Fahrradpedal

Ein Fahrradpedal ist ein paarweise an den Tretkurbeln des Fahrrads befestigtes Pedal, an dem die Muskelkraft wirkt, die das Fahrrad antreibt. Durch wechselndes Treten auf die Pedale werden die Kurbelarme abwechselnd nach unten gedrückt und das Kettenblatt gedreht.

Fahrradpedal (Standardform) in moderner Bauart

Aufbau

Hauptbestandteile eines Fahrradpedals sind ein Pedalkörper und eine Achse. In der Regel ist der Pedalkörper über zwei Kugellager auf der Achse gelagert, die am inneren Ende ein Außengewinde hat, um sie in die Gewindebohrung der Tretkurbel zu schrauben.

Die Kraft des Fußes wird vom Pedalkörper aufgenommen. Sie erzeugt über das Pedal an der Tretkurbel ein Drehmoment, das über den Kettentrieb zum Hinterrad des Fahrrades geleitet wird und dessen Antrieb bewirkt.

Die Lager müssen sowohl der Tretkraft und beim Auf- und Absteigen auch dem Gewicht des Fahrers standhalten, als auch klein sein. Ihr Durchmesser bestimmt die Mindestdicke des Pedalkörpers. Die Hülse des Pedalkörpers, in die sie eingebaut sind, soll unterhalb der Kontaktflächen mit dem Fuß bleiben. Wegen dieser gegensätzlichen Anforderungen kommen neben Kugellagern auch Doppel-Kugellager, Rollenlager oder hochwertige Gleitlager zum Einsatz.

Ein Pedalkörper älterer Bauart besteht aus mehreren Metallteilen und zwei Stäben aus Gummi. Die Gummiteile sind an ihren Enden mit zwei Blechen zu einem vierteiligen Rahmen verbunden. In der Mitte der Bleche sind kurze Hülsen zur Aufnahme der Kugellager angebracht. Diese beiden Hülsen sind zusätzlich mit einer Hülse kleineren Durchmessers verbunden, die die Pedalachse umschließt. Pedalkörper moderner Bauart haben ein kompaktes Gussteil (Aluminiumlegierung oder kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff als Grundkörper, an den nur noch Teile für den Kontakt oder die Verbindung mit dem Schuh zusätzlich angebracht sind.

Bei anspruchsvollen, modernen Pedalen besteht die Achse aus Titan oder hochwertigem Stahl. Sehr billige Pedale haben keine Wälzlager, sie bestehen lediglich aus einem Kunststoffkörper und wieder einer Stahlachse einfachster Qualität. Die Reibung zwischen Pedalkörper und Achse ist erheblich, die Lager verschleißen schnell.

Montage an die Tretkurbeln

Die Pedalachse ist traditionell zwischen Gewinde und innerem Wälzlagersitz zum Ansetzen eines Maulschlüssels abgeflacht. Die Abflachung ist meistens für einen üblichen Maulschlüssel zu schmal, weshalb ein spezieller, dünnerer Pedal-Maulschlüssel (Maulweite 15 mm, seltener ⁹/₁₆ Zoll) zu verwenden ist.

Heute sind die Pedalachsen oft mit einem 8-mm-Innensechskant (Inbus) versehen. Der Inbus-Schlüssel wird von der Kurbelinnenseite aus angesetzt. Bei dieser Lösung lässt sich ein handelsüblicher Drehmomentschlüssel verwenden und die Pedalachsen können gleichmäßig stark angezogen werden. Allgemein wird ein Anzugsmoment von 35 Nm empfohlen.

Schematische Darstellung der Rollbewegung des linken Pedalgewindes im Kurbelarm. Die Taumelbewegung resultiert aus der stets senkrechten Belastung des Pedals. Ein linksdrehendes Gewinde verhindert beim linken Pedal das Herausdrehen.

Darstellung des Taumelns und Rotierens der linken Pedalachse mit einem in lockerer Faust gehaltenen und mit dem Zeigefinger der anderen Hand bewegten Bleistift

Schutz vor Selbstlösen von den Tretkurbeln

Der Drehsinn der Gewinde ist am rechten und am linken Pedal nicht gleich. Er ist jeweils so gewählt, dass die Pedalachsen vor dem Selbstlösen von den Tretkurbeln geschützt sind. Um einem Losdrehmoment, das von der Lagerreibung im Pedal verursacht wird, zu begegnen, müsste die linke Pedalachse mit Rechtsgewinde und die rechte Pedalachse mit Linksgewinde versehen sein. Tatsächlich ist es umgekehrt.

