Riemenantrieb – Zum Fahrrad ohne Kette

Das mystische Fahrrad ohne Kette, auf das man seit neustem einen Blick erhaschen kann im Fahrradgeschäft – kann es denn wahr sein? Tatsächlich. Der neuste Schrei bei E-Bike und Trekking-Rad und inzwischen auch schon bei Neurädern mittlerer Preisstufe zu finden. Frank Schneider, ehemaliger Downhill-Profi, der nun für den Riemenhersteller Gates arbeitet, postulierte bereits 2016: Wenn der Riemenantrieb von der UCI beim Spitzensport zugelassen wäre, würde er Rekorde brechen. Zugegeben, es erfordert ganz schön viel Mut, solch eine These aufzustellen! Und es malt schon ein ganz stimmiges Bild. Der Riemenantrieb – eine ganz heiße neue Entdeckung, die den Radsport komplett auf den Kopf schmeißen würde, wenn die UCI es zuließe. Unglaublich! Hype, Rekorde, Verbote, Kontroversen – so viel Drama gab es wohl selten für ein neues Radteil.

Was wirklich hinter dem Hype um Riemenantrieb steckt, erfährst Du hier.

Was ist anders beim Riemenantrieb?

Im Verlauf dieses Beitrags beleuchten wir eine Hype-Hypothese nach der anderen um aufzudecken, was wirklich dran ist am Riemenantrieb. Doch zunächst geben wir eine Zusammenfassung darüber, was der Riemenantrieb ist, wie er funktioniert und was ihn vom Kettenantrieb unterscheidet.

Wie funktioniert ein Riemenantrieb?

Es ist das gleiche Prinzip wie beim Kettenantrieb. Anstelle der Kette hat man einen Riemen mit keilartigen Zähnen und anstelle des Zahnkranzes hat man Riemenscheiben. Die Zähne des Riemens greifen in die Zähne der Riemenscheibe ein – während bei der Kette die Zähne des Zahnkranzes in die Aussparungen der Kettenglieder eingreifen. Dadurch findet beim Riemen eine weniger starke Verzahnung statt. Daher muss die Riemengröße genau auf das Fahrrad abgestimmt sein und eine gewisse Spannung aufweisen, die man als Vorspannung bezeichnet. Als nächstes zählen wir alle Unterschiede zur Kettenschaltung noch mal genau auf.

Riemen anstelle der Kette

Zunächst das Offensichtliche: Der Riemenantrieb, oder auch Belt-Drive, verwendet anstelle der traditionellen Fahrradkette einen Riemen, wie er auch bei manchen Motorrädern verwendet wird. Beim Fahrradriemen handelt es sich um einen Riemen, der aus sechs Carbonsträngen besteht. Damit haben wir schon mal das wichtigste Kästchen abgehakt, das man für ein hypewürdiges Fahrradteil braucht: das allmächtige und effiziente Carbon.

Riemenscheibe anstelle der Kettenblätter

Und anstelle der typischen Kettenblätter benutzt der Riemenantrieb sogenannte Riemenscheiben. Und zwar findet sich vorne und hinten immer jeweils eine solche Riemenscheibe. Eine Riemenschaltung mit mehreren Scheiben würde momentan nicht realisierbar sein – denn der jetzige Riemen ist extrem starr und unflexibel. Damit der Riemen funktioniert, muss er immer exakt geradlinig sitzen. Das alleine bereitet schon ein Problem bei der Rahmenherstellung, da auch der Rahmen exakt geradförmig sein muss.

Naben- oder Getriebeschaltung

Demnach fällt also die Möglichkeit einer Kettenschaltung (oder eine theoretische Riemenschaltung mit mehreren Scheiben) schon mal weg. Das bedeutet, dass eine Riemenschaltung immer auf Nabenschaltung oder Getriebeschaltung ausweichen muss – wobei die Getriebeschaltung ebenfalls ein recht neues Bauteil ist. Das Schaltungswerk befindet sich hier in der Kurbel des Fahrrads. Diese Schaltungen haben ihre eigenen Vorteile gegenüber der Kettenschaltung, doch aus gutem Grund findet man sie nur bei bestimmten Gattungen des Fahrrads. Die zwei wohl größten Nachteile: Sie wiegen erheblich mehr als eine Kettenschaltung und verfügen über nicht so viel Entfaltungspotential (→ siehe auch unseren Beitrag zu Übersetzung und Entfaltung).

Natürlich kann man theoretisch auch ein Fixie mit Riemenantrieb ohne Schaltung fahren.

Kopfzerbrechen beim Fahrradrahmen

Wir haben schon ein Problem benannt, das die Produktion des Fahrrads erschwert und damit in die Höhe treibt – doch auch aus anderer Sicht erschwert sich die Herstellung des Rahmens. Denn der Fahrradriemen hat es an sich, dass er nicht zerteilt werden kann wie die Fahrradkette. Wie also bekommt man den Riemen zwischen die Rahmenstangen auf das Getriebe des Fahrrads?

