Was ist die ideale Kurbellänge für den Radsport, und wie berechnest du deine optimale Kurbel Einstellung?

Kurbellänge berechnen: Hüft-, Knie- und Rückenschmerzen können die Folge von zu langen Kurbeln sein – und das sind Ihre wahrscheinlich auch.

Die richtige Kurbellänge für dein Fahrrad berechnen

Viele von uns würden wahrscheinlich nicht viel Wert darauf legen, welche Kurbel an unserem Fahrrad montiert ist. Die Länge der Kurbel, die du fährst, hängt wahrscheinlich davon ab, welche Größe der Rahmen hat, insbesondere wenn du ein fabrikgefertigtes Fahrrad hast. Aber ist es die richtige für dich?

Im Allgemeinen wird davon ausgegangen, dass die Kurbellänge proportional zur Beinlänge sein sollte, obwohl es noch viele andere Faktoren zu berücksichtigen gibt, auf die später in diesem Artikel eingegangen wird. Fahrräder werden auf der Grundlage einer Normalverteilungskurve für die Körpergröße konstruiert, aber es werden große Annahmen über den Anteil der Gliedmaßenlänge im Verhältnis zur Körpergröße getroffen, der erheblich variieren kann (43,2 % bis 50,1 % ). Außerdem gibt es in der Bevölkerung eine große Bandbreite an Beinlängen (67,5 cm bis 94 cm, aber die Bandbreite der verfügbaren Kurbellängen ist gering.

Die Industriestandardlängen für Kurbeln sind 165mm für Menschen mit „kurzen“ Beinen und 175mm für Menschen mit „langen“ Beinen. Für alle anderen sind Kurbeln mit einer Länge von 170mm oder 172.5mm erhältlich. Größere Komponentenhersteller bieten Kurbellängen in Schritten von 2,5mm von 165mm bis 175mm an.

Es ist offensichtlich, dass es eine große Auswahl an Fahrradgrößen gibt, die für Erwachsene geeignet sind (typischerweise 44cm bis 61cm), aber nur eine begrenzte Auswahl an Kurbelgrößen, was bedeutet, dass sie für einen großen Teil der Bevölkerung, insbesondere Frauen, ungeeignet sein werden.

Es gibt Unternehmen, die beginnen, sich mit diesen Problemen auseinanderzusetzen. Shimano und SRAM haben ihre Palette auf 160 mm am unteren Ende und 177,5 oder 180 mm am oberen Ende erweitert, und Rotor bietet jetzt eine 150-mm-Option an. Es gibt auch einige Unternehmen, die sich auf kürzere Kurbellängen spezialisiert haben, wie zum Beispiel J-Cobb und BBK (145-165 mm). Zinn Cycles bietet sehr kurze und sehr lange Kurbeln an (130-220 mm), und Appleman Bicycles hat gerade eine 100-mm-Kurbel herausgebracht.

Beeinflusst die Kurbellänge Leistung und Effizienz?

Viele Menschen glauben, dass eine längere Kurbel mehr Hebelwirkung und somit mehr Leistung bedeutet. Aber Forschungen legen nahe, dass dies tatsächlich nicht der Fall ist.

Leistung ist eine Kombination aus Drehmoment (Drehkraft) und Trittfrequenz (Drehgeschwindigkeit), wobei die Kurbellänge nur das Drehmoment beeinflusst. Längere Kurbeln erhöhen das Drehmoment bei gleicher Kraft auf den Pedalen, führen aber aufgrund des größeren Pedalkreises oft zu einer Abnahme der Trittfrequenz. Die Auswirkung dieser Faktoren aufeinander resultiert in der Regel in keiner Veränderung der Leistung.

Eine Studie von Martin & Spirduso aus dem Jahr 2001 unterstützt diese Idee. Sie verglichen die maximale Leistung für eine Reihe von Kurbellängen (120, 145, 170, 195 und 220 mm) und stellten fest, dass die Leistung nur für die extremen Bereiche (120 mm und 220 mm) reduziert wurde. Eine Studie von Barrett et al. aus dem Jahr 2011 kam ebenfalls zu dem Schluss, dass Variationen in der Kurbellänge (150-190 mm) kein wichtiger Determinant für maximale Leistung sind.

Eine Ausnahme hiervon gibt es unter einer sehr spezifischen Bedingung, nämlich beim Starten aus dem Stand über eine kurze Strecke (100-200m) mit einem festen Gang, zum Beispiel beim Bahnsprint. Durch die längeren Kurbeln kann ein Fahrer mehr Geschwindigkeit entwickeln als mit kürzeren Kurbeln.

