Kurbeln

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Unterschiedliche Fahrradfahrer haben unterschiedliche Beinlängen. Daher scheint es offensichtlich zu sein, dass die Kurbellänge proportional zur Beinlänge sein sollte. Also sollten langbeinige Fahrradfahrer lange Kurbeln und kurzbeinige Fahrradfahrer kurze Kurbeln fahren. Aber erstaunlicherweise fahren 99,9% aller erwachsenen Fahrradfahrer Kurbellängen zwischen 165 mm und 175 mm. Haben sich die großen Fahrradkomponentenhersteller zu einer großen Verschwörung zusammengeschlossen, damit alle gezwungen sind, die gleiche Kurbellänge unabhängig ihrer Bedürfnisse zu fahren?

Kurbellängen: TA Kurbeln mit 155 und 170mm, daziwschen eine vier Zoll (102 mm) Kurbel von einem Raleigh Kinderfarrad, die so modifiziert wurde, dass sie auf einem Tandem als Kinderkurbelsatz benutzt werden kann. John Allens Sohn konnte sie ab einem Alter von etwa 2 1/2 Jahren einsetzen.

Drei Kurbellängen im Vergleich

Hierbei handelt es sich um ein übliches Missverständnis. Die Hebelübersetzung jedes Antriebs - auch als Vortriebsverhältnis bekannt - ist abhängig von Kurbellänge, Reifendurchmesser, Kettenblatt- und Ritzelzähnezahl.

Wenn man tatsächlich nur die Kurbellänge vergrößert, ohne die anderen Variablen anzupassen, hat man natürlich höhere Hebelkräfte. Anders ausgedrückte heißt das, dass man einen weniger effizienten Gang fährt. Auf einem Fahrrad mit Gangschaltung kann man das jedoch nach eigenem Wünschen steuern.

Markierungen bei einer TA Kurbel

Aber es gibt einen Haken bei der Sache. Angenommen, man hat den Gang zu seiner Zufriedenheit gewechselt, dann hat die Kurbellänge keinen Einfluss mehr auf die Hebelkräfte. Jedoch hat die Kurbellänge Einfluss auf den Bewegungsspielraum der Knie und der Hüftgelenke. Zu lange Kurbeln bewirken exzessive Kniebewegung. Das wiederum kann zu Schmerzen oder Verletzungen führen, weil das Knie über Gebühr bewegt werden muss. Sheldon Brown lernte das auf die harte Tour als er sich ein gebrauchtes Mountainbike mit 180 mm Kurbeln zulegte. Seine Knie schnmerzten nach jeder Ausfahrt. Es scheint jedoch keine negativen Auswirkungen zu geben, wenn man kürzere Kurbeln fährt. Sheldon Brown hat ein wenig experimentiert. Auf seinem Fixed Gear hatte er eine 165 mm Kurbelgarnitur mit einer 42/15 Übersetzung und 700c oder 27 Zoll Bereifung. Das ergibt ein Vortriebsverhältnis von 5,8.

Markierungen an einer Shimano Kurbel

Eines seiner letzten Experimente nahm er mit einem Trek Plastikrahmen, den er über ein Kompensationsgeschäft ergattert hatte, auf. Er montierte ein Paar TA 150 Kurbeln, das er von einem Cinelli Kinder-BMX rupfte. Mit einer Übersetzung von 45/17 und einem Vortriebsverhältnis von 5,9 gelangte er ein ganz klein wenig höher als bei seinem Fixie. Bei der ersten Ausfahrt nach längerer Abstinenz fühlte sich diese Kombination zuerst recht merkwürdig an. Nach kurzer Eingewöhnung war es aber völlig in Ordnung. Man kann damit genauso schnell und gut bergauf fahren wie mit längeren Kurbeln. Jedoch ist für eine bestimmte Geschwindigkeit die Kadenz höher (obwohl die Pedalgeschwindigkeit die gleiche bleibt). Die kurzen Kurbeln ermöglichen jedoch leichter schnell zu kurbeln. Wenn er das Fahrrad einige Kilometer gefahren war und wieder zu normalen Kurbeln zurückkehrte, fühlte sich das wiederum etwas befremdlich und lang an. Nach ein paar Minuten war dann aber wieder alles wie gewohnt.

