E-Bike Kette vs. Zahnriemen: Ein umfassender Vergleich

Der E-Bike-Markt boomt, und mit ihm die Diskussion um die beste Antriebsart: Kette oder Zahnriemen. Kaum ein Rad mit Getriebeschaltung kommt heute noch ohne Zahnriemen aus. Waren anfangs nur hochwertige Reise- und Vielfahrer-Räder mit dem langlebigeren, aber teuren Riemenantrieb ausgestattet, kommen heute Gates-Riemen-Systeme an Fahrrädern und E-Bikes jeglichen Typs und in sämtlichen Preissegmenten zum Einsatz.

Die Faszination E-Bike und die Antriebsfrage

Die Faszination E-Bike springt auf immer mehr Zweiradfans über. Das E-Bike ist inzwischen nicht nur bei Pendlern etabliert, die es für die Fahrt ins Büro nutzen, sondern auch bei Radsportlern, die durch die elektrische Unterstützung ihren Aktionsradius deutlich erhöhen. Aber noch dominiert die Fahrradkette am E-Bike den Markt mit großem Abstand.

Kette vs. Riemen: Ein konstruktiver Unterschied

Diese bewährte Antriebsart basiert auf einer Kette, die über Ritzel die Kraft aufs Laufrad überträgt. Beim Riemenantrieb, häufig auch als Zahnriemen bezeichnet, läuft der Riemen, der in seinem Inneren „Zähne“ aufweist, über die sogenannten Riemenscheiben und überträgt die Kraft aus den Radlerbeinen und dem Akku über ein Nabenschaltwerk auf das Laufrad. Hier tritt dann auch der entscheidende konstruktive Unterschied beider E-Bike Antriebe in Erscheinung.

Vorteile des Riemenantriebs

„Durch den E-Bike-Boom der letzten paar Jahre hat der Gates-Riemen noch einmal einen riesigen Aufschwung erlebt“, freut sich Frank Schneider vom europäischen Gates-Vertrieb Universal Transmissions in Mühltal, Thüringen. Auch optisch ist der Anblick scharf konturierter, schwarzer Riemen-Zähne in silbern glänzenden Riemenscheiben für viele der Inbegriff moderner Fahrradtechnik.

Wartungsarmut als Hauptargument

„Das schlagende Argument ist eigentlich immer die Wartungsarmut“, weiß Schneider. Insbesondere Erstkäufer von E-Bikes, die nicht bereits mit Fahrradtechnik und -wartung vertraut sind, legen extremen Wert darauf, ein unter allen Umständen jederzeit funktionierendes Rad zu besitzen. Neben einem platten Reifen fürchten sie insbesondere die Fahrradkette, die bekanntermaßen regelmäßige Wartung und Pflege benötigt.

Der offensichtlichste Vorteil von Antriebsriemen am Fahrrad und E-Bike ist, dass kein Öl mehr im System ist, das Schmutz anzieht und weiter verteilt. Carbonriemen benötigen keinen Schmierstoff, es reicht, wenn du den gröbsten Schmutz mit Wasser und einem Tuch abwischst. Auch ohne Schmierstoff macht der Riemen so gut wie kein Geräusch beim Fahren, die Kraftübertragung ist auf ähnlichem Niveau wie bei einer ordentlich gepflegten Kette.

Da der Riemen nicht geschmiert wird, hinterlässt er keine Spuren an Hosenbeinen oder Socken - ein wichtiges Argument für Radfahrer, die beispielsweise gepflegt im Büro erscheinen wollen. Auch der geringe Wartungsaufwand spricht für den Riemen.

Längere Lebensdauer und Laufruhe

Riemenhersteller werben damit, dass fünfstellige Kilometerzahlen mit ihrem Antriebssystem locker drin sind. Ein Zahnriemen hält in aller Regel deutlich länger als eine herkömmliche Kette. Mit einem Riemenantrieb ausgestattete e-Bike sind sehr geräuscharm unterwegs. Generell kann man schon sagen, dass Fahrrad-Riemenantriebe in ihrer Nutzung leise sind - zumindest, wenn Riemen richtig ausgerichtet ist und die Riemenzähne in einem guten Zustand sind. Beim Riemenantrieb gibt es keine ausgeleierten Kettenglieder oder unangenehme Quietsch- oder Knackgeräusche.

