De derailleur versnellingen (c'est cru mais ca marche)
(c) 2000, 2001 m.s.gerritsen
achterderailleur - indexschakelen - voorderailleur - crankstel - ketting -verzetcompatibiliteit


Principe
Een derailleur is een versnellingssysteem waarbij je de ketting naar een tandwiel kunt leiden met een andere diameter. De rondgaande  ketting is daarbij ingrijping met een tandwiel van het crankstel (trappers) en een tandwiel achter op het freewheel (achterwiel). Als het voortandwiel een omwenteling maakt zal de ketting een afstand verplaatst worden die gelijk is aan de omtrek van het tandwiel, want een goede ketting zal niet kunnen slippen. Stel het tandwiel heeft 40 tanden, dan wordt er dus voor 40 tanden ketting verplaatst. Hebben we op het achterwiel een 20 tands tandwiel gemonteerd, dan moet het achterwiel dus twee omwentelingen maken voor iedere omwenteling van het crankstel. Met de derailleur kunnen we ketting van het ene tandwiel op een naastgelegen exemplaar leiden. Schakelen we met een voorderailleur van het 40 tands tandwiel naar een kleinere met 20 tanden, dan zal per omwenteling van het crankstel het achterwiel nog maar een keer rond gaan. Je gaat dus minder hard maar trapt veel lichter wat bij het tegen een berg op fietsen goed van pas komt.
cambio corsa!

In zijn oervorm is een derailleur niets anders als een kooi waarmee je de ketting opzij kunt duwen. Met bovenstaande uitvoering kun je alleen schakelen als je achteruit trapt!

Bij een moderne fiets wordt het wat ingewikkelder. De aandrijflijn van een derailleurfiets bestaat dan uit de derailleurs met de bedieningshandles (verbonden door een kabel), een crankstel (2 of 3 voudig) en het pignon met 6 tot 10 verschillende tandwielen, en een bijpassende ketting. Om behoorlijk te kunnen functioneren moeten al deze componenten op elkaar af worden gestemd. De achterderailleur vormt een combinatie met het pignon en de commandeur, en de voorderailleur moet te combineren zijn met het andere handeltje en het gemonteerde crankstel.

Heeft een fiets een 3-voudig crankstel voor, en een 8-voudige cassette achter, dan spreken we over 3 x 8=24 versnellingen. In de praktijk zijn dat er minder, want de ketting loopt niet prettig op de meest gekruiste combinaties, en sommige verhoudingen komen misschien dubbel voor. 
derailleurs en tandwielen
Achterderailleur met lange kooi, voorderailleur met klemband, cassette en triple crankstel
 

Achterderailleur

De achterderailleur vervult twee functies: door de schakelbeweging wordt de ketting van het ene naar het andere kransje geleid, en door het opwinden van de kooi kan het kettinglengte verschil worden overbrugd. De derailleur moet dus voldoende slag hebben om alle kransjes te kunnen bedienen, de derailleurhandel moet daartoe voldoende kabel kunnen eten, en de geometrie van de kooi moet zodanig zijn dat het bovenste derailleurwieltje de tandwielen niet raakt en de ketting bij alle combinaties op spanning blijft staan. 

Derailleurs hebben er bestaan in vele vormen. De allereerste schoven de kooi aan een asje met een kettinkje heen en weer, maar de huidige norm is het schuin geplaatste parallelogram, zoals gepionierd door Suntour. Dat levert een constructie op met heel veel draaipunten, zodat derailleurs niet het eeuwige leven hebben. Op een gegeven moment komt er zoveel speling in de derailleur dat schakelen gokken wordt. Of nog irritanter, de achterderailleur gaat ook schakelen als je de voorderailleur gebruikt. Doorgaans zijn derailleurs niet te repareren, en dan zit er niets anders op dan een nieuwe te kopen. 

