Cyclist.gr - Ποδήλατο και ποδηλασία
 
To clip or not to clip?

Ο Γιώργος Πεχλιβάνογλου (γνωστός στην κοινότητα των Cyclist Friends ως Master_Mechanic) είναι 25 ετών, Μηχανολόγος Μηχανικός και φανατικός ποδηλάτης, ο Γιώργος είναι τακτικός συνεργάτης του περιοδικού R&D, καθώς επίσης έχει εργαστεί στον τομέα της ρομποτικής αλλά και της βελτίωσης αυτοκινήτων. Αυτή την εποχή βρίσκεται στο Oldenburg της Γερμανίας όπου κάνει το Master του στις Ανανεώσιμες Πηγές Ενέργειας.


…to clip or not to clip?
Ας αρχίσουμε δημοκρατικά, με μια ψηφοφορία...’’Όσοι πιστεύουν ότι το ποδήλατο είναι ένα νέο και σύγχρονο σπορ που αλλάζει μορφή μέρα με τη μέρα, να σηκώσουν το χέρι τους....’’

Λοιπόν...όσοι σήκωσαν το χέρι τους, χάνουν! Την επόμενη φορά που θα διαβάσετε την Cyclopedia πρέπει να έχετε γράψει 100 φορές την τιμωρία σας: "...η ποδηλασία είναι ένα αρκετά παλιό σπορ το οποίο έχει αλλάξει πολύ λιγότερο από όσο θέλουμε εμείς (και τα εργοστάσια κατασκευής ποδηλάτων) να πιστεύουμε"!
Τα σύγχρονα ποδήλατα όσο εξωτικά και αν είναι, όσο καλά σχεδιασμένα και κατασκευασμένα και αν είναι, δεν παύουν να είναι παρόμοια με τα πρώτα ‘’ασφαλή ποδήλατα’’ (safety bicycles) του 1890.


"Safety Bike" του 1890...οι ομοιότητες με τα σύγχρονα ποδήλατα είναι παραπάνω από εμφανείς!

Όποτε λοιπόν ακούμε για κάτι "επαναστατικό" και "καινοτόμο" σχετικά με την τεχνολογία των ποδηλάτων, καλά είναι μην τρελαινόμαστε από τη χαρά μας, αφού η εμπειρία δείχνει ότι τα περισσότερα "νέα και επαναστατικά" των σύγχρονων ποδηλάτων είχαν εμφανιστεί πριν από πολλά πολλά χρόνια. Αλήθεια, πόσοι από εμάς γνωρίζουν ότι το πρώτο ίσως Full Suspension ποδήλατο κατασκευάστηκε το καλοκαιράκι του 1869(!!!) Από τους κυρίους C. Smith και G. Walker; Για να μην σχολιάσουμε το ότι η μπροστινή ανάρτηση εκείνου του "πρωτόγονου" ποδηλάτου έχει την ίδια φιλοσοφία με την ανάρτηση τύπου Fatty της Αμερικάνικης Cannodale! Ωστόσο, οι αιτίες που χάθηκαν στο σκοτάδι όλες αυτές οι ιδέες από το παρελθόν είναι πάρα πολλές και θα αποτελέσουν θέμα συζήτησης για κάποιο επόμενο άρθρο. Προς το παρόν μπορούμε να ασχοληθούμε με την ανάλυση μιας σχετικά παλιάς ιδέας που εξαπλώνεται όλο και περισσότερο στα σύγχρονα ποδήλατα, τα πετάλια με σύστημα πρόσδεσης...

