Fahrradkette

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Kettenantrieb
Aufbau einer nur noch bei Nabenschaltungen verwendeten Fahrradkette mit Hülsen: 1. Außenlasche 2. Innenlasche 3. Bolzen 4. Hülse 5. Rolle
Auf dem Bolzen einer hülsenlosen Kette sind die Laufspuren der beiden Lagerkragen zu erkennen.
Größenvergleich Fahrrad- und Motorradkette

Die Fahrradkette ist Teil des beim Fahrrad verwendeten Kettengetriebes, mit dem das durch die Tretkraft des Fahrers erzeugte Drehmoment auf das Antriebsrad übertragen wird. Der Wirkungsgrad einer Kette kann dabei bis zu 98 % betragen. Bei Kettenschaltungen wechselt die quer verschobene und mit geringem Zug weiterlaufende Kette auf einen parallelen Zahnkranz oder Kettenblatt. Zur Verbesserung dieses Wechsels sind die Außenlaschen der Kette oft speziell geformt.

Bei einem klassischen Fahrradrahmen wird die Kette in der Regel durch das Rahmendreieck auf der rechten Seite des Hinterbaus geführt und mit einem Kettennieter dauerhaft vernietet (z. B. bei Shimano-Ketten) oder durch ein lösbares Kettenschloss verbunden (z. B. bei SRAM und KMC-Ketten).

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Historische Blockkette an einem Fahrrad von Laurin & Klement, ausgestellt im Škoda Muzeum
Simpson-Hebelkette
  • 1878: Erste in größerer Serie gefertigte Rollenketten mit großer Teilung werden zeitgleich mit dem Sicherheitsniederrad eingeführt. Nachteilig ist der unruhige Lauf.
  • 1880: Für die Rollenkette erhält der Schweizer Hans Renold (* 1852 in Aarau) ein erstes englisches Patent. Eine Firma Renold produziert Rollenketten.
  • 1898: Die Gebrüder Nevoigt, Eigentümer der sächsischern Diamant Fahrradwerke, erfinden die Doppelrollenkette[1], die zum heutigen Weltstandard gehört.
  • 1895: William Spears Simpson erfindet die Simpson-Hebelkette, bei der das Kettenblatt an den inneren Bolzen und das Ritzel an den äußeren Bolzen der dreieckförmigen Kettenglieder eingreifen.
  • 1978: Das französische Unternehmen Sedisport baut die erste Lagerkragenkette in Serie. Die Bohrungen der Innenlaschen werden zu Lagerkragen ausgeformt, welche die Hülse ersetzen. Dies verbessert Schmierstofffluss und seitliche Beweglichkeit. Gewicht und Herstellungskosten verringern sich.
  • 1982: Shimano führt die Uniglide-Kette ein, mit ausgestellten Außenlaschen, die die Schalteigenschaften verbessern.
  • 1987: Regina entwickelt eine bolzenlose Kette bei der die Hülsen durch die Außenlaschen hindurchgeführt werden. Die Gewichtsersparnis von 65 g wird mit einem erhöhten Verschleiß erkauft.
  • 1988: Rohloff verbessert die Flexibilität und Schaltqualität durch nach innen angebogene Außenlaschen.

Heute verwendet man bei Nabenschaltungen Ketten mit Hülsen und bei Kettenschaltung Lagerkragenketten, jeweils fast ausschließlich mit einer Teilung von 1/2".

Maße und Ausführungen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Für Kettenschaltungen werden spezielle Schaltungsketten angeboten, die den Schaltkomfort verbessern. Je mehr Ritzel das hintere Zahnkranzpaket enthält, desto schmaler sollte die Kette sein. Die übliche Maßkennzeichnung für eine Fahrradkette besteht aus zwei Maßangaben in Zoll (Maß 1 × Maß 2). Das erste Maß bezeichnet den Abstand von Gelenk zu Gelenk (die Kettenteilung), die bei den meisten heute üblichen Fahrradketten 1/2" beträgt. Das zweite Maß bezeichnet die innere Breite an der schmalsten Stelle, also zwischen den Innenlaschen.

