Drehmoment beim Fahrrad einfach erklärt

Drehmomentschlüssel für Fahrräder sind ein unschätzbares Werkzeug, wenn du zu Hause Wartungsarbeiten an deinem Bike durchführst, ein Teil an deinem Fahrrad austauschen willst oder selbst bestimmte Anpassungen an deinem Rad vornehmen willst. Bei der Wahl des richtigen Drehmomentschlüssels gibt es mehrere Arten, die in Frage kommen und sich je nach Modell für unterschiedliche Einsatzzwecke eignen.

Was ist ein Drehmomentschlüssel?

Ein Drehmomentschlüssel ist ein Werkzeug, das zum Anziehen von Schrauben mit einer exakten Spannung verwendet wird. Die Anzugskraft, auch Drehmoment genannt, wird in Newtonmetern (Nm) gemessen. Bei den meisten Fahrradkomponenten ist das entsprechende Drehmoment meist in der Nähe der Schraube angegeben.

Wofür brauche ich einen Drehmomentschlüssel?

Wenn du keinen Drehmomentschlüssel verwendest, besteht die Gefahr, dass eine Schraube reißt oder ein empfindliches Carbonteil bricht. Dies kann vor allem beim Lenker gefährlich sein. Außerdem kannst du dadurch die Hersteller-Garantie auf dein Fahrrad verlieren. Manche Heimwerker verzichten auf den Drehmomentschlüssel und ziehen die Schrauben nach Gefühl an.

Verschiedene Typen von Drehmomentschlüsseln

Die beiden am häufigsten bei Fahrrädern verwendeten Modelle sind sogenannte Klick-Drehmomentschlüssel und voreingestellte Drehmomentschlüssel.

• Voreingestellter Drehmomentschlüssel: Ein voreingestellter Drehmomentschlüssel sieht fast so aus wie ein normaler Inbusschlüssel mit einem Griff. Er zieht die Schraube mit der idealen Spannung an. Sie sind leicht und einfach zu transportieren und außerdem sehr exakt, da sie nicht verstellt werden können.
• Klick-Drehmomentschlüssel: Ein Klick-Drehmomentschlüssel wird oft als Teil eines Ratschen- und Steckschlüsselsatzes geliefert. Der Benutzer wählt die richtige Größe aus und stellt dann das gewünschte Drehmoment ein (oft mithilfe einer Skala am Griff). Das Gerät macht ein Klick-Geräusch, wenn das richtige Drehmoment erreicht ist. Wenn du etwas mehr Geld in die Hand nehmen möchtest, kannst du alternativ auch eine Variante wählen, bei der du deinen Drehmomentschlüssel digital einstellen kannst.

Die richtige Anwendung

Es ist immer gut, einen voreingestellten Drehmomentschlüssel mit 4 bis 6 Nm (die bei Fahrrädern üblichen Spannungen) zu haben. Verwende den Spanner am Ende des Griffs, um ihn zu fixieren. Setze ihn dann auf die Buchse, Mutter oder Schraube und drehe ihn im Uhrzeigersinn, um sie festzuziehen.

Wenn du fertig bist, drehst du die Einstellung am Griff zurück auf 0 und bewahrst den Schlüssel an einem sicheren Ort auf. Mindestens einmal im Jahr solltest du deinen Drehmomentschlüssel kalibrieren lassen, um sicherzustellen, dass die Markierungen genau bleiben.

Worauf muss ich bei einem Drehmomentschlüssel achten?

Natürlich brauchst du passende Aufsätze für alle Schrauben, die du anbringen willst. Viele kleine Schrauben an Fahrrädern haben einen 4-mm-Sechskant-Kopf, aber auch T25-Torq-Schrauben werden als Ersatz immer beliebter. Es gibt eine ganze Reihe alternativer Schraubengrößen, die in Lenkern und Vorbauten verwendet werden, vor allem bei Eigenentwicklungen. Auch die Schrauben von Kettensätzen haben meist eine eigene Größe.

Es lohnt sich zu prüfen, ob der Drehmomentschlüssel, den du in Betracht ziehst, so eingestellt werden kann, dass er das erforderliche Drehmoment nicht nur im Uhrzeigersinn, sondern auch gegen den Uhrzeigersinn liefert. Für alles, was ein Linksgewinde hat (Pedale, Tretlager), ist dies erforderlich.

Wie fest ist fest?

Bei Schrauben misst das Drehmoment, mit welcher Kraft eine Schraube angezogen wird. Doch die Anzugskraft in Newtonmeter (Nm) ist nur Grundlage für die eigentliche Wirkung. Um die exakte Klemmung zu erreichen, müssen die Reibungskräfte im Gewinde und am Schraubenkopf reduziert werden.