Τα πετάλια και η απόδοση του ποδηλάτου...
Σίγουρα, όλοι μας γνωρίζουμε τα διάφορα είδη πεταλιών που είναι εφοδιασμένα με διατάξεις πρόσδεσης του ποδιού, τα λεγόμενα clip-in-pedals. Η γέννηση των συστημάτων αυτών ξεκίνησε πολύ παλιά, άγνωστο πότε, όταν κάποιοι αγωνιζόμενοι δοκίμαζαν να δέσουν τα πόδια τους στα πετάλια για μπορούν να ποδηλατούν καλύτερα. Στη συνέχεια ακολούθησε η εξέλιξη των συστημάτων πρόσδεσης του ποδιού στο πετάλι και φτάσαμε στο παρόν όπου αυτά τα συστήματα είναι αρκετά εξελιγμένα έτσι ώστε να επιτρέπουν τη μέγιστη δυνατή μετάδοση δύναμης από το ανθρώπινο σώμα στο πετάλι του ποδηλάτου. Η φιλοσοφία ωστόσο πίσω από τα συστήματα αυτά παραμένει η ίδια, από τη στιγμή της γέννησής τους. Ας δούμε λοιπόν λίγο πιο αναλυτικά τα θετικά και αρνητικά στοιχεία αυτών των παράξενων...ποδηλατικών αξεσουάρ.
Η βασική λοιπόν φιλοσοφία είναι η όσο το δυνατόν καλύτερη μετατροπή της δύναμης των μυών του ποδηλάτη σε ωφέλιμο έργο. Αυτό με απλά λόγια σημαίνει τρία πράγματα:
  1. Απαιτείται η εύρεση του πιο αποδοτικού συνδυασμού κινήσεων από την πλευρά του ποδηλάτη = αποδοτικός τρόπος ποδηλασίας.
  2. Απαιτείται η εύρεση του πιο αποδοτικού συστήματος μετατροπής της ενέργειας του ποδηλάτη σε κινητική ενέργεια (πρακτικά ταχύτητα) του οχήματος = αποδοτικό σύστημα μετάδοσης κίνησης.
  3. Απαιτείται η εύρεση του αποδοτικότερου τρόπου ‘’επικοινωνίας’’ ποδηλάτη – οχήματος = επαφή ποδηλάτη – οχήματος.
Στο παρόν άρθρο θα μας απασχολήσει κυρίως το τρίτο θέμα, χωρίς αυτό να σημαίνει πως δεν υπάρχει σχέση και των άλλων 2.
Αρχικά λοιπόν πρέπει να πούμε ότι στο παρελθόν έχουν προταθεί πάρα πολλές απόψεις σχετικά με: την ιδανική θέση ποδηλασίας, τον ιδανικό τρόπο ποδηλασίας, το ιδανικό μέσο επικοινωνίας ποδηλάτου – ποδηλάτη και το ιδανικό σύστημα μετάδοσης κίνησης. Ωστόσο η συντριπτική πλειοψηφεία των ποδηλάτων που κυκλοφορούν σε αυτόν τον πλανήτη διαθέτει τα εξής βασικά χαρακτηριστικά:
  • Καθιστή θέση οδήγησης με το σώμα περισσότερο ή λιγότερο σκυμμένο
  • Σύστημα μετάδοσης της κίνησης με αλυσίδα (άλλοτε με μία και άλλοτε με περισσότερες σχέσεις μετάδοσης).
  • Σύστημα επαφής ανθρώπου – ποδηλάτου που αποτελείται από 2 πετάλια συνδεδεμένα με 2 βραχίονες που σχηματίζουν γωνία 180 μοιρών μεταξύ τους και κινούν έναν άξονα (προφανώς μιλάμε για την κλασική ‘’πεταλιέρα’’).
Το ‘’καυτό’’ σημείου σε αυτήν την κατά τα άλλα κλασική διάταξη είναι το σημείο επαφής του ανθρώπινου ποδιού με το πετάλι. Η πιο απλή μορφή της διάταξης αυτής είναι το κλασσικό πετάλι του ποδηλάτου της... γιαγιάς μας, ουσιαστικά ένα κομμάτι μέταλλο ή πλαστικό το οποίο μπορεί να περιστρέφεται γύρω από έναν άξονα. Αυτό το πετάλι σε χιλιάδες διαφορετικές παραλλαγές ήταν και είναι το βασικότερο σημείο επαφής ανθρώπου και ποδηλάτου. Ας δούμε λοιπόν πώς λειτουργεί...
Υποθέτουμε πως καθόμαστε στο ποδήλατό μας, κρατάμε το τιμόνι και ξεκινάμε τη βόλτα μας. Κάνοντας πετάλι διαπιστώνουμε πως μπορούμε να εφαρμόσουμε ‘’ωφέλιμη’’ δύναμη όταν το πετάλι μας περάσει λίγο την ‘’κάθετη’’ θέση και εωσότου φτάσει στο κατώτερο σημείο της περιστροφής του. Αν λοιπόν προσπαθήσουμε να θυμηθούμε λίγο τα βασικά μαθηματικά...και υποθέσουμε ότι μια πλήρης περιστροφή του πεταλιού διαγράφει έναν κύκλο 360 μοιρών, τότε η μισή διαδρομή είναι ένα τόξο 180 μοιρών. Ωστόσο η διαδρομή που το πετάλι μας παράγει πραγματικό έργο είναι λίγο μικρότερη π.χ. 175 μοίρες, αφού όταν το πετάλι είναι στο ανώτατο σημείο της περιστροφής του, η ώθησή του θα οδηγήσει μόνο στην καταπόνηση της μεσαίας τριβής... Τα ίδια ακριβώς ισχύουν και τα 2 πετάλια του ποδηλάτου μας. Ποια είναι λοιπόν η πρώτη σκέψη που μας έρχεται στο μυαλό;....μα φυσικά ‘’οι μισές περιστροφές των ποδιών μας πάνε χαμένες, αφού δεν προσφέρουν τίποτα στην κίνηση του οχήματός μας !!!’’. Είναι όντως μια...τραγική διαπίστωση η ρίζα της οποίας βρίσκεται στην βασική σχεδίαση του εξαρτήματος που ονομάζουμε ‘’δισκοβραχίονα’’ (ή "πεταλιέρα"). Για να μην μπλέξουμε όμως σε βαθιά μηχανολογικά προβλήματα, ας δεχθούμε προς το παρόν την ταπεινή μας πεταλιέρα ως έχει... και ας προσπαθήσουμε να δούμε τι μπορούμε να κάνουμε για να αυξήσουμε την ωφέλιμη διαδρομή του ποδιού μας όταν αυτό κινεί την πεταλιέρα.

