Kettenblatt

Kettenblatt

Ein Kettenblatt ist das Antriebszahnrad eines Fahrradantriebes. Die Anzahl der Kettenblätter hängt vom Typ der Gangschaltung und vom Einsatzgebiet des Fahrrades ab. Fahrräder mit fester Übersetzung (Eingangrad) haben ein Kettenblatt, Fahrräder mit einer Nabenschaltung meistens ebenfalls. Bei Fahrrädern mit Kettenschaltung gibt es meistens eine – aus zwei oder drei Kettenblättern bestehende – Kettenblattgarnitur.

Größe des Kettenblatts – Übersetzung – Ablauflänge

Bei Rennrädern werden gewöhnlich Kettenblätter zwischen 30 und 53 Zähnen verbaut (bei Zweifach-Garnituren meist 53 und 39 Zähne). Bei Mountainbikes haben die drei Kettenblätter oft 22, 32 und 44 Zähne, bei Trekkingrädern sind 26, 36 und 48 Zähne eine gängige Kombination. Liegeräder verfügen meist über Schaltungen mit einem großen Übersetzungsbereich, sodass hier oft Mountainbike-Schaltungen zum Einsatz kommen.

Die Anzahl der Zähne des Kettenblatts, Z_K, und die des Ritzels, Z_R, bestimmen die Übersetzung Z_K / Z_R. Die entscheidende Größe für die Wahl der Kettenblätter und Ritzel ist aber nicht die Übersetzung, sondern die die mit einer Kurbelumdrehung zurücklegte Strecke, die Entfaltung oder auch Ablauflänge L genannt wird. Sie berechnet sich als $L=U\cdot{Z_K}/{Z_R}$ aus dem Umfang U des angetriebenen Rades und der Übersetzung.

Befestigung an der Tretkurbel

Billige Kettenblätter sind fest mit der rechten Tretkurbel verbunden und nicht separat austauschbar. Ansonsten sind die Kettenblätter an einen Kurbelstern geschraubt, welcher in der Regel Bestandteil der Tretkurbel ist. Der Kurbelstern hat üblicherweise vier (Mountainbike) oder fünf (Rennrad) Befestigungslöcher, an dem sich gleichzeitig zwei unterschiedlich große Kettenblätter befestigen lassen. Das größere wird an der Außenseite montiert, das kleinere an der Innenseite. Der gedachte Kreis, auf dem sich alle Befestigungslöcher befinden, nennt sich Lochkreis. Es gibt mehrere unterschiedliche Lochkreise. Viele Kurbelsterne haben zusätzliche Befestigungslöcher für ein drittes Kettenblatt (mit einem jeweils deutlich kleineren Lochkreis). Bei sehr hochwertigen Kurbeln ist der Kurbelstern austauschbar.

Kurbeln für das vordere Tretlager von Tandems haben auf der linken Seite eine Befestigung für ein einzelnes Kettenblatt, welches die Synchronkette aufnimmt. Die rechte Kurbel ist ohne Kettenblatt. Das hintere Tretlager für Tandems hat auf der rechten Seite eine gewöhnliche Kurbel für mehrere Kettenblätter, während an der linken Kurbel das Kettenblatt für die Synchronkette befestigt ist.

Lochmaße der 5-Arm-Kurbeln

Kurbeltyp	Lochkreisdurchmesser	Lochabstand	kleinstes Blatt	größtes Blatt
Rennrad-'Standard'	130 mm	76,4 mm	38 Zähne	61 Zähne
Campagnolo (aktuell)	135 mm	79,4 mm	39 Zähne	61 Zähne
Campagnolo (vor 1963)	151 mm	88,8 mm	44 Zähne	58 Zähne
Campagnolo/Stronglight	144 mm	84,6 mm	41 Zähne	56 Zähne
Stronglight 93	122 mm	71,7 mm	38 Zähne	?
Ofmega, SR	118 mm	69,4 mm	36 Zähne	?
Campagnolo (alt)	116 mm	68,2 mm	35 Zähne	57 Zähne
Kompakt dreifach	94 mm	55,3 mm	29 Zähne	50 Zähne
Shimano Dura-Ace (3-fach, inneres Blatt)	92 mm	53,3 mm	30 Zähne	?
Stronglight 99, Sugino	86 mm	50,6 mm	28 Zähne	?
MTB kleines Blatt, zusammen mit 110/130/135 mm	74 mm	43,5 mm	24 Zähne	56 Zähne
Microdrive Shimano	58 mm	34,1 mm	20 Zähne	30 Zähne
Microdrive Suntour	56 mm	32,9 mm	20 Zähne	?