Hersteller definieren bei allen Produkten ganz genau, welche Schrauben wie fest angezogen werden müssen. Im Dokument suchst du deine Teilenummer aus den Bereichen Road und MTB und findest dazugehörige Anzugsmomente. Achtung: Die Headset-Schraube des Vorbaus wird nicht nach dem Newtonmeter-Maß angezogen. Ziehe sie nur so fest, bis die Gabel kein Spiel mehr hat bzw. bis du die Spacer des Vorbaus nicht mehr von Hand drehen kannst.

Bei Teilen aus Carbon spielt das richtige Anzugsmoment der Schraube eine zentrale Rolle. So klemmst du z. B. ein Rad mit Carbonrahmen bei der Wartung nicht am Oberrohr in den Montageständer, sondern mit mäßiger Kraft an der Sattelstütze. Carbon Sattelstützen sind für Anzugsmomente von etwa 5 Nm vorgesehen. Verschraubst du Carbonteile zu fest, können sie unter Belastung brechen.

Was tun, wenn es rutscht?

Wenn das Drehmoment nicht genügt, um Teile wie eine Sattelstütze fest genug zu klemmen, greifst du auf spezielle Montagepaste zurück. Ein Drehmomentschlüssel ist ein praktisches Fahrrad Zubehör, um alle Teile anzuziehen. Warum eine Schraube fetten, wenn sie doch fest sitzen muss? Die Art des Fettes hängt vom Ort der Verschraubung ab. An den meisten Parts ist ein wertiges Fett tauglich. An besonderen Stellen wie am Tretlager oder der Bremsscheibe benötigst du Mittel zur Schraubensicherung (Shimano Montagepaste Anti Seize, Loctite oder ähnliche).

Hersteller rüsten z. B. Schraubensicherungen erfüllen vor dem Aushärten übrigens noch immer den Effekt, dass die Schrauben wie geschmiert ins Gewinde gehen. Hersteller erwähnen in den Beschreibungen, wenn an einer Stelle eine Schraubensicherung aufgetragen werden soll. Das kann z. B. an Bremsscheiben oder dem Tretlagergewinde der Fall sein. Achte dann darauf, dass du kein zu starkes Mittel und nur moderate Mengen verwendest.

Wenn du ungleiche Metalle verbindest, genügt Fett nicht, um das Festrosten zu verhindern. Eine geeignete Montagepaste für Carbon, Alu oder Titan ist dann notwendig. Obwohl Metalle und Legierungen wie Alu und Carbon eigentlich nicht rosten, erzeugen sie an der Kontaktfläche eine Korrosionsschicht. Nutze Montagepaste am Gewinde und an Schraubenköpfen sowie natürlich allen Kontaktstellen der Parts.

Schrauben in der Nähe der Bremsscheiben und Bremssättel sind eine Tabuzone für Fett und Fettiges.

Regelmäßige Kontrolle ist wichtig

Bei intensiver Nutzung deine Bikes im Gelände treten enorme Kräfte an allen Verbindungen auf. Du bist auf Trails, Downhill-Pisten oder im Gebirge unterwegs? Dann prüfst du vor jeder Fahrt, ob alle Schrauben fest genug sitzen. Auch vor langen Touren und Radwanderungen prüfst du Schrauben und Parts an allen beweglichen Teilen. Ein kleines Multitool mit Innensechskant-Schlüsseln ist auf Tour der Garant dafür, dass du schnell Abhilfe schaffst.

Bei moderater Nutzung und gemäßigter Fahrweise prüfst du die Schrauben am Vorbau, an der Sattelstütze und an Kurbelarmen monatlich, vor und nach langen Touren. Achte darauf, dass dein Rad sauber bleibt und sich Schmutz an und an manchen Rückseiten auch in den Gewinden sammeln kann. Lässt du dein E-Bike oder Fahrrad in einer Werkstatt warten. Ein Drehmomentschlüssel ist hierbei unverzichtbar, da er hilft, Schrauben exakt und sicher festzuziehen.

Drehmoment des Motors bei E-Bikes

Die Kraft des Motors wird Drehmoment genannt, das in Newtonmeter (Nm) angegeben wird. 10 Newton entsprechen 1 kg. Angenommen ein Motor hat 100 Nm und man befestigt einen 1 Meter langen Stock am Motor, dann kann dieser an der Spitze des Stockes 10 kg heben.