Perfect Pedaling…
Η πρώτη σκέψη που έρχεται στο μυαλό του καθενός είναι η ίδια εδώ και εκατό και πλέον χρόνια...’’να δέσουμε το πόδι μας στο πετάλι έτσι ώστε όχι μόνο τα το πατάμε αλλά και να το σηκώνουμε παράγοντας έργο’’. Η σκέψη μας είναι απολύτως σωστή, και πάνω σε αυτή τη βάση ουσιαστικά στηρίζονται ΟΛΑ τα συστήματα πρόσδεσης του ποδιού στο πετάλι, ασχέτως ημερομηνίας κατασκευής, υλικού, εταιρείας και κόστους. Αν λοιπόν το ποδήλατό μας προοριζόταν για ‘’διαβολικά’’ σπριντ σε κάποιο ποδηλατοδρόμιο δεν θα είχαμε κανένα απολύτως πρόβλημα. Θα ενσωματώναμε το πετάλι στο τελείως άκαμπτο (...θα πούμε στη συνέχεια γιατί άκαμπτο) παπούτσι μας και θα κάναμε αυτόματα ποδήλατο πολύ πιο αποδοτικά. Ας δούμε λοιπόν ποιος είναι ο πιο αποδοτικός τρόπος να κάνουμε ποδήλατο όταν το πετάλι και το παπούτσι έχουν γίνει... ένα.
Από μηχανολογικής άποψης, η δύναμη που ασκούμε στον βραχίονα της πεταλιέρας πρέπει να είναι συνεχώς (ή όσο το δυνατόν περισσότερο) εφαπτόμενη στον νοητό κύκλο που διαγράφει ο άξονας περιστροφής του πεταλιού έτσι ώστε να ασκούμε συνεχώς τη μέγιστη δυνατή ροπή... ΟΚ... Και τώρα στα Ελληνικά. Για να αυξήσουμε την απόδοση του μηχανισμού πόδι – πεταλιέρα πρέπει να ακολουθήσουμε ορισμένους βασικούς κανόνες φυσικής. Ανάλογα με τη θέση του πεταλιού κάθε στιγμή πρέπει να χρησιμοποιούμε τον κατάλληλο μύ για να ασκήσουμε την κατάλληλη δύναμη, χωρίς να καταπονήσουμε άσκοπα όλους τους μύες του ποδιού μας.