Die angegebenen möglichen Kettenblattgrößen beziehen sich auf Massenware. Als Sonderanfertigung sind insbesondere größere Kettenblätter erhältlich. Diese sind vor allem für Sprinter auf Eingang-Fahrrädern relevant, da deren Fahrräder hinterer Zahnkranz (Ritzel) unter 16 Zähnen zu verschleiß- und fehleranfällig wird. Im Bahnsportbereich ist dies nicht relevant, da dort bauart- und vor allem einsatzbedingt deutlich kleinere hintere Zahnkränze (Ritzel) Anwendung finden.

Die so genannten Kompaktkurbeln sind kleiner und ermöglichen damit kleinere Kettenblätter als mit dem verbreiteten Lochkreis-Standard von 130 mm möglich sind. Im Rennradbereich verfügen Kompaktkurbeln über Befestigungsmöglichkeiten für 2 Kettenblätter, meist mit einem Lochkreis von 110 mm. Kompaktkurbeln für Mountainbikes mit drei Kettenblättern haben meist Lochkreise von 94 und 58 oder von 104 und 64 mm (früher 110 und 74 mm), üblicherweise mit Kettenblättern mit 22, 32 und 42 Zähnen (statt wie sonst 28, 38 und 48 oder 24, 36 und 46 Zähne).

Lochmaße der 4-Arm-Kurbeln

Kurbeltyp	Lochkreis-Durchmesser	Lochkreis-Durchmesser	Lochkreis-Durchmesser	kleinstes Blatt	größtes Blatt
	außen	Mitte	innen
MBT-„Standard“	104 mm	104 mm	64 mm	20 oder 22 Zähne	44 Zähne
Shimano XTR-Kurbel (bis 2006)	145 mm	102 mm	64 mm	20 oder 22 Zähne	44 Zähne

Original sind die Kurbeln 22-32-44 bestückt. Seit 2004 existiert für den Lochkreisdurchmesser von 64 mm der Compact Drives ein 20-zähniges Kettenblatt, das anstelle des 22-zähnigen montiert werden kann. Zusammen mit dem größten Ritzel der Kassette am Hinterrad ergibt sich so eine Berg-Übersetzung für steile Anstiege im wenig wegsamen Gelände, wie es mit Mountainbikes befahren wird.

Material

Kettenblätter werden aus Stahl, Duraluminium oder Titan (sehr selten) hergestellt. Oft weisen sie auch Steighilfen auf. Sie sollen es der Kette beim Schalten erleichtern zwischen den Kettenblättern zu wechseln. Diese mechanische Besonderheit fällt durch unterschiedliche Abmessungen der einzelnen Zähne und verschiedenartige Anschliffe an den Zahnflanken auf.

Bestimmung der Größe (Zähnezahl) der Kettenblätter

Die Wahl der Zähnezahl der beiden (drei) Kettenblätter im Verhältnis zu einander und zu den zur Verfügung stehenden Ritzeln (man spricht vom „Ritzelpaket“ oder „Kassette“) ist sehr komplex. Da sich das Übersetzungsspektrum beider Kettenblätter überschneidet, muss eine Lösung gefunden werden, bei der möglichst wenige der „gangbaren“ (vgl. unten) Übersetzungen doppelt vorkommen. Als „gangbar“ gelten Übersetzungen, bei denen der Kettenschräglauf nicht zu groß ist – bei den heute üblichen 9- bzw. 10-fach-Kassetten sollten aus diesem Grunde die beiden größten Ritzel nicht mit dem großen Kettenblatt, die beiden kleinsten Ritzel nicht mit dem kleinen Kettenblatt kombiniert werden.

