SEILREIBUNG

Reibung zwischen Innenzug und Außenhülle im > Bowdenzug.

Der Grad dieser Reibung ist in erster Linie von dem Biegewinkel (>
Umschlingunswinkel) abhängig. Außerdem geht noch die Oberflächenbeschaffenheit
beider Teile ein und deren Schmierung (Beeinflussung des
Reibungskoeffizienten).

Das Gesetz der Seilreibung gehorcht folgenden mathematischen Zusammenhängen:

S1 = S2 . eµalpha
mit: S1 = gesamtaufzubringende Kraft (Betätigungskraft plus Seilreibungskraft in
N);
       S2 = Betätigungskraft in N
        e  = "natürliche Zahl": 2,71828 (ohne Einheit);
        µ  = > Reibungskoeffizient, ohne Einheit;
   alpha = Umschlingungswinkel im Bogenmaß (360° entspricht  2 Pi also 6,28),
ohne Einheit.

Beispiel: Bei der Verlegung des Bowdenzuges zum Hinterrad kommen 180°
Umschlingungswinkel zusammen. Die Bremse soll mit einer Betätigungskraft von S2
= 500 N gezogen werden. Wie hoch muß dann die gesamtaufzubringende Seilkraft S1
am Bremsgriff sein, wenn µ mit 0,15 angenommen wird (Mittelwert für gut
geschmierten > Innenzug); Das Bogenmaß alpha beträgt bei 180° = Pi = 3,14.

S1 = S2 . eµalpha  = 500 N . 2,71828 0,15x3,14 = 800,99 N.

Die echte Seilreibung beträgt in diesem Fall bei einer Betätigungskraft von 500
N, einem Umschlingungswinkel von 180° und einem Reibungskoeffizienten zwischen
Innen- und Außenzug von 0,15 also 300,99 N
Da sowohl der Reibungskoeffizient als auch der Umschlingungswinkel exponentiell
eingehen, besitzen beide einen erheblichen Einfluß auf die Seilreibung. Erhöht
sich der Reibungskoeffizient infolge schlechter Wartung auf 0,2 und kommem durch
ungeschickte Zugverlegung 225° Umschlingungswinkel (1¼ Pi = 3,14 + ¼ . Pi =
3,927) zusammen, so erhöht sich die benötigte Bremshebelkraft am Bremshebel auf:

S1 = 500 . 2,71828 0,2x3,927 = 1.096,6 N.

Aufgrund dieser Gesetzmäßigkeiten sollten Bowdenzüge möglichst kurz und
geradlinig verlegt werden ("lacknah") und bedürfen ständiger Pflege und Wartung.

Der Radius der Biegung spielt übrigens im Gegensatz zu den Winkelgraden keine
Rolle, sondern fordert den Innenzug nur in seiner Flexibilität.

Moderne Bowdenzüge haben übrigens zwischen Außenhülle und Innenzug ein
gleitförderndes Kunststoffröhrchen eingezogen und die Innenzüge haben eine
reibungsmindernde Oberflächenbehandlung erfahren.

        Sonderfall
Interessant ist ein Sonderfall der Seilreibung bei Führung des Schaltseils um
die Unterseite des Tretlagers herum: An dieser schmutzexponierten Stelle
arbeitet sich der Zug durch Schmirgeleffekte besonders bei > Aluminiumrahmen in
das Metall ein. Erreicht die Tiefe einer so eingeschmirgelten Nute den halben
Seildurchmesser, kann es zu Keilwirkungen kommen, die die Seilbetätigung
erheblich erschweren.

Aus diesem Grunde sollte man auf jeden Fall bei Alu- und Carbonrahmen
Kunststoff-Führungselemente einsetzen, die einige Rahmen nicht besitzen. Zu den
Auswirkungen s. > Schaltprobleme. Einen Ähnlichen Effekt können übrigens auch
sehr dicke Innenzüge in einem dünnen Außenzug hervorrufen. Ein dünneres Seil ist
daher immer leichtgängiger als ein dickes.

Copyright und redaktionelle Inhalte:
Dipl.Ing.FH Christian Smolik 18.05.2000
technische Umsetzung:
Dipl.Ing.FH Jörg Bucher zuletzt am 18.05.2000