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/ NetNews Usenet Archive 1992 #31 / NN_1992_31.iso / spool / rec / bicycles / tech / 2814 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-12-23  |  10.8 KB  |  259 lines

  1. Newsgroups: rec.bicycles.tech
  2. Message-ID: <4sR891frv4@bi-l003.bi-link.owl.de>
  3. From: H.ZIERKE@BI-LINK.owl.de (Hans-Joachim Zierke)
  4. Path: sparky!uunet!zaphod.mps.ohio-state.edu!darwin.sura.net!jvnc.net!yale.edu!ira.uka.de!Sirius.dfn.de!mailgzrz.TU-Berlin.DE!math.fu-berlin.de!fub!sisyphos.owl.de!bi-link.owl.de
  5. Subject: B. Rohloff on Rohloff chains
  6. Date: Wed, 23 Dec 92 12:31:00 +0100
  7. X-Mailer: CrossPoint v2.0 R/211 [2638]
  8. References: <1460043@hplred.HPL.HP.COM>
  9. X-Gateway: ZCONNECT UI bi-link.owl.de [RFC/Connect IIIb DOS v0.46]
  10. Lines: 247
  11.  
  12.  
  13. I handed your comments about Rohloff chains over to Mr. Bernhard Rohloff.
  14. As I expected, he likes to reply.  ;-)
  15.  
  16. I'm posting this text as a christmas present to Jobst, who helped me 
  17. understanding bicycle wheels years ago.
  18.  
  19. Any comments will be forwarded to Mr. Rohloff, who doesn't have access to 
  20. email.
  21.  
  22.  
  23.  
  24.  
  25. Disclaimer: It's Bernie speaking.
  26. ------schnippel------------elektronische Abreisskante------------------------
  27.  
  28. Dear Dick King, Bernd Kischnick and Jobst Brandt,
  29.  
  30. we have followed your discussion of chain wear in which the
  31. Rohloff chain played a certain role. As we have recognised some
  32. uncertainty with regards to the construction of our chain and
  33. the consequences on overall wear, we would like to submit the
  34. following assignment.
  35.  
  36. For terminology purposes we start with a description of the
  37. parts of any derailleur chain, which we will refer to during the
  38. article:
  39.  
  40. 1. Roller
  41. 2. Roller link plate
  42.    - Inner link plate carrying the rollers on the outside of the
  43.      integral bushings
  44.    - Pins oscillate inside integral bushings
  45. 3. Pin (press-fitted in pin link plate)
  46. 4. Pin link plate
  47.    -Outer link plate with riveted pins)
  48.  
  49.  
  50. Jobst Brand writes:
  51.  
  52. >I don't believe for a minute that Rohloff bores non round holes
  53. >in his components nor that he has oriented cam ground pins.
  54.  
  55. We don't know what 'oriented cam ground pins' are but we bet a
  56. box of 20 "Paulaner Dunkles Hefe Weissbier" against a bottle of
  57. original Southern Comfort that all roller plates of all Rohloff
  58. chains do have non round holes! The exact shape of the holes is
  59. called trochoide which you can create by deviding a round gateau
  60. in three parts (of 120 degree) and then moving them a little bit
  61. away from the center and connecting the circle periphery with
  62. three tangent lines.
  63. This form of the integral bushing results in some important
  64. advantages of the Rohloff chain regarding wear of the chain and
  65. the sprockets, flexibility and performance.
  66. In addition, the outside shape of the bushings are of a
  67. trochoide form as well which will be described later.
  68.  
  69. Jobst Brand writes:
  70.  
  71. > All this talk about Coulomb and elongation and the rest is
  72. > speculation upon speculation. Let's cut out the pretentious
  73. > jargon. Chains are a relatively well understood mechanical
  74. > element and the machine industry has been using them for a
  75. > century. The auto, aircraft, machine tool, and other
  76. > industrial products use an amount of chains that far exceeds
  77. > the paltry number of bicycle chains in use.
  78.  
  79. In contrast to the above mentioned uses of chains, the bicycle
  80. chain is an important part of the shifting system. In addition
  81. to performance, strength and low weight a bicycle chain must be
  82. flexible sideways to allow shifting from one sprocket to the
  83. other.
