Fahrradzukunft

Ausgabe 20

Juni 2015

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Hängematte und Zwiesel

Gedanken zur Entwicklung des Fahrradsattels

von Ralf Stein-Cadenbach

Das Fahrrad wurde als Ersatz für das Pferd erfunden. Der Engländer nannte es »Hobby-Horse« oder »Dandy-Horse«. Noch heute »reitet« er es. Der deutsche »Pedalritter« bändigte gar gewichtige »Stahlrösser«. Der »Sattel« – nicht »Sitz«! – wurde damals wie selbstverständlich vom Pferdesattler hergestellt. Es liegt nahe, dass nicht nur das Fertigungsverfahren, sondern auch das Vorbild die Konstruktion des Fahrradsattels beeinflusst hat.

Die Sättel der ersten Draisinen waren direkt auf dem zentralen Längsbalken montiert, analog zum Pferderücken – und damit in der Länge gestreckt. Recht frühzeitig entstand also die Idee, die Satteldecke genau dort am Rahmen aufzuhängen (»Bicycle Design«, T. Hadland und H. Lessing, 2014 MIT Press.)

Bild 1: Sattelaufbau nach dem Prinzip »Hängematte«

Die Funktionen:

  • Einstellung der Sitzhöhe
  • Dämpfung der Stoßbelastung
  • Zwiesel dank Durchbiegung
Bild 2: Ledersattel aus dem 19. Jahrhundert

Dieses Konzept findet sich beim klassischen Kernledersattel wieder. Beim modernen Zwei-Streben-Sattelgestell, passend zur quasi-normierten Patentsattelstütze, würde man hingegen eher die Analogie einer Brücke statt einer Hängematte bevorzugen. Über die beiden Sattelstreben wird die Sitzposition in der Waagerechten eingestellt. Trotz Alternativen hat sich die Bauweise durchgesetzt, die Sattelfläche doppelt in Fahrtrichtung am Sattelgestell abzustützen. Sie ist robust und passt zum zweidimensionalen Charakter des Fahrrads bzw. dessen Rahmens. In den rund 80 Jahren vor dem Niederrad befand sich der Sattel in der Nähe des oberen Rahmenrohres bzw. einer Blattfeder in Fahrtrichtung.

Das Konzept des Zwiesels entstammt also dem Pferdesattel: Zwei Erhebungen vor und hinter der Sitzfläche dienen dazu, das Pferd zu schützen, damit der Reiter nicht versehentlich nach vorne oder hinten über empfindliche Knochenpartien rutscht. Beim Laufrad übernahmen sie die Aufgabe, die Trittkräfte des schreitenden Fahrers aufzunehmen.

Hintere Zwiesel stellen sich als außermittige Aufwölbungen zur Aufnahme des Schiebetritts dar. Heutzutage wird meistens darauf verzichtet. Mit Ausnahme von Kernledersätteln sind auch ausgeprägte vordere Zwiesel heutzutage nur in Sonderfällen zu finden: gebiomized.de, youtube.com

Bild 3: Ledersattel mit ausgeprägtem hinteren und vorderen Zwiesel

Es sei jedoch angemerkt: Selbst in Fällen, in denen die Satteldecke nicht vorne und hinten abgestützt/aufgehangen wurde, war sie geschwungen (Bild 4). Die Designer setzten also bewusst die Sattelnase ein, um unerwünschte Bewegungen in Fahrtrichtung zu vermeiden. Aus guten Grund. Wenn uns heute die Funktion »Zwiesel« ungewohnt erscheint, hängt das mit verbesserten Fahrkomfort und einer drastisch geänderten Sitzposition zusammen (»Bicycle Design«, T. Hadland und H. Lessing, 2014 MIT Press).

Die Erfindung des Kurbelvelozipeds leitete die zweite wichtige Entwicklungsphase des Fahrrads ein. Die Beine betätigten das Vorderrad per Kurbel. Sie konnten nicht mehr zwischenzeitlich zur Abstützung genutzt werden. Der Fahrer war folgerichtig allen Schlägen von unten ohne Entlastung ausgesetzt. Ohne Luftbereifung wurde jede kleine Unebenheit direkt auf Gesäß, Wirbelsäule und Kopf weitergeleitet (»boneshaker«). Andererseits dürften die heutigen typischen Durchblutungsstörungen unbekannt gewesen sein! Zur Milderung bekamen die Sattel aufwändige Federn – viele waren gar Teil des Rahmens (»Schwingrahmenräder»).

Bild 4: Michauxline

Die Federung stand in der Folge im Zentrum der Fahrradentwicklung. Die voluminösen Federungen waren kaum gedämpft und häufig nicht gerichtet. Man kann sich das damalige Radfahren als eine Art Rodeoritt vorstellen: Der Fahrer musste sich im Sattel halten. Eine kuhlenförmige Ausprägung des Sattels ist also durchaus verständlich, sie diente der Zentrierung – auch nach vorne hin. Die damalige Sitzposition bedingte, dass die Arme weit herunter hingen und kaum Kräfte in Fahrtrichtung aufnehmen konnten. Zudem waren sie auch anderswo beschäftigt: Der Fahrer musste lenken, das Ungleichgewicht ausgleichen und der Trittkraft gegenhalten. Die Grundform des Sattels, wie wir sie im klassischen Ledersattel wiederfinden, wurde in dieser Zeit entwickelt.