Die einzige Lösung: Man zerteilt den Fahrradrahmen. Das ist kein Witz. Der Riemen benötigt einen speziellen Fahrradrahmen, bei dem sich die rechte Sattelstrebe öffnen lässt. Damit kannst auch Du als Fahrradfahrer mithilfe eines passenden Schraubenschlüssels den Rahmen öffnen, um den Riemen auszutauschen.

Unterm Strich – So viel kostet der Riemenantrieb

Aber nicht nur bei der Herstellung des Rahmens entsteht ein Mehrkostenaufwand – auch der Riemenantrieb an sich ist um einiges kostspieliger als ein Kettenantrieb. Mit allem eingerechnet kostet ein Riemen-Fahrrad der gleichen Qualität mindestens 200€ mehr als ein Ketten-Fahrrad. Das ist schon mal ernüchternd – doch vielleicht hält der Riemenantrieb ja, was er verspricht? Beschäftigen wir uns nun also mit dem Hype zum Riemenantrieb.

Der Riemenantrieb ist belastbar und wartungsarm

Der große Vorteil, der wohl universell anerkannt wird: Der Riemenantrieb ist besonders wartungsarm und hält länger. Zwei mal so lang soll der Riemen aushalten im Vergleich zur Kette -bis zu 20.000 km. Und dabei bereitet er dem Fahrer weniger Kopfzerbrechen, als es die Kette jemals macht. Der Riemen läuft ohne Öl und man braucht ihn auch nicht nachzuspannen. Schmutz bleibt kaum haften und wenn doch, lässt sich der Riemen problemlos mit Wasser auswaschen. Vor allem bei Winter-Wetter, Regen, Schnee und Matsch sticht der Riemenantrieb hervor. Auch bei E-Bikes, die längere Strecken fahren, beweist sich daher der Riemenantrieb.

So zumindest lautet das Marketing. Und tatsächlich sind die Belastbarkeit, Langlebigkeit und Wartungsfreiheit die stärksten Punkte des Riemens, da sie sich zweifelsohne feststellen lassen. Deswegen versucht man diesen einen Punkt auch möglichst weit auszuschlachten. Wir hinterfragen jedoch, ob der Riemen ein Fahrrad wirklich wintertauglicher macht, wie es sich im Marketing anklingen lässt. Schließlich funktioniert ein herkömmliches Kettenfahrrad auch bei Winter und Regen. Es ist zu bezweifeln, ob der Riemenantrieb bei schlechtem Wetter besser funktioniert als es ein Kettenantrieb tut. Es bleibt bloß weniger Schmutz haften am Riemen. Letztendlich heißt das also bloß: Der Riemen hält länger als die Kette. Und das wollen wir auch hoffen – wir zahlen ja auch ordentlich extra für den Riemen.

Hypothese: Der Riemenantrieb wiegt weniger

Dies ist ein Punkt, der selbst in einschlägigen Fahrradmagazinen angedeutet wird. In Tabellen listet man nüchtern die Fakten des Riemenantriebs gegenüber dem Kettenantrieb auf. Und tatsächlich! Ein Riemenantrieb wiegt gut 100 Gramm weniger als ein Kettenantrieb. Was aber nur auffällt, wenn man den ganzen Artikel durchforstet, ist die Tatsache, dass der Riemenantrieb nur mit Naben- oder Getriebeschaltung funktioniert (bzw. ohne Schaltung). Diese Schaltungstypen wiegen deutlich mehr als die bewährte Kettenschaltung und finden daher kaum Einzug in die Profi-Szene. Eine Naben- oder Getriebeschaltung bringt 1.000 oder 2.000 Gramm mehr auf die Waage, um überhaupt eine vergleichbare Übersetzungsbandbreite zu gewährleisten und hinkt der Kettenschaltung letztendlich trotzdem weit hinterher, was Übersetzung und Krafteffizienz angeht. Der Riemenantrieb wiegt also nur weniger, wenn man ihn mit einem Kettenfahrrad mit Naben- oder Getriebeschaltung vergleicht. Oder aber wenn man versucht, ein Fixie mit Riemen zu verkaufen.

Mythos Riemenantrieb – ist er wirklich schneller?!

Nun kommen wir zum absoluten Streitpunkt überhaupt – der Riemenantrieb sei effizienter als die Kette. Zu diesem Punkt finden sich schon auf Seiten der Riemenhersteller und Riemenbefürworter (von anderen Autoren auch als die „Riemenlobby“ bezeichnet) unterschiedliche Angaben. Manchmal finden sich kleine Eingeständnisse etwa, dass der Riemen nahezu genauso gut sei wie die Kette, was die Effizienz der Kraftumwandlung angeht. Anderswo hingegen vertritt man tapfer die These, der Riemen überrage die Kette. Die krasseste Aussage ist wohl die, die wir schon in der Einleitung erwähnten: Der Riemen würde Rekorde brechen, wenn die UCI ihn beim Bahnradsport zulassen würde. Diese These kommt von jemandem, der zufällig für einen Riemenhersteller arbeitet. (→ siehe auch pd-f.de: Riemen: Die wartungsarme Alternative zur Kette).

