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Werkstatt & Material

Ovale Kettenblätter – Prinzip und Wirkung

Was bringen ovale Kettenblätter? Wir betrachten alle wichtigen Aspekte zu Q-Rings, Osymetric und Co.

Um wenige Themen ranken sich so viele Sagen und Widersprüchlichkeiten, wie bei ovalen Kettenblättern. Die einen schwören auf sie, andere wollen keinesfalls mit ihnen zu tun haben. Eine Studie lobt ovale Kettenblätter, die nächste berichtet von geringerer Leistungsabgabe.

Was steckt also dahinter? Warum fährt eigentlich nicht jeder ovale Kettenblätter, wenn damit doch auch große Landesrundfahrten gewonnen werden? Ist die ganze Sache vielleicht nicht doch einfach nur ein grandioser Placebo- und Marketingeffekt?

Ovale Kettenblätter sorgen nicht nur für eine bemerkenswerte Optik am Rennrad, sondern versprechen Mehrleistung und knieschonenderes Fahren. Foto: www.osymetric.de

Runde und ovale Kettenblätter – eine mechanische Betrachtung

Wenn wir die Auswirkungen unterschiedlich geformter Kettenblätter betrachten wollen, kommen wir nicht umhin, uns etwas näher mit Hebeln zu beschäftigen. Hebel sind definiert als drehbar gelagerte, starre Körper. Wirkt nun eine Kraft in Drehrichtung auf diesen Hebel, erzeugt dies ein Drehmoment um die Drehachse, das umso größer ist

  • je stärker die einwirkende Kraft ist
  • je länger der Hebel ist

Je stärker also versucht wird, den Hebel zu drehen, desto größer wird auch das Drehmoment – das leuchtet sofort ein. Interessant wird es bei der Hebellänge, denn bei gleicher Kraft wird das Drehmoment umso höher, je länger der Hebel ist. Erkauft wird dieses höhere Drehmoment aber durch den längeren Weg, den der Hebel für die gleiche Drehung zurücklegen muss. Umgekehrt ist es möglich, sich Weglänge durch einen kürzeren Hebel zu sparen, muss dann aber mehr Kraft für das gleiche Drehmoment aufwenden.

Auf den Antrieb beim Rennrad bezogen, ist die Kurbel der wahrscheinlich offensichtlichste Hebel. Auf die Kurbel wirkt die Kraft des Beines, die schließlich in einer Drehung der Kurbelgarnitur um die Tretlagerachse resultiert. Das so erzeugte Drehmoment wird über Kettenblatt und Kette wieder in eine Zugkraft verwandelt, die ihrerseits am Ritzel wieder zu dem Drehmoment wird, dass das hintere Laufrad antreibt (und bei weiterer Betrachtung wird das Drehmoment über das System Laufrad–Reifen–Straße wieder zu einer linearen Kraft, die das Fahrrad samt Fahrer anschiebt).

Das Prinzip der Wegverlängerung bei größerer Hebelkraft ist beim Fahrrad leicht zu erspüren: Ein kleiner Gang ermöglicht es, durch geringeren Trittwiderstand steilere Rampen zu befahren, dafür muss aber schneller gekurbelt werden. Und bei großen Gängen benötigt man mehr Kraft, kann dafür im Gegenzug aber langsamer kurbeln

Wie funktionieren ovale Kettenblätter?

Bei der eben beschriebenen Wirkungskaskade vom Pedal auf die Straße können Kettenblätter vereinfacht als Hebel betrachtet werden. Die Länge des Hebelarms ist beim runden Kettenblatt konstant und entspricht dessen Radius; genauer gesagt: dem Abstand zwischen Achsmittelpunkt und dem Angriffspunkt der Kette am Kettenblatt. Bei ovalen Kettenblättern ändert sich dieser sogenannte wirksame Radius im Verlauf einer Umdrehung. Doch was ist der Sinn dahinter?

Ovale Kettenblätter sollen die Schwächen ausbügeln, an denen die Übertragung der Beinkraft auf das Pedal leidet. Denn während einer Umdrehung ändert sich andauernd die maximal mögliche Kraft, die durch das Bein in Drehrichtung aufgebracht werden kann. Am größten ist die Trittkraft, wenn die Kurbel auf 3 Uhr auf einem gedachten Zifferblatt zeigt. Hier kann das Bein die volle Kraft des Oberschenkels nutzen, da der Pedalweg annähernd senkrecht verläuft, und so maximales Drehmoment erzeugen.