Auf einem Fahrrad mit Schaltung wird der Unterschied auf der Straße ausgeglichen, da man in der Lage ist, in eine niedrigere Gangstufe zu schalten, insbesondere in sitzender Position. Es kann leichte Unterschiede in Momenten hoher Belastung geben, wie z.B. beim Stehen an der Ampel oder auf steilen Anstiegen im Stehen, aber im Vergleich zum submaximalen Fahren tritt dies nur sehr selten auf.

Was ist mit den Energiekosten? Forschungen legen nahe, dass es hierbei kaum Unterschiede gibt. Eine Studie von Ferrer-Roca et al aus dem Jahr 2017 ergab, dass es keine Unterschiede im Puls und Wirkungsgrad bei drei häufig verwendeten Kurbellängen (170mm, 172,5mm und 175mm) gab. Allerdings waren maximale Beugung und Bewegungsumfang der Hüft- und Kniegelenke signifikant erhöht, was Auswirkungen auf die Fahrradpassform haben kann.

Die Ergebnisse von Martins Untersuchung zum Stoffwechselaufwand beim submaximalen Radfahren legen nahe, dass die mechanische Leistung und die Pedalgeschwindigkeit die Hauptfaktoren für den Stoffwechselaufwand beim submaximalen Radfahren sind, anstatt die Trittfrequenz. Längere Kurbeln führen zu einer höheren Pedalgeschwindigkeit (aber niedriger Kadenz) und können den Stoffwechselaufwand tatsächlich erhöhen.

Gibt es eine optimale Kurbellänge?

In Bezug auf die Leistungserzeugung und Pedaleffizienz scheint es bei einer breiten Palette von Kurbellängen nicht viel Veränderung zu geben. Allerdings kann die Kurbellänge die Biomechanik beeinflussen und einige Auswirkungen auf die Fahrradanpassung haben.

Eine häufig vertretene Ansicht besagt, dass es möglicherweise keine richtige Kurbellänge gibt, aber eine falsche Kurbellänge durchaus problematisch sein kann. Die Wahl einer kürzeren Kurbel ist daher die sicherere Option. Eine zu lange Kurbel kann insbesondere am oberen Ende des Pedalhubs zu Problemen führen, aber bei Verwendung einer kürzeren Kurbel gibt es keine Leistungseinbußen.

Wenn man eine Kurbel hat, die zu lang ist, dann wird der geschlossene Winkel der Hüft- und Kniegelenke am oberen Punkt des Pedaltritts vergrößert, was zu einer möglichen Schmerzbehaftung in diesen Gelenken führen kann. Es kann auch Ausgleichsstrategien hervorrufen, die im Laufe der Zeit zu Problemen führen können, wie zum Beispiel einer Schieflage des Beckens oder einem Ausdrehen der Knie.

Dieses Problem wird noch verschlimmert, wenn die Beweglichkeit der Hüftbeugung eingeschränkt ist, sei es aufgrund von allgemeiner Steifheit oder Erkrankungen wie Femoroacetabulärem Hüftimpingement oder Hüftarthrose. Neben Hüftschmerzen führt ein Versagen, das Hüftgelenk während des oberen Pedalwegs im anatomischen Bereich zu halten, oft zu einer nach hinten gekippten Beckenhaltung und übermäßiger Lendenwirbelflexion.

Ein Beckenwippen kann zu Schmerzen im unteren Rücken, Sattelgeschwüren und einem Verlust an Kraft aufgrund instabiler Becken führen. Wenn die Kurbeln zu lang für den Fahrer sind, kann es sein, dass er unbewusst sein Hüft- / Beckenbereich hitcht, um das Bein über den oberen Pedalhub zu bringen.

Kurbeln, die zu lang sind, können auch das Drehen einer hohen Trittfrequenz erschweren. Sie können dazu führen, dass die Knie in der Aero-Position mit der Brust kollidieren und das Atmen erschwert wird.

Die Vorteile von kürzeren Kurbeln

Eine der Hauptvorteile von kürzeren Kurbeln ist eine Verbesserung der Aerodynamik. Besonders bei Zeitfahrrädern ist dieser Trend zu kürzeren Kurbeln zu beobachten. Beispielsweise wechselte Bradley Wiggins (mit einer Körpergröße von 190 cm) vor seinem Stundenweltrekordversuch im Jahr 2015 von 177,5 mm auf 170 mm Kurbeln, um seine Aerodynamik zu verbessern. Kürzere Kurbeln ermöglichen eine höhere Sattelhöhe, was nicht nur den Hüftwinkel am oberen Totpunkt des Pedalhubes vergrößert, sondern auch einen größeren Abstand zu den Lenkern und eine aggressivere Positionierung bewirkt.

Kürzere Kurbeln bewegen die Oberschenkel auch am oberen Ende des Pedalhubes vom Bauch weg, was bequemer ist und das Atmen erleichtert.