De derailleurcapaciteit wordt bepaald door de kooilengte. Racederailleurs hebben een korte kooi die dicht op het pignon loopt, en kunnen maximaal een 26 of 28 T kransje aan voor ze daarmee in botsing komen. En met een typische opnamecapaciteit van totaal 28 schakels hou je voor nog 12-14 tanden verschil over. Dat is niet voldoende voor een triple. Derailleurs met lange kooi uit de triple en ATB groepen doen dat beter met een capaciteit van 33 (compacte atb kooi) tot 39 (standaard)

Sommige fietsen hebben een beschermbeugel om de derailleur te beschermen. Fiets je met tassen, dan heeft zo'n beugel nauwelijks meer zin. 

Indexschakelen

Het principe van de derailleur is simpel: je ontspoort de ketting, en die blijft hopelijk weer in een naburig tandwiel haken. Om dat met een pre-index systeem voor elkaar te krijgen heb je enig gevoel nodig. Om te schakelen moet je de derailleur erg ver uit lijn trekken om de ketting tegen zijn zin uit het goede spoor te krijgen. De ketting zal dan blijven haken achter een tand van het volgende kransje, en worden ingevangen. Eventueel loopt de ketting eerst nog op de toppen van de tanden alvorens in de tandholtes te zakken. Nu moet je de commandeur en dus de derailleur weer uitlijnen. Laat je dat na dan blijft de ketting tegen het volgende kransje ratelen met het gevaar dat de ketting onverwacht alsnog een stap schakelt. Op de weg is dat nog wel te doen, maar op een hobbelende ATB met het snot voor ogen kan dat behoorlijk lastig zijn. Met de komst van de indexschakeling is de kunst van het schakelen en het doorslaan van de ketting -mits de derailleur juist is afgesteld- opgelost.

Een indexschakeling is een samenspel tussen derailleurhandel, derailleur, ketting en cassette (of pignon). De derailleurhandel kent vaste posities, voor iedere versnelling één. Een klik van de handel correspondeert met een bepaalde verkorting van de derailleurkabel, afgestemd op de derailleur. De derailleur beweegt dan zo ver dat de geleidewieltjes netjes onder het volgende kransje gaan staan. Met een niet-indexpignon is de kans groot dat er dan niets gebeurt, op een boel lawaai na. De tandvorm en de vormgeving van de ketting werken daar een makkelijk ontsporen van de ketting tegen. Bij een indexpignon is het systeem hier juist op geoptimaliseerd. De tanden zijn versmald en soms verdraaid, de ruimte in de ketting vergroot, en meestal loopt er een schakelspoor over de cassette waarbij de ketting schuin over de kransjes kan kruipen, en toch overal in ingrijping is. Je kunt dus -als het echt moet, het is altijd beter als je geen kracht hoeft te zetten- blijven trappen tijdens het schakelen, en ook het tegen de berg op naar het grootste kransje schakelen gaat veel sneller. Omdat er een schakelspoor over de cassette loopt, is de mogelijkheid om zelf een pignon samen te stellen fors beperkt. Ieder kransje moet zo tussen zijn buren staan dat het schakelspoor intact blijft. Haal je er een kransje tussenuit dan klopt het opeens niet meer. Je merkt dat direkt aan het moeizame schakelen, en ook verhoog je de kans dat je de ketting openbuigt als je gebruik maakt van de mogelijkheid door te trappen bij het schakelen (bij primitievere pignons zonder specifiek schakelspoor zoals Maillard/Sachs of het oude Shimano UG heb je meer inspraak in de keuze van je tandwielverhoudingen).

Voor wereldfietsers telt dat indexkransjes dunner zijn dan ouderwetse: in principe zal de aandrijflijn dus sneller slijten. Ook hebben STI/Ergopower rem-schakelgrepen geen stand waarbij het indexen uit kan. De meeste buis- en bar-end commandeurs hebben die 'oude' frictiestand wel, handig om de fiets ook met een lokaal georganiseerde derailleur of achterwiel aan de praat kunt houden.

