Kurbeln

von Sheldon „Cranky“ Brown

Übersetzung von Arno Welzel, Original unter http://sheldonbrown.com/cranks.html.

Kurbellänge

Unterschiedliche Fahrer haben unterschiedliche Beinlängen. Es erscheint offensichtlich, dass die Kurbellänge proportional sein sollte, so dass Fahrer mit langen Beinen lange Kurbeln haben sollten und solche mit kürzeren Beinen auch kürzere Kurbeln… und bis jetzt haben 99,9% der Erwachsenenfahrräder Kurbellängen zwischen 165 und 175 mm. Haben sich die Fahrradhersteller zu einer grossen Verschwörung zusammengeschlossen um alle zu zwingen, die gleichen Kurbeln zu fahren, unabhängig von ihren Bedürfnissen?

Das ist ein häufiges Missverständnis. Die „Hebelwirkung“ eines Fahrradantriebs, auch bekannt als Steigerungsverhältnis, hängt ab von der Kurbellänge, dem Laufraddurchmesser und die Grössen von Kettenblatt und Ritzel.

Ja, wenn man auf längere Kurbeln wechselt, ohne eine der anderen Variablen zu ändern, erhält man mehr „Hebelwirkung“, was ein anderer Weg ist, auszudrücken, dass man einen effektiv kleineren Gang hat… aber auf einem Mehrgangfahrrad kann man die Gänge nach Belieben wechseln!

Ah, da liegt der Haken! Angenommen, man verändert die Übersetzungen proportional, dann hat die Kurbellänge keinen Effekt auf die Hebelwirkung, es hat nur mit dem Umfang der Bewegung von Knie und Hüftgelenken zu tun.

Zu lange Kurbeln verursachen eine übermässige Beugung des Knies und können Schmerzen/Verletzungen verursachen, wenn das Knie stärker gebeugt wird, als normalerweise.

Ich habe das auf die harte Weise gelernt, als ich ein gebrauchtes Mountainbike mit 180 mm-Kurbeln gekauft habe. Ich musste feststellen, dass meine Knie bei jeder Fahrt geschmerzt haben.

Auf der anderen Seite scheint es keinen schädlichen Effekt von kürzeren Kurbeln zu geben.

Ich experimentiere letzlich damit selber ein bisschen. Auf meinem Fixed Gear, fahre ich üblicherweise 165 mm-Kurbeln mit einer Übersetzung von 42/15 und 700c oder 27“-Reifen, wenn ich ohne Freilauf fahre. Dies ergibt ein Steigerungsverhältnis von 5,8.

Mein neuestes Experiment findet auf einem Kunststoff-Trek-Rahmen statt, den ich in einem Tauschhandel bekommen habe. Ich hatte ein paar TA 150 Kurbeln, die sich normalerweise auf dem Cinelli BMX-Fahrrad meiner Kinder befanden, und montierte diese auf dem Trek. Ich fuhr mit 45/17, was ein Steigerungsverhältnis von 5,9 ergibt, nur ein wenig höher.

Als ich das erste mal auf dem Fahrrad sass, nachdem ich längere Kurbeln gefahren bin, fühlte es sich zunächst komisch an, aber nach sehr kurzer Entfernung war es in Ordnung. Ich bin genauso schnell, klettere genauso gut. Für eine gegebene Geschwindigkeit, ist meine Trittfrequenz höher (obwohl die Geschwindigkeit meiner Pedale die selbe ist), aber die kurzen Kurbeln machen es leicht, viel schneller zu pedalieren, als ich es normalerweise tun würde.

Wenn ich zu „normalen“ Kurbeln zurückkehre, nachdem ich dieses Fahrrad einige Kilometer gefahren bin, fühlen sie sich am Anfang ein wenig seltsam und lang an, dann gewöhne ich mich nach einigen Minuten daran.

Ich denke, Leute beachten die Kurbellänge zu sehr. Schliesslich verwenden wir alle die selben Treppenstufen, ob wir lange oder kurze Beine haben. Menschen mit kürzeren Beinen gewöhnen ihre Knie an die grösseren Beugewinkel, um Treppenstufen zu steigen und können auch mit proportional längeren Kurbeln als bei grösseren Menschen umgehen.