Die Kurbellänge wird zwischen der Mitte des Pedallochs und der Mitte des Lochs für die Innenlagerwelle. Fast alle Kurbellängen sind Abstufungen von 5mm, so dass supergenaues Ausmessen nicht notwendig ist. Einige britische Kurbeln wie die oben im Bild mittig sind mit Zollmaßen versehen. Viele Kurbeln tragen Markierungen mit der Kurbellänge. Das Bild links zeigt die Markierung auf der Innenseite einer Shimano Kurbel und das Bild rechts oben zeigt die Markierungen für eine TA Kurbel. Das "W", die es nur bei TA gibt, deutet auf britisches Pedalgewindemaß hin.

Sheldon Brown meinte, dass die Leute zu viel auf Kurbellängen geben. Letzten Endes benutzen wir alle auch die gleichen Treppenstufen unabhängig von unserer Beinlänge. Kleinere Personen gewöhnen sich an die größere Beugung der Knie und können sich auch an längere Kurbeln, die größere Leute für gewöhnlich benutzen, gewöhnen.

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Längen mischen

Fahrer, die unterschiedliche lange Beine haben, machen oft den Versuch dies mit einer kürzeren Kurbel zu kompensieren. Sheldon Brown riet, das nicht zu machen. Wenn ein Bein signifikant kürzer ist als das andere, ist dieses zumeist schwächer als das längere. Da eine kurze Kurbel zu einem höheren Vortriebsverhältnis führt, sorgt die kürzere Kurbel dafür, dass das schwächere Bein stärker belastet wird.

Daher ist der bessere Weg, signifikante Beinlängenunterschiede auszugleichen, beim kürzeren Bein eine dickere Sohle einzusetzen oder längere Schrauben und/oder Unterlegscheiben bei den Cleats der Schuhsohle einzusetzen. Durch diese Erweiterung wird das Pedal sozusagen dicker. Beinlängenunterschiede können auch durch unterschiedliche Cleatstellung ausgeglichen werden, indem man den Cleat beim längeren Bein weiter nach hinten in Richtung Ferse montiert als beim kürzeren Bein. In einigen Ausnahmefällen kann sogar schon eine leicht schräge Montage des Sattels helfen.

Kurbeln für Tandems

Jedes Tandemteam wird sich irgendwann mit dem Thema Kadenz auseinandersetzen müssen. Mit Erfahrung und Geduld können sich die meisten Tandemisten das auf einem Standardtandem erarbeiten. Manche Teams - insbesondere solche, bei denen die Beinlängen sich stark unterscheiden - können davon profitieren, dass sie unterschiedliche Kurbellängen für Kapitän und Heizer montieren.

Im allgemeinen gilt für einen gegebenen Fahrer, dass kürzere Kurbeln das Spinnen erleichtern. Ein Fahrer, der höhere Kadenzen bevorzugt, sollte die längeren Kurbeln bekommen. Dadurch werden etwas geringere Kadenzen erreicht. Falls der Fahrer mit der Präferenz für geringere Kadenzen die kürzeren Kurbeln erhält, wird es insgesamt leichter, schneller zu kurbeln. Die verbreitetste Kurbellänge bei Tandems ist werksseitig 170 mm. Wenn man also feststellt, dass man schwere Kadenzinkompatibilität hat, sollte der Fahrer mit der Präferenz für höhere Kadenzen 175 mm Kurbeln bekommen. Falls das noch nicht genug hilft, sollte der Fahrer, dem es schwerer fällt, schnell zu kurbeln, 165 mm Kurbeln bekommen.

Anmerkung: Das verändern der Kurbellänge ändert natürlich nicht die Kadenzen an sich und beide Fahrer kurbeln natürlich auch immer noch in der gleichen Kadenz. Jedoch wird der Fahrer mit den längeren Kurbeln animiert, etwas langsamer zu treten, und der Fahrer mit den kürzeren Kurbeln hat es nicht so schwer mit der höheren Kadenz mitzuhalten.

Pedalabstand ("Q-Faktor")

Der Pedalabstand (oder auch Q-Faktor) einer Kurbel ist der horizontale Abstand von Kurbelarmen zwischen den Pedalgewinden. Je größer der Pedalabstand ist, desto weiter sind die Füße auseinander. Es ist generell eine gute Idee, den Pedalabstand so schmal wie möglich zu halten.

