NIEUWS

De evolutie van de versnellingen.



De aandrijving en versnellingen.
In den beginne had de fiets een enkele vaste aandrijving. Hier was het rendement van de aandrijving heel hoog, omdat de trapas direct met de naaf verbonden was. Het eerste versnellingssysteem op de fiets, was dan ook een naafversnelling, een planetair stelsel: de Crypto-as. Deze dateert al van Hoge Bi rond 1878; dit ontwerp was al bekend uit uurwerken.
Zodra we versnellingen in gaan bouwen, krijgen we te maken met extra verliezen door tandwielen en/ of kettingen.
Bij de introductie van de Rover Safety met kettingaandrijving in 1885, ontstond de mogelijkheid om het achterwiel uit te rusten met een tandwiel links en rechts. De rijder moest om te schakelen wel afstappen en het wiel omdraaien. De verschillen in tandwielen waren nooit echt groot, want de ketting moest blijven passen; dat kon alleen door te schuiven in de achterpat. Dit is tientallen jaren in de wielersport gebruikelijk geweest.
Op een baanfiets ( vaste aandrijving ) is het rendement van de ketting maximaal 98 %. Bij een gewone racefiets met freewheel halen we maximaal 96-97%. In het slappe part van de ketting zit namelijk de derailleur (zie FIG.1 bij B). Hier zijn 2 tot 5 procenten verlies, bij een vuile of roestige ketting zelfs het dubbele. Ook het gebruik van kleine tandwielen (11-12) op het blok kost tot 3-4 % vermogen en extra slijtage van ketting en tandwielen. De hoek die de ketting draait om de derailleurwieltjes is eigenlijk te groot (of de wieltjes te klein). Dit geldt zeker in de zware verzetten, waardoor de ketting sneller slijt. Met optimale smering halen we bij het lichte verzet (40-28) de 97%; daarvan houden we bij het zware verzet 50-11 nog maar 91% over. Bij ligfietsen wordt vaak gebruik gemaakt van slangachtige beschermingssystemen en geleiderollen voor de ketting. Zeker als ze in het trekkende deel van de ketting zitten zijn dit vermogenvreters (een tot drie procent). In het slappe part B zal het ongeveer de helft zijn.
Elke aandrijving heeft dus verliezen. Bij een gemiddelde derailleur moeten we op ongeveer 5% rekenen; bij versnellingsnaven ligt dat percentage hoger. Er is namelijk een groot nadeel aan planetaire stelsels: alle tandwielen die in elkaar grijpen, roteren en krachten door geven, verliezen energie door wrijving. Gewoonlijk zijn de lageringen van de planeetwielen niet meer dan glijlagers. De verliezen door wrijving van lagers en tandwieltjes kunnen wel behoorlijk oplopen tot 10-20%. In sommige standen zullen er veel wieltjes ingeschakeld worden en bij andere minder. Het rendement van de versnellingsnaaf zal dus afhangen van de versnellingskeuze en van het type naaf. Een dure naaf als Rohloff, maakt wel gebruik van lagers; het rendement is vergelijkbaar met een derailleur. Het rendement van Shimano Nexus 7-bak was erg matig, gemiddeld 85%; de huidige 8-bak is flink verbeterd door enkele lagers en een andere schakeling.