Konzentrisch vs. Exzentrisch (Abrollsysteme von Fußmaschinen) - ein Vergleich

Kürzlich hatte ich mich wieder mal mit diesem Thema beschäftigt und dadurch selbst ein paar Dinge besser verstanden. Nachzulesen in diesem Thread: DW 5000 Basspedal Familie AD4/TD4/ADH.

Dort wurde deutlich, dass das Thema mitunter auch unter versierteren Drummern noch etwas missverstanden ist. Ich hatte kürzlich für ein paar Tage die DW 5002 AD4 da, welche ein exzentrisches Abrollsystem hat. Außerdem habe ich eine DW 3000 mit konzentrischem Kettenblatt, eine Iron Cobra Rolling-Glide (konzentrisch / rund) und Iron Cobra Power-Glide Cams (nicht rund). Von allen Kettenblättern habe ich Fotos angehängt

Am besten kann man das m.E. mit den DW Kettenblättern vergleichen, weil auf diese nämlich die Begriffe "konzentrisch" und "exzentrisch" am besten zutreffen. Die Hersteller bauen da ja schon unterschiedliche Systeme. Wie man sieht, ist die Power-Glide Cam tatsächlich nicht rund, obwohl die Rundungen sogar konzentrisch zur Welle zu sein scheinen.

Der springende Punkt, um den es zuletzt im verlinkten Thread ging, ist:
Exzentrische Kettenblätter können auch rund sein. Der Mittelpunkt des Kettenblatts ist dann - wie bei der DW Accelerator - versetzt zur Welle. Die mathematische Definition ist:

Zitat von Exzentrisch

[mit dem eigenen Zentrum] außerhalb des Kreiszentrums bzw. Drehpunktes liegend

Ich lasse einfach mal die Fotos im Anhang für sich sprechen.

Wie sich ein exzentrisches Abrollsystem auswirkt:
Das Abrollsystem beeinflusst nur die Verbindung von Pedal und Welle. Der Beater bleibt bei ansonsten identischer Bauweise der Fußmaschine gleich an die Feder gekoppelt. Exzentrische Cams sind im Normalfall so gebaut, dass sich der Pedalweg am "Ende" der Bewegung - also in Nähe des Beater-Auftreffpunkts auf dem Fell - im Verhältnis zur Drehung der Welle / Bewegung des Beaters verkürzt. Zunächst hat man in diesem Bereich also nur eine geringere Präzision.

Ich möchte an dieser Stelle keine Wertung zu konzentrisch vs. exzentrisch abgeben. Jeder muss für sich selbst rausfinden, womit er am besten klarkommt und demnach entscheiden. Runde und konzentrische Abrollsysteme sind allerdings am weitesten verbreitet und "klassisch".

Wie recht du hast

Eigenartige Voraussetzungen verlangen manchmal auch eigenartige Handlungen. Aber ist ja nur ein bisschen strange und ansonsten positiv.

Zitat von Josh

Moin
Ist ja (eigentlich) schon alles gesagt, aaaaber . . . .
ein kleines Dankeschön an m tree sollte schon drin sein, . . . da haste

Danke
War eine sehr spontane Aktion.

Zitat

Bei den Pöarl Elis gibt's übrigens ein kleines Tütchen mit sogenannten "CAMs" zum Fußpudel dazu, da kann man sich langsem an das eiernde Kettenrad ran arbeiten

Ja, das ist schon von Vorteil. Hatte die Eliminator mal vor ca. 10 Jahren ausprobiert. War aber nicht ganz so mein Fall.

Mal von der Cam abgesehen wirkt sich die sonstige Konstruktion der Fußmaschine natürlich auch aufs Spielgefühl aus.

Da muss nichts korrigiert werden. Wie kommst du drauf?

Aber dass es diesbzgl. immer noch Verständnisprobleme gibt, demonstriert gut, dass der Thread hier wohl notwendig ist.

Zitat von m_tree

Exzentrische Cams sind im Normalfall so gebaut, dass sich der Pedalweg am "Ende" der Bewegung - also in Nähe des Beater-Auftreffpunkts auf dem Fell - im Verhältnis zur Drehung der Welle / Bewegung des Beaters verkürzt. Zunächst hat man in diesem Bereich also nur eine geringere Präzision. Der Kraftaufwand bleibt (auf Welle, Beater und Feder bezogen) der selbe, nur der Pedalweg verkürzt sich.