Pedalabstand bei einer Stronglight Kurbel

Dafür gibt es drei hauptsächliche Gründe:

  • Das Hüftgelenk ist auf das Gehen optimiert. Da beim normalen Gehen die Füße immer sehr nah entlang einer Linie sind, hat man hier einen geringen "Abstand".
  • Wenn man im Stehen pedaliert, muss man mit zunehmendem Abstand der Pedale von der Mitte des Fahrrads mehr Kraft am Lenker ziehen, um ein Gegengewicht zur seitlichen Kipptendenz des Fahrrads durch die Pedalkräfte aufzubauen.
  • Je größer der Pedalabstand ist, desto höher muss das Tretlager sein, um bei Kurvenfahrten ein Aufsetzen des Pedals zu vermeiden.

Ältere Fahrräder waren im Allgemeinen so aufgebaut, dass der Pedalabstand minimiert war. Mit Beginn der 1970er Jahre startete ein Trend hin zu breiteren Pedalabständen. Das hatte mehrere Gründe:

  • Die Beliebtheit von Dreifachkurbeln hat die rechte Seite weiter nach außen verlagert.
  • Umwerfer für Dreifachkurbeln haben ein ausgeprägteres dreidimensionales Design des Käfigs, das mehr Abstand zwischen dem großen Kettenblatt und der rechten Kurbel erfordert.
  • Die Kettenstreben von Mountainbikes sind für größere Reifenbreiten konzipiert. Daher muss das große Kettenblatt weiter nach außen wandern, um Kontakt mit der Kettenstrebe zu verhindern.
  • Neuere Fahrräder mit mehr Ritzeln erfordern eine weiter außen liegende Kettenlinie.

Kurbelprofil

Viele klassische Kurbeln waren so geformt, dass sie quasi parallel zur Mitte des Fahrrads verliefen.

Klassische Kurbeln

Tevano Kurbeln

Seit den 1980er Jahren gibt es einen Trend zu Low Profile Kurbeln Bei einer Low Profile Kurbel bleiben die pedalseitigen Enden wie gehabt. Jedoch ist die Achse des Innenlagers kürzer. Die Kurbelarme sind daher von der Achse zum Pedal nach außen gewinkelt.

Low Profile Kurbeln, die man auch mit kürzeren Innenlagerwellen einsetzen kann.

Sugino Messenger Kurbeln "Low Profile"

Low Profile Kurbeln sind etwas leichter und potentiell etwas steifer als klassische Kurbeln. Dieses Kurbeldesign hat einen Vorteil für Fahrer, die mit gespreizten Füßen (Zehen nach auswärts gedreht) fahren, da der Kontakt zwischen Fersen/Knöcheln des Fahrers und der Kurbel vermieden wird.

Manche Leute halten Low Profile Kurbeln für Mist, weil sie glauben, dass sie Schuld an größeren Pedalabständen sind. Das ist jedoch keine akkurate Analyse. Erst kam der größere Pedalabstand, wie man oben nachlesen kann. Die gute Seite an der vergrößerten Pedalabstandswolke ist, dass erst der vergrößerte Pedalabstand Low Profile Kurbeln bei Rahmen mit Standardmaßen ermöglicht hat.

Liegeräder

Aus nicht ganz klaren Gründen scheinen viele Liegeradfahrer von kürzeren Kurbeln zu profitieren. Manche Leute, die auf aufrechten Fahrrädern keine Knieprobleme kennen, haben diese plötzlich auf Liegerädern. Kürzere Kurbeln löschen diese dann oft aus. Dabei ist allerdings nicht klar, dass die Knieprobleme von längeren Kurbeln herrühren.

Theoretisch resultieren die Knieschmerzen davon, dass man stärker in die Pedale tritt und zu lange in einem hohen Gang verweilt. Auf einem aufrechten Fahrrad wird man beim sehr harten pedalieren aus dem Sattel gehoben und so merkt man, dass man das macht. Beim Liegerad wird der Rücken in den Sitz gedrückt und man hat keine direkte Rückmeldung wie stark man wirklich in die Pedale tritt. Daher überanstrengt man seine Knie, weil man zu lange in einem zu großen Gang fährt, ohne es zu merken.