Robustheit und Wetterbeständigkeit

Ein weiterer Vorteil des Riemens: Er ist gänzlich unempfindlich gegen Salzwasser und Feuchtigkeit insgesamt. Es reicht nach einer langen Winterfahrt also, das Streusalz grob abzuspülen. Sorgenfrei fahren im Winter, weniger Wartung insgesamt: Der Riemen spielt seine Stärken eindeutig an Alltagsfahrrädern aus.

Nachteile des Riemenantriebs

Nun ist es nicht so, dass der Gates-Riemen-Antrieb wartungsfrei wäre. „Wir sprechen deshalb ausdrücklich von ‚wartungsarm‘, um Missverständnisse von vornherein zu vermeiden“, stellt Schneider klar. Denn auch der langlebige Kunststoffriemen mit seinen längungsresistenten Carbon-Zugfasern hält nicht für immer und ewig.

Für den unteilbaren Riemen ist der Aufwand dagegen ungleich höher, ebenso die Fehleranfälligkeit. Insbesondere im Winter kommt das System Kettenschaltung an seine Grenzen: Streusalz und Feuchtigkeit setzen dem Material zu.

Kompatibilität und Kosten

Zunächst funktioniert der Riemen nur mit Naben- oder Getriebeschaltungen sowie an Singlespeedbikes. Kettenschaltungen und Riemen passen - das steht schon im Namen - nicht zusammen. Kettenschaltungen hingegen können in der Regel komplett ersetzt oder nachgerüstet werden.

Zugegeben: Fahrräder und E-Bikes mit Riemen kosten in der Regel etwas mehr als Modelle mit Kettenschaltung. Für einen Riemenantrieb sind Anschaffungs- und Ersatzteilkosten dagegen relativ hoch.

Anfälligkeit bei Beschädigung

Wer mit einem Riemenantrieb an seinem Bike unterwegs ist, sollte wissen, wie dieser gespannt wird. Denn gerissene bzw. verschlissene Antriebsriemen kommt häufig aufgrund einer falschen Riemenspannung zu Stande. Die Unfallgefahr bei Fahrrädern mit Riemenantrieb ist teils größer, da Schäden wie z.B. Risse am Zahnriemen als Antriebsstrang sehr schwer zu sehen sind. Aufgrund dessen erhöhen sich Unfälle durch gerissene Riemen.

Vorteile des Kettenantriebs

Die Fans der klassischen Fahrradkette für das E-Bike müssen werden vom selben Hersteller-Duo bedient, das auch vor den Elektrifizierung den Schaltungsmarkt beherrschte: das sind Shimano und Sram. Beide Unternehmen sind inzwischen auch im E-Bike Segment gesetzte Erstausrüster.

Effizienz und sportliches Fahrgefühl

Beinharte Mountainbike-Freaks werden wohl immer der Kettenschaltung für Ihr E-Bike den Vorzug geben. Sie schätzen das Gefühl der direkten Kraftübertragung über die Ritzel und die Möglichkeit, aktiv zu schalten und ihr Schaltwerk stets sehen zu können.

Mit einer gut geschmierten Kette lässt sich viel Beinkraft auf das Hinterrad des e-Bikes übertragen. Kettenschaltungen und Riemen passen - das steht schon im Namen - nicht zusammen. Ketten hingegen sind flexibler und können in Kombination mit allen Schaltungsarten genutzt werden.

Flexibilität und Reparaturfreundlichkeit

Bei Problemen kann die Kette mit nur wenigen Handgriffen geöffnet und leicht repariert werden. Etwas Werkzeugeinsatz und Übung vorausgesetzt, klappt das mit wenig Zeitaufwand. Mit einem Kettenschloss geht das sogar fast wörtlich im Handumdrehen.

Kostengünstiger

Ketten und Ritzel gibt es in allen Preisklassen beinahe überall auf der Welt.

