Fakten zur Reibung: Größere Riemenscheiben sind wirklich effizienter

Oct 21, 2023

Es wurden kleine Energiesparunterschiede zwischen den Riemenscheibenrädern des Schaltwerks festgestellt

Von James Huang

Veröffentlicht: 12. Juni 2013 um 22:29 Uhr

Profi-Straßenrennfahrer, die die einzigartig übergroßen Schaltkäfige von Berner verwenden, haben immer wieder geschworen, dass sie dank ihrer riesigen 15-Zahn-Riemenscheiben die Reibung im Antriebsstrang reduzieren. Jetzt hat Jason Smith vom in Boulder ansässigen Labor Friction Facts diese Behauptung mit seinen eigenen unabhängigen Tests bestätigt. Mit Berner ausgerüstete Rennfahrer wie Fabian Cancellara, Edvald Boasson Hagen, Philippe Gilbert und andere werden erleichtert sein zu erfahren, dass der Vorteil tatsächlich vorhanden ist – aber er ist mit nur 1,76 Watt im Vergleich zu einem Standard-Shimano-Dura-Ace-Setup auch recht gering.

Laut Smith ergeben sich die Vorteile des Berner-Käfigs aus drei Schlüsselprinzipien: Riemenscheibengröße, Käfigspannung und Lagerreibung.

Smith isolierte die Auswirkungen der Riemenscheibengröße, indem er Riemenscheiben mit 10, 11, 13 und 15 Zähnen in die gleiche Lagerbohrung einarbeitete und dann zwischen den Tests die gleichen beiden Patronen transferierte. Die geringere Kettenspannung (d. h. die Kettenspannung zwischen der unteren Schaltrolle und der Unterseite des Kettenblatts), die Trittfrequenz sowie die Kettenblatt- und Zahnkranzgrößen wurden während des gesamten Tests konstant gehalten.

Der Unterschied zwischen der besten Leistung (15 Zähne) und der schlechtesten Leistung (10 Zähne) war mit nur 0,49 Watt sehr gering, aber immer noch messbar – ähnlich wie andere es theoretisch berechnet haben. Vergleicht man die 15-Zahn-Riemenscheiben mit den 11-Zahn-Riemenscheiben, die in modernen Umwerfern häufiger verwendet werden, sinkt der Unterschied auf 0,25 Watt. Smith behauptet, dass bei den größeren 15-Zahn-Riemenscheiben eine geringere Gelenkbewegung der Kettenglieder beim Durchgang durch den Käfig erforderlich ist als bei kleineren Riemenscheiben, wodurch weniger Reibung zwischen den Seitenplatten entsteht.

Durch den Austausch der Standardlager des Herstellers – bei gleichzeitiger Beibehaltung einer konstant niedrigeren Kettenspannung – wird dieser Unterschied noch größer, sagt Smith. Ein standardmäßiges Shimano Dura-Ace-Riemenscheibenpaar mit 11/11 Zähnen benötigt 2,6 Watt Leistung, verglichen mit 2 Watt bei Berners keramikverstärktem 13/15-Zahn-Setup.

Auch die Käfigspannung spielt offenbar eine Rolle. Im Allgemeinen ist weniger Spannung besser als mehr. Smith sagt, dass ein serienmäßiger Shimano Dura-Ace-Riemenscheibenkäfig eine geringere Kettenspannung von 14,19 N (3,19 lb) erzeugt, während die leichter gefederte Konfiguration eines Berner mit nur 6,85 N (1,54 lb) weniger als die Hälfte erzeugt. Unter Berücksichtigung aller drei Faktoren (Riemenscheibengröße, Lagerleistung und Käfigspannung) ermittelte Smith einen Unterschied von 1,76 Watt.

Eine Effizienzsteigerung von weniger als zwei Watt ist für Alltagsfahrer kaum weltbewegend und kaum praktikabel, wenn man bedenkt, dass ein mit Keramik ausgestatteter Berner-Käfig etwa 359 € kostet (etwa 478 US-Dollar oder 305 £ bei reinen Umrechnungskursen). Zwei Watt sind jedoch immer noch zwei Watt, und für Spitzenprofis und Teams, deren Lebensunterhalt von Rennergebnissen abhängt, ist es eine relativ „kostenlose“ Geschwindigkeit.

Ungeachtet dessen haben Smiths Ergebnisse einige realere Auswirkungen, wie etwa die Auswirkungen einer kleinen-kleinen vs. großen-großen Gangkombination, der Kettenlänge (die sich auf eine niedrigere Kettenspannung auswirken würde) und der Kettenspannung bei Singlespeed- und Bahnrädern. Bleib dran für mehr.

Smiths vollständiger, detaillierter Bericht ist derzeit als kostenloser Download unter www.friction-facts.com verfügbar.

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