  • 5/8" × 5/32" für alte Tourenräder (vor 1945)
  • 1" × 1/8" als Blockkette
  • 1/2" × 1/8" für Nabenschaltungen, BMX und Bahnräder (Außenbreite: 8,6–9,4 mm je nach Hersteller)
  • 1/2" × 3/32" für moderne Nabenschaltungen (Rohloff Speedhub / Alfine) sowie für Kettenschaltungen mit bis zu 8-fach schaltbaren Zahnkranzpaketen (Außenbreite: 7,1 mm – 8-fach schaltbar, 7,3 mm – 7-fach schaltbar) (passend zu einer Shimano-InteractiveGlide-Kettenblatt- und Ritzeldicke von 2,35 mm)
  • 1/2" × 11/128" für Kettenschaltungen mit bis zu 9-fach schaltbaren Zahnkranzpaketen (Shimano-HyperGlide mit Außenbreite 6,8 mm und Campagnolo mit Außenbreite 6,6 mm)
  • 1/2" × 10/128" für Kettenschaltungen mit bis zu 10-fach schaltbaren Zahnkranzpaketen (Shimano-HyperGlide mit Außenbreite 6,15 mm und Campagnolo mit Außenbreite 5,9 mm)
  • 1/2" × 9/128" für Kettenschaltungen mit bis zu 11-fach schaltbaren Zahnkranzpaketen (Campagnolo mit Außenbreite 5,5 mm)

Das Gewicht einer Kette variiert je nach Anwendungsfall und Länge. Fahrradketten für Kettenschaltungen wiegen etwa 250 bis 350 g, Nabenschaltungsketten 275–350 g je 100 Kettenglieder.

Während die Hersteller den Ketten für Fahrräder ohne Kettenschaltung meist ein robustes und wieder verwendbares Kettenschloß beilegen, werden moderne schmale Ketten überwiegend durch Vernietung verschlossen. Shimano legt den schmalen Ketten eine speziellen Nietstift zum Verschliessen der Kette bei, der zur Vereinfachung der Handhabung einen Führungsstift besitzt, welcher nach dem Vernieten abgebrochen wird. Zur Verlängerung der Haltbarkeit wird empfohlen, diesen Stift in der gleichen Richtung einzudrücken, in der der vorher vorhandene Stift herausgedrückt wurde (sofern die Kette zuvor gekürzt worden war). Zusätzlich sollen die äußeren Laschen in Kettenlaufrichtung vorne liegen, bevor sie vernietet werden. Und sofern die Kette später wieder geöffnet werden soll, so sollte dies nicht an der Stelle geschehen, an welcher bei der Montage der spezielle Verschlussstifts eingesetzt worden war.

Kettenschloss[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein Kettenschloss für eine Kettenschaltung

Ein Kettenschloss ersetzt die Außenlaschen und Bolzen eines regulären Kettengliedes und dient zum Verschließen und zum Austausch der Kette.

Breite Ketten zur Verwendung mit Nabenschaltungen werden mit Kettenschloss mit verlängerten Bolzen verbunden. Die Enden der Bolzen sind ringsum genutet, so dass ein länglicher Sicherungsring darüber geschoben werden kann. Der Sicherungsring lässt sich mit einer Kombizange verriegeln und wieder lösen.

Bei Kettenschaltungen dürfen die Bolzen des Kettenschlosses seitlich nicht überstehen, da sonst der Sitz und Lauf der Kette behindert würde (etwa im Käfig des Schaltwerks). Der zusätzliche seitliche Sprengring wird daher durch Außenlaschen ersetzt, die mit einem Langloch versehen sind, welches sich zur Mitte der Außenlasche etwas verbreitert. Die mit einer feinen Nut versehenen Bolzen können dort eingesteckt werden und rutschen bei kräftigem Zug in den schmaleren Teil des Langlochs und rasten ein. Das Kettenschloss wird durch Zusammenschieben geöffnet. Entweder indem eine Spitzzange zwischen die Rollen geführt wird oder durch Z-förmiges Falten der Kette am Kettenschloss und Zusammendrücken mit einer Wasserpumpenzange bzw. durch kräftigen Zug.

Kettenlinie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In der Aufsicht des Fahrrads ist die Kettenlinie die Linie, als welche die Kette in ihrer gedachten mittleren Stellung erscheint. Sie verläuft durch das mittlere Ritzel und durch das mittlere Kettenblatt oder, bei gerader Ritzel- bzw. Kettenblattzahl, durch die Mitte zwischen zwei Blättern bzw. Ritzeln. Der Abstand zwischen Rahmenmitte und Kettenlinie wird ebenfalls kurz Kettenlinie genannt. Übliche Werte für diesen Abstand sind 47,5 mm oder 50 mm, bei Bahnrädern meist 42 mm.

