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Nabenschaltungstheorie: Unterschied zwischen den Versionen
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Dieser Artikel beschreibt beginnend mit | Dieser Artikel beschreibt beginnend mit Drei-Gang-Naben wie Nabenschaltungen funktionieren und arbeitet sich zu komplexeren Naben hoch. Es werden einige Trends beschrieben und Empfehlungen ausgesprochen. Verlinkungen zu anderen Artikeln verweisen auf Informationen zu den speziellen Modellen, die besprochen werden. | ||
;Siehe auch | ;Siehe auch | ||
* [[Alles über Nabenschaltungen]] | * [[Alles über Nabenschaltungen]] | ||
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''Schnittzeichnung einer Sturmey-Archer | ''Schnittzeichnung einer Sturmey-Archer Drei-Gang-Nabe'' | ||
[[Datei:Sa-cutaway.png|center|Schnittzeichnung einer Sturmey-Archer | [[Datei:Sa-cutaway.png|center|Schnittzeichnung einer Sturmey-Archer Drei-Gang-Nabe]] | ||
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===Vorteile=== | ===Vorteile=== | ||
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* Die dritte Möglichkeit wäre, den Planetenkäfig stationär zu halten, bietet nur Rückwärtsgänge an und wird ausschließlich bei wenigen Getriebenaben für [[Trike]]s eingesetzt. | * Die dritte Möglichkeit wäre, den Planetenkäfig stationär zu halten, bietet nur Rückwärtsgänge an und wird ausschließlich bei wenigen Getriebenaben für [[Trike]]s eingesetzt. | ||
==Verbreitete | ==Verbreitete Drei-Gang-Naben: Sturmey-Archer, SRAM, Shimano== | ||
Die gewöhnlichen | Die gewöhnlichen Drei-Gang-Naben von Sturmey-Archer, SRAM und Shimano haben ein einfach abgestuftes Planetensystem, bei dem das Sonnenrad auf der Achse fixiert ist. Schaltteile führen die Kraft durch das Pkanenetnsysten entweder in die eine oder andere Richtung, um herauf- oder herunterzuschalten, oder den Nabenkörper für die 1:1 Übersetzung direkt anzutreiben. | ||
Sturmey-Archer bietet | Sturmey-Archer bietet Drei-Gang-Naben mit Keilverzahnungen für Shimano Standardkassetten an, damit man ein mehrgängiges [[Hybridschaltung]]ssystem zusammenbauen kann. Diese Naben eliminieren den Bedarf an einem [[Umwerfer]] und sind besonders geeignet für Laufräder mit kleinem Durchmesser: Der obere Gang vermeidet die Notwendigkeit für ein übergoßes Kettenblatt. SRAM bietet seit 2017 keine Nabenschaltungsnaben mehr an. | ||
<center> | <center> | ||
''SRAM DualDrive | ''SRAM DualDrive Drei-Gang-Nabenschaltung mit Kettenschaltungs-Kassette<br> | ||
(wird nicht mehr hergestellt, aber Sturmey-Archer verfolgt ein ähnliches Konzept)'' | (wird nicht mehr hergestellt, aber Sturmey-Archer verfolgt ein ähnliches Konzept)'' | ||
[[Datei:Dual-drive.jpg|center|SRAM Dualdrive hub]] | [[Datei:Dual-drive.jpg|center|SRAM Dualdrive hub]] | ||
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===Sturmey-Archer und Sachs/SRAM Fünf-Gang=== | ===Sturmey-Archer und Sachs/SRAM Fünf-Gang=== | ||
[[Wartung von Sturmey-Archer Vier-, Fünf- und Sieben-Gangnaben|Sturmey-Archer]] und [[Sachs und SRAM Nabenschaltungen|Sachs/SRAM]] haben mehrere Modelle von Fünf-Gang-Naben hergestellt, die ein einfach abgestuftes Planetensystem hatten. Niedrige, 1:1 und Hohe Übersetzung werden wie bei der | [[Wartung von Sturmey-Archer Vier-, Fünf- und Sieben-Gangnaben|Sturmey-Archer]] und [[Sachs und SRAM Nabenschaltungen|Sachs/SRAM]] haben mehrere Modelle von Fünf-Gang-Naben hergestellt, die ein einfach abgestuftes Planetensystem hatten. Niedrige, 1:1 und Hohe Übersetzung werden wie bei der Drei-Gang-Nabe eingestellt. Zusätzlich haben die hohe und die niedrige Stufe je zwei Gänge. | ||