Die Kurbel zeigt auf 3 Uhr: Hier ist die Phase maximaler Krafteinleitung. Die Abwärtsbewegung des rechten Fußes erfolgt mit der vollen Kraft des Oberschenkels. Foto: Sirotti

Anders sieht es aus, wenn sich die Kurbel am unteren oder oberen Totpunkt befindet, also auf 6 oder 12 Uhr zeigt. Die gewaltige Kraft, die der Oberschenkel in senkrechter Richtung aufbringen kann, verpufft in dieser Stellung wirkungslos. Stattdessen muss die Kurbel bei kleinen Kräften schiebend über die Totpunkte bewegt werden, bis 90 Grad später wieder eine Phase optimaler Pedalstellung eintritt.

Nur 90 Grad später erreicht der Trittzyklus den Totpunkt, in dem die Leistungsabgabe minimal ist. Auf dem Bild erkennt man gut, dass in dieser Phase ein kleinerer Hebel des Osymetric-Kettenblatts wirksam ist (Abstand der Tretlagerachse zu dem Punkt, an dem die Kette erstmals ins Kettenblatt greift, also rechts vom Umwerfer). Foto: Sirotti

Dadurch entsteht, selbst wenn man sich noch so sehr auf den runden Tritt konzentriert, eine wellenartig pulsierende Einleitung der Kraft in die Kette. In Sachen Kraftoutput ist die runde Pedalbewegung aus biomechanischer Sicht tatsächlich keine besonders effektive Geschichte. Sie ist aber an den allermeisten Fahrrädern gegeben und unveränderlich und so gibt es schon seit den 80er-Jahren Überlegungen, die Kurbelbewegung durch ovale Kettenblätter zu verbessern.

Dieses ovale Kettenblatt von Rotor misst ca. 227 mm in der Breite und 206 mm in der Höhe. Die Zahnanzahl beträgt 52, durch die Ovalität verhält es sich im Verlaufe einer Umdrehung wie ein Kettenblatt mit 50 und 54 Zähnen. Foto: Arian Schlichenmayer

Das Prinzip ist denkbar einfach: Statt eines runden Kettenblatts, das über eine volle Umdrehung immer den gleichen Hebelarm aufweist, wird ein ovales Kettenblatt montiert. Bei einem ovalen Kettenblatt ändert sich der wirksame Radius und somit die Länge des Hebelarms während einer Umdrehung. Klug platziert sollen so die Totpunkte durch kleinere Hebel leichter überwunden werden, während im Bereich maximaler Kraftentfaltung ein größerer Hebel wirkt. Der Effekt ist, als ob je nach Position ein kleinerer oder größerer Gang eingelegt ist.

Ovale Kettenblätter – das gab’s doch schonmal

Beschäftigt man sich mit ovalen Kettenblättern, so wird man nach kurzer Recherche unweigerlich auf Shimanos Biopace-Kettenblätter stoßen. Sie kamen Mitte der 80er-Jahre auf den Markt und verschwanden schon nach kurzer Zeit wieder. Der Grund für den bescheidenen Erfolg dürfte gewesen sein, dass die Biopace-Kettenblätter im Vergleich zu heutigen ovalen Kettenblättern um 90 Grad verdreht waren und so genau andersherum funktionierten: Am Totpunkt wirkte also ein schwererer Gang, als in der Kraftphase und das war das exakte Gegenteil einer sinnvollen Herangehensweise an ovale Kettenblätter.

Schon in den 80ern versuchte sich Shimano im MTB-Bereich mit ovalen Kettenblättern. Sie konnten sich nicht durchsetzen, weil sie unter einer gravierenden Konstruktionsschwäche litten. Foto: Rado bladteth Rzeznicki, Wikipedia

Moderne ovale Kettenblätter sind heutzutage genau andersherum konstruiert: An den Bereichen der Totpunkte sind sie abgeflacht, simulieren also einen kleineren Gang, während im Bereich einer Pedalstellung von rund 90 Grad das ovale Kettenblatt eine Erhöhung aufweist und damit während der Maximalkraftphase einen größeren Gang bietet.

Seit neuestem ist auch SRAM mit ovalen Kettenblättern an den Markt gegangen. Vorerst sind sie nur für Mountainbikes erhältlich.

Mittlerweile gibt es eine wachsende Anzahl verschiedener Hersteller, die ovale Kettenblätter anbieten. Der bekannteste Hersteller dürfte Rotor sein, gefolgt von Osymetric, aber es gibt noch verschiedene kleinere Marken und auch SRAM ist vor kurzem auf den ovalen Kettenblattzug aufgesprungen.

