Liebes Forum,

ich wundere mich etwas über den am Montageständer gefühlt hohen Widerstand meiner 4-jährigen Rohloffnabe am MTB. Die im Handbuch empfohlenen Abhilfemaßnahmen habe ich schon ausprobiert.

Nun war ich aber gespannt, wie groß der Widerstand tatsächlich ist. Dazu habe ich zunächst das Trägheitsmoment des kompletten Hinterrads mithilfe einer 3D-Konstruktionssoftware abgeschätzt: 0,148 kg*m². Dann habe ich die Kurbel auf ziemlich genau 60 U/min gebracht und die Zeiten bis zum Radstillstand gemessen. Eine konstante Verzögerung bis 0 angenommen lassen sich damit Bremsmoment und Bremsleistung berechnen.

Hier die Ergebnisse:
Direktgang (11), Kurbel loslassen (dreht sich mit) => 12 s => 0,18 Nm Bremsmoment am Rad => 2,7 Watt Verlustleistung
Direktgang (11), Kurbel festhalten (Freilaufbetrieb) => 8,5 s => 0,26 Nm Bremsmoment => 3,9 Watt Verlustleistung
Gang 8, Kurbel loslassen (dreht sich mit) => 9 s => 0,17 Nm Bremsmoment => 1,7 Watt Verlustleistung

Ich hätte zwar höhere Werte erwartet, aber wenig ist es ja trotzdem nicht. Zumal diese Widerstände quasi lastunabhängig sind.

Wie ist eure Meinung dazu?
Liebe Grüße
Flo

Hi Flo,
hört sich ja schon "wissenschaftlich" an was Du da gemessen / berechent hast...

Naja, ist Dir denn in letzter Zeit ober beim Reiningen in den letzten Jahren etwas aufgefallen? Hast Du auf einmal eine deutliche "Verschlechterung" bemerkt?

Ich benutze bei 2 Fahrrädern eine Rohloff Narbe. Beide habe ich "gebraucht" erworben, und eines ist selbst ca. doppelt so alt. Bei beiden Rädern ist mir "nichts" aufgefallen, obwohl ich sie beide 4000km-7000km pro Jahr fahre. Übrigens mein Vorderrad (mit Narbendynamo) kommt recht schnell zum Stillstand, und ob ein Hinterrrad mit "Kettenschaltung" länger läuft?!

Gibt es denn eine konkrete(s) Sorge/Geräusch/Schleifen?

Grüsse
Oliver

Hast du Ketten-oder Riemenantrieb? Wenn Kette, wäre es interessant zu wissen, um wieviel die Verlustleistung bei Riemenantrieb noch größer ist.
Ich habe mich über das Mitdrehen der Kurbel immer geärgert, wenn mir beim Schieben des Rades die Pedale an die Wade stieß. War für mich einer der Gründe, von Rohloff wieder auf Kettenschaltung zurück zu wechseln.

Die Ergebnisse dieses Auslaufversuch sind doch gar nicht so daneben. Hier ist ja direkt die Beschreibung aus Rohloff-Sicht. Ich habe jetzt mal die 2,7W bei 0,18Nm für etwa 20km/h mit einem normal großen Laufrad geschätzt. Bei typischen 100W Antriebsleistung wären die 2,7W halt 2,7%-Verlustpunkte, bei 200W wären es nur noch knapp 1,4%-Verlustpunkt und zusätzlich mit den lastabhängigen Verlusten (auch so 2 - 3%-Verlustprozente) liegt man so bei 95%. Zur Meßgenauigkeit muss Du selbst ein Einschätzung geben, aber so ein Auslaufversuch ist recht genau - wenn das angesetzte Trägheitsmoment halbwegs stimmt.

mein Alltagsrad (Intec T8) hat eine 21-jährige Rohloffnabe. Die rotatorischen Massen sind recht ähnlich und das Teil dreht sich mindestens doppelt so lang (noch nicht gemessen, aber geschätzt). An eingelaufenen Dichtungen liegt es aber nicht, denn diese sind vor 1 Jahr komplett erneuert worden.

Die betroffene MTB-Rohloff lief aber schon immer so "schwergängig". Auch in einem Rahmen mit Exzenter-Tretlager. Daher schließe ich mal die Einbausituation als Ursache aus.

Beim Trägheitsmoment dürfte ich nicht weit von der Realität entfernt sein. Ich habe einen 1600g schweren Zylinder mit 80 mm Durchmesser als Nabendummy, einen 1432g schweren Donut mit dem Durchmesser 622 (Reifen+Schlauch+Felge+Felgenband+Nippel) und eine hauchdünne Scheibe, die die Speichen (185g) simulieren soll konstruiert. Das dürfte recht akkurat sein.

Ich habe einen Kettenantrieb ohne Spanner oder sonstige Umlenkung.

Naja, die Rohloff ist zwar die Nabenschaltung mit dem höchsten Wirkungsgrad, aber sicher nicht die effizienteste Art des Fahrradgetriebes. Aber nicht so schlimm (und so schwer ) wie eine Pinion ...


Andreas Oehler (MaschBauIng) hat das für die Fahrradzukunft untersucht:

• Fahrradzukunft 16
• Fahrradzukunft 20
  

Rohloff am Reiserad ist eine nette Sache, wenn man den Komfort einer Nabenschaltung möchte und das Kleingeld übrig hat.

Wenns um Effizienz, Gewicht und Preis-Leistungsverhältnis geht, ist man natürlich bereits mit einer einfachen (Deore) Shimano MTB-Schaltung viel besser bedient ...