Die Kettenlinie bestimmt, unter welchem Winkel die Fahrradkette zwischen den vorderen Kettenblättern und den hinteren Ritzeln verläuft. Idealerweise liegen Kettenblatt und Ritzel in einer geraden Linie. In diesem Fall ist die optimale Kraftübertragung möglich – der Wirkungsgrad erreicht sein Maximum, der Verschleiß ein Minimum.[2] Die Kettenlinie einer Kettenschaltung sollte so gewählt werden, dass die Kette in den am häufigsten verwendeten Gängen möglichst gerade läuft.

Ebenso wie der Q-Faktor (der waagerechte Abstand zwischen den Aussenkanten der linken und der rechten Kurbel) kann die Kettenlinie durch die Verwendung einer Innenlagerwelle mit einer anderen Länge oder einer Kurbel mit anderer Ausladung verändert werden. Moderne Kurbelsätze mit außenliegenden Lagern sind oft nur in wenigen Varianten erhältlich. Kleinere Veränderungen können auch durch die Verwendung von Unterlegscheiben zwischen dem Flansch der Lagerhülsen und dem Tretlagergehäuse vorgenommen werden.

Einlauflängung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei neuen Ketten berühren sich Kettenbolzen und Kettenhülse bzw. Lagerkragen linienförmig. Auf den ersten 100–200 km kommt es aufgrund der kleinen Kontaktfläche beider Teile zu einer erhöhten Längung, während sich die Radien einander anpassen.[3]

Verschleiß[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Neue (oben) und gebrauchte Schaltungskette nach 5000 km
Splint einer Fahrradkette nach 4000 km Laufleistung mit deutlichen Einlaufspuren der beiden Lagerkragen. Länge: 7 mm

Beim Gebrauch kommt es zu einem Abrieb zwischen Verbindungsbolzen und Hülsen bzw. bei einer hülsenlosen Kette den Lagerkragen und infolgedessen zu einer Längung der Kette. Wenn eine bestimmte Länge überschritten wird, kommt es zu einem erhöhten Verschleiß an Kettenblatt und Ritzeln. Um deren Lebensdauer zu maximieren, sollte die Längung der Kette regelmäßig mit einer Kettenlehre, einem Stahllineal oder einem Meßschieber überprüft werden, siehe Kettenverschleißmessung.

Verschleiß und Lebensdauer der Kette hängen im Wesentlichen von der Menge der abrasiv wirkenden, mineralischen Partikel ab, die in die Gelenke eindringen. Ketten, die in einem geschlossenen Kettenkasten laufen oder vor direktem Bewurf von Schlamm und Feinsand durch Vorder- und Hinterrad geschützt sind, halten wesentlich länger.

Befindet sich dünnflüssiges Öl auf der Kette, so kann der feine Staub, der sich auf der Kette absetzt, zusammen mit dem Öl in die Gelenke der Kette getragen werden. Läuft die Kette eher trocken, so können bei nassem Wetter abrasive Partikel mit dünnflüssigem Schlamm ins Innere der Kette gelangen. Neue Ketten werden daher mit einem zähen Schmierstoff geliefert, der beides verhindert. Hat sich diese Schmierschicht abgenutzt, so kann der Schutz auf verschiedene Weise erneuert werden:

  • Die Kette wird in ein Bad aus erhitztem Schmiermittel getaucht, welches nach dem Abkühlen wenig klebrig ist und kaum Staub bindet.
  • Soweit die Schmierung im inneren der Kette noch nicht ausgewaschen ist oder bereits erneuert wurde, kann die Kette auch in erhitztes Wachs getaucht werden.
  • Alternativ können lösemittelhaltige Schmierstoffe oder Wachse aufgetragen werden. Diese sind auch bei Raumtemperatur flüssig genug, um sich ausreichend auf der Kette zu verteilen, und verfestigen sich anschließend durch Verdunstung des Lösungsmittels.
  • Spezielle Kettenöle oder Haftschmierstoffe, die weder erhitzt werden, noch Lösemittel enthalten, bleiben meist nach dem Auftrag etwas klebrig, sodass sie in gewissem Maße Staub binden. Sie sind meist dickflüssig genug, um den Staub nicht ins Innere der Kette zu tragen, doch verbleibt ein schwarzer Schmierfilm auf der Kette, der bei Berührung Kleidung und Haut verschmutzt.