Gemischte Längen

Fahrer, die ein Bein haben, das kürzer als das andere ist, versuchen manchmal dies dadurch auszugleichen, indem sie auf der Seite des kürzeren Beins eine kürzere Kurbel verwenden. Ich empfehle das jedoch nicht.

Wenn ein Bein deutlich kürzer ist, als das andere, ist das kürzere Bein in der Regel auch schwächer als das längere. Da eine kurzel Kurbel zu einem grösseren Steigerungsverhältnis führt, zwingt diese Anordnung das kürzere Bein zu einem höheren Kraftaufwand als das kräftigere. Ein besserer Weg, mit wesentlichen Unterschieden der Beinlängen umzugehen, ist die Verwendung einer dickeren Sohle am Schuh oder längere Schrauben und Unterlegscheiben zwischen den Pedalplatten und der Schuhsohle, oder der Anbau des Pedals an ein geeignetes Zwischenstück.

Kurbeln für Tandems

Jedes Tandemteam muss sich bei der Frage der Trittfrequenz einig sein. Mit Praxis und Geduld können die meisten Paare das auf einem Standardtandem ausarbeiten. Einige Teams, speziell solche, deren Beinlängen und Fahrstil nicht gut zusammenpassen, können von unterschiedlichen Kurbellängen für den Captain und den Stoker profitieren.

Allgemein gilt für einen gegebenen Fahrer, dass kürzere Kurbeln schnellere Trittfrequenzen erleichtern. Falls ein Fahrer, der höhere Trittfrequenzen bevorzugt, längere Kurbeln erhält, wird er mit der Zeit mit einer etwas geringeren Trittfrequenz pedalieren. Wenn jemand mit einer geringeren Trittfrequenz auf kürzere Kurbeln wechselt, wird es leichter, mit höheren Trittfrequenzen zu pedalieren. Die meist verbreitete Kurbellänge ist 170 mm. Das ist die Grundausstattung auf den meisten Tandems. Wenn man feststellt, dass es ernstzunehmende Probleme mit der Trittfrequenz gibt, beginnt man damit, 175 mm-Kurbeln für den Fahrer zu verwenden, der eine höhere Trittfrequenz möchte. Wenn das hilft, aber noch nicht genug, verwendet man zusätzlich 165 mm-Kurbeln für den Fahrer, der Probleme damit hat, schnell zu pedalieren.

Als Hinweis – die Änderung der Kurbellänge bewirkt keine direkte Änderung der Trittfrequenz und beide Fahrer werden weiterhin mit der selben Geschwindigkeit pedalieren, aber die längeren Kurbel werden den „Schnelltreter“ etwas bremsen und die kürzeren Kurbeln machen es dem „Schleicher“ leichter, mitzuhalten.

Links zur Länge (Englisch)

Siehe auch meinen Artikel über das Steigerungsverhältnis.

A governing relationship for repetitive muscular contraction

Martin JC, Brown NA, Anderson FC, Spirduso WW,

Journal of Biomechanics, August 2000

Determinants of maximal cycling power: crank length, pedaling rate and pedal speed

Martin JC, Spirduso WW

European Journal of Applied Physiology, May 2001

[Anm. des Übers.: Der Link zur Site von Andrew Bradley, http://cranklength.info/, scheint nicht mehr zu funktionieren]

Schrittbreite („Q-Faktor“)

Die Schrittbreite, oder „Q-Faktor“ einer Kurbel legt die horizontale Breite der Kurbeln fest, gemessen von dem Punkt aus, an dem die Pedale eingeschraubt werden. Je grösser die Schrittbreite ist, desto weiter werden die Füsse auseinanderstehen. Es gilt allgemein als gute Idee, die Schrittbreite einigermassen schmal zu halten. Dafür gibt es drei wesentliche Gründe:

  • Die Hüftgelenke sind optimiert für Gehen, und bei einem normalen Gang sind die Fußspuren ziemlich in einer Linie, mit weniger oder gar keiner „Schrittbreite“.
  • Je weiter die Pedale von der Mittellinie entfernt sind, desto härter muss man am Lenker ziehen, um beim Wiegetritt die seitliche Kippbewegung des Fahrrads auszugleichen, die durch die Kraft auf ein Pedal ausgelöst wird.
  • Je grösser die Schrittbreite ist, desto höher muss das Tretlager sein, um einen Bodenkontakt der Pedale in engen Kurven zu vermeiden.

