Fahrradschaltung mit virtuellem Kettenblatt
Ein neuer Ketten- oder Riemenantrieb für Fahrräder kombiniert Schalten unter Last, einfache Wartung mit höchstem Schaltkomfort. Der Entwickler denkt bereits über Anwendungen für das Auto nach.
In den 70er-Jahren war man mit einem 10-Gang-Rennrad noch der Chef auf dem Schulhof. Seitdem hat die Zahl der Schaltstufen kontinuierlich zugenommen. Standard für hochwertige Kettenschaltungen sind derzeit 27 Gänge, die sich aus der Kombination von drei Kettenblättern vorne und neun Ritzeln hinten ergeben. Doch das Prinzip ist dasselbe geblieben: Die Kette wird zwischen verschieden großen Kettenblättern hin und her geschoben.
Der badische Tüftler Eckart Hettlage hat eine Schaltung entwickelt, bei der das anders ist. Die Kette läuft dabei immer in einer geraden Linie. Was sich verändert, ist der Umfang des hinteren Ritzels. Der so genannten Hettlage Drive besteht aus zehn einzelnen Segmenten mit jeweils nur wenigen Zähnen, die gemeinsam ein virtuelles Kettenblatt formen. Sie können auf einer runden Grundplatte zur Achse hin oder von der Achse weg bewegt werden. Sind sie nahe bei der Achse, bilden sie ein kleines Ritzel, wandern sie von der Achse weg Richtung Felge, ein großes.
Ingeniös ist die Art und Weise, wie diese Segmente gesteuert werden. Über den Drehgriff am Lenker wird ein Hebel verschoben, der während einer Radumdrehung Segment für Segment nach innen oder außen drückt – und zwar an einer Position, an der die Kette noch gar nicht über dieses Segment läuft. Der Vorteil gegenüber herkömmlichen Ketten- und Nabenschaltungen ist, dass der Radfahrer unter voller Belastung schalten kann und keinen Schaltruck spürt. Der Nachteil: Jeder Gangwechsel dauert eine ganze Radumdrehung.
Weiterer Pluspunkt des Hettlage Drives ist die Langlebigkeit. Da die Kette bei einer normalen Kettenschaltung bei jedem Gangwechsel verwunden wird und selten in einer geraden Linie läuft, verschleißt sie schnell – und mit ihr die Kettenblätter. Dieses Problem kennt der Hettlage Drive nicht. „Ich habe auch nach 5000 Kilometern noch keinen Verschleiß festgestellt“, sagt Hettlage.
Den Hettlage Drive gibt es in zwei Ausführungen – mit Kette (8 Gänge, 25 bis 60 virtuelle Zähne) und mit Riemen (11 Gänge, 40 bis 90 virtuelle Zähne). Der Zahnriemen stammt aus dem Automobilbau und treibt in manchen Motoren die Nockenwelle an. Er ist leichter als eine Kette, hält praktisch ewig und braucht nicht geölt zu werden. Der Nachteil: Er benötigt mehr Platz als eine Kette. Während das Schaltwerk selbst auf den Freilauf einer normalen Hinterradnabe passt, dorthin, wo bei einer Kettenschaltung das Ritzelpaket sitzt, brauchen die Rollen zum Spannen des Riemens mehr Raum im Hinterbau. Sie können deshalb nur in eigens angefertigte Rahmen eingebaut werden. Die Kettenversion findet hingegen in jedem handelsüblichen Fahrradrahmen Platz.
Insgesamt wiegt das gesamte Schaltsystem nach Angaben Hettlages rund 1000 Gramm. Zum Vergleich: Die 14-Gang-Nabenschaltung der Firma Rohloff, die derzeit die Maßstäbe bei hochwertigen Schaltungen setzt, bringt es auf knapp 1800 Gramm. Allerdings liefert sie mit mehr als 500 Prozent einen deutlich größeren Übersetzungsumfang als der Hettlage Drive mit 240 beziehungsweise 225 Prozent. Um das auszugleichen, verbaut Hettlage an seinen Rädern zusätzlich noch eine konventionelle Dreigang-Nabe von Sram (früher Sachs) und eine Tretlagerschaltung des Schweizer Herstellers Schlumpf mit zwei Übersetzungsstufen. Das macht zusammen 66 Gänge und einen Übersetzungsumfang von 700 Prozent. Diese Werte stellen zwar alles auf dem Markt erhältliche in den Schatten. Der Vergleich ist aber nicht fair, da hier drei verschiedene Schaltungen kombiniert wurden.
Die Geschichte des Hettlage Drives begann vor rund zehn Jahren, als sich der Sohn von Eckart Hettlage über stets abspringende Fahrradketten beklagte. Der Luft- und Raumfahrttechniker Hettlage machte sich also an die Arbeit. Die ersten zwei Jahre arbeitete er noch an einem stufenlosen Fahrradgetriebe. „Dann kam die Erkenntnis, dass das nicht machbar ist“, so Hettlage. Der Grund: Alle bekannten stufenlosen Getriebe übertragen die Kraft per Reibung und haben einen entsprechend schlechten Wirkungsgrad. Das ist bei einem Auto ärgerlich, bei einem Fahrrad aber völlig inakzeptabel.
Hettlage machte also weiter mit einer Version, bei der die Segmente fest einrasten, und entwickelte sie bis zur Patentreife. Hergestellt und vermarktet wird das Getriebe nun gemeinsam mit der Firma RiGo Spanntechnik in Sersheim. Die ĂĽbrigen Fahrradteile werden zugekauft und das Ganze dann in einer Kleinst-Serie von rund zehn StĂĽck montiert und verkauft. Die Preise liegen derzeit bei rund 3000 Euro. Hettlage und RiGo-Chef RĂĽdiger Goltz suchen nach einem Kooperationspartner fĂĽr die Serienfertigung, um den Preis zu senken.
Das nächste Ziel von Hettlage ist, das Prinzip seiner Schaltung auch auf Motorfahrzeuge auszuweiten. Er ist nach eigenen Angaben bereits in Gesprächen mit einem Getriebehersteller. Das Stichwort dazu lautet Continously Variable Transmission (kontinuierliche stufenlose Kraftübertragung, CVT). Da sich der Hettlage Drive auch unter Last schalten lässt, benötigt er keine Kupplung. Er ist zwar nicht wirklich stufenlos, bietet aber sehr feine Abstufungen. Dafür ist er mit einem Wirkungsgrad von 97 Prozent anderen CVT-Systemen, die auf Grund von Reibung arbeiten, überlegen. (wst)