Das Drehmoment eines Radnabenmotors wird an der Motorachse gemessen, worum der Motor sich dreht. Bei einem Mittelmotor wird das Drehmoment am Tretlager gemessen. Aus diesem Grund sind die Motoren nicht direkt miteinander vergleichbar.

Wichtig zu erwähnen ist, dass das Drehmoment nicht vom Radumfang abhängt. Ob der Motor ein großes oder kleines Rad antreibt, ist für das Drehmoment nicht entscheidend.

Wie vergleicht man das Drehmoment der Motoren?

Um die Kraft vergleichen zu können, muss die Kraft an der gleichen Stelle untersucht werden. In diesem Artikel wird die Kraft auf das Antriebsrad untersucht. Das ist die Kraft, die das Fahrrad tatsächlich aufbringen kann.

Zum Vergleich des Drehmoments muss man ausrechnen, welches Drehmoment auf das Antriebsrad gelangt. Für Fahrräder mit Nabenmotor im Rad ist dies einfach. Das entspricht dem Drehmoment des Motors. Bei Fahrrädern, wobei der Nabenmotor das Rad über eine Kette antreibt, muss das Übersetzungsverhältnis (wie schnell dreht sich das eine Kettenrad im Verhältnis zum anderen) zwischen den Zahnrädern am Motor und Rad berücksichtigt werden.

Letzteres gilt auch für den Mittelmotor, wobei jedoch das Übersetzungsverhältnis zwischen dem Tretlager und dem Hinterrad berücksichtigt werden muss. Hierbei muss die Nabenschaltung berücksichtigt werden. Die Nabe hat aufgrund des Schaltens einen negativen Einfluss auf das Drehmoment.

Vergleich von Radnabenmotor und Mittelmotoren

In der Grafik sehen Sie das Drehmoment des Easy Rider Dreirad im Vergleich zu 2 Mittelmotoren.

Hier ist gut zu erkennen, dass das Drehmoment des Mittelmotors mit 85 Nm am Anfang stärker ist, bei höherer Geschwindigkeit jedoch geringer wird und sogar unter das Drehmoment des Nabenmotors fällt. Hierbei wird die Schaltung berücksichtigt: Bei einer Trittfrequenz von 40 UPM (Umdrehungen pro Minute) wird in den nächsten Gang geschaltet. Man hat sich auf 40 UPM festgelegt, da die Zielgruppe von vanRaam häufig mit dieser Geschwindigkeit fährt.

Darüber hinaus ist zu erkennen, dass ein Mittelmotor von 48 Nm im gesamten Verlauf des Drehmoments nur für kurze Zeit etwas stärker als ein Radnabenmotor ist. Mit dem Bosch CX haben Sie bis 5 km/h etwas mehr Kraft, danach werden Sie jedoch weniger Kraft als bei einem Easy Rider Dreirad mit einem Radnabenmotor haben.

Ab einer Radfahrgeschwindigkeit von ungefähr 6 km/h ist das Drehmoment eines Easy Rider mit Radnabenmotor stärker als ein Mittelmotor.

Zusammenfassend: Das Drehmoment eines Mittelmotors ist nicht ohne Weiteres mit dem Drehmoment eines Radnabenmotors vergleichbar. Das Drehmoment des Motors muss in das Drehmoment des Antriebsrades umgerechnet werden, einschließlich aller Übersetzungsverhältnisse. Darüber hinaus ist es bei einem Mittelmotor wichtig, die Nabenschaltung und den eingestellten Gang zu berücksichtigen.

Das Drehmoment der vanRaam Motoren ist bei einer höheren Geschwindigkeit stärker als das Drehmoment eines Mittelmotors.

Warum Front- und Heckmotor anstelle von Mittelmotor?

Der Motor der Tretunterstützung befindet sich bei den vanRaam Fahrrädern im Vorderrad, im Hinterrad oder auf der Hinterachse zwischen den Rädern. Aber warum eigentlich? Und was ist der Vorteil eines Frontmotors, Heckmotors und eines Motors auf der Hinterachse im Gegensatz zum zum Mittelmotor?

Formeldefinition des Drehmoments

Das Drehmoment mit dem Physikalischen Formelzeichen „M“ sowie der Einheit Newton Meter (Nm) spielt im Bereich des Fahrrads vielerorts eine Rolle. In anderen Ländern ist zudem noch die Einheit inch-pound (in-lbf) gebräuchlich. Achtundzwanzig Newtonmeter entsprechen in etwa zweihundertfünfzig inch-pound. Häufig Erwähnung findet es vor allem beim sogenannten Anzugsdrehmoment von Fahrradbauteilen. Dieser besagt mit welchem Drehmoment ein bestimmtes Bauteil montiert werden darf. Es bezeichnet die optimal anzuwendende Kraft bei Schaubverbindungen. Typische Drehmomente am Fahrrad sind z.B. etwa 40 Nm bei Pedalen die in die Achse geschraubt werden, oder knappe 5 Newtonmeter für Befestigungsschrauben am Umwerfer.

