Ein Fahrrad besteht aus Rahmen und Gabel, vielen Komponenten, unzähligen Einzelteilen und einigen Anbauteilen, allesamt irgendwie benannt. Gerade bei Fahrradschaltungen finden sich Unmengen an technischen Begriffen und Marketing-Bezeichnungen, die nicht immer selbsterklärend sind. Es ist wichtig, die grundlegenden Fahrradkomponenten und ihre Bezeichnungen zu verstehen. Das vermeidet nämlich Missverständnisse im Dialog mit dem Fachmann und erleichtert dir die Suche nach den passenden Ersatz- und Austauschteilen.
Grundlegende Fahrradteile
Die meisten Fahrräder bestehen aus denselben grundlegenden Teilen: dem Rahmen, der Gabel, den Rädern, den Pedalen und der Kette. Hier eine Übersicht über die wichtigsten Fahrradteile:
- Der Fahrradrahmen: Der Rahmen ist der Hauptbestandteil des Fahrrads, der alle anderen Teile hält. Er wird traditionell aus Stahl gefertigt, heute oft aus Aluminium und die Profis fahren Carbon.
- Die Gabel: Die Gabel verbindet den Rahmen mit dem Vorderrad.
- Der Lenker: Der Fahrradlenker ist derjenige Teil des Fahrrads, den der Fahrer hält, um das Fahrrad zu steuern.
- Die Bremsen: Bremsen ermöglichen es, das Fahrrad zu stoppen oder zu verlangsamen. Ohne Bremsen ist kein Fahrrad verkehrstauglich. Heute gibt es Scheibenbremsen und Felgenbremsen. Auch die Bremse ist ein ganzes System, das aus Bowdenzügen, den Bremshebeln und den Bremsbelägen und der Bremse selbst bestehen.
- Die Sattelstütze: Die Sattelstütze stützt einfach den Sattel, wie der Name sagt. Auf ihr ist der Sattel befestigt.
- Die Pedale: Die Pedale sind dazu da, dass der Fahrer seine Füße darauf platziert, um das Fahrrad zu treten.
- Die Kurbel: Die Kurbel ist der Teil des Fahrrads, der mit den Pedalen verbunden ist und die Kraft vom Fahrer auf das Fahrrad überträgt.
- Die Fahrradkette: Die Kette überträgt beim Schalten den Antrieb zur Kurbel. Sie ist auch Teil des Schaltwerks. Anstelle einer Kette kann man auch einen Riemenantrieb verwenden. Die Kette ist ein Verschleißteil.
- Laufräder: Laufräder bestehen aus dem Felgenband, der Felge, den Speichen und der Nabe, und halten das Fahrrad in Bewegung.
- Reifen (oder Mantel): Fahrradreifen stellen erst den Kontakt zur Straße her und sorgen für den Griff und die Traktion beim Fahren. Je nach Radtyp gibt es so unterschiedliche Fahrradreifen mit unterschiedlichen Oberflächen.
- Schläuche: Der Schlauch gehört zum klassischen Fahrradreifen. Er enthält Luft und bläst den Reifen auf. Oft sind Schläuche die Verschleißteile, die man am häufigsten reparieren muss. Entweder man tauscht sie aus oder flickt sie.
- Der Vorbau: Der Vorbau ist der Teil des Lenkers, der den Lenker mit dem Gabelschaft verbindet. Einen Vorbau kann man auch austauschen und einen kleineren oder größeren fahren, damit man besser sitzt.
- Die Nabe: An der Nabe ist das Rad befestigt und ermöglicht es, dass sich das Rad dreht.
- Die Speichen: Die Speichen verbinden die Nabe mit der Felge und halten das Laufrad stabil und rund. Sie müssen vor der Fahrt richtig gespannt sein. Falls sie verbogen sind, sollte man unbedingt neu einspeichen.
- Das Innenlager: Das Innenlager ist mittig, unten Teil des Rahmens.