Suche nach Beschädigungen

Kurbeln können auf verschiedene Weisen beschädigt sein:

  • Eine Kurbel ohne Splintbefestigung (klassische Vierkantbefestigung zum Beispiel) kann sich lösen. Das manifestiert sich zuerst durch ein lautes klackendes Geräusch bevor sich die Kurbel wirklich löst. Mehr dazu findet man im Artikel Knarzen, Knacken und Quietschen. Man bemerkt eine gelockerte Kurbel immer auf der linken Seite - auch wenn die rechte Kurbel locker ist - , weil die rechte Seite mit der Kette in Verbindung steht.
  • Die Pedalgewinde können bschädigt sein. In diesem Fall kann es schwierig sein, das Pedal auf- oder abzuschrauben. Man sollte jedoch immer sicherstellen, dass das Gewinde in der Kurbel die richtige Größe für das Pedal hat. Siehe dazu auch mehr im Artikel Fahrradpedale. Dieses Problem kann man oft durch den Einsatz eines Helicoileinsatzes reparieren.
  • Die Gewinde für das Kurbelabzieherwerkzeug können beschädigt sein. Dazu gibt es auch einen Lösungsvorschlag im Artikel Kurbeln ohne Splintbefestigung.
  • Eine Kurbel kann Risse entwickeln und brechen. Das mündet allzuoft in einem Unfall. Daher sollte man Kurbeln regelmäßig auf beginnende Risse überprüfen. Sie können sowohl am Loch für die Innenlagerewelle entstehen als auch am Pedalloch oder in der Mitte. Sie sind anfangs sehr klein und wachsen solange, bis die Struktur der Kurbel zu schwach wird und bricht.

Ein Kurbelbruch. Man beachte die "Buchten", entlang derer der Riss Stück für Stück gewachsen ist, und die rauen Flächen, an denen die Kurbel letztendlich gebrochen ist. Der Aufbau der Kurbel ist nicht ideal, um Torsions- und Biegekräften zu wiederstehen. Außerdem ist sie anodisiert, was die Rissbildung gefördert hat. Siehe auch Jobst Barndts Kommentare zu anodisierten Felgen auf der Website von Sheldon Brown (englisch)

Bruchfläche einer Kurbel
  • Die Kurbel kann verbogen sein. Die meisten Kurbelverbiegungen sind offensichtlich und eine Kurbel wiest Kratzer an der Stelle auf, an der sie den Boden getroffen hat. Falls es nicht offensichtlich ist, gibt es eine Testmöglichkeit ohne aufwändige und präzise Aufbauten und Messungen.

    Die Biegung befindet sich zwischen dem Loch für die Achse und dem Loch für das Pedal. Hier kann die Beschädigung nur bei montierter Kurbel und einer garantiert geraden Pedalachse gemessen werden. Es kann sinnvoll sein, diese Überprüfung durch eine Fachwerkstatt durchführen zu lassen, die viele Reparaturen durchführt.

    Man muss sich ein Werkzeug bauen. Bohre ein Loch in ein Ende einer Aluminiumstange, die als Verlängerung der Pedalachse dient und die Präzision der Messung erhöht. Das Loch sollte saugend in die Pedalchase passen. Die Herstellung dieses Werkzeugs benötigt eine Drehbank. Da es sich aber um einen einmaligen Vorgang handelt, kann man das auch einen Metallverarbeiter machen lassen. Diese Verlängerung muss exakt geradeaus zeigen. (Überprüfe, ob die Pedalachse nicht wackelt, wenn das Pedal aufgeschraubt ist.)

    Platzier nun das Fahrrad in einem Montageständer und rotioere die Kurbel. Ändert sich der Winkel der Verlängerung (Abweichung von der Senkrechten) relativ zum Sattelrohr während sich die Kurbel bewegt? Das kann man zumeist mit den Augen wahrnehmen. Falls nicht, sollte man eine Referenzebene (zum Beispiel eine Stück Pappe, die man an den Rahmen klebt) so aufspannen, dass sie vom Fahrrad wegweist. Nun misst man den Abstand jeweils am inneren und äußeren Ende der Verlängerung zur Ebene jeweils an vier verschiedenen Kurbelpositionen. Die Ebene muss nicht exaktz senkrecht zum Rahmen stehen. Man muss nur bei den Messungen die jeweiligen Abweichungen berechnen.

Siehe auch

Quelle

Dieser Artikel basiert auf dem Artikel Cranks von der Website Sheldon Browns. Originalautor des Artikels ist Sheldon Brown.


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