Das benötigte Drehmoment variiert stark je nach Bauteil und verwendetem Material, sowie leicht zwischen Herstellern. Oft ist die genaue Einhaltung des Anzugdrehmoments kritisch, da sonst Bauteile schwerwiegend beschädigt werden können oder nicht richtig sitzen. Das zu verwendende Drehmoment bei einer Schraubverbindung wird immer durch das schwächste der involvierten Bauteile bestimmt.

Das Drehmoment (teils auch Drehkraft genannt) ist die Wirkung auf einen Körper, die zu einer Drehbeschleunigung um eine Dreh(achse) führt. Es handelt sich um eine Beschleunigung im physikalischen Sinne, da bei jeder Bewegung die eine Kurvenbahn beschreitet, sich fortwährend die Geschwindigkeitsvektoren in ihrer Richtung verändern und somit auch die Beschleunigung. Wie weit von der Drehachse bzw. dem zu drehenden Objekt, z.B. einer Schraube greift man an.

Beim Anziehen von z.B. den Pedalen am Fahrrad heißt das wie lange ist der verwendete Schlüssel. Je länger er ist, desto größer wird das Drehmoment das sich damit aufbauen lässt. Sollte das Drehmoment nicht reichen, z.B. Der senkrechte Abstand der wirkenden Kraft von der Drehachse.

Formeldefinition: Drehmoment M = Abstand im 90 Grad Winkel der wirkenden Kraft von der Drehachse r * wirkende Kraft F wobei alle Größen vektorielle Größen sind, d.h. sie besitzen sowohl einen Betrag als auch eine Richtung. Die korrekte Darstellung wäre also mit Vektorpfeilen über den Physikalischen Symbolen. Die Richtung der einzelnen Größen bestimmt maßgeblich deren Wirkung. Der Abstand der wirkenden Kraft von der Drehachse wird auch als Hebelarm oder Kraftarm bezeichnet. Diese Formel gilt, wenn die auf die Achse wirkende Kraft, senkrecht (also orthogonal) zum Hebelarm steht, d.h. in einem 90 Grad Winkel.

Weicht dieser Angriffswinkel davon ab, so sinkt der Drehmoment der mit der Kraft erzeugt wird. Somit wird bei einem Winkel von z.B. 30 Grad ein signifikant geringeres Drehmoment erreicht, als bei einem Angriffswinkel der Kraft am Hebelarm von 60 Grad. Ebenfalls nicht gültig ist diese wenn der Hebelarm in einem anderen Winkel als 90 Grad wirkt.

Je weiter weg von der Türangel (also der Drehachse) die Tür geöffnet wird, desto größer das Drehmoment.

Drehmoment-Tabelle für Fahrradteile und Schrauben

Die meisten Schrauben am Fahrrad benötigen ein Drehmoment zwischen 2 Nm und 20 Nm. Beim Antrieb, der höheren Belastungen ausgesetzt ist, werden oft auch mal 40 Nm benötigt. Die richtig dosierte Kraft schütz Zubehörteile, Schrauben und Gewinde vor Beschädigungen. Bei Carbonrahmen oder Anbauteilen unbedingt Montagepaste (kein Öl) verwenden, um das Anzugsdrehmoment zu verringern. Am besten auch immer die Angaben des Herstellers beachten.

Die meisten händisch angezogenen Schrauben bzw. mit Gefühl angezogenen Schrauben, werden in der Regel zu schwach oder zu stark angezogen. Das kann bei manchen Rahmenmaterialien oder einem kleinen Gewinde schnell zu Beschädigungen führen. Sicherheitshalber einen Drehmomentschlüssel verwenden.

Tipp: Am besten vor einer längeren Tour alle Schrauben checken und gegebenenfalls nachziehen, um böse Überraschungen zu vermeiden. Ein Universaltool im Gepäck hilft dabei, Schrauben auch unterwegs nachziehen zu können.