3%-Punkte Verluste gegen 2%-Punkte Verluste sind 50% mehr und merkt das aber nicht beim Fahren. Dafür ist "schwergängig" einfach ein übertriebener Begriff. Schwergängig sind echte Funktionsdefekt. Es gibt im Handbuch Tipps, wie man es beseitigen kann, wenn die Radlager gegeneinander etwas gespannt sind. Ansonsten ist der Wirkungsgradnachteil der Speedhub gegenüber der sauberen Kettenschaltung etwa wie die zusätzlichen Leerlaufverluste eines (guten) NaDy. Wenn der Verdacht besteht, dass in der Nabe etwas nicht ok ist, dann entweder einschicken oder Ritzel abnehmen und die Dichtung dabei prüfen und den Block mal ohne weiteres Zerlegen aus dem Gehäuse ziehen.

Hallo Flo,
zunächst bin ich beeindruckt über Deine Berechnung des Massenträgheitsmomentes und Deinen Versuchsaufbau.

Was die ermittelten Verluste an geht, so halte ich diese für vernachlässigbar. Bedenke, dass bei der Vortriebsleistung die Geschwindigkeit mit der dritten Potenz eingeht: 3% weniger Leistung bedeuten 1% geringere Geschwindigkeit.

Bei der Tour de France entscheidet das vielleicht den Sieg. Im Alltag völlig nebensächlich.
Gruß, Gerd

Äh, Moment, das ist nicht das, was mit "dritter Potenz" gemeint ist.

Und das stimmt so pauschal auch nicht. Gemäß Newton gilt F=m*a, und daher auch, dass sich bei konstanter Antriebsleistung eine konstante Geschwindigkeit einstellt, bei der sich die Antriebskräfte mit den bremsen Verlustkräften die Waage halten. Die Geschwindigkeitsabhängigkeit der Verlustkräfte ist ziemlich komplex, da gibt es verschiedene Komponenten, in die die Geschwindigkeit in unterschiedlichen Potenzen eingeht.

Berechnet wurde hier eine mittlere Bremsleistung von ~3W aus einer mittleren Rotationsgeschwindigkeit des Hinterrades in den Stand. Wohlgemerkt für den Spezialfall, dass die Antriebsleistung bei 0W liegt.
Völlig unklar ist aber, wie sich der Sachverhalt sowohl geschwindigkeitsabhängig, als auch antriebsleistungsabhängig verhält. Und bei der Rohloff noch viel interessanter: wie das von den Gängen abhängt.

Nur so als Gedankenspiel: Man denke an ein Antriebskonzept mit 100% Wirkungsgrad. Aber mit einem fürchterlich schlechten Freilauf, der zu einer enormen Verlustleistung führt. Im Trittfalle hätte man dann 100% Wirkungsgrad, sobald man rollen lässt, bremst es schlagartig ab.
Diese Ausrolltests sagen dann genau dies: wie stark es abbremst, wenn man nicht tritt. Der eigentlich interessante Fall ist ja aber der, dass getreten wird. Und da kann die Welt völlig anders aussehen.
Die Verlinkung auf den Fahrradzukuntsartikel von pantarhei ist da schon der richtige Zeiger, dort wurden diverse Wirkungsgrade im relevanten Antriebsfall vermessen. Und zumindest in einigen Gängen ist die Rohloff da einer Kettenschaltung ebenbürtig und keineswegs substanziell schlechter.

@Sammy
Meine Betrachtung gilt für den Fall, dass es einen Luftwiderstand gibt. Keinen Luftwiderstand gibt es im luftleeren Raum.

Die Formel F=m*a gilt - immer.
In dieser Formel kommen aber weder Arbeit noch Leistung vor. Deshalb vermag ich Deiner Argumentation nicht zu folgen.
Gruß, Gerd

Der Luftwiderstand ist ja nur eine Kraft, die geschwindigkeitsbegrenzend wirkt. In diese geht die Geschwindigkeit grob vereinfacht quadratisch ein.
Darüber hinaus gibt es aber noch andere Kräfte, die die Geschwindigkeit beim Fahrrad begrenzen, Hangabtriebskraft z.B. (beim Bergfahrt sicher mit Abstand die entscheidende Kraft und ganz und gar geschwindigkeitsunabhängig), Reibungskräfte, die weitgehend geschwindigkeitsunabhängig sind und welche, in die die geschwindigkeit linear eingeht.
Es gibt Kräfte, die nur anliegen wenn nicht getreten wird (Überwindung der Schwelle der Leerlaufmechanik) und welche, die wiederum nur beim Treten anliegen (Kettenreibung, Chainglider). Ich welchen Größenordnungen sich das alles bewegt, ist mir nicht so ganz klar, aber offensichtlich ist das genähert ein deutlich komplexerer Zusammenhang als dass er sich auf ein Monom ("dritte Potenz") reduzieren ließe.

wenn ich davon ausgehe, dass mein Alltagsrad mit der alten Rohloff doppelt so lange dreht und die Massen sehr ähnlich sind, habe ich ~1,4 W weniger Verlustleistung (Direktgang, 60/min, ca. 20 km/h).
Diese Differenz merken bestimmt die wenigsten, da stimme ich dir zu. Aber an einem 5%-Anstieg ist das equivalent zu etwa 1 kg Mehrgewicht (laut einem Wattrechner, 97 kg Gesamtgewicht, entspannte 150 Watt).

Und wenn ich mir ansehe, was von manchen bezahlt wird um nur wenige Gramm an Sporträdern einzusparen, dann ist das schon beträchtlich... ;-)