Sind Riemenantriebe effizienter als Kettenantriebe?

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Wenn du jemals die Kurbel eines Fahrrads mit Riemenantrieb gedreht hast, wirst du feststellen, dass er sie sich nicht so leicht drehen lässt wie bei  Fahrrädern mit Kettenantrieb. Mit anderen Worten, es gibt zusätzlichen Widerstand im Antriebsstrang. Wie viel Widerstand ist das im Vergleich zu einem Kettenantriebsstrang bei unterschiedlichen Leistungsabgaben?

Riemen bieten einige Vorteile gegenüber Ketten: Eine längere Lebensdauer (15.000 – 30.000 km!), wenig bis gar keine Wartung des Antriebsstrangs (kein Schmiermittel), geräuschloser Betrieb und ein geringeres Gewicht.

Die Hauptnachteile vom Riemenantrieb sind, dass du einen riementauglichen Fahrradrahmen benötigst und die Teile in Geschäften schwer zu finden sind, auch sind die Anschaffungskosten höher.

Friction Facts, ein Unternehmen, das 2016 von CeramicSpeed übernommen wurde, führte einen sehr interessanten Test durch, um die Effizienz eines Gates-Riemenantriebsstrangs im Vergleich zu einem typischen Kettenantriebsstrang zu bestimmen. Es stellte sich heraus, dass je nach Leistungsabgabe sowohl Riemen als auch Ketten effizienter sein können.

Die Hauptreibungsquelle in einem Kettenantriebsstrang ist die Spannung, die durch das Treten des Fahrers erzeugt wird. Riemenantriebe sind anders, da die Hauptreibungsquelle einfach die Spannung am Riemen ist, wenn er auf den Riemenscheiben installiert ist.

Bei Riemenantrieben ist eine hohe Vorspannung erforderlich, da der Riemen ohne diese Spannung auf den Zahnrädern überspringt. Eine Kette erfordert auch eine Vorspannung, um den Eingriff mit den Zahnrädern zu gewährleisten, aber diese Vorspannung ist im Vergleich minimal. Das Gewicht einer hängenden Kette reicht normalerweise aus.

Den ganzen Bericht und den genauen Test und die Erklärungen dazu findet ihr bei Alee Denham Cycling About

Es ist ein sehr technischer Bericht, das Fazit daraus ist, das in der Praxis ein Kettenantriebsstrang einen Vorteil von etwa 1 Watt hat, wenn man sehr leicht in die Pedale tritt. Bei der durchschnittlichen Leistung eines Fahrradreisenden sinkt dieser Wert jedoch auf etwa 0,45 Watt.

Es hängt auch noch vom Fahrergewicht ab und dem Tretstil und dann verändern sich die Widerstände je nach Riemenspannung auch noch etwas.

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Es wurde auch die Reibungsverluste von Kettenschmierstoffen ausführlich getestet und es stellt sich heraus, dass zwischen ihnen ein Unterschied von bis zu 5 Watt besteht! Ich finde diese Informationen sehr interessant, da alle Vorteile einer Kette gegenüber einem Riemen (geringere Leistung) durch die Verwendung eines Schmiermittels für Ketten, leicht zunichte gemacht werden können.

Die Erkenntnis aus diesen Tests ist, dass du übliche Schmiermittel für trockene Ketten vermeiden solltest. Wenn entweder Haltbarkeit oder Watt von Bedeutung sind – Wachs- und Nassschmiermittel sind die schnellsten und am wenigsten strapazierfähigen Schmierstoffe für den Kettenantrieb. Es ist auch wichtig, die Kette so sauber wie möglich zu halten, um eine längere Lebensdauer und Effizienz zu erzielen.

Als Fazit nehme ich aus diesem Test mit, dass der Riemenantrieb und die Kette was die Reibungsverluste angeht eigentlich auf Augenhöhe sind. Oder sagen wir mal der Riemenantrieb hat hier keine wirklichen Nachteile, denn die Kette kann ihren Vorteil nur bei wirklich sehr guter Pflege und der Verwendung des richtigen Öls voll ausspielen. Wenn du die Kette beim Fahren hörst, bist du eigentlich schon mit der Kettenpflege zu spät dran und die Reibungsverluste durch die schlecht gepflegte Kette sind höher als der 1 Watt Nachteil durch die Riemenspannung. Ich für mich habe gerade beim Alltagsrad den Riemenantrieb sehr schätzen gelernt, weil er einfach deutlich pflegeleichter ist und somit mehr Zeit zum Fahren bleibt und man weniger Zeit in die Antriebspflege stecken muss. Von mir bekommt der Riemen einen klaren Daumen hoch.

