bei langen Zähnen ist es anders=== | ||
Bei kettenschaltungsfreien Antrieben sind Ritzel mit langen Zähnen Standard, um das Risiko eine Kettenabwurfs zu minimieren. Ritzel von klassischen (vor [[Hyperglide]]) Kassetten und Freiläufen hatten ebenfalls längere Zähne als aktuelle Modelle. | |||
Falls Kette und Ritzel neu sind, funktioniert eingreifen in das Ritzel und auslösen aus dem Ritzel genauso wie bei kürzeren Zähnen. Die Spitzen der Zähne berühren nie die Rollen und führen die seitlichen Laschen, damit die Kette auf dem Ritzel bleibt. | |||
Allerdings ist der Verschleiß anders, falls das Ritzel lange Zähne hat. Die Kette verläuft auf den Zähnen, aber während Kette und Ritzel gemeinsam verschleißen, verformen sich die Rückseiten der Ritzelzähne hakenförmig statt nur kurvig zu werden. Das Profil der verschlissenen Zähne ist so steil abfallend wie möglich, um der verschlissenen Kette immer noch freies Ablösen zu ermöglichen. | |||
Im unten stehenden Bild sieht man eine neue Kette auf einem verschlissenen Ritzel mit langen Zähnen. An der Markierung mit dem <span style="color:blue">blauen Pfeil</span> kann man die hakenförmigen Zähne gut erkennen. Schlimme Dinge passieren hier! | |||
[[Datei:Chain-ncws-tall.jpg|center|Neue Kette auf altem Ritzel mit langen Zähnen]] | [[Datei:Chain-ncws-tall.jpg|center|Neue Kette auf altem Ritzel mit langen Zähnen]] | ||
Die neuen unverschlissenen Kettenglieder passen in die Täler zwischen den Ritzelzähnen. Die Kettenspannung durch das Pedalieren zieht die Glieder, so dass sie hinter dem hakenförmigen Zähnen gefangen werden. Wenn eine Rolle so weit herumgeführt wurde, dass es die Spitze eines Zahns erreicht, zieht der Heken die Rolle abwärts (<span style="color:red">Roter Pfeil</span>). Dann überwindet die Kettenspannung diesen Abwärtszug und die Rolle bricht aus und rollt auf der Rückseite des Zahns über den Haken. Die Kette wird in relation zum Ritzel minimal rückwärts gezogen und die Rolle wird plötzlich entlastet und springt vorwärts. Das passiert bei jeder Rolle dutzende Male pro Sekunde. Die daraus resultierende Unruhe kann man durch die Pedale spüren. Diese Unruhe ist schlimmer als bei Ritzelzähne, die nur kurvig sind. | |||
Ein Zahn und eine Rolle nehmen so die gesamten Fahrkräfte auf, wenn die Rolle am Zahn aufsteigt, und der Verschleiß beschleunigt sich. Die Rolle rollt weiter und Kraft geht durch die zusätzliche Rollenbewegung und Vibrationen verloren. | |||
Werfen wir nun eine Blick zur unteren Seite des Ritzels. An der Stelle, an der die Kette kurz davor steht, sich in das Ritzel einzuhängen (<span style="color:green">grüner Pfeil</span>), kann man die Position der Kette oben auf dem Ritzelzahn erkennen, die dadurch zustande kommt, dass wegen der Hakenform des Zahns die Rolle nicht in das Tal zwischen den Ritzeln rutschen kann. Falls im unteren Trumm die Kettenspannung hoch genug ist, um das Kettenglied zum eingreifen zu zwingen, wird die zusätzliche Kraft verloren, wenn die Rolle auf den Zahn trifft und die Kette leicht zurück gezogen wird. Wenn der untere Trumm wenig Spannung hat, sitzen die Rolle und die nachfolgenden Rollen auf den Zahnspitzen und die Kette springt irgendwann mit einem Klong einen Zahn vorwärts. | |||
Eine neue Kette auf einem hakenförmigen Ritzel kann sich im Montagestände gut benehmen, wenn man die Pedale testweise dreht, springt jedoch unter Last. Das kann unter Umständen auch nur bei einigen Ritzeln eines Fahrrads mit Kettenschaltung der Fall sein und bei anderen passiert das nicht, weil sie unregelmäßig verschlissen sind. | |||
Eine neue Kette auf einem verschlissenen Ritzel eines Antriebs ohne Schaltwerk, die durch das Justieren des Hinterrads im [[Ausfallende]] in Position gehalten wird, kann genügend Spannung habe, dass die Kette greift. Das geht jedoch zu Lasten von Effizienz und Kettenverschleiß. | |||
Ein verschlissenes Ritzel kann man oft einfach umdrehen und so seine Lebensdauer verdoppeln. Jedoch sollte man diesen Trick vermeiden, wenn das die [[Kettenlinie]] zum Schlechteren verändert oder die Zähne asymmetrisch (wie bei Kettenschaltugnsritzeln) sind. Genauso ungünstig ist das bei einem [[Fixed Gear]] Fahrrad oder einer [[Rücktrittbremse]], bei denen die Kette sowohl über den oberen als auch den unteren unteren Trumm am Ritzel zieht. | |||
Falls die Zähne lang genug sind, um Hakenform zu entwickeln, kann ein solches Ritzel mit Haken durch abschleifen der Haken für eine neue Kette präpariert werden. | |||
==Wie die Kette in das Kettenblatt greift== | ==Wie die Kette in das Kettenblatt greift== | ||
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