Natürlich verringert sich der Kraftaufwand bei exzentrischen Cams geringfügig, weil das Pedal weniger bewegt werden muss. Aber das dürfte sehr marginal sein. Daher schrieb ich ja extra noch in Klammern dazu "auf Welle, Beater und Feder bezogen".

Der Auslöser fürs Erstellen dieses Threads war übrigens, dass mich jemand im verlinkten Thread "korrigiert" hatte, weil exzentrische Cams ja nicht rund wären. Sondern eben exzentrisch. Aber dass ich mitnichten korrigiert werden musste, habe ich ja jetzt klargestellt.

Schönes Wochenende.

Zitat von Slinor

Bei exzentrischen Cams verkürzt sich der Kraftarm je näher der Schlegel zum Fell bewegt wird.
Wenn man den Einfluss der Feder außer acht lässt müsste doch der benötigte Kraftaufwand am Pedal, beim gleichmäßgen Abwärtsweg, größer werden da der Schlegel gegen Ende der Drehbewegung beschleunigt wird.

Interessanter Punkt.

Kraft = Masse * Beschleunigung

Wird der Beater durch exzentrische Cams generell stärker beschleunigt, ist der Kraftaufwand damit also wirklich größer. Aber die Frage ist, ob das tatsächlich der Fall ist. Man kann auch davon ausgehen, dass man mit einer exzentrischen Cam anders spielt und den Beater genau so stark beschleunigt wie mit einer konzentrischen.
Natürlich ist das sehr theoretisch und in der Praxis verhält sich das alles dynamisch und komplex. Dennoch bleibt der Kraftaufwand theoretisch gleich, wenn man eine gleiche Beschleunigung des Beaters - also einen kürzeren und auch langsameren Pedalweg - voraus setzt.

Um das theoretisch zu betrachten und besser zu verstehen, muss man irgendwo eine Konstante festlegen. Klar kann man auch sagen, dass die Geschwindigkeit, mit der das Pedal bewegt wird, gleich bleibt. Dann hat man durch die andere Übersetzung bei exzentrischen Cams tatsächlich einen größeren Kraftaufwand - und aber auch eine höhere Geschwindigkeit (bzw. Wucht), mit der der Beater auf dem Fell auftrifft.

Zitat von JesusCulture

An unserem Set in der Gemeinde steht eine exzentrische Fuma von Müllenium. Ich komme mit dem Teil nicht zurecht. Meine Fumas Tama camco und Sonor Balance sind symmetrisch. Damit kann ich leiser und einfühlsamer spielen. Das ist mein subjektiver Eindruck.

Das deckt sich auch mit der Theorie. Und mir gehts ähnlich. Komme mit konzentrischen (und runden) Cams besser zurecht. Es wird ja auch öfters behauptet, man könne mit exzentrischen Cams schneller und/oder kräftiger spielen. Dem stehe ich aber skeptisch gegenüber. Denn am Ende gehts vor allem darum, wie man das Pedal selber bedient und mit symmetrischen hat man einfach eine konstante "Übersetzung" von Pedal zu Welle. Also prinzipiell mehr Kontrolle. Wobei das sicher auch Gewöhnungssache ist.

Millenium ist aber auch so 'ne Sache. Mit der 5002 Accelerator bin ich z.B. minimal besser zurecht gekommen und hab mich wohler gefühlt als mit der 3000er (rundes und konzentrisches Kettenblatt). Das lag aber sicher vor allem an der sonstigen Konstruktion der Fußmaschinen. Bald besorge ich mir eine 5000er Turbo (konzentrisch).

Zitat von Two

Die Kraft wird in erster Linie definiert durch die Ausdehnung der Feder. Diese Kraft ist linear, wird aber durch den Ausleger, der die Feder mit der Achse verbindet, in eine Kreisbewegung übersetzt. Diese Übersetzung ist immer konzentrisch, da es sich um einen einfachen Hebelarm handelt. In der Ruhelage zeigt der Hebelarm nach unten, die Feder ist nur leicht vorgedehnt, und die Geometrie des Pedals übersetzt diese Ruhelage in eine bestimmte Pedal- und Beaterstellung. Tritt man das Pedal bewegt der Ausleger das Federende auf einer Kreisbahn nach oben, dadurch wird die Feder gespannt und der Fuss muss die entsprechende Gegenkraft aufbringen. Diese Kraft steigt sinusförmig an.