Die angebotenen Modelle unterscheiden sich teils stark in ihrer Ovalität, sind mal abgerundeter, mal kantiger geformt. Weitere Unterschiede bestehen in den Einstellmöglichkeiten, also der Möglichkeit, die Kettenblätter passend auf die persönliche Biomechanik feinjustieren zu können. Das ist aktuell nur mit den Q-Rings von Rotor möglich. Bei ihnen kann man das Kettenblatt in verschiedenen Positionen relativ zur Kurbel montieren. Je nach Modell stehen mindestens drei Positionen zur Verfügung, bei den neueren Direct-Mount-Kurbeln lässt sich die Kettenblattposition gar uneingeschränkt in 1°-Schritten justieren.

Rotor nennt das OCP – Optimum Chainring Position – und bietet zur Unterstützung sowohl eine Software für den Computer, als auch eine App für Smartphones an, mit der sich während einer einfachen Testfahrt der individuell passende Kettenblattwinkel herausfinden lässt. Anschließend kann die App Leistungsunterschiede visualisieren, die vom Wechsel von runden auf ovale Kettenblätter oder von verschiedenen Kettenblattpositionen verursacht werden. Gerade diese Kombination aus Verstellbarkeit und passender Software unterscheidet Rotor deutlich von anderen Herstellern ovaler Kettenblätter, die das nicht anbieten.

Sorgfältige Adaption ist Pflicht

Keine Frage: Eine magische Leistungsexplosion sollte niemand erwarten, der sich ovale Kettenblätter ans Rennrad schraubt. Ohnehin ist eine übertriebene Erwartungshaltung, sei es im positiven oder negativen Sinne, fehl am Platze. Denn zunächst muss sich der Körper an das neue Bewegungsmuster gewöhnen. Und das dauert oft umso länger, je intensiver vorher am optimalen Tritt für runde Kettenblätter gefeilt wurde. Muss es aber nicht, denn je nach Körpergefühl und Muskelgedächtnis ist der Adaptionsprozess mitunter auch innerhalb der ersten Stunden vollzogen. Tasächlich spielt besonders auf den ersten Kilometern der Kopf eine große Rolle. Vergleichbar mit den Positionen in der Diskussion um Scheibenbremsen am Rennrad, ist es bei ovalen Kettenblättern ebenso schwierig, möglichst unvoreingenommen an das Thema heranzugehen.

Wie unterschiedlich die individuelle Empfindung des Trittgefühls ovaler Kettenblätter zunächst sein kann, wird deutlich, wenn man verschiedene Personen probefahren lässt, die zuvor nur runde Kettenblätter gefahren sind. Von „wie auf Eiern“ bis „kein Unterschied im Trittgefühl“ ist da alles dabei.

In insgesamt fünf Positionen, die sich jeweils um einige Grad unterscheiden, kann dieses Kettenblatt auf der Spider installiert werden. Eine solche Verstellbarkeit hat großen Einfluss auf die Fahrerkompatibilität. Foto: Arian Schlichenmayer

Wir empfehlen daher, der subjektiven Empfindung eine objektive Messung per Powermeter gegenüberzustellen, sobald sich der Körper an das neue Bewegungsmuster gewöhnt hat. Durch den Vorher-nachher-Vergleich von Leistungsdaten lässt sich am Ende zweifelsfrei die Auswirkung ovaler Kettenblätter auf das Leistungsvermögen des individuellen Fahrers feststellen.

Unverzichtbar ist aber vorher eine ausgedehnte Anpassungsphase, um dem Körper die Möglichkeit zu geben, sich an das neue Bewegungsmuster zu gewöhnen. Die kleine Eisdielenrunde genügt nicht. Auch wenn es, wie schon erwähnt, durchaus Talente gibt, die sich sehr schnell gewöhnen, sollten für den Adaptionsprozess mindestens dreistellige Kilometerzahlen auf den neuen Kettenblättern geleistet werden. Und das über unterschiedliches Terrain, bei Antritten im Flachen und an knackigen Steigungen.

Es gilt also, sich zunächst ausführlich einzufahren und anschließend möglichst objektiv zu vergleichen. Sowohl der Vergleich rund-oval, als auch der Vergleich verschiedener Kettenblattwinkel, wenn er eingestellt werden kann, sollte unternommen werden, denn hier können wenige Grad bereits einen großen Unterschied in der Fahrbarkeit machen. Hilfreich kann es auch sein, die Hilfe eines kompetenten Bike-Fitters in Anspruch zu nehmen.

In Sachen Vergleichsmöglichkeit tut sich erneut Rotor hervor: Die Q-Rings der Spanier darf man ohne Angabe von Gründen innerhalb von 30 Tagen, ausdrücklich auch gebraucht, zurückschicken und bekommt dann, je nach Händler, entweder den vollen Kaufpreis zurück oder eine entsprechende Gutschrift. Das bietet zur Zeit kein anderer Hersteller. Wer ovale Kettenblätter also einmal risikolos ausprobieren möchte, wird derzeit ins Rotor-Regal greifen.