Detaillierte Betrachtung einzelner Komponenten
Rahmen und Gabel
Der Rahmen ist das Herzstück eines Fahrrads, an dem alle weiteren Komponenten befestigt werden. Er verbindet Pedalen, Lenker sowie Sattel und ist somit essentiell für den Antrieb. Je nach Fahrradtyp unterscheidet sich die Geometrie des Rahmens, mit der viele Hersteller auch ihre Ingenieurskunst ausdrücken. Neben dem klassischen Diamantrahmen gibt es den Trapez-, Wave- und Tiefeinsteiger-Rahmen. Die Fahrradgabel verbindet den Lenker mit dem Vorderrad und trägt somit erheblich zum Fahrverhalten bei. Die Fahrradgabel gibt es in zwei Varianten: die Starrgabel und die Federgabel. Die Federgabel ist mit Federn und Stoßdämpfern ausgerüstet, um Unebenheiten auszugleichen.
Lenker und Vorbau
Der Fahrradlenker zählt mit dem Sattel und den Pedalen zu den drei Kontaktpunkten des Fahrers mit dem Bike und dient der Richtungsbestimmung. Dabei variieren Form, Design und Material des Lenkers je nach Fahrradtyp. Der Vorbau eines Fahrrads verbindet den Lenker mit der Gabel.
Antrieb und Schaltung
Der Antrieb des Fahrrads ist dafür zuständig, dass sich das Fahrrad beim Pedalieren nach vorne bewegt. Verfügt das Bike über eine Schaltung, kann der Fahrer zwischen einer bestimmten Anzahl an Gängen wechseln, um die Kraft, die er für eine Pedalumdrehung aufbringen muss, zu variieren. Es gibt zwei Arten von Fahrradschaltungen: Kettenschaltung und Nabenschaltung.
Die Bauteile einer Kettenschaltung sind aber immer die Gleichen: Kettenblatt, Kassette, Kette, Schaltwerk, Umwerfer und Schalthebel. Jeder Hersteller hat eigene Ansätze zur Optimierung der Schaltqualität und Haltbarkeit, aber die grundsätzliche Funktionsweise ist bei Kettenschaltungen immer gleich.
- Kassette: Eine Kassette ist die Gesamtheit aller Ritzel auf einer Freilaufnabe.
- Kette: Die Fahrradkette ist Teil des Kettengetriebes beim Fahrrad und überträgt das durch die Tretkraft des Fahrers erzeugte Drehmoment auf das Antriebsrad.
- Kettenblatt: Bei dem Kettenblatt handelt es sich um einen Zahnkranz, der an der Kurbelgarnitur befestigt ist.
- Kurbel: Die Kurbel ist ein Hebel, der an einer Welle angebracht ist und den durch eine kreisförmige Bewegung erzeugten Antriebsmoment an die Welle weitergibt.
- Pedale: Die Pedale ist ein direktes Verbindungsstück zwischen dem Fahrer und dem Bike.
- Ritzel: Als Ritzel bezeichnet man den hinteren Zahnkranz einer Gangschaltung.
- Schaltauge: Das Schaltauge verbindet den Fahrradrahmen mit dem Schaltwerk und befindet sich am rechten, hinteren Ausfallende des Rahmens.
- Schalthebel: Über den Schalthebel, oder auch Gangschalter, lassen sich die Gänge bei einem Fahrrad wechseln.
- Schaltwerk: Das Schaltwerk ist für das Wechseln der Gänge beim Fahrrad zuständig.
- Schaltzüge: Die Schaltzüge verbinden die Schalthebel am Fahrradlenker mit dem Umwerfer.
- Tretlager: Das Tretlager, auch Innenlager, befindet sich zwischen den Kurbeln im Tretlagergehäuse des Fahrradrahmens und verbindet die Kurbeln mit dem Antrieb des Fahrrads.
- Umwerfer: Der Umwerfer sorgt beim Schalten dafür, dass die Kette auf ein größeres oder kleineres Kettenblatt wechselt.
Bremsanlage
Neben den historischen Seitenzug- und Mittelzug-Bremsen haben sich im Laufe der Zeit auch Cantilever-Bremse, V-Brake, hydraulische Felgenbremse und mechanische sowie hydraulische Scheibenbremse etabliert. Sie alle unterscheiden sich mehr oder weniger stark voneinander, was auch bei der Teile-Benennung zum Ausdruck kommt.
Laufräder
Laufräder bestehen aus Nabe, Felge, Speichen, Schlauch und Reifen. Am gängigsten sind hierbei Hohlkammerfelgen aus Aluminium. Sie bieten höchste Stabilität bei geringem Gewicht.