Die schmale Seite jedes Planetenrads greift in das Hohlrad und in ein Sonnenrad ein. Das dickere Ende greift in ein anderes schmaleres Sonnenrad ein. Wenn das größere Sonnenrad mit der Achse verschränkt wird, arbeitet die Nabe wie bei einem einfachen Planetengetriebe. Sobald das kleinere Sonnenrad mit der Achse verschränkt wird, wird eine engere Bandbreite (der Übersetzung) angelegt. | Die schmale Seite jedes Planetenrads greift in das Hohlrad und in ein Sonnenrad ein. Das dickere Ende greift in ein anderes schmaleres Sonnenrad ein. Wenn das größere Sonnenrad mit der Achse verschränkt wird, arbeitet die Nabe wie bei einem einfachen Planetengetriebe. Sobald das kleinere Sonnenrad mit der Achse verschränkt wird, wird eine engere Bandbreite (der Übersetzung) angelegt. | ||
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=== Sturmey-Archer Fixed-Gear Naben=== | === Sturmey-Archer Fixed-Gear Naben=== | ||
Gleichzeitig hat Sturmey-Archer früher einmal und auch heute (Stand 2010) wieder einen [[Die Sturmey-Archer ASC Fixed Gear | Gleichzeitig hat Sturmey-Archer früher einmal und auch heute (Stand 2010) wieder einen [[Die Sturmey-Archer ASC Fixed Gear Drei-Gangnabe|Drei-Gang-Fised-Gear-Nabe]] im Angebot. Die Fixed-Gear Nabe schaltet nur abwärts, weil der Planetenkäfig, der den Nabenkörper antreibt, permanent mit diesem verbunden ist. Weil es keinen Freilaufmechanismus gibt, haben diese Naben "neutrale" Positionen zwischen je zwei Gängen. | ||
===Shimano Nexus Vier-Gang=== | ===Shimano Nexus Vier-Gang=== | ||
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==Trends== | ==Trends== | ||
Es gibt einen allgemeinen Trend hin zu höherer Komplexität und höhere Kosten. Jedoch sind weiterhin einfache | Es gibt einen allgemeinen Trend hin zu höherer Komplexität und höhere Kosten. Jedoch sind weiterhin einfache Drei-Gang-Naben erhältlich. | ||
Die klassische Sturmey-Archer | Die klassische Sturmey-Archer Drei-Gang-Nabe war sehr ökonomisch, wenn der Besitzer sie gelegentlich schmierte und den Schaltzug nachjustierte. Das Öl wurde ausgespült und verschmierte den Nabenkörper, während das Innere sauber blieb. Diese Naben konnte man sehr einfach mit gut verfügbaren und günstigen Teilen warten. Manche Sturmey-Archer Fünf-Gang-Modelle waren auch sehr zuverlässig, insofern der Besitzer die mitgelieferten Schalthebel durch ein paar Sturmey-Archer [[Trigger Shifter]] ersetzte. Diese älteren Sturmey-Archer Naben hatten einen "neutralen" zwischen dem zweiten und dritten Gang und konnten bei schlecht eingestelltem Schaltzug in den Freilauf (vorwärts tretend!) springen. Diese Probleme sind mit aktuellen Modellen aller Marken verschwunden. | ||
;Siehe auch | ;Siehe auch | ||
* [https://www.sheldonbrown.com/brandt/sturmey-archer.html Jobst Brandt zu Sturmey-Archer Nabenschaltungen (englisch)] | * [https://www.sheldonbrown.com/brandt/sturmey-archer.html Jobst Brandt zu Sturmey-Archer Nabenschaltungen (englisch)] | ||
Im Jahr 2010 aktuelle SRAM und Shimano | Im Jahr 2010 aktuelle SRAM und Shimano Drei-Gang-Modelle sind einfach und robust, genauso wie SRAM Fünf- und Sieben-Gang-Modelle. Jedoch erwies sich die (nicht mehr verfügbare) SRAM i-Motion Neungang-Nabe erwies sich als unzuverlässig. Kurz vor dem Erstellen des Artikels hatte SRAM eine Acht-Gang- und eine Neungang-Nabe auf den Mark gebracht, die einfacher und vielversprechender waren. Diese sind inzwischen schon wieder vom Markt verschwunden. Frühe Shimano Drei-Gang-Naben widerstanden hartem Pedalieren nicht. Die Shimano Sieben-Gang-Naben fingen nach ein paar Jahren Nutzung plötzlich an, zu springen. Die Acht-Gang-Naben sind deutliche Verbesserungen gegenüber den Sieben-Gang-Modelle sind aber recht kompliziert. | ||