Tandem Overnighter am Diemelsee

In den Herbstferien haben Lydia und ich uns zu einer Tour mit einer Übernachtung (Neudeutsch Overnighter) aufgemacht. Startpunkt war unser zu Hause in Detmold, das Ziel der Diemelsee. Am nächsten Tag sind wir dann auf dem Diemelradweg bis Warburg gefahren. Von Warburg ging es mit Tandem und der Deutschen Bahn zurück nach Detmold. Tandem in der Deutschen Bahn ist nie so ganz easy, hat aber diesmal sehr gut geklappt. Bilder gibt es hier.

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Bikepackingtour im Eggegebirge

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Es gibt ja aktuell eine wiederentdeckte Art des Biketourings. Genannt Bikepacking. Man reduziert seine Ausrüstung auf das wesentliche und ist nachdem Motto, weniger ist mehr mit leichterer Ausrüstung unterwegs. Optimieren kann man das natürlich dadurch, das man dann viel Geld in Ultralight Ausrüstung investiert. Was aber ziemlich teuer ist. Ich wollte für mich einfach einmal auprobieren, ob ich mit weniger auch gut zurecht komme und habe meine Standardausrüstung genommen und an meinem Patria Argos befestigt. Und siehe da funktioniert auch. Für einen Overnighter bekommt man alles wesentliche mit. Gewichtsreduzierung am Bike ist 1 Kg durch den fehlenden Gepäckträger. Wenn man auf die Vaude Aqua Back verzichtet spart man schon knapp 2 Kg. Dann muss man natürlich das Gewicht der Satteltasche 350 g wieder dazu rechnen. Man spart also nur beim Setup gut 2,5 Kg. Ist aber dadurch das die Vaude Trail Saddle im Vergleich zu den Vaude Aqua Back ein Viertel weniger Kapazität hat mit viel weniger Gepäck unterwegs. Mehr Bilder von der Tour gibt es hier oder bei Instagram.

Rohloff versus Pinion Wirkungsgrad

Es gibt bei allen Systemen einen Wirkungsgrad. Hierbei geht es darum wieviel Energie im System durch z.B. Reibung verloren geht. Bei der Kettenschaltung ergeben sich Reibungsverluste im Tretlager, Kette, Zahnkranz und Nabe. Bei der Rohloff im  Tretlager, Kette und der Planetengetriebeübersetzung. Das kann man auch noch einmal hier nachlesen.

 

Bildergebnis für rohloff explosionszeichnung

Es wird gesagt das die Kettenschaltung im Neuzustand hier ganz leicht die Nase vorn hat. Aber in der Winterzeit ist dieser Vorsprung spätestens nach 2 Tagen Geschichte durch Schnee, Matsch und Wasser. Um eine Kettenschaltung auf dem Wirkungsgrad einer Rohloff zu halten, braucht es gerade im Winter sehr viele intensive Pflegeintervalle, die Zeit nutze ich lieber zum fahren :-). Interessant fand ich einen Artikel bei Fahrradzukunft. Es ist ja kein Geheimnis, das das Piniongetriebe im Winter über die gleichen Vorteile verfügt wie die Speedhub. In Fahrradzukunft bin ich auf diesen Artikel gestoßen. Der sich mit den Wirkungsgraden von den unterschiedlichen Fahrradantriebssystemen auseinander setzt. Das Fazit von Andreas Oehler ist das hier die Pinion P1.18 beim Wirkungsgrad etwas hinter der Rohloff Speedhub zurück liegt. Da ich ja sowieso ein Doppelkettenblatt  (Beitrag ein Vorteil der Kette gegeüber dem Riemen ist…) fahre und die Übersetzung der Pinion damit toppen kann, gibt es für  mich nach wie vor keinen Grund auf ein Piniongetriebe umzusteigen. Man darf beim Kauf natürlich nicht nur auf den Wirkungsgrad schauen, es geht ja immer darum welches ist der beste Antrieb für mich. Da gilt es immer alle Vorteile und Nachteile abzuwegen und dann eine Entscheidung zu treffen. Aber ich finde das hier der Wirkungsgrad eine wichtige Komponente ist.