Der Grund dafür ist ein zweiter Effekt, der den Lagerreibungsdrehmomenten entgegengesetzt ist und diese dominiert. Er wird insbesondere dann wirksam, wenn eine Pedalachse nicht fest angezogen sein sollte. Wegen des prinzipiell nicht vermeidbaren radialen Spiels im Gewinde, wird die Pedalachse durch die Fußkraft geringfügig nach unten gekippt. Diese Kippung verläuft relativ zur Tretkurbel und die Pedalachse taumelt (siehe auch Nutation) in ihrem Gewindeloch. Ihr Taumeln bewirkt, dass sie sich um ihre eigene Achse dreht, da die Pedalachse an den beiden Enden des Innengewindes in der Tretkurbel rollt (Abbildung links). Dieser Vorgang kann durch einen einfachen Versuch mit einem Bleistift nachvollzogen werden (Abbildung rechts).

Der Drehsinn des Taumelns ist am linken Pedal der Uhrzeigersinn (gleich wie die vernachlässigbaren Lagerreibungsdrehmomente). Das Rollen bewirkt, dass sich die Pedalachse im Gegenuhrzeigersinn dreht. Deshalb ist die linke Pedalachse in ein Linksgewinde eingeschraubt, damit sie sich eher festzieht, falls sie locker geworden sein sollte. Beim rechten Pedal sind die Verhältnisse umgekehrt, seine Achse ist mit Rechtsgewinde versehen.

Verschiedene Bauformen

Blockpedal

Das Blockpedal ist sowohl die älteste Bauform als auch das als Standard-Pedal verwendete Fahrradpedal. Sein Pedalkörper besteht traditionell aus Stahlblech und zwei profilierten Gummiblöcken, heute häufig aus einem einzigen profilierten Hartkunststoffblock.

Bärentatze

Sogenannte Bärentatzen stammen ursprünglich von BMX-Rädern, sind aus Metall gefertigt und größer als andere Pedale. Die Griffigkeit des Blechrahmens erleichtert zusammen mit Profilsohlen den Halt auch bei schmutzigen Schuhen im Gelände, weshalb sie im Dirtjump und im Downhill vorwiegend eingesetzt werden.

Hakenpedal

Im Radsport war bis Anfang der 1990er Jahre das Hakenpedal verbreitet, bei dem der Schuh von einem hakenförmigen Bügel gehalten wird, der am Pedal befestigt ist und vorne über die Schuhspitzen verlaufend auf dem Rist liegt. Zusätzlich kann der Fuß mit einem Riemen, der ringförmig das Ende des Bügels mit dem Pedal verbindet, auch gegen seitliches Verrutschen auf dem Pedal fixiert werden. Die Vorrichtung am Pedal wird auch als Rennhaken bezeichnet.

Als Material für den Haken wurde anfangs Metall, später auch Kunststoff, verwendet. Der Riemen war ursprünglich aus Leder, später war Kunststoffgewebe verbreitet. Daneben gibt es Ausführungen, die nur aus dem Haken ohne Riemen oder einem Riemengeschirr bestehen.

Mit Hilfe von Hakenpedalen kann sowohl nach unten getreten als auch nach oben gezogen werden. Das ermöglicht den so genannten runden Tritt, mit dem der Sportler seine Leistung gleichmäßiger erbringen und seine Gelenke schonen kann.

Klickpedal

Klickpedale ermöglichen eine feste Verbindung der Füße mit den Pedalen, ähnlich einer modernen Skibindung. Dazu müssen spezielle Fahrradschuhe verwendet werden, unter die eine Metallplatte (engl. cleat) geschraubt wird, die im Pedal einrastet, wenn der Fahrer den Fuß mit genügend Druck auf das Pedal. Zum Lösen der Verbindung muss der Fuß ein Stück zur Seite gedreht werden.