Nachteile des Kettenantriebs

Die Kettenschaltung hingegen muss regelmäßig nachjustiert und gefettet werden, damit sie rundläuft. Damit eine Fahrradkette zuverlässig ihren Dienst leistet, ist regelmäßige Pflege notwendig. Die Kette sollte von Zeit zu Zeit von Dreck befreit und neu geölt werden. Gerade im Herbst und im Winter kann das schlechte Wetter einer Fahrradkette zusetzen.

Selbst bei optimaler Pflege kommen Ketten selten auf 10.000 Kilometer Laufleistung, empfohlen wird zumeist sogar, eine Kette nach 2.000 oder 3.000 Kilometer zu wechseln. Mit der Zeit dehnt sich die Kette aus und droht irgendwann, Ritzel zu beschädigen. Infolgedessen kann die Kette dann beim Treten sogar durchrutschen, was im schlimmsten Fall sogar Radler*innen zu Fall bringen kann.

Der Schaltvorgang einer Kettenschaltung ist "offen" - das heißt Wetter und Schmutzpartikel können direkten Einfluss auf die Komponenten und das Schaltverhalten nehmen. Im Winter gestreute Salze können der Kette sämtliche Fette entziehen.

Wirkungsgrad: Kette vs. Riemen

Die Gelenke einer Kette drehen sich mit weniger Reibung um die Ritzel ein als der steife Riemen. Der wird bei jeder Biegung in die Kurve gezwungen, das Material jedes Mal leicht gequetscht, und dehnt sich dann wieder aus. Diese innere Reibung erzeugt Wärme und ist vergleichbar mit dem Walken eines Reifens beim Abrollen.

Plausible Messungen von Universal Transmissions zeigen einen Wirkungsgrad von ca. 99 Prozent für die Kette und zwischen 98 und 98,5 Prozent für den Riemen, mit relativ geringem Verlust um die ein bis zwei Prozent zur Kette, abhängig vom Lastbereich - wenn Riemen und Kette neu und gepflegt sind. Sind beide stark (100 %) bzw. sehr stark (200 %) verschlissen, hat der Riemen immer mehr die Nase vorn, die Kette lässt sehr stark nach.

Physikalisch ist es ein Faktum, dass die Wartungsarmut des Riemensystems mit etwas erhöhtem Krafteinsatz bezahlt wird. Doch stimmen alle Beteiligten darin überein, dass die Wirkungsgradverluste eher akademischer Natur und zwar mess- und berechenbar, im Fahrbetrieb aber nicht spürbar sind.

Gates-Riemen: Varianten und Material

Das Gates-System wird in drei für uns interessanten Versionen angeboten: CDX (Carbon Drive Extreme), CDC (Carbon Drive Commuter) und CDN (Carbon Drive Network). Die einfache ST(Sidetrack)-Version arbeitet mit simplen Bordscheiben an den Riemenscheiben und ist nur für Gelegenheits-Radler gedacht.

Alle Gates-Riemen sind gleichartig aufgebaut und verfügen über die zentrierende Mittel-Nut namens Centertrack. Sie unterscheiden sich jedoch im Material: CDX verwendet Polyurethan, CDC und CDN Ethylen-Elastomer als Riemenmaterial. Die vorderen Riemenscheiben bestehen aus gehärtetem Alu (für reguläre Fahrradkurbeln) oder Stahl (Pinion- und Mittelmotor-kompatible Bikes), die hinteren aus Stahl oder Edelstahl.

Für E-Bikes gibt Gates das CDX-System auch für stärkste Mittelmotoren bis 90 Newtonmeter frei, die CDC-Variante dagegen nur für Low-Assist-Antriebe mit Drehmomenten bis 50 Nm. CDN ist nicht für E-Bikes freigegeben und auch an Fahrrädern nur für weniger intensiven Einsatz empfohlen.