  84. This is normally achieved by increasing the clearance between
  85. the pin and the hole of the roller link plate (that is the
  86. inside of the integral bushings). By this we can achieve 1
  87. degree to 1,5 degree side to side flexibility per link.
  88. However,the problem with increasing the clearance is that
  89.   - the pressure and deformation of the parts increases with the
  90.     concequence of faster wear of the pins
  91.   - The chain can be twisted excessively around its longitudinal
  92.     axis causing bad gear shifting qualities.
  93.  
  94. This is the first point where the construction of the Rohloff
  95. chain shows substantial advantages.
  96. The inside of the integral bushings, the 'holes', provide a 120
  97. degree segment of the same diameter as the pin increasing the
  98. contact area between pins and integral bushings. Elastic
  99. deformation is therefore very low.
  100. In addition, the force per area is reduced, in turn reducing the
  101. wear of pins and bushings.
  102. The opposite side of the contact area allows more space of
  103. clearance than a conventional chain, with the result that the
  104. chain achieves a side to side flexibility of more than 2 degree
  105. per link. However, the twist around its longitudinal axis is
  106. only 90 degrees per meter (79 links).
  107. The Rohloff chain easily and directly follows the movement of
  108. the derailleur and shifts faster and runs more silently.
  109.  
  110. However, grit, water and the missing of fresh lubricant do
  111. shorten the life of any chain substantially and our chain is, of
  112. course, not an exception. With a little bit of care the abrasive
  113. wear of a chain can be reduced.
  114.  
  115.  
  116. The pitch of the Rohloff chain
  117.  
  118. Jobst Brand writes:
  119.  
  120. > There has to be at least the tiniest bit of elongation of the
  121. > side plates of a chain. I conclude this from the fact that the
  122. > side plates of Rohloff chains (...) are purposely produced
  123. > being 1/100mm too short. Rohloff claims this is done to
  124. > prolong the chain's life, and that would be pointless if
  125. > elongation is not a limiting factor to a chain's life at all.
  126. > Indeed without elongation the side plates would never match
  127. > their norm length of 1/2 inch.
  128.  
  129. Bernd Kischnick writes:
  130.  
  131. > So I thought, they (Rohloff) use segmented bearings against
  132. > wear in the joints, then the shortened side plates are
  133. > probably to compensate for another effect.
  134. and
  135. > Well, at least Rohloff says the underpitch does not prevent
  136. > the chain to ride in the sprockets in a decent way, and that
  137. > it does not introduce additional wear for the sprockets.
  138.  
  139. To discuss the quotes we concentrate on two points:
  140.  
  141. a. The exact pitch of a Rohloff chain
  142. b. The effects of elongation on a chain
  143.  
  144.  
  145. a. The exact pitch of a Rohloff chain
  146. The discussion about the pitch of a Rohloff chain can be
  147. summarised as follows:
  148.   - principally, the Rohloff chain is notunderpitched, whether
  149.     1/100mm or more.
  150.   - due to the construction with the trochoide integral bushings
  151.     the Rohloff chain has got different pitches for the roller
  152.     link and the pin link. However, the mean pitch is exactly
  153.     1/2 inch.
  154.  
  155. The pitch of the pins of the pin link is 12,5mm. Due to the
  156. trochoide holes the pitch of the pins in the roller link is
  157. under load 12,9mm because the pins nestle against the contact
  158. area.
  159.  
  160. However, for the exact running of the chain only the pitch of
  161. the roller is important because the force is transmitted via the
  162. rollers on the chain wheels.
  163. If the shape of the outside of the internal bushing were exactly
  164. round, the pitch of the rollers would be 1/2 inch. Theis
  165. trochoide shape of the outside results in different roller
  166. pitches of the roller and pin link. The roller pitch of the
  167. roller link adjusts in contact with the sprocket to 12,75mm
  168. (5/100mm oversized), whereas the pin link pitch is 12,65mm
  169. (5/100mm undersized). The mean is again 12,7mm or 1/2 inch.
  170.  