Noch bis in die 1960er Jahre wurde aus diesem Grund der sog. „Stufenkranz“ verwendet. Bei dieser Variante „griffen“ die Übersetzungen des kleinen Kettenblatts in die Lücken, die durch die 2-Zähne-Abstufung des Ritzelpakets bei Verwendung des großen Kettenblatts entstanden.

Heute dagegen werden Ritzelpakete verwendet, bei denen die Ritzelabstufung jeweils eine Differenz von einem Zahn aufweist und sich das Übersetzungsspektrum des kleinen Kettenblatts bei Vernachlässigung der nicht gangbaren Übersetzungen mit einem kleinen Überschneidungsbereich an das des großen Blatts anschließt. Aus diesem Grunde wird im Straßenradrennsport heute fast ausschließlich die Kettenblatt-Kombination 53/39 verwendet. Mit einer Ritzel-Kassette, die bspw. die Ritzel 11-12-13-14-15-16-17-18-19-21 hat, schließt sich so an die letzte gangbare Übersetzung 53/18 mit einem Übersetzungs-Quotienten von 2,94 die Übersetzung 39/14 mit einem Quotienten von 2,79 an – im Überschneidungsbereich sind die Übersetzungen 53/19 und 39/14 mit 2,789 bzw. 2,786 sowie 53/18 und 39/13 mit 2,94 bzw. 3,00 nahezu identisch. Der verbleibende Überschneidungsbereich ist durchaus gewollt, weil sich dadurch der doppelte Schaltvorgang (Kettenblatt- und Ritzelwechsel) in bestimmten Rennsituationen vermeiden lässt.

Geläufige Übersetzungen im Radrennsport

Folgende Übersetzungen sind im Radrennsport − hier ist zunächst vom männlichen Erwachsenenbereich die Rede − geläufig:

• Straße, Spitzenamateure und Profis: 53/13 im Flachen; 53/18 bis 53/15 an moderaten Steigungen; Berge: an kurzen Anstiegen wird häufig eine größere Übersetzung (bis 20% größer) gefahren als an langen Bergen, daher sind einigermaßen verbindliche Angaben nur für lange Steigungen (Pässe u. dergl.) zu machen. Die Übersetzung hängt hier von Krafteinsatz (daraus folgend Trittfrequenz) und Geschwindigkeit ab. Bei einer Alleinfahrt an einer 8%igen Steigung muss ein Fahrer, der hier im Hochleistungsbereich fährt (angenommen 6,2 Watt/kg; 430 Watt) und dabei gut 21 km/h erzielt, zum Erreichen seiner (angenommenen) optimalen Trittfrequenz von 75 U/min eine Übersetzung von 39/17 fahren. Das Beispiel zeigt, dass in diesem Bereich keine schematischen Übersetzungsempfehlungen existieren können. Bei Bergabfahrten und schnellen Verfolgungen/Ausreißversuchen kommt dann auch der „12er (53/12)“ und „11er (53/11)“ zum Einsatz.
• Bahn, Spitzenamateure und Profis: 52/16, 53/16, und 52/15 bei Ausdauerwettbewerben, bis 54/14 bzw. 60/14 bei Wettbewerben hinter Motoren (Derny bzw. Steher), 48/14 bis 50/14 bei Sprintern^[1].

In den Jugendklassen gelten Übersetzungsbeschränkungen, die meist voll ausgeschöpft werden.

Die Übersetzungen im Frauenbereich liegen meist zwischen denen der Profis und der Junioren.

Der Mythos vom „großen Blatt“ im Radrennsport

Um die Verwendung des großen Kettenblatts im Radsport ranken sich sowohl Theorien als auch Legenden. Diese rühren von der Tatsache her, dass das „große Blatt“ bei höheren Geschwindigkeiten zum Einsatz kommt und somit speziell bei Anstiegen nur von kräftigen Fahrern genutzt werden kann. So beschreibt Hans Blickensdörfer in seinem Klassiker Tour der Leiden ausführlichst den Moment, in dem ein berühmter Radrennfahrer am Berg vom kleinen auf das große Kettenblatt schaltet und diese Übersetzung erst einmal „drücken“ muss.

