Anzeige
Anzeige

Fahrrad-Nabenschaltungen (1) 29.11.2012, 06:16

Ausschnitt: Fahrrad Nabenschaltung, Vorschaubild

Die Basis aller Fahrrad-Nabenschaltungen sind Planetengetriebe in verschiedenen Ausführungen. Das einfachste Planetengetriebe erlaubt das Fahren mit drei Gängen. Hier einführende Grundlagen dazu.

Anzeige
Anzeige
  • (geändert: )

Fahrrad-Nabenschaltung

Die Tretkraft des Radfahrers ist begrenzt; wenn sie auf ebener Strecke zum Fahren ohne Gangschaltung ausreicht, genügt sie an längeren Steigungen nicht mehr. Die Fahrradschaltung hat die Aufgabe, die Antriebskraft an unterschiedliche Fahrwiderstände anzupassen. Fahrräder können mit zwei Schaltsystemen ausgestattet sein: mit Nabenschaltungen und Kettenschaltungen.

Nabenschaltungen
Weil sie geschlossen in der Hinterradnabe von Zweirädern eingebaut sind, sind die Getriebe-Einzelteile gegen Verschmutzung geschützt. Im Gegensatz dazu sind Kettenschaltungen offen und damit äußerer Verschmutzung ausgesetzt.

Die Basis aller Nabenschaltungen sind Planetengetriebe in verschiedenen Ausführungen. Das einfachste Planetengetriebe erlaubt das Fahren mit drei Gängen. Die folgenden Erläuterungen und ein weiterer Beitrag befassen sich mit einem solchen 3-Gang-Planetengetriebe. Dazu sei auch auf die tec.LEHRERFREUND-Beiträge Planetengetriebe (1) und Planetengetriebe (2) verwiesen. 
Oft wird auch die Kettenschaltung mit einer Nabenschaltung kombiniert. Die Kombination 3-Gang-Nabenschaltung mit 7-Gang-Kettenschaltung ergibt dann eine Schaltung mit 7 mal 3 = 21 Gängen.

Schalten: Die Nabenschaltung wird mit einem Schalter am rechten Lenkergriff betätigt. Dabei ist kein Treten wie bei Kettenschaltungen notwendig. Beim Schalten während der Fahrt ist es schonend für die Getriebebauteile, wenn man mit etwas weniger Kraft weiter tritt. Schädlich ist das Schalten unter Volllast.

Kenngrößen einer Gangschaltung sind neben der Anzahl der Gänge der Übersetzungsbereich, also das Verhältnis zwischen größtem und kleinstem Gang. 3-Gang-Nabenschaltungen besitzen Übersetzungsbereiche von etwa 180 %; bei 7-Gang-Naben geht sie bis 300 %. Der Hersteller ROHLOFF gibt für seine 14-Gang-Nabe SPEEDHUB einen Übersetzungsbereich von weit über 500 % an. (Diese Schaltung ist die einzige unter Last schaltbare Nabe). 

Beachten: Übersetzungen in der Fahrradtechnik
Übersetzungen bei Fahrrädern wurden schon immer anders berechnet als Übersetzungen im allgemeinen Maschinenbau.

In der Fahrradtechnik ist die Übersetzung (Skizze) 

i = z1 : z2 (im Maschinenbau ist es umgekehrt: i = z2: z1)  
i = n2 : n1

In Zahlen: i = z1 : z2 = 46 : 14 = 3,286, d.h. die Übersetzung ins Schnelle ergibt eine Zahl >1. 

Fahrrad: Sonnenrad steht, Planetenträger treibt Hohlrad an.
Um das auf der Hinterachse feststehende Sonnenrad drehen sich drei Planetenräder (im Bild ist nur ein Rad gezeichnet). Dabei treibt der Planetenträger über das Planetenrad das Hohlrad und die Nabe an. In den Skizzen ist der Planetenträger als Hebel dargestellt. In der konkreten Konstruktion jedoch ist es in der Regel ein geteilter Scheibenring, in dem die drei Planetenräder gelagert sind.

