Präzession

Die mechanische Präzession ist ein Begriff aus der Kreiseltheorie. Hier soll es ausschlißelich um die Begriffsklärung für unser Thema Fahrrad gehen. Die mechnanische Präzession bezieht sich auf ein rundes Bauteil, das sich inmerhalb eines Runden Lochs dreht, weil die Fertigungstoleranzen zwischen den Bauteilen und ausgeübte Kräfte zu einer Richtungsänderung führen. Die Drehrichtung des innenliegenden Bauteils läuft gegensätzlich zur Drehrichtung der Rotationskraft. Fraßkorrosion zwischen dem Bauteil und dem Loch ist oft das Eregbnis dieser Bewegung. Diese minimale Bewegung zwischen zwei auf den ersten Blick fest verbundenen Bauteilen zueinander erzeugt dieses Schadensbild.

Mechanische Präzession ist der Prozess des Rollens eines runden Teils (blauer Kreis) in einem runden Loch (roter Kreis) in Gegenrichtung zur Rotationsrichtuing der angewandten Radialkraft. Die angewendete Radialkraft wird vom grünen Pfeil dargestellt. Der Mittelpunkt des blauen Quadrats bewegt sich gegen den Uhrzeigersinn entlang eines kleinen Kreises, dessen Durchmesser die Differenz zwischen den Durchmnessern des blauen und roten Kreies ist. Mehr Details ersparen wir uns hier.

Bei einem Fahrradpedal wird eine Rotationskraft durch das abwärts pedalieren auf die Welle, die mit der Kurbel rotiert, ausgeübt. Die vorherrschende Abwärtskraft rotert effektiv um die Pedalwelle. Es ist nicht direkt offensichtlich, aber sogar fest verbunden engpassende Bauteile haben immer noch minimales Spiel wegen ihrer Elastizität. Metalle sind keine starren Materialien, wie man beispielsweise bei Stahlfedern sehen kann. Unter Last werden in solchen Verbindungen Mikrodeformationen erzeugt, die zu minimalen Bewegungen führen. Das sieht man auch an den Verschleißerscheinungen, wo die Pedalachesn in den Kurbelaufnahmen sitzen.

Diese mechanische Präzession ist ein rein auf Kontaktkräfte basierender Prozess und hängt nicht von Masseträgheit ab oder ist invers proportional zur Bewegungsgeschwindigkeit. Sie ist vollständig unabhängig von drehmomentfreier und drehmomentinitierter Präzession.

Beispiele aus dem Fahrradbereich

Präzession, die durch Fraßkorrosion unter hohen Drehmomenten ausgelöst wird, kann Schrauben dazu bringen, sich selbst zu lösen.


Pedale

Fahrradpedale der linken Seite haben an der Kurbel ein Linksgewinde, so dass die mechanische Präzession das Pedal fester zieht statt sie zu lösen. Das ist nicht direkt intuitiv, jedoch ist das Drehmoment, das durch die Präzession ausgeübt wird, im einige Potenzen höher als das Drehmoment durch festgesetzte Pedallager.

Shimano SPD Achseinheiten, die vom Pedalkörper zu Wartungszwecken abgeschraubt werden können, haben ein Linksgewinde, an dem die Achseinheit in das rechte Pedal geschraubt wird. An der Pedal/Kurbel Schnittstelle ist es geneu umgekehrt. Anderenfalls würde die mechanische Präzession des Pedalkörpers um die Achse diese beiden Teile voneinander lösen.

Innenlager

Innenlager mit BSA Gewinde haben auf der rechten Seite ein Linksgewinde (auf der Antriebsseite in das Tretlagergehäuse. Das ist gegensätzlich zu den Pedalgewinden weil die Richtung der relativen Bewegung zwischen diesen Teilen umgekehrt ist. Italiänsche und Französische Innenlager haben beidseitig ein Rechtsgewinde.

Ritzel

Keilverzahnte Ritzel "präzessieren" gegen den Konterring, der in den Freilauf geschraubt wird. Shimano setzt einen Konterring mit Sperrklinken ein, der die Kassette in Position hält und der mechanischen Präzession widersteht. Sturmey-Archer benutzte früher Ritzel mit 12-Keilen für Zweifach- und Dreifach-Naben für den Renneinsatz. Diese wurden aus dem gleichen Grund durch einen Konterring mit Linksgewinde gesichert. Fixed Gear Fahrräder haben ebenfalls einen Konterring mit Linksgewinde. Das hat jedoch nichts mit Präzession zu tun; das soll nur sicherstellen, dass der Konterring sich weiter festziehen soll, falls sich das Schraubritzel zu lösen beginnt.

Werbung:

Siehe auch

Quelle

Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Prescession (mechanical) aus der englischen Version der freien Enzyklopädie Wikipedia und steht unter der GNU-Lizenz für freie Dokumentation. In der Wikipedia ist eine Liste der Autoren verfügbar. Deutsche Übersetzung, Kürzung und Adaption des Artikels durch bikegeissel.