Fahrradkette

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Kettenantrieb
Blockkette an einem Fahrrad von Laurin & Klement, ausgestellt im Škoda Muzeum

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.

Die montierte Kette ist im auf ihrer Seite befindlichen Rahmendreieck des Hinterbaus „eingehängt“. Bei der Montage wird sie entweder mit einem Kettennieter dauerhaft vernietet (üblich bei Shimano-Ketten) oder ein lösbares Kettenschloss ersetzt die Außenlaschen und Bolzen eines Kettengliedes (üblich bei SRAM und KMC-Ketten).

Geschichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Größenvergleich Fahrrad- und Motorradkette
Aufbau einer Fahrradkette: 1. Außenlasche 2. Innenlasche 3. Bolzen 4. Hülse 5. Rolle
Bolzen einer Kette
  • 1878: Erste in größerer Serie gefertigte Rollenketten mit großer Teilung halten mit Aufkommen des Sicherheitsniederrades Einzug in die Fahrradtechnik. Der sehr unruhige Antrieb ist der Hauptnachteil dieser Bauform.
  • 1895: William Spears Simpson erfindet die Simpson-Hebelkette, eine Konstruktion, 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. An den Bohrungen der Innenlaschen sitzt bei dieser Kette ein Lagerkragen, die Hülse fällt weg. Die Vorteile der hülsenlosen Kette mit Lagerkragen sind der bessere Schmierstofffluss, die bessere seitliche Beweglichkeit und die geringeren Herstellungskosten.
  • 1982: Das japanische Unternehmen Shimano bringt die Uniglide-Kette mit ausgestellten Außenlaschen, die die Schalteigenschaften verbessern.
  • 1987: Das Unternehmen Regina erfindet eine bolzenlose Kette. Bei dieser sind die Hülsen durch die Außenlaschen hindurchgeführt, auf den Bolzen verzichtet man vollständig. Die Gewichtsersparnis von 65 g ist ein Vorteil; das Verschleißverhalten ist jedoch schlecht.
  • 1988: Das deutsche Unternehmen Rohloff verbessert die Flexibilität ihrer Ketten durch nach innen angebogene Außenlaschen, was die Schaltqualität hebt.

Heute verwendet man fast ausschließlich Ketten mit Hülsen (Nabenschaltungen) oder Lagerkragenketten (Kettenschaltung) mit einer Teilung von 1/2".

Maße und Gewichte[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Fahrradketten in Verkaufsverpackung

Kettenschaltungen verlangen spezielle Schaltungsketten, wobei die Vielfachheit der Schaltbarkeit der Zahnkranzpakete die Kettenbreite bestimmt. 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 Ketten 1/2" beträgt. Das zweite Maß bezeichnet das kleinste Innenmaß, also die Breite zwischen den Innenlaschen, genau da wo die Kettenräder eingreifen.

  • 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 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" × 5/64" 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)
  • Moderne Nabenschaltungen (Rohloff Speedhub / Alfine) verwenden, wie die 6–8-fach-Kettenschaltungen, das Kettenmaß 1/2" × 3/32"

Das Gewicht einer Kette variiert je nach Anwendungsfall und Länge. Fahrradketten für Kettenschaltungen wiegen etwa 250 bis 350 g, Nabenschaltungsketten 275–300 g je 100 Kettenglieder.

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 und ist genormt (z. B. 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.[1]

Bei Kettenschaltungen ist das prinzipbedingt nicht für alle Gänge möglich. Die Kettenlinie sollte so sein, dass die Kette in den am häufigsten verwendeten Gängen möglichst gerade läuft. In der Regel wird die Kettenlinie ausschließlich durch die Länge der Innenlagerwelle bestimmt. Bei den modernen, außenliegenden Lagern sind weniger Varianten erhältlich.

Einlauflängung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei neuen Ketten berühren sich Bolzen und Kettenhülse/Lagerkragen linienförmig. Auf den ersten 100–200 km kommt es aufgrund der kleinen Kontaktfläche beider Teile zur Anpassung der Radien und damit zu hohem Verschleiß. Die Firma Rohloff verwendet bei ihren Ketten trochoidförmige Lagerkragen, die die Flächenpressung – und damit den Verschleiß – wesentlich senken (Patent EP 0396701).

Verschleiß[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Neue (oben) und gebrauchte Schaltungskette nach 5000 km

Der Verschleiß einer Kette entsteht dadurch, dass bei der Bewegung der Kette langsam die Verbindungsbolzen kleiner geschliffen werden. Es kommt zu Spiel in den Gelenken, was sich in einer Längung der Kette bemerkbar macht. Diesen Verschleiß sollte man regelmäßig prüfen, siehe Kettenverschleißmessung.

Splint einer Fahrradkette nach 4000 km Laufleistung. Länge: 7 mm

Das Maß der Längung im Betrieb (und damit die Lebensdauer der Kette) hängt im Wesentlichen davon ab, wie stark sie verschmutzt,[2] da der anhaftende Schmutz eine Abrasivwirkung hat. Feiner Sand – der praktisch in jeder Art von Dreck enthalten ist – wirkt wie Schleifpapier und erhöht den Verschleiß immens. .

Das obere Bild vergleicht eine neue mit einer gebrauchten Kette. Ketten üblicher Qualität längen sich nach ca. 5000 km um 1 bis 2 %. Das Bild darunter zeigt einen einzelnen Kettensplint. Dort, wo er fixiert in der Außenlasche saß, beträgt der Durchmesser unverändert 3,7 mm. Die Zugbelastung durch den Lagerkragen der Innenlasche führten nach ca. 4000 km zu einer Abrasion von ca. 0,2 mm. Bezogen auf ein Kettenglied von ~13 mm Länge entspricht dies der beobachteten Dehnung.

Der bei Kettenschaltungen unvermeidbare Schräglauf der Kette und das Schalten unter Last erhöhen den Verschleiß. Da der Verschleiß besonders beim Abknicken 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 einer Kettenschaltung bei Schlechtwetter im Wald, über 3000 bis 5000 km bei Kettenschaltung mit guter Pflege bis über 6000 km bei breiten Ketten ohne Kettenschaltung und guter Pflege.[3] Lange und 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 vor allem beim Geländefahren das Schlagen der Fahrradkette auf dem Rahmenrohr.

Kettenpflege[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein geschlossener Kettenkasten verhindert, dass sich feiner Staub und Sand mit dem Schmieröl der Kette vermischt 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 die 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, da dieses zwischen die Kettenglieder dringen kann. 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 zum Nachfüllen von Automatikgetrieben.

Statt dem Wachsen und späteren Ölen der Kette kann auch von Anfang an ein Fett oder ein klebriges Haftöl aufgetragen werden, wie es oft zum Schmieren von 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.[4]

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 dann 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.arnowelzel.de/sheldonbrown/chainline/
  2. http://www.sheldonbrown.com/brandt/chain-care.html (englisch)
  3. http://www.kmcchain.com/index.php?ln=en&fn=service#4 (englisch)
  4. http://www.sheldonbrown.com/chains.html