Voorderailleur

De voorderailleur is uitgevonden geruime tijd na het dubbele voorblad. Tot die tijd schakelde men met vieze vingers. 

De huidige voorderailleur bestaat uit een plaatstalen kooi, scharnierend opgehangen aan een parallelogram. De derailleurkooi volgt de contour van het voortandwiel, en de huidige indexgeneratie is voorzien van een indrukwekkend aantal bochten en uitstulpingen om het schakelen te vergemakkelijken.

Racederailleurs hebben wel de slag om drie bladen te kunnen schakelen, maar missen de profilering om de ketting van het binnenblad te trekken. Ze schakelen dus wat langzamer dan een echte triplederailleur, en met de drie standen STI van Shimano zonder trimmogelijkheid loopt de ketting in veel standen tegen de kooi te klepperen. Een echte triple-derailleur is dus aan te bevelen, en dan wel graag een die is aangepast aan de radius van het grootste voortandwiel. ATB derailleurs zijn er in twee formaten (microdrive 42-46T en conventioneel (46-48T), en bij nog grotere voorbladen kies je een voorderailleur uit van een wegtriple. De bedoeling is dat de derailleurkooi ca 2 mm boven de tanden van het grootste tandwiel zweeft. Is de radius in de kooi te krap dan komt de onderkant van de kooi tegen de tanden aan. De derailleurkooi bijslijpen op een bandschuurmachine is een botte oplossing.

Crankstel

Triple crankstellen komen met bladen typisch varierend van 22-32-42 (microdrive), 26-36-46 (normaal ATB) tot 30-40-50 (weg). Grotere tandwielen slijten minder snel dan kleine, tenzij je een trap af fietst, want met een klein voorblad heb je wel meer grondspeling. Grote bladen wegen wel meer (nou ja, de bladen niet echt, maar wel de extra ketting en de grotere kransjes achter), maar daar staat weer tegenover dat de procentuele stappen bij de grootste versnellingen weer kleiner zijn (vergelijk 11-13 en 13-15). Ik vindt microdrive wel erg klein, en een 50 krijg je op vakantie alleen downhill rond. De gulden middenweg, een standaard steek (110-74mm) mtb crankstel is wat mij betreft ideaal, maar de keus daarin wordt minder. Aan tandwielen schuiven valt nu eenmaal te verdienen.

De bladen op crankstellen doen tegenwoordig ook aan indexschakelen, met uitstulpingen, schakeltanden en nokjes, maar zeker als je 'gewoon' schakelt (dus niet met drie standen STI) is dat minder belangrijk. Wel belangrijk is een pin op het buitenblad om er voor te zorgen dat de ketting niet klem komt te zitten tussen crank en tandwiel, voor het geval je de ketting een keer over het tandwiel schakelt. Met zo'n pin kun je met een beetje geluk gewoon terugschakelen en door blijven fietsen, zonder pin wordt het stoppen en vieze vinger tijd. 

Oude pre-indexcrankstellen zoals de klassieke TA Cyclotouriste hebben minder ruimte tussen buitenblad en crank als nu gebruikelijk is. Ze zijn daarom niet goed te combineren met moderne triplederailleurs die meer dan vroeger buiten het blad uitsteken. De crank komt tegen de kooi aan.

Ketting
 

  1. Koop een Sedis/Sachs, nu Sram
  2. Glimmend is wel duurder, maar niet per definitie beter dan zwart
  3. Veeg de ketting zo nu en dan met een lap schoon, en breng nieuwe (motor)olie op. Schone, niet-olieachtige smeerstoffen houden doorgaans niet van regen. Wassen in petroleum (flink schudden in een plastic fles) en 'au bain marie' uitkoken in kettingvet is ook prima, maar wel erg veel werk.
  4. Vernieuw de ketting als die meer dan 1% gerekt is.  Een te lang gesleten ketting past niet meer tussen de tanden en vreet tandwielen, en vervolgens trapt ook de nieuwe ketting door. 

