Piny, haki i rampy

(19.02.2012)

Napędy wielobiegowe nie zawsze były urządzeniami które jednym kliknięciem zmienia bieg. Do dzisiaj pamiętam instrukcję obsługi starożytnej polskiej szosówki z instrukcjami jak i kiedy zmieniać bieg oraz jak regulować podczas jazdy położenie wodzika przerzutki aby unikąć ocierania. Ta ezoteryczna wiedza stała się nagle zbędna, kiedy upowszechniły się indeksowane przerzutki - które efektywnie zlikwidowały możliwość precyzyjnego doboru pozycji wodzika. Od tego czasu kasety i korby zaczęły być wyposażane w coraz to bardziej wymyślne systemy mające usprawnić zmianę biegów oraz uczynić ją szybszą i bardziej odporną na obciążenie napędu. Kamieniem milowym w tym rozwoju był koniec lat osiemdziesiątych XX w, kiedy to Shimano wprowadziło istotną modyfikację do swoich kaset. Ma ta modyfikacja nazwę 'Hyperglide' czyli HG i jest prekursorem dzisiejszych systemów.

Inżynierowie Shimano zauważyli, że łańcuch podczas zmiany biegu zwykle zanim opuści jedna zębatkę nie zazębiał się prawidłowo z druga. Dopiero kiedy łańcuch całkowicie schodził z poprzedniczki to skokowo zazębiał się z druga.

Miało to dwie istotne wady.

• Po pierwsze, zamiast płynnego tempa pedałowania mieliśmy nagłe szarpnięcie korbami kiedy łańcuch usadawiał się na nowej koronce
• Po drugie, czas pomiędzy machnięciem manetką a rzeczywistą zmianą biegu niepotrzebnie się wydłużał - mając pecha może być wymagana nawet połowa obrotu korbami na zmianę biegu na kasecie. To dużo. W kategoriach wyścigowych to wręcz przepaść.

Problem ten rozwiązano odpowiednio orientując sąsiednie koronki kasety ( i korby zresztą też ). Synchronizacja ta zapewnia, że w pewnych "magicznych" miejscach na zębatce, jeżeli łańcuch zostanie z niej podniesiony, to zazębi się sąsiadującą koronka będąc wciąż zazębiony z aktualną.

Lokalizacja tych "magicznych" miejsc jest ściśle określona i zależy głownie od różnicy ilości ząbków pomiędzy sąsiadami.

Na rzecz tego arktykułu nazwę te magiczne miejsce 'przeziębieniem'.

Do przezębienia łańcucha z koronki mniejszej na większą odpowiednio kształtuje się tzw 'rampę' na sąsiedniej koronce, mniej więcej tak - dla jasności zaznaczona na tych zwłokach kasety XT na pomarańczowo:

Łańcuch podczas przechodzenia na wyższą zębatkę klinuje się w przetłoczeniu na zębatce i podnosi się na wyższą koronkę. Mnie więcej tak jak na obrazku niżej:

W przypadku zmiany z większej na mniejsza przęzebienie jest realizowane przez odpowiednie pochylenie/przyszlifowanie ząbków na koronce aktualnej, tak aby lańcuch ześliznąl się z niej tak, by trafić na sąsiadkę. W sprzęcie wygląda to tak ( znowu część robocza jest na pomarańczowo ):

Łańcuch schodzi z koronki w pochyłym zębie, klinuje się na następnym a następnie ustawia na koronce niżej:

Oczywistym jest, iż im więcej punktów przezębienia, tym szybciej będą się zmieniać biegi im więcej punktów przezębienia istnieje pomiędzy dwoma zębatkami. Maksymalna ilość takich punktów określona jest przez największy wspólny dzielnik ilości zębów każdej z sąsiadujących koronek.

Przykładowo - koronka 25 i 35 maja największy wspólny dzielnik równy 5. Ergo - maksymalnie w 5 punktach można zaprojektować idealny punkt przezębienia.

Fakt ten wykorzystali inżynierowie / marketingowcy SRAMa przy wprowadzeniu napędów 2x10 i zaproponowali korby w rozstawach: 26/39, 28/42 i 30/45 - co daje odpowiednio 13, 14 i 15 punktów przezębienia. Podobnie dla korb 3 rzędowych SRAM oferuje rozstaw 22/33/44 gdzie pomiędzy koronkami jest zawsze 11 punktów przezębienia. Efektywnie - przerzuca to szybciej.

Swoja droga - również kanoniczne korby szosowe, w rozmiarze 39/52 nie sa przypadkiem - wspólny dzielnik to 13.

Znaczenie tych wszelakich ułatwiaczy jest jednym z kluczowych elementów sprawnie działającego systemu indeksowania biegów. Wynika to z faktu, że w indeksowanym napędzie nie mamy możliwości precyzyjnego ustawiania wodzika przerzutki – robimy 'klik' i tyle, mechanika kasety/łańcucha musi sama sobie poradzić z zmianą przełożenia. Jednym z objawów problemów w napędzie jest właśnie brak zmiany biegu mimo iż manetką dawno już kliknięto ;)

Ułatwiacze nie przychodzą jednak za darmo. Po pierwsze, przefrezowania i przetłoczenia ząbków oznaczają mniej materiału który przenosi obciążenia, więc i w efekcie szybsze zużycie napędu. Po drugie, drzewiej łatwo było skomponować własną kasetę ( ba, był to często tzw "killer feature" i dobre sklepy rowerowe posiadały gabloty z szeregiem zębatek do wyboru - klient robił własny zestaw ). W momencie kiedy trzeba precyzyjnie dobrać orientację koronek wobec siebie, to jest to nieco trudniejsze.