Tatsächlich gibt es ernstzunehmende physikalische Gründe:

• Wegen des höheren Trägheitsmoments der Kette (höhere Bahngeschwindigkeit bei gleicher Trittfrequenz) und damit besseren Gleichlaufs werden bei Ausdauerdisziplinen (Straße, Bahn ab 4000 m) eher große Kettenblätter eingesetzt.
• Bei Sprintwettkämpfen dagegen verwendet man möglichst kleine Kettenblätter.

Alles weitere, was in Radsportlerkreisen über das große Kettenblatt diskutiert wird, ist jedoch entweder auf den Mythos oder auf bestimmte, gängige Schaltpraxis (z. B. Vermeidung des doppelten Schaltvorgangs, vgl. oben) zurückzuführen. Ausdrücke wie „Kette rechts!“ (das große Kettenblatt ist rechts), „das große Blatt drinstehen lassen“ usw. und die Tatsache, dass viele Sprinter die in das Kettenblatt eingestanzte Zähnezahl herauszufeilen pflegten, geben Zeugnis, dass hier psychologische Faktoren eine gewichtige Rolle spielen.

Die Übersetzung beim Mountainbiken, das „kleine Blatt“

Mit dem Mountainbike werden häufig Strecken mit weichem Untergrund (Sand, Schlamm etc.) bewältigt, wodurch der Rollwiderstand erheblich höher ist als auf Asphalt. Zudem sind Mountainbikes in der Regel schwerer als Rennräder. Aus diesen Gründen müssen Mountainbikes mit sehr „kleinen“ Gängen ausgestattet sein. Außerdem ist die maximale Geschwindigkeit, die ein Mountainbiker noch treten kann, nicht so wichtig wie beim Rennrad. Beim Downhill an Bergen ohne Lift müssen die besonders schweren Downhillbikes mit einer guten Bergübersetzung nach oben gefahren werden. Daher darf das kleinste Kettenblatt nicht zu groß sein.

Bei Bergrennen ist ein besonders großer Entfaltungsbereich wünschenswert, denn steile Anstiege können ebenso vorkommen wie langgezogene, flache Passagen oder gemäßigte Abfahrten, bei denen mit einem besonders großen Blatt zusätzlich „Druck“ gemacht werden kann. Allerdings werden Mountainbikerennen bergauf gewonnen und nicht bergab.

Unrunde Kettenblätter

Biopace

In der Geschichte des Radsports finden sich immer wieder Versuche mit unrunden, beispielsweise ovalen Kettenblättern. Diese haben einen anderen Drehmomentverlauf und sollen den Tritt ergonomischer machen. Bekanntestes System ist Biopace von Shimano, das in den 1980ern populär war. Gelegentlich findet man derartige Kettenblätter in verschiedenen Disziplinen des Radsports, durchsetzen konnten sie sich jedoch bisher nicht.

Die heutigen ovalen Kettenblätter weisen im Vergleich zu ovalen Kettenblättern der 1980er eine um ca. 80° in Rotationsrichtung verschobenes Oval auf, da angenommen wird, dass diese Stellung eher der natürlichen Kraftentwicklung entgegenkommt.

Einzelnachweise

1. ↑ Marty Nothstein im Interview mit Cyclingnews.com, abgerufen am 29. März 2011

Literatur

• Rob van der Plas: Die Fahrradwerkstatt - Reparatur und Wartung Schritt für Schritt. 1. Auflage, BVA Bielefelder Verlaganstalt, Bielefeld, 1995, ISBN 3-87073-147-8
• Frank Lewerenz, Martin Kaindl, Tom Linthaler: Das Rennrad Technikbuch. 1. Auflage, Pietsch Verlag, Stuttgart, 2005, ISBN 3-613-50486-3
• Michael Gressmann, Franz Beck, Rüdiger Bellersheim: Fachkunde Fahrradtechnik. 1. Auflage, Verlag Europa Lehrmittel, Haan-Gruiten, 2006, ISBN 3-8085-2291-7
• Fritz Winkler, Siegfried Rauch: Fahrradtechnik Instandsetzung, Konstruktion, Fertigung. 10. Auflage, BVA Bielefelder Verlagsanstalt GmbH & Co. KG, Bielefeld, 1999, ISBN 3-87073-131-1

Weblinks

• Zusammenhang zwischen Lochkreis und Lochabstand
• Kettenschaltung einstellen