  5. De slijtage van de ketting kun je opmeten met een lineaal, bijvoorkeur een met een verdeling in inches, want dat komt mooi uit met de kettingsteek van 1/2". Meet de lengte van op van 24 schakels= 12"= 305mm. Is de ketting meer dan 3 mm (dus een pendikte) gesleten, dan is hij aan vervanging toe. Meet je veel meer slijtage, dan is de kans groot dat de tandwielen ook al te ver heen zijn. Alleen de ketting vervangen zal dan geen zin meer hebben, en dan kun je net zo goed nog even doortrappen op het versleten materiaal en doorsparen tot de ketting begint over te slaan. 
    Ben je dol op apparaatjes dan kun je ook kalibers kopen (Park-Tools, Rohloff)  waarmee je snel de slijtage kunt bepalen.


Shimanokettingen zijn vrij los geklonken. Als je een schakel openmaakt moet je die in principe met een speciaal overmaats pennetje weer dichtmaken, omdat de ketting anders op die plek wel erg makkelijk openbarst. Maak je de ketting een volgende keer weer open, zoek dan een verse schakel uit. 

Sachs kettingen kun je op de gewone wijze met een kettingpons dus zonder speciale pennetjes open en dicht maken. Bovendien levert Sachs er tegenwoordig een sluitschakel bij zodat je de ketting zonder speciaal gereedschap kunt delen. 

De kettinglengte moet altijd zodanig zijn dat de ketting gelijktijdig over het grootste voor- en achtertandwiel kan lopen. Is de ketting daarvoor te kort dan kun je de boel kapot trappen! Voor MTB's ed is een goede vuistregel : de ketting over de grootste tandwielen leggen en dan nog twee schakels (2.5 cm ) toevoegen voor de derailleur. Bij racefietsen moet de lijn door de assen van de derailleurwieltjes vertikaal staan als de fiets op het grootste verzet staat.

Verzet

Op het Europese vaste land praten we over een verzet in meters: de afstand die de fiets aflegt als de pedalen een keer rond gaan. Bij een huis tuin en keuken fiets is dat doorgaans zo'n 4.5 meter. Engelsen hebben het dan over 56 inch, zijnde de diameter van het vergelijkbare voorwiel van een hoge bie.
 

De berekening loopt als volgt:

de wielomtrek is pi x wieldiameter= 3.14 x 0.678 = 2.13 m (de wieldiameter kun je benaderen door twee keer de bandbreedte op te tellen bij de ETRTO velgmaat, bv 2 x 28 + 622) 

voortandwiel (46T) / achtertandwiel (22T) = 2.1

Verzet => 2.13 x 2.1 = 4.45 m

(of voor Anglofielen: 2.1 x 0.678 x 39.4 = 56")

Den Heeren Wielrijders met lange benen konden vroeger dus harder fietsen, want ze konden op een groter wiel zitten en reden een grotere versnelling. Tegenwoordig lossen we dat democratisch op met een ketting en tandwielen: door de tandwielen te varieren kun je het verzet aanpassen. 

Het verzet aanpassen is nodig omdat de menselijke motor maar een beperkt toerenbereik heeft. Dit merk je heel duidelijk met traplopen: zijn de treden te laag dan probeer je al gauw een trede over te slaan. En op de fiets schakel je terug op een helling, omdat je dan wel vaker, maar weer niet zo hard hoeft te duwen. De doorbloeding van de spieren blijft beter op peil, en ook is de belasting op je knieen minder.

Een hoge versnelling is aardig als je een berg afrijdt. In de totaaltijd bergop en -af maakt het echter weinig uit of je die paar minuten met 65 km/h of 70 km/h de berg afgaat. Nuttiger zijn versnellingen die je lang gebruikt, en die dus in de buurt van je favoriete verzet liggen, bijvoorbeeld om optimaal te kunnen profiteren van dat windje mee, of om niet stil te vallen op het valse plat. Gaat het echt steil omhoog dan is veel keuze onbelangrijk, zolang de 'een' maar laag genoeg is. 