Zusätzliche Fahrradteile
- Schutzbleche: Die Schutzbleche sorgen dafür, dass das Spritzen von Wasser und Schmutz von den Rädern abgehalten wird. Dadurch wird der Radfahrer und das Fahrrad sauber gehalten.
- Fahrradständer: Der Fahrradständer ermöglicht es, das Fahrrad stabil und aufrecht zu halten.
- Gepäckträger: Am Gepäckträger werden Gepäck oder andere Lasten befestigt. Allerdings gibt es heute alternative Möglichkeiten das Gepäck zu befestigen.
Kettenschaltung: Funktionsweise und wichtige Begriffe
Zum Übersetzungswechsel wird die Kette von einem Schaltwerk (am Hinterrad) und bei Bedarf einem Umwerfer (an der Kurbel) über diese Ritzel und Kettenblätter bewegt. Die ungeschützte Lage der Bauteile bedarf einer intensiveren Pflege als sie bei Nabenschaltungen notwendig ist. Hauptargumente für die Dominanz von Kettenschaltungen am Sportrad sind ihr geringes Gewicht und die Möglichkeit des Schaltens unter Last.
Die Bauteile einer Kettenschaltung sind aber immer die Gleichen: Kettenblatt, Kassette, Kette, Schaltwerk, Umwerfer und Schalthebel. Jeder Hersteller hat eigene Ansätze zur Optimierung der Schaltqualität und Haltbarkeit, aber die grundsätzliche Funktionsweise ist bei Kettenschaltungen immer gleich.
Bowdenzug
Bei einer mechanischen Schaltung überträgt der Schaltzug Deinen Impuls an das Schaltwerk oder den Umwerfer. Der Bowdenzug (benannt nach seinem Erfinder, Ernest Monnington Bowden) ist ein Stahlseil, das den Schaltimpuls vom Schalthebel mechanisch an das Schaltwerk oder den Umwerfer überträgt. Ein Bowdenzug besteht aus vielen dünnen, miteinander verdrillten Stahlseiladern. Als Widerlager des Zugs fungiert die Schaltzughülle, weshalb sie vom Schalthebel durchgängig zum Schaltwerk verlegt oder von paarweisen Zuganschlägen am Rahmen unterbrochen werden muss. Zum Kürzen des Bowdenzugs (und der Hülle) braucht es eine geeignete Zange.
Elektronische Schaltungen (E-Schaltungen)
Statt durch einen Bowdenzug wird der Schaltimpuls per Kabel oder Funk übertragen. Den Schaltvorgang selbst lösen elektrische Stellmotoren in Schaltwerk und Umwerfer aus, wodurch das Schalten präziser und schneller wird. Zudem kann sich der Umwerfer passend zur Position des Schaltwerks ausrichten.
Einfach-Antriebe
Der Name leitet sich vom einzelnen Kettenblatt an der Kurbel ab, darum sagt man im englischen Sprachraum auch „one-by“ (1x). Einfach-Antriebe bieten Dir eine simple Schaltlogik, einfachere Reinigung und weniger Gewicht.
Freilaufkörper
Der Freilaufkörper ist ein zentrales Bauteil der meisten Naben an Mountainbike und Rennrad. Er bewirkt, dass man über die Kette im Uhrzeigersinn Kraft in die Nabe einleiten und so das Fahrrad antreiben kann. Gegen den Uhrzeigersinn gibt der Freilauf die Verbindung frei, sodass man ohne Kurbelbewegung rollen kann.
Drehschaltgriff
Der Begriff ist ein eingetragener Markenname von SRAM, wird aber übergreifend für alle Schaltgriffe dieser Funktionsweise verwendet. Der rechte Griff schaltet das Schaltwerk am Hinterrad, der linke den Umwerfer, sofern vorhanden. Für Getriebeschaltungen von drei bis 18 Gängen ist der Drehschaltgriff das vorherrschende Schaltprinzip.
Hebelschellen (Matchmaker etc.)
Für ein aufgeräumtes und platzsparendes Cockpit nutzen viele Mountainbiker und Reiseradler Hebelschellen. Sie ermöglichen die Montage von Schalthebeln oder des Hebels der Teleskopsattelstütze direkt an der Lenkerschelle des Bremshebels.