Eine ungeschmierte Gewindeverbindung verliert etwa 50 % an Kopfreibung und 40 % an Gewindereibung. Dieser Prozentsatz kann durch die Verwendung eines reibungsarmen Schmiermittels erhöht werden. Der Reibungskoeffizient ist ebenfalls sehr variabel (normalerweise +/-20 %), was zu einer Prozessvariabilität führt. Und auch wenn die Anzugswerkzeuge oft sehr genau sind (z. B. +/-1 % bei einem kalibrierten Handdrehmomentschlüssel), beträgt die Abweichung vom aufgebrachten Drehmoment +/-10 bis +/-50 %. Viele sind überrascht, wie sehr ihre Körperhaltung und die Handhabung des Werkzeugs das aufgebrachte Drehmoment beeinflussen.

In folgender Tabelle sind alle Drehmomente ohne Schmiermittel angegeben:

Die genannten Anzugsmomente sind Richtwerte. Bitte beachte für jedes Bauteil die genannten Werte des Herstellers.

Drehmomentschlüssel sollten nicht zum Öffnen hartnäckiger Schrauben verwendet werden. Ein Drehmomentschlüssel ist ein Messwerkzeug und sollte auch dementsprechend behandelt werden. Ein Drehmomentschlüssel sollte bei eingestellten 0 Nm gelagert werden. An Carbon-Rahmen ist besondere Vorsicht geboten. Mit einer Schraubensicherung (z. B. Loctite) können Schrauben z. B. an Lenker- und Vorbauklemmungen gesichert werden. Carobon oder Titan-Bauteile dürfen nicht geschmiert oder gefettet werden. Erfahrungsgemäß lässt sich eine geschmierte Schraube fester anziehen als eine trockene. Deshalb werden Anzugsmomente für einen trockenen Zustand angegeben.

Drehmoment beim E-Bike

In der Welt der E-Motoren geistern viele Mythen, Spekulationen und Thesen herum - mit denen wir hier aufräumen wollen. Kurz gesagt: Drehmoment ist eine Leistungsangabe. Doch Obacht, denn diese Angabe gibt nur bedingt darüber Aufschluss, wie leistungsfähig ein Elektromotor tatsächlich ist. Wesentlicher ist die Frage, über welchen Drehzahlbereich des Elektromotors bzw. über welchen Trittfrequenzbereich des Fahrers diese Leistung überhaupt verfügbar ist. Und das hängt zum einen von deiner Geschwindigkeit, deinem eigenen Leistungsinput und auch von der Temperatur des Motors ab. Und von der herstellereigenen Softwareabstimmung sowieso.

Prinzipiell sind moderne Mittelmotoren allesamt sehr kräftig, die von den Herstellern genannten Zahlen sind aber nur ein Indiz dafür, wie leistungsstark der Motor wirklich ist.

Größere Leistung bedeutet auch immer mehr benötigte Power vom Akku. Wichtige Erkenntnis: Leistung gibt es nie kostenlos. Du zahlst in der einen oder anderen Währung immer. Wenn du ein normal gewachsener, eher sportlicher Fahrer bist, selten bis nie schwere Lasten und/oder Kinder transportierst, brauchst du nicht den "kräftigsten" Motor, den es aktuell auf dem Markt gibt.

Hast du vor, mit deinem Lastenrad Kind und Kegel zu transportieren, du generell gern sportlich-schnell fährst, groß gewachsen oder von kräftiger Statur bist, dann halte nach drehmomentstarken Motoren Ausschau. Das Wichtigste ist am Ende aber immer, dass du dich mit dem Motor wohlfühlst. Probiere daher im Idealfall die für dich infrage kommenden Motoren vorher aus.

Dauerleistung beim E-Bike

Pedelecs - wie E-Bikes vor dem Gesetz korrekt heißen - dürfen dich nur bis zum Erreichen der 25-km/h-Schwelle unterstützen. Die sogenannte Nenndauerleistung darf dabei über einen Zeitraum von 30 Minuten 250 Watt nicht überschreiten. Auf dem Weg dorthin haben die Hersteller einen beträchtlichen Spielraum, was auch erklärt, wieso einige Hersteller mit Watt-Leistungen deutlich jenseits der 250 Watt werben können - und auch dürfen.

Die kurzfristige maximale Leistungsabgabe innerhalb dieses Fensters ist unbegrenzt - aber eben nur so lange, wie am Ende wieder 250 Watt Dauerleistung auf dem Papier stehen.

Wie viel Unterstützung dein E-Bike braucht, hängt von deinem Einsatzgebiet und deiner Puste ab. Je mehr "Saft" auf dem Papier steht, desto kräftiger fährt sich der Motor in der Regel. Doch Obacht: Auch hier regelt die Software vieles: die Hersteller ziehen Sensorenwerte für Temperatur, Eigenleistung, Geschwindigkeit, Drehzahl und Co. in die Berechnung des jeweils möglichen Outputs ein.

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