Έχουμε και λέμε λοιπόν:
  • Το πετάλι βρίσκεται στο ανώτατο σημείο: Είναι άσκοπο να πιέζουμε προς τα κάτω. Στο σημείο αυτό χρησιμοποιούμε τη δύναμη του τετρακέφαλου για να σπρώξουμε το πετάλι προς τα εμπρός.
  • Το πετάλι αρχίζει να κατεβαίνει και ο τετρακέφαλός μας ασκεί συνεχώς πίεση. Ταυτόχρονα οι γλουτιαίοι μύες και οι μύες του γαστροκνημίου (κοινώς γάμπες) βοηθούν τον τετρακέφαλο.
  • Και φτάνουμε στο καταραμένο κατώτατο σημείο της περιστροφής. Εδώ ο τετρακέφαλος δεν μπορεί να κάνει τίποτα, ενώ λίγα πράγματα μπορούμε να περιμένουμε και από τους γλουτιαίους και τις γάμπες μας. Η ιδανική (εφαπτομενική) φορά της δύναμης εδώ είναι προς τα πίσω. Συνεπώς τώρα είναι η στιγμή να ενεργοποιήσουμε τον δικέφαλο μύ του ποδιού μας (στην πίσω πλευρά του ποδιού...ακριβώς εκεί που ακουμπάμε στην καρέκλα όταν καθόμαστε). Το κακό είναι πως αυτός ο μυς είναι πολύ αδύναμος οπότε δεν μπορεί να ασκήσει σημαντική δύναμη. 
  • Αφού έχουμε ξεπεράσει και το 3ο βήμα, βρισκόμαστε με τον βραχίονα το πεταλιού σε οριζόντια θέση, αλλά πίσω από τη μεσαία τριβή. Έως τώρα έχουμε διαγράψει 270 μοίρες και έχουμε εξαντλήσει τις δυνατότητες ακόμα και του δικέφαλου μυ μας. Το σημείο αυτό είναι ακόμα χειρότερο από το προηγούμενο, αφού η ιδανική διεύθυνση της δύναμης που πρέπει να ασκήσουμε είναι κατακόρυφα προς τα πάνω...ή όσο πιο κατακόρυφα μπορούμε τέλος πάντων. Ωστόσο φαίνεται πως έχουμε ξεμείνει από μύες. Οι μόνοι μύες που μπορούν να μας φανούν χρήσιμοι είναι οι μύες της περιοχής της κοιλιάς οι οποίοι μπορούν να ασκήσουν μια έστω και μικρή δύναμη στο πετάλι έτσι ώστε αυτό να ολοκληρώσει την πλήρη περιστροφή.