Das erste System dieser Art wurde von der Firma LOOK entwickelt. Eine hohe Verbreitung haben SPD (Shimano Pedaling Dynamics) bei Mountainbikes, Liegerädern und im Tourenbereich. Bei Rennrädern werden vorwiegend das Look-System und SPD-SL eingesetzt. Daneben gibt es etwa ein Dutzend weiterer Systeme. Charakteristisch bei Rennradschuhen ist, dass die Cleats unter eine glatte Sohle geschraubt werden, was das Gehen schwierig macht; die Sohle ist in der Regel sehr steif, um Druckstellen am Fuß zu vermindern, indem sie den Druck auf eine große Fläche verteilt. SPD-Cleats hingegen sind versenkt und die Sohle von Mountainbike-Schuhe ist nicht so steif, um Tragepassagen möglich zu machen.

Die Pedale werden in unterschiedlichen Ausführungen angeboten. Manche haben auf beiden Seiten einen Einrastmechanismus, andere aus Gewichtsgründen nur auf einer Seite. So genannte Kombipedale haben auf einer Seite den Einrastmechanismus und auf der anderen Seite einen Käfig, der Nicht-Fahrradschuhen ausreichend halt bieten soll. Es gibt auch Pedale, die einen Metallrahmen um den Klickmechanismus herum haben, um die Auflagefläche für die Schuhe zu erhöhen. Bei den meisten Systemen ist der Einrastmechanismus im Pedal, bei wenigen stattdessen im Cleat. Einige Systeme haben keinen aufwändigen Mechanismus, sondern die Cleats werden mit einer Art Bajonettverschluss im Pedal arretiert.

Beim Erscheinen der Klickpedale wurden diese irreführend als "Sicherheitspedal" bezeichnet, da sie sich angeblich in jeder Notsituation vom Schuh lösen. In der Praxis hat sich gezeigt, dass dies nicht immer zutrifft^[1].

Magnetpedal

Diese Entwicklung wurde von Norbert Sadler und Wolfgang Dürr 2004 zum Patent angemeldet. Dabei sind die in die Pedale sehr starke Magnete eingebaut, während unter die Schuhe Stahlplatten geschraubt werden. Das Magnetpedalsystem erlaubt eine frei wählbare und jederzeit während der Fahrt veränderbare Fußstellung auf dem Pedal. Das hilft manchen Fahrern mit Knie oder Gelenkproblemen. Das Lösen erfolgt durch ein Kippen der Füße oder mit einem kräftigen Ruck. Bei einem Sturz lösen sich die Schuhe von den Pedalen; ein Verhaken ist ausgeschlossen.

Großflächenpedal

Eine neuere Entwicklung ist das 2008 patentierte Großflächenpedal, das die Kraftübertragung vom Fuß auf den Kurbelarm spürbar verbessern soll. Es ist fast dreimal so lang (16 cm) wie ein normales Pedal. Es soll zusätzlich den starken Druck nutzen, der vom Mittelfuß ausgeht. Großflächenpedale haben heutzutage (Stand: September 2011) praktisch keine Marktbedeutung.

Bilder

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  Blockpedal, alte Bauart

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  Blockpedal mit Reflektoren

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  modernes Blockpedal

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  Bärentatze

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  Hakenpedal

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  Klickpedale (Rennrad),

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  Klickpedal (Mountainbike)

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  Kombipedale

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  Magnetpedal

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  Großflächenpedal

Literatur

• Fritz Winkler, Siegfried Rauch: Fahrradtechnik Instandsetzung, Konstruktion, Fertigung. 10. Auflage, BVA Bielefelder Verlagsanstalt GmbH & Co. KG, Bielefeld, 1999, ISBN 3-87073-131-1
• Peter de Leuw: Fahrräder Richtig auswählen, sicher fahren. 1. Auflage, Beuth Verlag GmbH, Berlin-Wien-Zürich, 2006, ISBN 3-410-16487-1
• Frank Lewerenz, Martin Kaindl, Tom Linthaler: Das Rennrad Technikbuch. 1. Auflage, Pietsch Verlag, Stuttgart, 2005, ISBN 3-613-50486-3

Einzelnachweis

1. ↑ Smolik Velotech: Pedal

Weblinks

 Commons: Fahrradpedale – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien