Al in de jaren ’70 werd geëxperimenteerd met ovale bladen. In 1983 starte Shimano met de Biopace bladen en sinds 2000 zijn er de Q-rings van Rotor en meer recent Osymetric. Maar werkt het?

De theorie

Bij een trapbeweging zet je maximaal kracht rond 4 uur. Tussen 5-6 uur en 11-12 uur is de kracht minimaal. Met een ovaal kettingblad is de hefboom (de hoogte van het blad) groter of kleiner. De hoogte van het blad aan de bovenzijde bepaalt de kracht. Als het hoge deel van het ovale blad boven zit, is het zwaarder.

Twee opties

Optie 1: kracht gelijkmatig verdelen: Biopace
In 1983 begon Shimano met non-linaire kettingbladen: Biopace. Het idee was om de hefboom te verkleinen op 4 uur en te vergroten op 11-12 uur. Bij deze bladen wordt de maximale kracht kleiner (kleiner hefboom) en minimale kracht groter (grote hefboom). Het idee is om de krachten gelijkmatiger te maken gedurende de trapbeweging.

Optie 2: piekkracht versterken: Q-rings/Osymetric
Biopace bladen worden niet meer gemaakt, maar sinds 2000 zijn er Q-rings van Rotor en daarna ook Osymetric. Bij deze bladen wordt geprobeerd de maximale kracht te vergroten met een grotere hefboom.
Door het zwaarder maken van de krachtzone (4 uur) blijf je ook langer in deze fase en minder lang in de dode punt fase. Je maakt de trapbeweging dus minder gelijkmatig, je versterkt de verschillen.

Profpeloton

Op internet en in het prof peloton zijn er voor- en tegenstanders. Bradley Wiggins en Marianne Vos (Q-rings) en Chris Froome (Osymetric) gebruiken bijvoorbeeld ovale bladen. Terwijl Mark Cavendish, gesponsord door Rotor Q-rings, er niet aan kon wennen en wilde ze ondanks de sponsoring niet gebruiken.

Wetenschappelijk onderzoek

Wetenschappelijk onderzoek is niet zo makkelijk omdat er theoretisch veel factoren van invloed zouden kunnen zijn: hoe groot en waar zit de maximale en minimale hefboom in het blad? Hoe zwaar is de onderzochte inspanning? Wat is de trapfrequentie? Wat is de cranklengte?
Hierin zijn de onderzoeken verschillend, mogelijk beïnvloed dit het resultaat.

Duurvermogen
De hypothese is dat ovale bladen efficiënter zijn. In onderzoek verwacht je dan een lagere zuurstofopname bij eenzelfde vermogen of een snellere tijd bij een tijdrit.
Er zijn acht studies gepubliceerd met verschillende types ovale bladen tijdens een duurinspanning. In zeven onderzoeken werd naar de zuurstofopname gekeken. In één studie werd naar de 10km tijdrit prestatie gekeken. In GEEN van deze studies was er een voordeel voor de ovale kettingbladen. Dus voor het duurvermogen hebben de ovale bladen geen voordeel (maar ook geen nadeel).

Maximaal vermogen
Er zijn drie onderzoeken geweest met een 1km maximaal vermogen test. In één onderzoek presteerde de ovale bladen beter. In de twee andere onderzoeken was er geen verschil.
Er zijn vier onderzoeken geweest met een hele korte sprint (maximaal 10 seconden) en opvallend genoeg toonden alle vier onderzoeken een hoger vermogen! Met een verbetering tussen de 4,3% en 15%! In de onderzoeken werden Q-rings of Osymetric bladen gebruikt.

Lactaat
Er wordt regelmatig gemeld dat het lactaat lager is met ovale bladen. Twee studies hebben hier naar gekeken. In één studie was er geen verschil. In de andere studie was het lactaat iets lager met ovale bladen. De zuurstofopname was echter niet lager in die studie. Daarbij werden ook Biopace bladen gebruikt i.p.v. de huidige Q-rings/Osymtric bladen (die op een tegengestelde manier werken, zoals hierboven uitgelegd).

Andere overwegingen

Een nadeel van de ovale bladen is dat het schakelen iets minder soepel en wat trager is. Theoretisch is er een klein beetje energieverlies bij ovale bladen omdat het ketting meer beweegt.

Conclusie

Het resultaat van het wetenschappelijk onderzoek is opvallend. Ovale bladen worden meestal geadviseerd om steady state duurinspanning efficiënter te maken. Maar in onderzoek is hier geen bewijs voor. Vaak wordt gezegd dat sprinten minder goed gaat. Een verminderd springvermogen wordt zelfs als nadeel genoemd op de Rotor website! Echter in onderzoek blijkt het sprintvermogen juist beter. Dus als het gaat om prestatieverbetering is het alleen zinvol als het gaat om sprinten. Je kan de ovale bladen natuurlijk ook gebruiken omdat het beter “voelt”. Veel wielrenners vinden dat sprinten minder goed “voelt” met ovale bladen, terwijl ovale bladen met sprinten juist meer vermogen oplevert. De ovale bladen werken in geen enkel onderzoek minder goed dan de ronde bladen.