Die Argumente für den Riemen

Es wird hier unterschiedlich argumentiert. Der Riemen besäße weniger innere Reibung als die Kette. Oder aber der Riemen arbeite besser unter hoher Belastung als die Kette, weil die Kette durch Verschleiß an Wirkungsgrad verliere. Letztendlich weicht man also auf sicheren Boden zurück – der Riemen hält ja immerhin länger durch als die Kette. Das ist aber totaler Unsinn, diesen Fakt der Langlebigkeit auf Effizienz beim Fahren anzuwenden. Kettenverschleiß ist ja nicht etwas, was beim Fahren an sich auftritt. Verschleiß entsteht über mehrere tausend Kilometer ohne Kettenpflege. Die Belastbarkeit des Riemens kann man nicht auf das Fahrerlebnis übertragen.

Das Testergebnis

Und außerdem stellt sich heraus: Selbst eine verrostete Kette am Ende ihrer Lebensdauer arbeitet besser als ein fabrikfrischer Riemen. Mehrere Tests kamen zu diesem oder ähnlichen Ergebnissen. Siehe dazu die Tests unter Laborbedingung von rad-lager.de oder auch von friction-facts.com.

„Der Riementrieb als ‚System‘ ist mit der nötigen Vorspannung immer weniger effizient als ein Kettentrieb, unabhängig von der Fahrerleistung.“

Fakt ist, dass der Riemen Leistung schluckt. Den Befunden von rad-lager.de zufolge verliert man mit dem Riemen über 1.000 km etwa 3 Stunden bei vergleichbarer Leistung. Das merkt man jedoch nur schwer als Fahrer – denn dies entspricht einer Steigung von 0,5%. Außerdem: Wenn man sich ein neues Rad mit Riemen beschafft, wird es aufgrund der besseren, neueren und unbenutzten Teile trotzdem besser fahren als das Altrad. Der Leistungsfall der Riemen wird so also kompensiert, ohne dass man es als Fahrer merkt.

UPDATE: Jetzt auch Stellungnahme von Prof. Dr.-Ing. Hubert Hinzen von der Uni Trier: „Messungen haben zweifelsfrei ergeben, dass die Verluste eines Zahnriementriebes deutlich größer sind als die eines Kettentriebes.“ (siehe rad-lager.de)

Woher kommt der Leistungsfall?

Wieso ist der Riemen schlechter? Was faktisch klar steht: Der Riemen hat eine hohe Vorspannung. Was das heißt? Wikipedia sagt:

„Vorspannung ist eine ohne äußere Belastung in Bauteilen vorhandene mechanische Spannung, die bei Produktion oder Montage eingebracht wird, um im Lastfall das gewünschte Verhalten zu erreichen.“ 

Im Prinzip heißt das, dass der Riemen eine gewisse Spannung benötigt, damit er sicher auf den Scheiben sitzt und das System funktioniert. Diese Spannung ist höher als bei einer Kette, da sich die Kette stärker mit den Zahnblättern „verzahnt“ als es der Riemen mit den Riemenscheiben tut. Der Riemen muss fest und stramm sitzen – anders als die Kette, die im Vergleich dazu locker und lose sitzt. Wenn man diese Kraft in Kilogramm ausdrückt, beträgt die Vorspannung des Riemens 40 kg – während die Vorspannung bei einer Kette 2 kg beträgt. Wenn man in die Pedale tritt, addiert sich die Tretkraft zur Vorspannung. Die mechanische Reibung steigt linear zur Gesamtkraft – also Tretkraft und Vorspannung. Selbst wenn der Riemen beim Fahren eine niedrigere innere Reibung hätte (was nicht bewiesen ist), kann der Riemen die höhere Vorspannung nicht ausgleichen. Und die Tests zeigen: Auch bei hoher Tretkraft hinkt der Riemen der Kette hinterher.

Fazit – Wer braucht Riemenantrieb?

Kurze Antwort: Wirklich brauchen tut den Riemenantrieb niemand. Trotz all dem Hype und wirklich kühnen Presse-Statements: Die versprochenen revolutionären Vorteile bleiben beim Riemenantrieb noch aus. Vermutlich eignet sich der Riemenantrieb noch am ehesten beim E-Bike. Schließlich spielt da die Umwandlung von Tretkraft in Antrieb eine untergeordnete Rolle und man legt größere Distanzen zurück – wenn man wirklich immer mit dem E-Bike zur Arbeit fährt. Und die erhöhten Kosten drücken in diesem Preisbereich weniger auf die Waage.

Für das konventionelle Rad gilt: Alleine weil der Riemen doppelt so lange hält, macht er sich noch lange nicht bezahlt! Schließlich kostet der Riemen gut dreimal so viel wie die Kette, und erfordert einen speziellen, teureren Rahmen. Man könnte zum gleichen Preis ein Fahrrad mit durchgängig besseren Bauteilen kaufen. Noch dazu zeigen die Tests, dass der Riemen wegen der erhöhten Vorspannung und daraus resultierenden Reibung einfach schlechter fährt als die Kette.

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