Ältere Fahrräder wurden allgemein dafür entwickelt, die Schrittbreite auf ein Minimium zu reduzieren, aber beginnend mit den späten 1970ern gab es aus verschiedenen Gründen einen Trend zu grösseren Schrittbreiten:

  • Die Popularität von Kurbeln mit Dreifachkettenblättern hat die rechte Seite nach aussen verschoben.
  • Umwerfer, die für Dreifachkettenblätter entwickelt wurden, haben einen mehr dreidimensional geformten Käfig, der mehr Freiraum zwischen dem grossen Kettenblatt und der rechten Kurbel benötigt.
  • Mountainbikes hatten breitere Kettenstreben, um ausreichend Platz für die Reifen zu bieten, wodurch die Kettenblätter nach aussen verschoben wurden, damit sie die Kettenstreben nicht berühren.
  • Neuere Fahrräder mit mehr Ritzeln hinten verschieben die Kettenlinie nach aussen.

Kurbelprofil

Die meisten älteren Kurbeln waren so geformt, dass sie grundsätzlich parallel zur Mittellinie des Fahrrads waren. Beginnend in den 1980ern gab es eine Bewegung hin zu „Low Profile“-Kurbeln (Niedrigprofil). Bei einer „Low Profile“-Kurbel bleiben die Kurbelenden am selben Platz, aber die Achse ist verkürzt und die Kurbelarme verlaufen in einem Winkel aus dem Tretlager heraus zum Pedalende.

„Low Profile“-Kurbeln sparen etwas Gewicht und sind potentiell steifer. Das Design ist ein echter Gewinn für Fahrer, die einen „Spreizfuss“-Fahrstil (Zehen nach aussen) haben, weil Kontakte zwischen den Fersen und Gelenken des Fahrers und der Kurbel vermieden werden.

Einige Leute mögen „Low Profile“-Kurbeln nicht, weil sie dem Design die grössere Schrittbreite vorwerfen, die neueren Kurbeln aufweisen, aber das ist keine genaue Analyse. Die grössere Schrittbreite kam zuerst, aus den oben genannten Gründen. Der Silberstreif in der „Wolke“ der grösseren Schrittbreite ist, dass „Low Profile“-Kurbeln dies mit normalen Rahmenabmessungen möglich machen.

Liegeräder

Aus nicht ganz klaren Gründen profitieren Liegeradfahrer von Kurbeln, die kürzer sind, als üblich. Einige Leute, die auf regulären Fahrrädern keine Knieprobleme haben, stellen fest, dass ihre Knie schmerzen, wenn sie ein Liegerad fahren. Kürzere Kurbeln können dies oft lindern, obwohl nicht klar ist, dass die langen Kurbeln per se die Ursache des Problems sind.

Eine Theorie ist, dass die Knieschmerzen durch härterem Druck entstehen, den man ausübt, wenn man sich in einem zu hohen Gang „dahinschleppt“. Bei einem regulären Fahrrad führt übermässiger Druck auf die Pedale dazu, dass man aus dem Sattel gehoben wird, so dass man weiss, dass man es tut. Bei Liegerädern wird man gegen die Rückenlehne des Sitzes gedrückt und es ist nicht mehr so einfach einzuschätzen, wie stark man pedaliert. Deshalb kann man die Knie einfach dadurch überbeanspruchen, dass man in einem zu hohen Gang mit zu viel Kraftaufwand fährt, ohne es zu bemerken.