Είναι προφανές από τα παραπάνω ότι με ένα κοινό πετάλι μπορούμε να πραγματοποιήσουμε ικανοποιητικά το 1ο στάδιο, πλήρως το 2ο στάδιο, ελάχιστα (έως καθόλου) το 3ο στάδιο... ενώ το 4ο στάδιο απλά δεν υπάρχει για εμάς... Αν δεν με πιστεύετε δοκιμάστε να καβαλήσετε το ποδήλατό σας (προφανώς χωρίς SPD) και δοκιμάστε να κάνετε ποδήλατο με το ένα μόνο πόδι. Αμφιβάλλω αν θα τα καταφέρετε.... ¶ρα, όταν φορέσουμε το πετάλι – παπούτσι και φροντίσουμε να χρησιμοποιούμε όλους τους μύες μας επιτυγχάνουμε την καλύτερη δυνατή κινηματική εκμετάλλευση του εξαρτήματος που ονομάζουμε ‘’πεταλιέρα’’. Επιπλέον, εάν φροντίσουμε το πέλμα του παπουτσιού μας να είναι ‘’απολύτως’’ άκαμπτο, διασφαλίζουμε ότι όλη μας η δύναμη θα μεταφερθεί στο πετάλι και δεν θα καταναλωθεί για να λυγίσει, χωρίς λόγο, τη σόλα του παπουτσιού μας. Πού είναι λοιπόν το πρόβλημα;;;

Clip-in-pedal design
Το μοναδικό μας πρόβλημα είναι ότι πρέπει να κατεβαίνουμε σχετικά συχνά από το ποδήλατο και αυτό πρέπει να γίνεται εύκολα και γρήγορα. Εδώ ξεκινάει και η εφευρετικότητα των σχεδιαστών, και τα νέα υλικά και τα νέα προϊόντα...και οι τσουχτερές τιμές. Μάλιστα, όσο πιο γρήγορα απαιτείται να κλειδώνει και να ξεκλειδώνει το παπούτσι στο πετάλι (βλ. Mountain Bike), τόσο πιο σύνθετη γίνεται η κατασκευή και αντίστοιχα ακριβή. Στις ακραίες δε περιπτώσεις που ο χρόνος που βρίσκονται τα πόδια μας στα πετάλια είναι λιγότερος από το χρόνο που βρίσκονται στον...αέρα (βλ.BMX) τότε το κλείδωμα του παπουτσιού στο πετάλι είναι τουλάχιστον άσκοπο.
Έτσι λοιπόν σήμερα η κατάσταση έχει ως εξής:
Ποδήλατα Δρόμου: Το κλείδωμα του παπουτσιού στο πετάλι θεωρείται απολύτως δεδομένο. Επιπλέον αν κάποιος θέσει το ερώτημα..."Αξίζει να έχουν τα ποδήλατα δρόμου clip-in-pedals;" Είναι σαν να ρωτάει..."Αξίζει να έχουν κυκλικές ρόδες τα ποδήλατα ή μήπως οι τετράγωνες ρόδες θα ήταν καλύτερες;"
Ποδήλατα BMX: Το κλείδωμα του παπουτσιού στο πετάλι θεωρείται ένα πολύ καλό αστειάκι που μπορεί να κάνει κανείς "για να περάσει η ώρα". Στα ΒΜΧ τα πετάλια clip-in είναι το λιγότερο άβολα... και μάλλον επικίνδυνα. Ωστόσο η καλή πρόσφυση είναι κάτι πολύτιμο στο ΒΜΧ, για το λόγο αυτό τα πετάλια του ΒΜΧ έχουν σχετικά μεγάλα εξογκώματα έτσι ώστε να "μαγκώνουν" με τις επίπεδες σόλες των παπουτσιών ΒΜΧ.
Ποδήλατα Trial: Εδώ τα πράγματα δεν είναι τόσο απόλυτα, αλλά γενικά ισχύει ότι και στο ΒΜΧ. Τα πετάλια clip-in είναι και εδώ αχρείαστα.
Ποδήλατα ΜΤΒ: Η κατηγορία αυτή των ποδηλάτων πλέον χωρίζεται σε τόσες πολλές υποκατηγορίες που ουσιαστικά η καθεμία έχει τις δικές τις ανάγκες. Η σύγχρονη τάση είναι η χρήση πεταλιών clip-in σε ολοένα και περισσότερες κατηγορίες Ορεινής Ποδηλασίας. Γενικά όσο η Ορεινή Ποδηλασία πλησιάζει στην ποδηλασία δρόμου (π.χ. XC)...τόσο περισσότερο κλειδώνει το πόδι μας στο πετάλι. Αντίθετα όταν τα περισσότερα χιλιόμετρα γίνονται κουτρουβαλώντας διάφορες πλαγιές με κλίση για... απογείωση με Παραπέντε (βλ. X-treme Freeride) τόσο τα clip-in είναι περιττά. Για όλες τις ενδιάμεσες καταστάσεις, το θέμα λαμβάνει περισσότερο υποκειμενικές διαστάσεις αφού μετράει και η αίσθηση που δίνει στον καθένα το "κλειδωμένο" πόδι. Έτσι, πολλοί αναβάτες νιώθουν πως ελέγχουν καλύτερα το ποδήλατό τους στις σκληρές διαδρομές και νιώθουν περισσότερο ασφαλείς χρησιμοποιώντας πετάλια clip-in, ενώ κάποιοι επιμένουν πως "...το πόδι στο βουνό πρέπει να είναι ελεύθερο για να βοηθά...στα δύσκολα’’.