 

 

3-Gang-Planetengetriebe: Berechnungsbeispiel Schnellgang 

 
Wie oft dreht sich bei 1 Umdrehung des Planetenträgers das Hohlrad?
Man kann sich den Vorgang so vorstellen: 
In Gedanken blockiert man Sonnenrad 1 und Planetenrad 2 miteinander.
Schritt 1: Man dreht den Planetenträger 1 Umdrehung nach rechts, dabei machen auch das Sonnenrad und das Hohlrad 1 Umdrehung nach rechts.
Schritt 2: Weil das Sonnenrad hätte stehen bleiben müssen, heben wir die Blockierung auf und drehen das Sonnenrad bei festgehaltenem Planetenträger wieder 1 Umdrehung zurück. Dabei dreht sich das Hohlrad im Verhältnis der Zähnezahlen z1 : z3 weiter nach rechts. 
Bei 1 Umdrehung des Planetenträgers dreht sich das Hohlrad also 1 + z1: z3 Mal.

Rechenbeispiel dazu:
z1 = 13, z3 = 45, n1 = 150 1/min. 

i = 1 : (1 + 13 : 45) = 1 : 1,289 = 0,776, das ist eine Übersetzung ins Schnelle.

n2 = n1 : i = 150 : 0,776 = 193,3 1/min.

Aufgabe: Bestimmen Sie die Abtriebsdrehzahl n des Hohlrades und das Übersetzungsverhältnis i einer 3- Gang-Nabenschaltung. 
Gegeben sind: Zähnezahl z1 des Sonnenrades = 17, Zähnezahl des  Hohlrades  z3 = 51, Antriebsdrehzahl des Planetenträgers n1 = 160 U/min.   

Lösungen:
i = 0,75
n2 = 213,33 1/min

Die Skizze unten ist für die Verwendung in Aufgabenblättern gedacht. 

Anzeige

Kommentare

5

Zum Artikel "Fahrrad-Nabenschaltungen (1)".

  • #1

    Ja danke - Mittlerweile habe ich auch gesehen, dass es einen neueren Beitrag dazu gibt (Pfeil nach links am Ende des Beitrages) da kommt man direkt zu dem Thema mit schnitten einer Nabenschaltung.. . Danke trotzdem

    schrieb Andras am

  • #2

    Die Getriebenaben haben mehrere Übertragungselemente zur Nabenhülse,z.B. die 3 Gang Torpedo ein Klinkenpaar, das im 1. Gang vom Planetenträger aus (sitzt bei RBN auf dem Bremskonus)  in die Hülse eingreift,, das andere Klinkenpaar sitzt auf dem Hohlrad und treibt im 3. Gang die Nabenhülse an. Dabei wird das 1. Klnkenpaar von der Hülse überholt. deshalb klickert es im normalen Tretbetrieb.

    schrieb noah am

  • #3

    Hallo
    der Artikel ist echt super und übersichtlich,
    nur ich habe eine kurze Frage:
    Was bedeutet im Rechenbeispiel die 1 in “150 1/min” ?
    Und wie ist der Rechenweg zu der Aufgabe darunter ?
    Freue mich auf ine schnelle Antwort auch via E-Mail:
    Mailadresse vom Lehrerfreund-Admin entfernt
    Gruß
    Felix

    schrieb Felic am

  • #4

    “Speedhub(Diese Schaltung ist die einzige unter Last schaltbare Nabe)”

    Das ist nicht ganz richtig. Das Handbuch gibt vor, beim Schalten zu Entlasten bzw. bei OT oder UT zu schalten.
    Die einzige Nabe, die sich nach meiner Kenntnis tatsächlich unter Last schalten lässt ist die NuVinci 360.
    Die Alfine 11 angeblich auch, ist aber mit Vorsicht zu genießen bzw. zu schalten

    schrieb noah am

  • #5

    Planetgetriebe habe glaube ich verstanden. Ich bin bisher immer davon ausgegangen, dass das Hohlrad mit dem Hinterrad verbunden ist. Die Beschreibung lässt aber die Schlussfolgerung zu, dass das nicht korrekt ist. Beim Berggang muss ja der Planetenträger mit dem Hinterrad verbunden werden. Wie wird dieses realisiert?

    schrieb Andras am

Ihr Kommentar

zum Artikel "Fahrrad-Nabenschaltungen (1)".



Wir speichern Ihren Kommentar dauerhaft ab (was auch sonst?). Mehr dazu in unserer ausführlichen Datenschutzerklärung.

Andere tec.Lehrerfreund/innen lasen auch:

Anzeige
Nach oben

 >  646 Einträge, 952 Kommentare. Seite generiert in 0.6578 Sekunden bei 203 MySQL-Queries. 319 Lehrer/innen online (3 min Timeout / 1674 ) |