Om aan de benodigde uiteenlopende versnellingscombinaties te komen, monteer je op een vakantiefiets vóór een crankstel met drie verschillende bladen (triple) en achter een cluster van 7 tot 9 kransjes met oplopend tandental. Dankzij de ATB is dat nu allemaal gewoon te koop, zelfs in het vlakke Nederland. Twintig jaar geleden waren 10 versnellingen al heel wat, en werd er avonden gestoeid met de rekenlineaal (handiger dan een rekenmachine omdat je in een oogopslag kunt aflezen welke tandwielcombinaties nog meer overeenkomen met 42-15) om de optimale tandwielcombinaties te bepalen. Over de halfstep (met granny!) en de cross-over gearing kon heftig discussie worden gevoerd. Behalve met de fietsenmaker, die alleen kon uitleggen dat dat soort spullen 'nietnodigwasennietleverbaarennietbestond'. Bovendien reden de profs er ook niet mee. Nu, met 21, 24 of 27 versnellingen, hoef je je wat minder druk te maken over dubbele combinaties. Bovendien valt er met de huidige indexpignons veel minder te kiezen. De kransjes zijn op elkaar afgestemd, en als je zelf mixed gaat het slechter schakelen (maar voor veel vakantiefietsers is dat nog steeds goed genoeg, en het kan zelfs officieel goedgekeurd als je een fietsenmaker vindt die een cassette uit Uniglide kransjes kan samenstellen).

Rekening houdend met wat je kopen kunt loopt de keuzestrategie nu als volgt: 

  • -leg de eerste versnelling vast: ga je naar Denemarken of Frankrijk (niet de Alpen) met niet te veel kilo's dan is 3 meter misschien aanvaardbaar, voor Engeland, de Ardennen of de Alpen zit je gauw op 2 meter, en als je 30 kilo+ meesjouwt (of durft te bekennen dat je vroeger jonger was) dan mag daar nog wel meer af. Op onverharde bergwegen, of als je alle ">>" en "<<" die je op de kaart kunt vinden wilt controleren (tip: Hardknot Pass vanaf Ambleside, Lakedistrict), is 1.5 meter misschien nog te hoog.
  • Beperken we ons tot de binnenbladen zoals je die op typische triple crankstellen vindt, dan zou je dus de Alpen in kunnen met:

  •  
    binnenblad
    grootste kransje
    achter
    microdrive
    22
    24
    klassiek ATB
    26
    28
    wegtriple
    30
    33
    compact 34
    37!
  • Cassettes beginnen doorgaans met kransjes ergens tussen 11 en 14 en het aantal variaties is beperkt. (zie de pagina over cassettes) Per crankstel komen er dus nog maar een paar cassettes in aanmerking. Het budget (of de bestaande fiets) bepalen het aantal versnellingen. De enige keus die je dan nog rest is of je heel hard naar beneden moet, of dat je liever een hele grote versnelling inlevert voor wat fijnere stapjes daartussen.
  • Controleer afsluitend of de achterderailleur voldoende capaciteit heeft om de ketting op spanning te houden. De derailleurcapaciteit (zie de folder, maar soms staat het ook in de kooi van de derailleur gestanst) moet in theorie minimaal gelijk zijn aan de som (buitenblad-binnenblad) + (grootste - kleinste kransje). In de praktijk is het aanvaardbaar als de ketting slap hangt op het onbruikbare verzet binnenblad-kleinste kransje en kun je daarmee nog een beetje smokkelen.

  • Compatibiliteit
    Indexschakeling functioneert alleen goed als de derailleur, het handeltje en het pignon op elkaar zijn afgestemd: de door de klikafstand in het handeltje opgelegde verplaatsing van de derailleur moet corresponderen met de steek van de cassette.