Verschleiß am Gates-Riemen

Der Riemenantrieb funktioniert so lange tadellos, wie die Zähne des Riemens ohne Störungen formschlüssig in die Zwischenräume der Riemenscheiben greifen. Dann überträgt sich die Kraft von der Kurbel mit nur geringem Verlust optimal ans Hinterrad. Doch das System deshalb nie zu reinigen und zu pflegen, nur weil das Transmissionsmedium aus Kunststoff statt aus Metall besteht, ist zu kurz gedacht.

Schmutzpartikel schmuggeln sich immer zwischen Gates-Riemen und Scheiben und graben sich durch den Druck während der Kraftübertragung in die Oberflächen der Teile. Da hier jedoch, anders als beim Kettenantrieb, eine relativ weiche Oberfläche (Riemen) auf eine sehr harte (Zahnscheiben) trifft, verliert zuerst der Riemen an Substanz.

Je nach Belastung kann man etwa alle zwei bis drei Gates-Riemen-Leben auch mit einem verschlissenen Satz Sprockets rechnen. Bei deutlich kleineren Hinterachs-Ritzeln (Rohloff, Alfine) verschleißen diese entsprechend früher.

E-Bike Antrieb: Welches Konzept für welches E-Bike-Einsatzgebiet?

Generell ist zu sagen, dass der Riemenantrieb für E-Bike bei Rädern in Frage kommt, die hauptsächlich in der City und in der Freizeit als Verkehrsmittel genutzt werden.

Sportfahrräder - Mountainbikes, Rennräder, Gravelbikes - werden auch in absehbarer Zeit mit Kettenschaltung angetrieben.

E-Bike Antrieb über Riemen oder Kette: Die wichtigsten Hersteller

Bei den Riemenantriebs-Spezialisten ist die Marktdominanz noch lange nicht entschieden. Seit 34 Jahren ist Rohloff auf dem deutschen Fahrradmarkt als Komponentenhersteller aktiv und liefert Schaltungen für Fahrräder aller Bauarten. Die Nabenschaltung Speedhub ist in zahlreichen Varianten zu bekommen und lässt sich hervorragend mit Riemenantrieben kombinieren. Enviolo ist mit einem Planetengetriebe erfolgreich, das stufenlos schaltet. Wahlweise gibt es das Getriebe auch als Automatik-Variante, wobei sich das Schaltwerk je nach Trittfrequenz und Widerstand automatisch den richtigen Gang heraussucht. Pinion ist auf Getriebe spezialisiert, die auf dem Prinzip von Autogetrieben aufbauen. Die kleinen Metallgehäuse, die die Schaltwerke beherbergen, werden am Rahmen des E-Bikes montiert. Wahlweise stehen 12, 9 oder 6 Gänge zur Verfügung. Gates Carbon Drive ist bereits seit Jahren mit seinen Riemenantrieben erfolgreich und führt inzwischen auch zahlreiche Produkte für E-Bikes. Feine Zahnriementechnik bietet Conti unter dem Namen Conti Drive System seinen E-Bike-Kunden an.

Vor- und Nachteile im Überblick

Um die Kosten von Ketten und Riemen miteinander zu vergleichen, solltest du nicht nur die Anschaffung, sondern auch die Lebensdauer ins Verhältnis setzen. Wenn der Riemen zwar doppelt so teuer wie eine Kette ist, aber dreimal so lange hält, kommst du auf Dauer günstiger weg.

Hier eine tabellarische Übersicht der Vor- und Nachteile von Riemen- und Kettenantrieb:

Merkmal Riemenantrieb Kettenantrieb
Wartung Minimal, kaum Reinigung notwendig Regelmäßig ölen
Lebensdauer Länger Kürzer
Geräuschentwicklung Leise Oft Geräusche
Kompatibilität Nur mit Naben- oder Tretlagerschaltung Flexibel, mit allen Schaltungsarten
Kosten Meist teurer Günstiger
Effizienz Etwas geringer Höher
Einsatzgebiet City, Alltag Sport, Gelände

Sicher sind beide Antriebs-Systeme für den Durchschnittsradler absolut tauglich. Für den E-Bike Riemenantrieb sprechen eindeutig die Wartungsfreundlichkeit, die lange Haltbarkeit sowie der Sauberkeitsfaktor.

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