Danke für die Erklärung. Der Sinusförmige Anstieg aufgrund der Kreisbewegung des Feder-Auslenkers ist echt ein interessanter Punkt.

Die Masse des Beaters spielt schon auch eine große Rolle. Aber angesichts der Feder ist F=m*a hier natürlich nicht ausreichend. Kommt halt drauf an, wie genau man das betrachtet.

Wichtig waren mir bei der ganzen Sache vor allem folgende 2 Punkte: Exzentrische Cams können auch rund sein und die Cam beeinflusst erstmal nur die Verbindung von Pedal und Welle. Die Bewegung des Beaters bleibt unverändert an die Ausdehnung der Feder gekoppelt.

Zitat

Wie groß die Kraft ist, die der Fuß aufbringen muss um dieser Federkraft entgegenzuwirken hängt von der Form des Kettenblatts ab, da dieses den Hebelarm definiert, der das Pedal mit der Drehachse verbindet. Ein konzentrisches Blatt bedeutet, dass der Hebelarm konstant ist, dass heisst die Kraft ist tatsächlich sinusförmig - sprich, bei großen Winkeln bzw. bei weiter durchgetretenem Pedal steigt die Kraft, aber die Steigung ist geringer als linear, nämlich sinusförmig.

Bei 90° Auslenkung des Auslegers ist der Anstieg der Kraft (1. Ableitung) am größten. Bei exakt 180°wäre der Anstieg gleich Null. In der Praxis kommen Auslenkungen über 90° aber kaum vor. Dann müsste der Beaterschaft in Ausgangsposition ja mindestens 90° zum Fell stehen.

Zitat

Bei einem exzentrischem Kettenblatt muss man als erstes definieren WIE es exzentrisch ist, nämlich ob die Achse ober- oder unterhalb des Mittelpunkts liegt. Wenn die Achse oberhalb des Mittelpunkts liegt, wie auf Bild 2 des Startposts, bedeutet das, dass der Hebelarm mit steigendem Winkel kleiner wird. Es muss also stärker gedrückt werden um die gleiche Kraft auf die Feder zu übertragen. Das exzentrische Kettenblatt kompensiert also die sinusförmige Charakteristik, die von dem anderen Ausleger eingebracht wird. Je nach Ausmaß der Exzentrizität kann insgesamt auch eine Überkompensation stattfinden, so dass tatsächlich mehr Kraft bei großen Winkeln aufgewendet werden muss.

Ich update das 2. Bild noch mal um 180° gedreht - hatte das ja anders als die anderen Cams fotografiert. Und ich bin mir relativ sicher, dass alle exzentrischen Cams so gebaut sind, dass sich der Pedalweg in Nähe des Beater-Auftreffpunkts verkürzt.
"Es muss stärker gedrückt werden, um die gleiche Kraft auf die Feder zu übertragen" -> ja, aber dafür muss das Pedal für die gleiche Auslenkung von Beater und Feder nicht so weit runtergedrückt werden.

Letztendlich gehts auch gar nicht nur um die Kraft, die aufgewendet werden muss, sondern um die Arbeit, die am Pedal verrichtet wird:

Arbeit = Kraft * Weg

Zwar erhöht sich bei exzentrischen Cams am Ende der Bewegung die Kraft, die notwendig ist, aber dafür verkürzt sich der Pedalweg. Im Endeffekt macht die Cam also keinen Unterschied, wenn der Beater mit dem selben Punch auf das Fell trifft.

EDIT
Ich habe den Satz zum Kraftaufwand mal aus dem Startposting entfernt. Ein paar physikalische Grundlagen musste ich selber erstmal wieder auffrischen.

orinocco
Die Komplexität des Vorgangs wird ja so langsam deutlich. Die Kraft teilt sich auf die Beschleunigung der Beatermasse und die Ausdehnung der Feder auf. Die Cam bestimmt zusätzlich, wie die Kraftübetragrung vom Pedal auf die Welle ist.

Der springende Punkt ist aber - wie ich schon sagte - die am Pedal verrichtete Arbeit. Und die bleibt letztendlich gleich, egal welche Cam man benutzt. Vorausgesetzt natürlich, die restlichen Faktoren bleiben gleich und der Beater trifft mit dem selben Punch auf dem Fell auf.