Μετά λοιπόν από όλα αυτά...to clip or not to clip?
…Δεν ξέρω...εσείς τι λέτε;;;



Δείτε σχετικές πατέντες:

  • us004269084-001 Ένα από τα πετάλια που σχεδίασε ο "θρύλος" των μηχανικών της ιαπωνικής Shimano, S. Okajima. Το συγκεκριμένο πετάλι βασίζεται στην "αρχαιότερη" λύση πρόσδεσης του ποδιού στο πετάλι (1981).
  • us004381683-001 Άλλο ένα πετάλι με μηχανισμό "αγκύρωσης" του μπροστινού τμήματος του παπουτσιού του ποδηλάτη.
  • us004442732-001, us004442732-002 Το βελτιωμένο πλέον πετάλι του S. Okajima διαθέτει εκτός από το κλασικό σύστημα πρόσδεσης του παπουτσιού και λαμάκια (4,21) τα οποία εφαρμόζουν στις ειδικές εγκοπές των αντίστοιχων ποδηλατικών παπουτσιών επιτρέποντας καλύτερο "κλείδωμα" του ποδιού στο πετάλι (1984).
  • us005497680-001, us005497680-002 Ένα πολύ πιο σύγχρονο πετάλι για ποδήλατο δρόμου με μηχανισμό ‘’κλειδώματος’’ που συνεργάζεται με τον ειδικό αντάπτορα στο ποδηλατικό παπούτσι (1996).
  • us006089122-001, us006089122-003, us0d0387706-001 Σύστημα "κλειδώματος" αντίστοιχο με το προηγούμενο αλλά με προορισμό κυρίως τα Mountain Bikes. Φαίνεται καθαρά η διαφορετική φιλοσοφία κατασκευής η οποία διαθέτει πιο "χαλαρό" κλείδωμα έτσι ώστε να βγαίνει πιο έυκολα το πόδι από το πετάλι (2000). Επίσης το ίδιο σύστημα τοποθετείται και στα υβριδικά πετάλια τα οποία διαθέτουν μεγάλη επιφάνεια επαφής για χρήση με κανονικά παπούτσια αλλά και σύστημα κλειδώματος για χρήση με ποδηλατικά παπούτσια (1997).
  • us006925908-001, us006925908-002 Ένα "ολόφρεσκο" πετάλι το οποίο κατοχυρώθηκε ως παγκόσμια πατέντα από τη Shimano μόλις στις 09/08/05 ! Το πετάλι είναι σχεδιασμένο για χρήση δρόμου και...φυσικά διαθέτει βελτιωμένο σύστημα "κλειδώματος" του ποδιού.