Es gab ernsthafte Zuverlässigkeitsprobleme mit einigen aktuelleren Sturmey-Archer Naben. Diese werden im Detial im Artikel [[Sturmey-Archer Naben]] besprochen. | Es gab ernsthafte Zuverlässigkeitsprobleme mit einigen aktuelleren Sturmey-Archer Naben. Diese werden im Detial im Artikel [[Sturmey-Archer Naben]] besprochen. | ||
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Alle in Allem geht der Trend in Richtung "weniger Wartung durch den Fahrer" auf Kosten von häufigeren Serviceintervallen und Anfälligkeit gegenüber Wassereindringens. Viele Fahrer fahren die Naben einfach, bis sie versagen und Hersteller regieren darauf, dass sie Naben mit "lebenslanges" Schmierung produzieren. | Alle in Allem geht der Trend in Richtung "weniger Wartung durch den Fahrer" auf Kosten von häufigeren Serviceintervallen und Anfälligkeit gegenüber Wassereindringens. Viele Fahrer fahren die Naben einfach, bis sie versagen und Hersteller regieren darauf, dass sie Naben mit "lebenslanges" Schmierung produzieren. | ||
Mehrere andere Entwicklungen verringern die Möglichkeiten der Wartung gegenüber den klassischen | Mehrere andere Entwicklungen verringern die Möglichkeiten der Wartung gegenüber den klassischen Drei-Gang-Naben: | ||
* Lagerschalen und Klinkenräder werden in den Nabenkörper eingepresst statt geschraubt und sind nicht tauschbar. Wenn eine Lagerschale verschliessen oder korrodiert ist, muss man den Nabenkörper und im Allgemeinen das gesamte Laufrad tauschen. | * Lagerschalen und Klinkenräder werden in den Nabenkörper eingepresst statt geschraubt und sind nicht tauschbar. Wenn eine Lagerschale verschliessen oder korrodiert ist, muss man den Nabenkörper und im Allgemeinen das gesamte Laufrad tauschen. | ||
* Der gesamte innenliegende Mechanismus muss durch die äußere Lagerschale auf der rechten Seite passen. Daher muss die Lagerschale einen größeren Durchmesser aufweisen als jedes innenliegende Bauteil. Das ist einer der Gründe, warum Versiegelung gegenüber Wasser und Schmutz nicht mehr so gut wie bei früheren Naben ist. Ein weiterer Grund sind die [[Staubkappe]]n aktueller Naben. Diese sind nicht mehr so ausgefeilt wie die Doppellabyrinthdichtungen älterer Sturmey-Archer Naben. | * Der gesamte innenliegende Mechanismus muss durch die äußere Lagerschale auf der rechten Seite passen. Daher muss die Lagerschale einen größeren Durchmesser aufweisen als jedes innenliegende Bauteil. Das ist einer der Gründe, warum Versiegelung gegenüber Wasser und Schmutz nicht mehr so gut wie bei früheren Naben ist. Ein weiterer Grund sind die [[Staubkappe]]n aktueller Naben. Diese sind nicht mehr so ausgefeilt wie die Doppellabyrinthdichtungen älterer Sturmey-Archer Naben. | ||
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==Effizienz== | ==Effizienz== | ||
Bei einem Antrieb für Fahrräder ist hohe Effizienz wichtig. Betrachten wir die Faktoren bei einem einfachen Planetengetriebe, die Einfluss auf die Effizienz nehmen. Hier soll uns eine einfache Sturmey-Archer | Bei einem Antrieb für Fahrräder ist hohe Effizienz wichtig. Betrachten wir die Faktoren bei einem einfachen Planetengetriebe, die Einfluss auf die Effizienz nehmen. Hier soll uns eine einfache Sturmey-Archer Drei-Gang-Nabe als Beispiel dienen, bei der Sonnen- und Planetenräder mit je 20 Zähnen und ein Hohlrad mit 60 Zähnen zum Einsatz kommen. Hier soll nur dieses eine Beispiel herhalten, aber man kann sich beliebige andere ähnlich herleiten. | ||