  171. To understand the advantages of these different pitches we have
  172. to describe the consequences of wear in more detail.
  173. Because of its construction the increase of the pitch due to
  174. wear ONLY effects the roller pitch of the pin link! This means
  175. that the roller pitch of the pin link of a normal chain is 1/2
  176. inch plus 2 times the wear per link. An old chain destroys the
  177. tooth profile of a chain wheel because the too long pin link
  178. creeps up the tooth working face causing wear.
  179.  
  180. This is the reason why the Rohloff chain offers some advantages
  181. as regards to wear of the whole transmission system. The pin
  182. link, only subject to the consequences of wear, goes from "pitch
  183. too short" through "pitch normal" to "pitch too long". With a
  184. wear of 0,05mm per link the pitches of a normal chain are 12,7mm
  185. and 12,8mm, the pitches of a Rohloff chain are both 12,75mm. And
  186. when a chain is discarded at a wear of 0,1mm per link a
  187. conventional chain measures 12,7mm versus 12,9mm, whereas the
  188. Rohloff chain measures 12,75mm and 12,85mm.
  189.  
  190. The Rohloff chain starts with a slight difference of the pitches
  191. but this difference is so small that it does not damage the
  192. tooth profiles. However, this construction avoids the big pitch
  193. differences, if the chain is nearly worn out. As this decreases
  194. the damaging creeping up the tooth working face, the Rohloff
  195. chain reduces the wear of the sprockets.
  196.  
  197. Due to the trochoide outside shape of the internal bushings the
  198. contact area between internal bushings and roller (again a 120
  199. degree segment) is bigger than of conventional chains. Like with
  200. the pins, the result is a reduction of the force per area
  201. decreasing elastic deforming and wear.
  202.  
  203.  
  204. b. The effect of elongation on a chain
  205. High performance derailleur chains have to transmit very high
  206. forces of more than 400 kg (track racing, sprints and mountain
  207. biking). Test have shown that normal chains elongate 0,1mm
  208. per link or more under heavy load. Light chains with thin or
  209. asymmetric plates or with hollow pins stretch most.
  210. Again, the elongation mainly increases the pitch of the pin
  211. plate adding to the problem discussed above.
  212. Due to the large areas of contact between pin, integral bushing
  213. and roller, the elongation of the Rohloff chain has been
  214. measured under heavy load with a maximum of 0,05mm per link. The
  215. result is a relatively low wear, especially in the high
  216. performance sector in comparison with conventional chains.
  217.  
  218.  
  219. Tim Bradshaw writes:
  220.  
  221. > However it would seem to be sensible to make chains initially
  222. > slightly too short -- that way you keep inside the acceptable
  223. > roller spacing for longer. I wonder why this isn't done more
  224. > widely?
  225.  
  226. This reduction of the pitch is actually used by nearly all
  227. manufacturers of derailleur chains to compensate for the
  228. elongation of the running-in of a new chain that happens over
  229. the first miles. Rohloff makes this as well, but it should not
  230. be mixed up with the constructional undersized pin link and
  231. oversized roller link. This is protected by Rohloff patents (EG
  232. patent nr. 396701 of 10.12.92 and USA patent nr 5,140,806 of
  233. 25.08.92) and cannot be used by other manufacturers.
  234.  
  235. They try to optimise the performance by changing the shape of
  236. the plates and by using new materials and coatings.
  237. It must be said that especially the materials and the coatings
  238. do play a very important role in determining the wear of a
  239. chain. After having developed a superior construction of the
  240. joint, we are now concentrating our research on finding more
  241. resistant materials and coatings.
  242.  
  243. We hope that this article has helped to clarify both the
  244. construction of the Rohloff chain and the effects of wear on a
  245. bicycle chain.
  246. However, we know that a technical discussion without pictures is
  247. limited. We advise everybody who wants to know it exactly to buy
  248. a Rohloff chain and measure the holes and internal bushings. The
  249. best, of course, is to ride with the Rohloff chain and feel the
  250. difference!
  251.  
  252. Merry Christmas and a Happy New Year to everybody on the
  253. network!
  254.  
  255.  
  256.  
  257.  
  258. Bernhard Rohloff
  259.