Gisteren weer een dik uur in de weer geweest om de 7-baks versnellingsnaaf van mijn 'een gegeven paard zult Gij niet in de bek kijken' (lees: gratis) fiets in orde te maken. En daarbij eens flink gestudeerd hoe dat nou precies werkt. En of U het nou wilt of niet, ik ga het U uitleggen:


Van links naar rechts: 1^e t/m 3^e versnelling, 4^e versnelling, 5^e t/m 7^e versnelling.

Voor stand 1, 2, en 3 is de kooi voor de planeetwielen (paars) via de onderste meenemer (groen) verbonden met de wielnaaf (geel; buitenkant). De kracht op het tandwiel (blauwe schijf) wordt via het schuivende deel (geel; binnenkant) overgedragen aan de mantel (grijs). Deze drijft de middelste planeetwieltjes aan (blauw). Via de versnellingshandle wordt één van de binnenste tandwieltjes vastgezet. Voor de 1^e versnelling de bovenste, voor de 2^e de middelste, en voor de 3^e de onderste.

Voor de 4^e versnelling wordt de mantel een stukje naar beneden gedrukt, zodat de bovenste meenemer (groen) de wielnaaf direct aandrijft. De kooi draait nog wel (zoals in de 3^e versnelling), maar omdat de wielnaaf sneller wordt aangedreven zal de onderste meenemer doordraaien (het bekende tikkende geluid).

Voor stand 5, 6, en 7 wordt het schuivende deel direct aan de kooi gekoppeld. Hierdoor werken de planeetwielen opeens andersom (slim !). Het onderste stel wordt ingekoppeld voor de 5^e versnelling, de middelste voor de 6^e, en de bovenste voor de 7^e. Omdat in dit geval de kooi weer sneller draait dan de mantel zal nu de bovenste meenemer weer 'tikken'.

Even een rekenvoorbeeldje. Stel dat de planeetwieltjes 5, 10, en 15 tanden hebben. De middelste wielen respectievelijk 30, 25, en 20. En de mantel 45.

In de 1^e versnelling zal de kooi even hard als het wiel draaien. De as met de planeetwielen (rood) zal dan per omwenteling nog 30 / 5 = 6 extra omwentelingen maken. Omdat de mantel door middel van het middelste planeetwiel wordt aangedreven zal de mantel dus 60 tandjes extra moeten doorlopen. Oftewel 60 / 45 = 1.33 omwenteling. In de eerste versnelling moet het kettingwiel dus 2.33 rondjes maken om het wiel 1x rond te krijgen. Voor de 2^e versnelling wordt dit 1 + 25 / 10 * 10 / 45 = 1.56 omwenteling van het kettingwiel voor 1 rondje van het wiel, en in de 3^e 1 + 20 / 15 * 10 / 45 = 1.30 omwenteling.

In de 4^e versnelling grijpt het tandwiel via het schuivend deel en de mantel direct in op de wielnaaf en is de overbrengverhouding dus 1:1.

In de 5^e versnelling wordt het spelletje vervolgens omgekeerd. De mantel draait even hard als het kettingwiel. Voor de 5^e versnelling betekent dit dat de planeetwielen 20 / 15 = 1.33 omwenteling extra maakt per omwenteling van het kettingwiel. De mantel moet vervolgens dus 20 / 15 * 10 = 13.3 extra tandjes verwerken, en met 45 tandjes betekent dit 20 / 15 * 10 / 45 = 0.30 omwenteling. De kooi neemt de wielnaaf weer mee, dus per omwenteling van het tandwiel legt het wiel er 1.30 af. Voor het eerst een echte versnelling ! Evenzo voor 6 en 7: 1.56x, en 2.33x zo snel.

Samengevat zijn de overbrengverhoudingen dan 0.43 (1), 0.64 (2), 0.77 (3), 1.00 (4), 1.30 (5), 1.55 (6), 2.33 (7). Nou bestrijken de tandwieltjes in de praktijk een wat minder grote range (0.57 .. 1.74). Maar het gaat even om het idee.

En dan nu het grote waarom van dit hele verhaal: Dit alles zit zo kritisch in mekaar, dat als je eens iets te hard op de pedalen gaat staan (bijvoorbeeld voor een van die leuke A'damse bruggetjes), er zoveel kracht op de centrale as (rood) komt te staan dat deze iets verdraait (ok, d'r mist ook een of ander magisch ringetje). Hierdoor komen alle lagers klem te zitten en lijkt het net alsof er een flinke pot stroop in de achteras is gegoten (en je dus de trap-as niet meer stil kunt houden, bijvoorbeeld als je het bruggetje weer af wilt 'glijden'). Dit betekent dus alles weer uit mekaar halen, afstellen, enz.

Wat valt er nu uit bovenstaande te leren: Alleen maar in de 4^e versnelling rijden. Want hierbij wordt er geen kracht via de planeetwieltjes overgedragen, en kan de as dus ook niet verdraaien ... (fijn, 7 versnellingen - waarvan je er 6 niet kunt gebruiken).