Nehmen wir an, der Mitnehmer dreht sich genau einmal (als Reaktion auf eine Umdrehung des Ritzels). Daraus resultiert eine 1 <sup>1</sup>/<sub>3</sub> Umdrehung des Nabenkörpers im höchsten Gang. Der Mitnehmer ist mit dem Planetenköfig verbunden. Wenn der Mitnehmer eine Umdrehung vollführt, macht jedes Planetenrad zwei Umdrehungen während es sich das stationäre Sonnenrad läuft, jedoch nur eine Umdrehung um seine Achse, weil die Achse sich mit dem Planetenkäfig vorwärts dreht. Daher ist das nur eine Umdrehung relativ zum Sonnenrad, weil er sich um das SOnnenrad in die gleiche Richtung dreht wie er sich selbst dreht. | Nehmen wir an, der Mitnehmer dreht sich genau einmal (als Reaktion auf eine Umdrehung des Ritzels). Daraus resultiert eine 1 <sup>1</sup>/<sub>3</sub> Umdrehung des Nabenkörpers im höchsten Gang. Der Mitnehmer ist mit dem Planetenköfig verbunden. Wenn der Mitnehmer eine Umdrehung vollführt, macht jedes Planetenrad zwei Umdrehungen während es sich das stationäre Sonnenrad läuft, jedoch nur eine Umdrehung um seine Achse, weil die Achse sich mit dem Planetenkäfig vorwärts dreht. Daher ist das nur eine Umdrehung relativ zum Sonnenrad, weil er sich um das SOnnenrad in die gleiche Richtung dreht wie er sich selbst dreht. | ||
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Kettenschaltungen oder die Rohloff Speedhub (zu einem hohen Preis) mit breiter Übersetzungsabndbreite und engen Abstufungen machen Fahrradfahren leichter in steilem Gelände oder für schwere Transporte und für schwächere Fahrradfahrer. Für die meisten Einsätze in der Stadt kann eine ordentlich gewählte und eingestellte Nabenschaltung alle Vorteile einer Kettenschaltung ausstechen. | Kettenschaltungen oder die Rohloff Speedhub (zu einem hohen Preis) mit breiter Übersetzungsabndbreite und engen Abstufungen machen Fahrradfahren leichter in steilem Gelände oder für schwere Transporte und für schwächere Fahrradfahrer. Für die meisten Einsätze in der Stadt kann eine ordentlich gewählte und eingestellte Nabenschaltung alle Vorteile einer Kettenschaltung ausstechen. | ||
Das Singlespeedfahrrad und die klassische | Das Singlespeedfahrrad und die klassische Drei-Gang-Nabe mit Übersetzungsgetriebe waren jahrzehntelang die Stütze des städtischen Fahrradverkehrs. Es ist kein Zufall, dass Fahrradfahren in Städten, die flaches Terrain haben, besonders beliebt ist (Amsterdam, Kopenhagen, Berlin, etc.) | ||
Sogar in diesen Städten können Singlespeed und Übersetzungsgetriebe mit drei Gängen sich nicht geschickt an verschiedene Herausforderungen wie Wind, Gepäck und Kraftausdauer des Fahrers anpassen. Viele Nutzlastfahrräder hatten zusätzlich nur eine Rücktrittbremse und einen Bremsweg, der ungefähr doppelt so lang war wie bei einem Fahrrad mit Vorderradbremse. Fahrräder mit nur einer Bremse sind in den meisten Ländern (auch Deutschland!) für den Straßenverkehr nicht zugelassen. Die Rücktrittbremse verhindert schnelles Anfahren, weil man die Pedale nicht rückwärts in eine günstige Position drehen kann. Außerdem überhitzt sie bei langen Bergabfahrten. | Sogar in diesen Städten können Singlespeed und Übersetzungsgetriebe mit drei Gängen sich nicht geschickt an verschiedene Herausforderungen wie Wind, Gepäck und Kraftausdauer des Fahrers anpassen. Viele Nutzlastfahrräder hatten zusätzlich nur eine Rücktrittbremse und einen Bremsweg, der ungefähr doppelt so lang war wie bei einem Fahrrad mit Vorderradbremse. Fahrräder mit nur einer Bremse sind in den meisten Ländern (auch Deutschland!) für den Straßenverkehr nicht zugelassen. Die Rücktrittbremse verhindert schnelles Anfahren, weil man die Pedale nicht rückwärts in eine günstige Position drehen kann. Außerdem überhitzt sie bei langen Bergabfahrten. | ||