Wie oben beschrieben kann die Verwendung von kürzeren Kurbeln Schmerzen und Verletzungen an Hüften, Knien und unteren Rücken vermindern, indem diese Gelenke entlastet und die Biomechanik verbessert werden.

Kürzere Kurbeln erhöhen auch die Pedalklärung und können Pedalaufsetzer reduzieren, was besonders nützlich beim Kriteriumrennen oder auf einem MTB sein kann (z.B. beim Überfahren von Felsen und Baumwurzeln). Sie reduzieren auch die Überlappung mit den Zehen, was bei kleineren Rahmen mehr zum Problem werden kann.

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Wie wähle ich die Kurbellänge aus, und lohnt es sich, sie zu ändern?

Die Daten aus dem Artikel von Martin & Spirduso legen nahe, dass die optimale Kurbellänge für maximale Leistung 20% der Beinlänge oder 41% der Schienbeinlänge beträgt. Es sollte jedoch angemerkt werden, dass diese Formel auf maximaler Leistung und nicht auf Biomechanik oder Fahrradeinstellung basiert. Außerdem kamen die Autoren zu dem Schluss, dass eine Standard-Kurbellänge von 170 mm bei den meisten Erwachsenen die maximale Leistung nicht wesentlich beeinträchtigen würde.

Es wurden andere Formeln vorgeschlagen, wie z.B. die von Graham Obree (0,95 x Größe) oder die von Machine Head Software (Beinlänge x 1,25 + 65), die keine wissenschaftliche Forschung dahinter haben.

Es ist interessant zu bemerken, dass die meisten kleineren Erwachsenen, insbesondere Frauen, mit den verwendeten Kurbeln viel zu lange Kurbeln nutzen, wenn man sich an eine dieser Richtlinien hält. Das bestätigt auch Matt Appleman, ein maßgeschneiderter Rahmenbauer aus den USA, der empfiehlt, dass wir eine breitere Palette von Kurbellängen zur Verfügung haben und die durchschnittliche Kurbellänge anpassen müssen.

Er schlägt vor, dass ein besserer Ansatz wäre.

  • Für die meisten Durchschnittsfahrer sind 155 mm und 165 mm Kurbeln erhältlich.
  • 145mm und 175mm Kurbeln für Fahrer an den Extremen des Spektrums.
  • 135 mm und 175 mm für ein paar Ausreißer.

Eine Änderung von 2,5 mm ist in der Regel nicht ausreichend, um den Wechsel des Kurbelsatzes zu rechtfertigen, da dies in der Regel mit hohen Kosten verbunden ist. Eine Änderung von mindestens 5 mm, am besten jedoch 10 mm, wird einen wesentlicheren Einfluss haben, insbesondere auf den geschlossenen Hüft- und Kniebereich.

Obwohl es möglicherweise so erscheint, als sollte die Beinlänge die Kurbellänge bestimmen, scheint dies nicht zutreffend zu sein. Die optimale Kurbellänge für zwei Personen mit der gleichen Schrittlänge kann tatsächlich je nach ihren individuellen Merkmalen unterschiedlich sein. Ein Fahrer mit größerer Flexibilität und minimaler Verletzungsgeschichte kann längere Kurbeln ohne negative Auswirkungen tolerieren.

Letztendlich sollte die Kurbellänge entsprechend den individuellen Merkmalen des Fahrers (wie Flexibilität, Gelenkbereich und Stärke), Verletzungsgeschichte, Fahrdisziplin, Radsport-Zielen und persönlichen Vorlieben gewählt werden. Wenn Sie jedoch Unbehagen, Schmerzen oder Verletzungen verspüren, sollte die Kurbellänge im Rahmen einer umfassenden Fahrradanpassung beurteilt werden.

Personen, die ihre Radfahrleistung und Geschwindigkeit durch verbesserte Aerodynamik verbessern möchten, können kürzere Kurbeln in Betracht ziehen. Das kann genauso für diejenigen nützlich sein, die ihre Pedalbewegung glätten und tote Punkte beseitigen möchten, insbesondere wenn ihr Gelenkbewegungsbereich eingeschränkt ist.

Kürzere Menschen und solche mit kurzen Beinen profitieren am meisten von einer Verringerung der Kurbellänge, da Standardkurbeln einen größeren Anteil an der Beinlänge eines kürzeren Fahrers ausmachen. Nur sehr selten muss ein Fahrer seine Kurbellänge erhöhen.

Für manche Fahrer kann es sich lohnen, den Aufwand und die Kosten auf sich zu nehmen, um trotz der Schwierigkeiten bei der Verfügbarkeit und dem Angebot kürzere Kurbelarme zu finden.

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