    Shimano
    Alle 6-9 speed ATB Shimano achterderailleurs (ook de reverse shifting als je daaraan kunt wennen) zijn zo te gebruiken met STI grepen uit de weggroepen. 8speed STI is meestal niet en Dura-Ace is nooit geschikt voor triple-groepen.
    De 10 sp MTB derailleur heeft een gewijzigde geometrie en werkt alleen met Shimano 10 sp mtb shifters. De resulterende stapjes zijn wel weer gelijk aan de weg dus cassettes kun je over en weer gebruiken.

    Dura-Ace 8 speed is afwijkend en officieel niet met iets anders te combineren. Maar per klik trekt een DA-8 speed handel net zoveel kabel als een nieuwe 9-speed. In combinatie met een nieuwe 8-9 speed derailleur kun je dus 8 van de 9 kransjes van een nieuwe 9 speed cassette gebruiken. En 8 kransjes van een 9-speed cassette passen op een 7speed cassettenaaf!  Ook lijkt het er dus op dat een oude DA 8-speed derailleur en 8 speed cassette met een 9 speed shifter moet kunnen werken.

    Shimano voorderailleurs uit de weggroepen zijn beperkt bruikbaar met ATB (rapid fire etc) schakelhandels en andersom. Het probleem zit hem niet in de extra versnelling (bij een  tweevoudig crankstel blokkeer je de 1e versnellingsstand met de stelschroef op de voorderailleur (dus afstellen in schakelstand 2)),  maar in de slag per hoeveelheid kabel die iets anders is. Met het creatief vastzetten van de binnenkabel op het armpje valt daar soms uit te komen. De makkelijkste oplossing om STI met een MTB triplecrankstel met klein blad te combineren is het monteren van een oude RSX voorderailleur, in het andere geval (ATB-stuur met Rapid Fire en een  groot voorblad) kun je of een Tiagra voorderailleur nemen(R440/443).

    Shimano 9-speed groepen zijn te gebruiken met een 8-speed cassette door de kabel anders vast te zetten

    9 speed en 8 speed onderdelen zijn vaak door de volhardende sleutelaar met wat fantasie door elkaar te gebruiken, bv door een smalle ketting te gebruiken bij 8 speed (is minder optimaal met een 8 speed crankstel en STI) , of door te klooien met vulringetjes om de derailleur kooi te verbreden.

    Een 8 speed crankstel schakelt minder optimaal met een smalle 9-speed ketting dan een aangepast. Het grootste verschil zit in het binnenblad, maar veel mensen zal dat niet opvallen. Eerst proberen kan geen kwaad.

    Campagnolo
    9speed Campa en Shimanowielen kun je redelijk onbezorgd door elkaar gebruiken. De derailleurs en schakelaars echter absoluut niet. De Sachs Ergopower 8 speed grepen hadden een gewijzigde ratel, en die kun je wel met een Shimanoderailleur toepassen. Deze Sachs ratel past ook in echte Campa grepen. In de meeste gevallen is het echter practischer om een 8 speed ratel te vervangen door een 9-speed campa ratel. Dit combo kun je dan gebruiken met een 9 speed ATB wiel op Shimanonorm (Campa maakt geen 135m brede naven, hoewel ze door ons eventueel wel zijn om te bouwen.)

    Sram
    Sram/Sachs levert twee typen draaischakelaars en derailleurs: Shimano-norm en het eigen ESP wat niet met wat anders te combineren valt

    Suntour
    Suntour handels en derailleurs horen bij elkaar, de cassettesteek was geloof ik gelijk aan 7speed Shimano. Er zijn volgens mij geen onderdelen voor te krijgen, caveat emptor.

    Rohloff
    De Rohloff draaigreep past alleen op een 22 mm stuur, ie een recht ATB geval. De Rohloff greep neemt twee of drie keer zoveel kabel in als een willekeurige derailleurhandel en is dus niet door wat anders te substitueren, tenzij je een hele dure drieversnellingsnaaf zoekt ;-)