Kapazität
Die Kapazität ist eine sehr präzise Angabe der Übersetzungsbandbreite aller Gänge einer Schaltung. Meist wird die Kapazität benötigt, um die Kompatibilität von Schaltwerken herauszufinden. Sie wird aus der Differenz der vorhandenen Zähne an Ritzeln und Kettenblättern errechnet.
Kettenlinie
Die Kettenlinie gibt an, um wie viel Millimeter rechts von der Rahmenmitte die Kette auf dem Kettenblatt läuft. Bei Fahrrädern mit Kettenschaltung ist die Kettenlinie variabel: bei mehreren Kettenblättern vorn und hinten, bei Einfach-Antrieben nur hinten. Allzu extremer Schräglauf der Kette sollte vermieden werden, um übermäßigen Verschleiß zu verhindern.
Kettenschloss
Kettenschaltungen erfordern eine intensive Pflege. Du solltest die einzelnen Komponenten regelmäßig von Verschmutzungen befreien und dem Verschleiß der Kette mithilfe von Schmiermitteln vorbeugen. Auch ein Kettenriss unterwegs sollte mit einem Kettenschloss repariert werden. Es ist unbedingt auf die Kompatibilität von Kettenschloss und Kette zu achten - die meisten Kettenschlösser sind darum beschriftet mit den Ziffern „8“ bis „13“, äquivalent zur Bezeichnung der Ketten-Kompatibilität mit der Ganganzahl.
Lineares / Sequenzielles Schalten
Lineares Schalten beschreibt die direkte Abfolge von auf- oder absteigenden Übersetzungen beim Schalten. Bei Einfach-Antrieben etwa schaltet man Gang eins bis zwölf nacheinander durch. Beim sequenziellen Schalten hingegen werden zwei oder drei Kettenblätter berücksichtigt: Um die rechnerisch nächste sinnvolle Übersetzung einzulegen, müssen teilweise Schaltwerk und Umwerfer zugleich bedient werden.
Lochkreisdurchmesser
Der Lochkreisdurchmesser ist eine eindeutige Angabe der Kompatibilität von Kettenblättern. Das Anbaumaß beschreibt einen virtuellen Kreis durch die Mitte aller Kettenblattschrauben.
Schaltauge
Als Schaltauge wird das bislang übliche M10-Gewinde bezeichnet, an dem das Schaltwerk in den Rahmen geschraubt wird. Bei Rahmen aus Aluminium und Carbon ist das Schaltauge als austauschbare Sollbruchstelle konzipiert, die im Falle eines solchen Schadens den Rahmen schont.
Entfaltung bei der Kettenschaltung
Das Kettenblatt habe \( z_1 \) Zähne, das Ritzel \( z_2 \) Zähne. Dann gilt für die Umdrehungszahlen \( n_1 \) und \( n_2 \) dieser Zahnräder (vgl. Animation rechts):
\[ \frac{{z_1}}{{z_2}} = \frac{{n_2}}{{n_1}} \]Je kleiner das Ritzel bei gleichem Kettenblatt ist, desto öfter dreht sich das Hinterrad. Je größer das Kettenblatt bei gleichem Ritzel ist, desto öfter dreht sich das Hinterrad.
Das Verhältnis \( z_2 : z_1 \) wird als Übersetzung bezeichnet. Die vom Fahrrad bei einer Kurbelumdrehung (n1 = 1) zurückgelegte Strecke wird als Entfaltung bezeichnet.
Für einen Umfang von 2,00 m für das Hinterrad sind in der folgenden Tabelle die Entfaltungen (in Metern) dargestellt:
| z1 = 48 | z1 = 36 | z1 = 26 | |
|---|---|---|---|
| z2 = 11 | 8,73 | 6,55 | 4,73 |
| z2 = 14 | 6,86 | 5,14 | 3,71 |
| z2 = 17 | 5,65 | 4,24 | 3,06 |
| z2 = 21 | 4,57 | 3,43 | 2,48 |
| z2 = 24 | 4,00 | 3,00 | 2,17 |
| z2 = 28 | 3,43 | 2,57 | 1,86 |
| z2 = 32 | 3,00 | 2,25 | 1,63 |
Die Entfaltungen in den grünen Feldern gehören zu Zahnradkombinationen, welche sinnvoll sind. Die nicht gekennzeichneten Schaltkombinationen sollte man vermeiden.
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