Nicht nur die Muskulatur, auch Sehnen, Bänder und Gelenke werden durch den Einsatz ovaler Kettenblätter anders belastet, als dies bei runden Kettenblättern der Fall ist. Bei einem korrekt eingestellten ovalen Kettenblatt unterstützt dessen Form die Überwindung des antriebstechnisch ineffizienten Bereich um die Totpunkte einer Kurbelumdrehung, während die Kraftphase länger genutzt wird. Die Folge ist ein glatterer Drehmomentverlauf, der deutlich wird, wenn wir einen Blick auf Mountainbiker werfen, die sich diese Eigenschaft ovaler Kettenblätter zunutze machen: In losem Terrain und bei Bergauffahrt neigt so das Hinterrad weniger zum Durchdrehen. Aber auch beim kraftvollen Antritt und bei steilen Rampen auf dem Rennrad wird der Glättungseffekt ovaler Kettenblätter für den Fahrer deutlich spürbar.

Auch kleine Kettenblätter kommen in oval. Wenn auch nicht so deutlich sichtbar, unterscheiden sich hier Breite und Höhe um etwa 10 mm. Foto: Arian Schlichenmayer

Die Glättung von Kraftspitzen im Antriebssystem kann beim Rennrad positive Auswirkungen auf Knieprobleme haben. Im Gespräch mit Fahrern ovaler Kettenblätter wurden wir von diesen desöfteren auf Kniegelenksschmerzen hingewiesen, die weniger wurden oder sogar verschwanden. Wir betonen, dass bei Problemen mit dem Knie der erste Ansprechpartner ein kompetenter Orthopäde sein sollte. Wer seine Knieschmerzen dennoch nicht in den Griff bekommt, der könnte mit einem Kettenblattwechsel zumindest eine weitere Lösungsmöglichkeit versuchen.

Studienlage

Für eine wissenschaftliche Untermauerung der Vorteile ovaler Kettenblätter muss die Studienlage zum jetzigen Zeitpunkt als zu dünn bezeichnet werden. Zusätzlich unterscheiden sich die wenigen existierenden Studien teilweise stark im Versuchsaufbau und in den Messmethoden. Optimistische Untersuchungen zu ovalen Kettenblättern kommen zum Schluss, dass die Leistungszuwächse sich im mittleren, einstelligen Prozentbereich bewegen, bei gleichzeitig niedrigeren Laktatwerten. Andere Untersuchungen finden keinen Unterschied oder kommen sogar zum Schluss, dass sich Leistungswerte verringern.

Wer es aber genau wissen will, käme auch bei besserer Studienlage nicht nicht umhin, ovale Kettenblätter selbst im praktischen Versuch zu prüfen. Je nach Tritttechnik, Fahrprofil und Anatomie ist das Ergebnis unterschiedlich und wie schon erwähnt spielt auch der Kopf keine ganz unbedeutende Rolle.

Ovale Kettenblätter im Profipeloton

Es stellt sich beim Thema ovale Kettenblätter früher oder später die Frage, warum sie im Profipeloton nicht verbreiteter sind, wenn sie doch Vorteile bringen sollen. Die Antwort findet sich – nicht nur, aber zu einem gehörigen Anteil – in den Sponsorenverträgen der UCI WorldTeams. Gefahren wird, was der Sponsor sagt und das ist in den meisten Fällen Shimano oder SRAM. Nur selten gestatten Sponsoren Ausnahmen, wie beispielsweise bei Chris Froome, der vier Mal die Tour de France auf Osymetric-Kettenblättern gewann. Natürlich ist es klar, dass seine Siege nicht allein der Verdienst seiner Kettenblätter waren, wir dürfen aber auch mit großer Sicherheit annehmen, dass Froome sich nichts an Rad schrauben lässt, was seine Leistung beeinträchtigen würde.

Mit SRAM mischt seit Mitte 2017 einer der ganz großen im Komponentenmarkt bei ovalen Kettenblättern mit. Bislang sind die ovalen SRAM-Kettenblätter mit dem Namen X-Sync 2 nur für Mountainbikes vorgesehen. Sobald SRAM auch ovale Kettenblätter für Rennräder im Programm hat, rechnen wir auch mit einem häufigeren Antreffen derselben an den Bikes der WorldTour-Profis. Den Fahrern des Teams Dimension Data jedenfalls ist es freigestellt, ob sie rund oder oval fahren und ein beträchtlicher Anteil von ihnen greift zu den ovalen Kettenblättern. Auch ein Blick auf die Räder der Triathlonprofis zeigt, dass dort verhältnismäßig mehr ovale Kettenblätter anzutreffen sind, als im Peloton der WorldTour. Das hat nicht nur mit einer weniger breiten Sponsorenbindung zu tun, sondern mag auch in einer gewissen Experimentierfreudigkeit der Triathleten begründet sein.