Die einzige sinnvolle Möglichkeit, um die in das Innere der Kette gelangten, abrasiven Partikel zu entfernen, besteht darin, die Kette vom Rad zu nehmen und in einem Bad aus Lösungsmittel oder dünnflüssigem Öl zu spülen.[4] Erhältlich sind auch kleinere Behälter für Reinigungsmittel mit rotierenden Rundbürsten, ein welche die Kette eingelegt und durchgezogen werden kann, ohne diese vom Fahrrad zu entfernen. Die Spülwirkung ist jedoch begrenzt.

Die Abbildung rechts vergleicht eine neue mit einer gebrauchten Kette. Ketten üblicher Qualität längen sich nach etwa 5000 km um 1 bis 2 %. Das Bild darunter zeigt einen einzelnen Kettensplint. Dort, wo er in der Außenlasche verpreßt war, beträgt der Durchmesser unverändert 3,7 mm. Der Verschleiß durch die Bewegung des Lagerkragens der Innenlasche unter Zugbelastung führten nach etwa 4000 km zu einer Abrasion von ungefähr 0,2 mm. Bezogen auf ein Kettenglied von ~13 mm Länge entspricht dies der beobachteten Längung.

Der bei Kettenschaltungen unvermeidbare Schräglauf der Kette und das Schalten unter Last erhöhen den Verschleiß. Da der Verschleiß besonders bei der Bewegung der Kettenglieder beim Umlauf um Kettenblätter und Ritzel auftritt, wirkt die Verwendung von großen Kettenblättern und großen Ritzeln verschleißsenkend und die langen Ketten von Liegerädern halten entsprechend länger.

Die Laufleistungen variieren von 1000 km bei Einsatz mit Kettenschaltung bei Schlechtwetter auf unbefestigten Wegen, über 3000 bis 5000 km bei Kettenschaltung mit guter Pflege oder weitgehend trockenen Einsatzbedingungen bis über 6000 km bei breiten Ketten ohne Kettenschaltung und guter Pflege.[5] Geschützt laufende Ketten, wie in Hollandrädern und Velomobilen, können erheblich länger halten; es wird von Laufleistungen bis 100.000 km berichtet.

Ein auf der Kettenstrebe befestigter Kettenstrebenschutz verhindert beim Überfahren von Bodenunebenheiten das Schlagen der Fahrradkette auf dem Rahmenrohr.

Kettenpflege[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein geschlossener Kettenkasten verhindert, dass sich Staub und Sand mit dem Schmieröl der Kette vermischen und die Abnutzung der Kette erhöht. Durch eine regelmäßige Reinigung der Kette kann ein Teil des abrasiv wirkenden Staubs entfernt werden. Bei einer offen laufenden Kette mit Schmierung kann jedoch letztlich nicht verhindert werden, dass sich feine Partikel mit dem verwendeten Öl oder Fett vermischen.

Das relativ feste, trockene Fett, welches bei der Herstellung der Kette auf sämtliche Flächen aufgetragen wurde, ist das bestmögliche Schmiermittel, da es gut haftet, durch Nässe kaum abgewaschen wird und wenig Staub bindet. Es empfiehlt sich daher, eine neue Kette solange nicht zu ölen oder mit Reinigungsmitteln zu säubern, bis sich erster Rostansatz zeigt, um das bei der Herstellung aufgetragene Fett nicht durch dünnflüssige Öle zu verdünnen oder durch Reinigungsmittel abzutragen. Hingegen kann es sinnvoll sein, das Schmiermittel einer fabrikneuen Kette durch einen gelegentlichen Wachsauftrag möglichst lange zu konservieren.

Da es nicht möglich ist, das Innenleben einer Kette mit einem festen Schmiermittel nachzufetten, ohne sie zu zerlegen, muss eine Kette mit Rostansatz mit Öl behandelt werden. Das verwendete Öl sollte so dickflüssig wie möglich sein, da ein dünnflüssiges Öl das im Inneren der Kette noch vorhandene Fett herausspült und zugleich Staubpartikel in das Innere der Kette trägt.

Gut eignen sich auch ölfreie Schmierstoffe auf Silikon- oder PTFE-Basis (Polytetrafluorethylen; DuPont-Handelsname: Teflon), die nicht klebrig sind, aber bei Regenwetter schnell abgespült werden, was ein Nachschmieren nach jeder Regenfahrt erforderlich macht. Verwendet werden kann auch Öl für Automatikgetriebe.