Das bekannteste Kurbelvelociped ist das Hochrad. Das primär belastete hohe Vorderrad diente sekundär ebenfalls der Eindämmung von Bodenstößen. Schläge von vorne oder Bremsen konnte leicht zum Überschlag führen. Überschläge sind auch bei heutigen Niederrädern möglich, besonders dann, wenn der Fahrer sich nicht richtig abstützt. Weil das Abstützen beim Hochrad in Fahrtrichtung kaum möglich war, konnte die Kuhle dank aufgehängter Satteldecke die Gefahrengrenze leicht senken.

Bild 5: Fehlende Abstützung nach vorne
Bild 6: Aufgehängte gefederte Satteldecke, vorn und hinten am Rahmen befestigt

Die übliche Sitzposition im 19.Jahrhundert entsprach damit dem Ritt auf dem Pferd: Mit herunter hängenden Armen, vergleichbar der Handhabung von Zügeln. Sie änderte sich erst zaghaft um die Jahrhundertwende, nach der Durchsetzung des Niederrads und der Erfindung des Schlauchreifens. Die Einführung des Niederrads wurde zu Recht als Beginn des heutigen Fahrrads beschrieben. Vollendet wurde der Schritt allerdings erst, als der Abstand zwischen Sattel und Lenker vergrößert wurde, wobei sich Sitzposition samt Fahrgefühl änderten. Der Fahrer hatte nicht mehr das Empfinden, einem unwilligen »Drahtesel« seinen Gehorsam aufzuzwingen. Damit änderten sich auch die Anforderungen an den Sattel.

Nasenlose Sättel sind zwar recht früh angeboten worden, haben sich aber nicht durchgesetzt. Das gleiche gilt aber auch für Sättel mit Stufen oder mittleren Senken – Entwicklungen, die erst Jahrzehnte später das Angebot bestimmen sollten, als Kunststoffe dreidimensionale Sitzlandschaften ermöglichten. Allzu frühe Erfindungen sind in der Technikgeschichte nicht ungewöhnlich.

Bild 7: Früher aufwändiger Stufensattel: Plattform aus gegossenem Buntmetall mit zwei eingesetzten ledernen Sitzkissen, keine Federung

Ich gehe davon aus, dass der Ledersattel einen Entwicklungsvorsprung hatte und einer geläufigen Fertigungstechnik entsprach. Bestechend einfach ist die bauliche Einheit von Sattelgestell und Sattelfederung. Vor allem hat das Konzept den unbestreitbaren Vorteil, dass sich der Sattel dem Benutzer anpasst. Dieser Typ erlaubt ein relativ einfaches Fertigungsniveau, denn die endgültige Formung erfolgt durch den Fahrer. Radfahrende Frauen – die vorwiegend negativ auf den Ledersattel reagieren – waren eine Minderheit. Der klassische Ledersattel hatte davon abgesehen viele geradezu geniale Eigenschaften – und einen gewichtigen Nachteil: Die größte Spannung verläuft genau unter dem Damm.

Neue Werkstoffe haben die Voraussetzungen für Sättel grundlegend verändert. Sie erlauben 3D-Formlandschaften. Heutzutage haben Sättel negative Zwiesel: Senken, Löcher, Stufen. Beim beliebten Stufensattel wird das Spagat zwischen Tradition und medizinischen Anspruch auf die Spitze getrieben: nur der hintere Teil ist zum Sitzen vorgesehen.

Konsequent wäre, vollständig auf die Nase zu verzichten. Doch welche Hindernisse stehen dem entgegen?

  1. Die quasi-normierte Patentsattelstütze zwingt zu einem revolutionären Schritt, den Hersteller nicht gern eingehen: das Brückenkonzept muss aufgegeben werden. Das Design ist gewöhnungsbedürftig.
  2. Hersteller von wenig durchdachten nasenlosen Sätteln, die eine neu entdeckte Marktlücke bedienen, bestätigen Vorurteile gegenüber dieser Bauform.
  3. Die medizinische Ausrichtung der »noseless«-Vertreter wirkt abschreckend für sportliche Radfahrer
  4. Die Bezeichnung »nasenlose Sättel« suggeriert einen Mangel und unterstützt Vorbehalte und Ängste. Unklare und falsche Vorstellungen über das Gleichgewicht beim Radfahren sind auch unter akademisch Vorgebildeten weit verbreitet (»Wie hält man auf dem Fahrrad das Gleichgewicht? – Zwischen Newtons Physik und Naiver Theorie«, H. Probst – aus: »Ansichten vom Fahrrad«, Marburg 1996)

Konventionelle Sättel haben auf dem Markt daher tatsächlich die Nase vorn. Chancen für Nasenlose sehe ich neben der »Gesundheitsfraktion« bei unkonventionellen Rädern, Kinderrädern, extrem leichtgewichtsoptimierten Sporträdern und bei Fahrrädern für Länder mit geringer Fahrradtradition.

Zum Autor

Ralf Stein-Cadenbach hat bislang keine großartigen Probleme mit Sätteln gehabt. Er studierte Maschinenbau/Konstruktion und war neun Jahre in der »Interdisziplinären Projektgruppe für angepasste Technologie« an der TU Berlin tätig. Seine speziellen Arbeitsgebiete: Windkrafttechnik und Verdrängerpumpen. Nach Tätigkeiten in der Industrie ließ er sich mit Familie in Niedersachen nieder, wo er seitdem als Hausmann universal beschäftigt ist. In der Zeitschrift »Pro Velo« – Vorgänger der »Fahrradzukunft« – veröffentlichte er theoretische Artikel zum Kinderrad. http://www.cadenbach.de

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