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Die Gewichtsfrage spielt natürlich auch im Auswahlprozess für eine Nabe eine Rolle. Leichtgewichtig ist bei Fahrrädern, die oft getragen werden, wichtig. Das gilt insbesondere bei [[Faltrad|Falträdern]], die wohl am häufigsten getragen werden. | Die Gewichtsfrage spielt natürlich auch im Auswahlprozess für eine Nabe eine Rolle. Leichtgewichtig ist bei Fahrrädern, die oft getragen werden, wichtig. Das gilt insbesondere bei [[Faltrad|Falträdern]], die wohl am häufigsten getragen werden. | ||
Mit seinen | Mit seinen Drei-Gang- und Fünf-Gang-Naben mit Aluminiumhülle behält Sturmey-Archer weiterhin die Rolle für gewichtsoptimierte Naben bei, die sie sich in der Mitte des 20. Jahrhunderts erarbeitet haben. Obwohl SRAMs Fünf-Gang- und Siebangang-Naben im Inneren sehr ähnlich aufgebaut waren wir Sturmey-Archer Naben, wurden sie zumeist mit schwereren Stahlnabenkörpern verkauft. Shimano steht irgendwo dazwischen. Keine der Naben mit mehr als sieben Gängen ist besonders leicht. | ||
John Allens Fahrräder haben zwischen einem und 30 Gängen alle möglichen Abstufungen. Jedich nimmt er für das Fahrradfahren in der Stadt bevorzugt das Fahrrad mit der alten Sturmey-Archer Fünf-Gang-Nabe. Wenn er das Bedürfnis für kleinere Übersetzungen hat, weil er einen Anhänger bergauf nach hause ziehen will, hat er sich ein Laufrad mit einer SRAM Sieben-Gang-Nabe mit einer Trommelbremse und ein weiteres mit einer Shimano Acht-Gang-Nabe aufgebaut. Er testet beide aus. Die SRAM Nabe hat einen Aluminiumkörper, der inklusive der Bremse nur wenig mehr wiegt als die bremsenlose Version mit Stahlkörper. Die Shimano Version hat eine Rollerbrake, die er aber plant zu demontieren, um eine [[Felgenbremse]] zu montieren. Die Rollerbrake bietet auch ohne Aktivierung zuviel Widerstand. | John Allens Fahrräder haben zwischen einem und 30 Gängen alle möglichen Abstufungen. Jedich nimmt er für das Fahrradfahren in der Stadt bevorzugt das Fahrrad mit der alten Sturmey-Archer Fünf-Gang-Nabe. Wenn er das Bedürfnis für kleinere Übersetzungen hat, weil er einen Anhänger bergauf nach hause ziehen will, hat er sich ein Laufrad mit einer SRAM Sieben-Gang-Nabe mit einer Trommelbremse und ein weiteres mit einer Shimano Acht-Gang-Nabe aufgebaut. Er testet beide aus. Die SRAM Nabe hat einen Aluminiumkörper, der inklusive der Bremse nur wenig mehr wiegt als die bremsenlose Version mit Stahlkörper. Die Shimano Version hat eine Rollerbrake, die er aber plant zu demontieren, um eine [[Felgenbremse]] zu montieren. Die Rollerbrake bietet auch ohne Aktivierung zuviel Widerstand. | ||
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* [[SRAM i-Motion 9 Nabe ]] | * [[SRAM i-Motion 9 Nabe ]] | ||
* [[Shimano Nexus Sieben-Gang-Naben]] | * [[Shimano Nexus Sieben-Gang-Naben]] | ||
* [[Die Sturmey-Archer ASC Fixed Gear | * [[Die Sturmey-Archer ASC Fixed Gear Drei-Gangnabe]] | ||
* [[Shimano Nexus Vier-Gang-Naben]] | * [[Shimano Nexus Vier-Gang-Naben]] | ||
* [[Shimano Nexus und Alfine Acht-Gang-Naben]] | * [[Shimano Nexus und Alfine Acht-Gang-Naben]] | ||