Die Montage von ovalen Kettenblättern gestaltet sich so einfach wie die runder Kettenblätter. Auch die Schaltperformance leidet durch wohlplatzierte Steighilfen nicht merklich. Foto: Arian Schlichenmayer

Die Montage am Fahrrad

Bei der Montage von ovalen Kettenblättern ist zu beachten, dass in aller Regel der Umwerfer neu eingestellt werden muss. Je nach Marke und Ovalität kann auch das Schaltverhalten mehr oder weniger stark beeinflusst werden. Das angenehmste Schaltverhalten ovaler Kettenblätter bieten zur Zeit die mäßig ovalisierten und verstellbaren Q-Rings von Rotor, die mit gut platzierten Steighilfen nur geringe Abstriche beim Schaltkomfort verzeichnen. Dazu muss gesagt werden, dass die Fülle verschiedener Umwerfer–Kettenblattkombinationen es unmöglich macht, pauschale Aussagen zur Kompatibilität und Schaltfreudigkeit zu machen.

Ansonsten verläuft die Montage ovaler Kettenblätter auf einer Spider ebenso schnell und einfach, wie bei herkömmlichen Kettenblättern, egal bei welchem Hersteller. Auch an der Kettenlänge muss in der Regel nichts verändert werden.

Ovale Kettenblätter – alles nur Placebo?

Letztenendes kann eine fundierte Entscheidung für oder gegen ovale Kettenblätter nur über einen persönlichen, am besten mehrwöchigen Test erfolgen. Vieles steht und fällt mit dem individuellen Gefühl, das einem die neuen Kettenblätter vermitteln; Kopfsache also. Und dabei sollten die Antennen nicht nur auf Details, wie das Trittempfinden während einer Kurbelumdrehung, gerichtet werden, sondern auf die Gesamterfahrung. Wer subjektiv feststellt, dass ihm mit ovalen Kettenblättern der Antritt auf einer Rampe leichter gelingt oder wessen Knieschmerzen Linderung erfahren, der braucht dafür keine Studie. Und wer überhaupt nicht mit ovalen Kettenblättern klarkommt, auch nicht.

Als unverzichtbares Vergleichsmittel sollten aber insbesondere die individuellen Leistungsdaten herangezogen werden. Sie erlauben unabhängig vom Kopfgefühl eine möglichst objektive Bewertung unterschiedlicher Kettenblätter fernab jeder Placebovermutung.

Fazit

Ovale Kettenblätter verfolgen ein Prinzip, dass logisch erklingt und doch umstritten ist. Es existieren nur wenige Studien, die den Nutzen ovaler Kettenblätter untersuchen. Wer sich allerdings einmal ordentlich auf ein gut eingestelltes ovales Kettenblatt eingefahren hat, möchte es oft nicht mehr mit einem normalen Kettenblatt eintauschen. Es sind dabei nicht immer die reinen Leistungswerte, die diese Präferenz auslösen, sondern der sanftere Drehmomentverlauf und manchmal auch schlicht die Tatsache, dass die Knie keine Probleme mehr machen.

Absoluteblack ist ein weiterer Hersteller ovaler Kettenblätter. Foto: absoluteblack.cc

Wer sich nun für ovale Kettenblätter interessiert, den ermutigen wir zum Austesten. Es gibt Hinweise darauf, dass gerade Amateurfahrer, die nicht über den perfekt runden Tritt der Profis verfügen, am stärksten von ovalen Kettenblättern profitieren können. Wer öfter auf losem Untergrund unterwegs ist, kann sich Traktionsvorteile zunutze machen, ähnlich wie dies im Mountainbikebereich bereits praktiziert wird. Als besonders geeignet für einen praktischen Fahrtest mit ovalen Kettenblättern hat sich das 30-Tage-Testangebot von Rotor erwiesen. Wer die anderen Marken ausprobieren möchte, findet unter Umständen zusammen mit einem gut ausgestatteten Bikefitter die Möglichkeit, das zum persönlichen Bedarf passende Kettenblatt zu finden.

Mehr Informationen über ovale Kettenblätter findest du auf den folgenden Herstellerseiten:

Rotor, ovale-kettenblätter.de

Osymetric

Absoluteblack

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