Referenties

1. Carpes FP, Dagnese F, Mota CB, Stefanyshyn DJ. Cycling with noncircular chainring system changes the three-dimensional kinematics of the lower limbs. Sports Biomech. 2009;8(4):275-283. doi:10.1080/14763140903414409
2. Strutzenberger G, Wunsch T, Kroell J, Dastl J, Schwameder H. Effect of chainring ovality on joint power during cycling at different workloads and cadences. Sports Biomech. 2014;13(2):97-108. doi:10.1080/14763141.2014.908946
3. Peiffer JJ, Abbiss CR. The influence of elliptical chainrings on 10 km cycling time trial performance. Int J Sports Physiol Perform. 2010;5(4):459-468. doi:10.1123/ijspp.5.4.459
4. Leong C-H, Elmer SJ, Martin JC. Noncircular Chainrings Do Not Influence Maximum Cycling Power. J Appl Biomech. 2017;33(6):410-418. doi:10.1123/jab.2017-0035
5. Dagnese F, Carpes FP, Martins E de A, Stefanyshyn D, Mota CB. Effects of a noncircular chainring system on muscle activation during cycling. J Electromyogr Kinesiol. 2011;21(1):13-17. doi:10.1016/j.jelekin.2010.02.005
6. Belen L, Habrard M, Micallef JP, Le Gallais D. The performance and efficiency of cycling with a carbon fiber eccentric chainring during incremental exercise. J Sports Med Phys Fitness. 2007;47(1):40-45
7. Cordova A, Latasa I, Seco J, Villa G, Rodriguez-Falces J. Physiological Responses during Cycling With Oval Chainrings (Q-Ring) and Circular Chainrings. J Sports Sci Med. 2014;13(2):410-416
8. Cullen LK, Andrew K, Lair KR, Widger MJ, Timson BF. Efficiency of trained cyclists using circular and noncircular chainrings. Int J Sports Med. 1992;13(3):264-269. doi:10.1055/s-2007-1021264
9. Hansen EA, Jensen K, Hallen J, Rasmussen J, Pedersen PK. Effect of chain wheel shape on crank torque, freely chosen pedal rate, and physiological responses during submaximal cycling. J Physiol Anthropol. 2009;28(6):261-267
10. Hull ML, Williams M, Williams K, Kautz S. Physiological response to cycling with both circular and noncircular chainrings. Med Sci Sports Exerc. 1992;24(10):1114-1122
11. Ratel S, Duché P, Hautier CA, Williams CA, Bedu M. Physiological responses during cycling with noncircular “Harmonic” and circular chainrings. Eur J Appl Physiol. 2004;91(1):100-104. doi:10.1007/s00421-003-0937-9
12. Buscemi S, Canino B, Dagnese F, et al. Influence of a new bicycle crank design on aerobic parameters of non-cyclists. J Sports Med Phys Fitness. 2012;52(1):47-52
13. Hintzy F, Horvais N. Non-circular chainring improves aerobic cycling performance in non-cyclists. Eur J Sport Sci. 2016;16(4):427-432. doi:10.1080/17461391.2015.1086817
14. Hue O, Galy O, Hertogh C, Casties JF, Préfaut C. Enhancing cycling performance using an eccentric chainring. Med Sci Sports Exerc. 2001;33(6):1006-1010. doi:10.1097/00005768-200106000-00021
15. Hue O, Chamari K, Damiani M, Blonc S, Hertogh C. The use of an eccentric chainring during an outdoor 1 km all-out cycling test. J Sci Med Sport. 2007;10(3):180-186. doi:10.1016/j.jsams.2006.05.028
16. Belen L, Habrard M, Micallef JP, Perrey S, Le Gallais D. Cycling performance and mechanical variables using a new prototype chainring. Eur J Appl Physiol. 2007;101(6):721-726. doi:10.1007/s00421-007-0547-z
17. Rodríguez-Marroyo JA, García-López J, Chamari K, Córdova A, Hue O, Villa JG. The rotor pedaling system improves anaerobic but not aerobic cycling performance in professional cyclists. Eur J Appl Physiol. 2009;106(1):87-94. doi:10.1007/s00421-009-0993-x
18. Hue O, Racinais S, Chamari K, Damiani M, Hertogh C, Blonc S. Does an eccentric chainring improve conventional parameters of neuromuscular power? J Sci Med Sport. 2008;11(3):264-270. doi:10.1016/j.jsams.2007.06.004
19. Hintzy F, Grappe F, Belli A. Effects of a Non-Circular Chainring on Sprint Performance During a Cycle Ergometer Test. J Sports Sci Med. 2016;15(2):223-228
20. Mateo-March M, Fernández-Peña E, Blasco-Lafarga C, Morente-Sánchez J, Zabala M. Does a non-circular chainring improve performance in the bicycle motocross cycling start sprint? J Sports Sci Med. 2014;13(1):97-104
21. Rankin JW, Neptune RR. A theoretical analysis of an optimal chainring shape to maximize crank power during isokinetic pedaling. J Biomech. 2008;41(7):1494-1502. doi:10.1016/j.jbiomech.2008.02.015