Statt Wachs und Öl kann auch ein Fett oder ein Haftöl aufgetragen werden, wie es oft bei Motorradketten verwendet wird. Diese pastösen und zähen Schmiermittel binden Staubpartikel auf der Oberfläche der Kette und verhindern zuverlässig das Auswaschen des ursprünglichen Schmiermittels sowie das Rosten der Kette. Von Nachteil ist der sich auf der Kette bildende, schwarze Schmierfilm, der bei offen laufenden Ketten mit der Haut oder mit Kleidungsstücken in Kontakt kommen kann. Diese Art der Schmierung empfiehlt sich daher besonders, wenn die Kette in einem geschlossenen Kettenkasten läuft.

Die beste Art, das Innere einer Kette nachzuschmieren, ohne anschließend einen dauerhaften Schmierfilm auf der Oberfläche in Kauf nehmen zu müssen, ist die Verwendung von einem heiß aufzutragenden Fett oder einem lösungsmittelhaltigen Schmiermittel, welche nach Abkühlung bzw. Verdunstung des Lösungsmittels eine feste Schmierschicht hinterlassen. Letztere werden auch zur Verwendung auf Motorradketten angeboten.

Motorenöl zum Schmieren von Verbrennungsmotoren sollte nicht an Teilen verwendet werden, die mit Feuchtigkeit in Berührung kommen. Es enthält Tenside, welche Rückstände aus dem Inneren von Verbrennungsmotoren entfernen sollen, beim Kontakt mit Wasser jedoch zur schnellen Rostbildung führen. Manche Haushaltsöle sind säure- und harzhaltig und sollten ebenfalls nicht verwendet werden, sofern nicht ausgeschlossen werden kann, dass sie mit der Zeit verharzen.[6]

Kettenblätter und Zahnkränze[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Durch eine gelängte Kette werden die Zähne der Kettenblätter und Zahnkränze angegriffen, wodurch diese schneller verschleißen als bei einer neuen Kette. Man kann wahlweise die Kette schon bei relativ geringer Längung wechseln, um die Kettenblätter und Zahnkränze zu schonen, oder man fährt die Kette so lang wie möglich und wechselt Kettenblätter und Zahnkränze zusammen mit der Kette.

Anhaltspunkte:

  • Bei einer Kettenlängung von 0,075 mm (bezogen auf ein Kettenglied) sollte die Kette gewechselt werden (typ. nach ca. 1000–2000 km, je nach Kettentyp, Belastung und Verschmutzung).
  • Bei einer Längung von 0,1 mm zeigen insbesondere die kleinen Zahnkränze Abnutzungen (nach 2000–4000 km)
  • Bei einer Längung von 0,2 mm sind deutliche Abnutzungen auf den Ritzeln zu sehen, ebenso auf den großen Kettenblättern (nach 3000–4000 km).
  • Bei einer Längung über 0,2 mm reicht es vermutlich nicht mehr, nur die Kette zu wechseln, sondern auch die hinteren Zahnkränze.

Synchronkette beim Tandem[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die meisten Tandems sind mit einer zweiten Kette, der Synchronkette ausgestattet. Diese verläuft meist auf der linken Seite und verbindet die beiden Kurbelgarnituren miteinander. Dabei handelt es sich um eine gewöhnliche Fahrradkette mit angepasster Länge.

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Michael Gressmann, Franz Beck, Rüdiger Bellersheim: Fachkunde Fahrradtechnik. 1. Auflage. Verlag Europa Lehrmittel, Haan-Gruiten 2006, ISBN 3-8085-2291-7.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Fahrradketten – Sammlung von Bildern

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. http://www.diamantrad.com/geschichte/zeitreise/
  2. http://www.arnowelzel.de/sheldonbrown/chainline/
  3. Die Firma Rohloff verwendete bei ihren Ketten trochoidförmige Lagerkragen, die die anfängliche Flächenpressung herabsetzten (Patent EP 0396701). Rohloff fertigt inzwischen keine Ketten mehr.
  4. http://www.sheldonbrown.com/brandt/chain-care.html (englisch)
  5. http://www.kmcchain.com/index.php?ln=en&fn=service#4 (englisch)
  6. http://www.sheldonbrown.com/chains.html