Elektronische Gangschaltung Shimano: Funktion und Überblick

Die Shimano 105 Di2 liefert überzeugende Funktion und nahezu perfekte Ergonomie. Im Vergleich hat die Shimano 105 Di2 in den meisten Disziplinen die Nase vorn.

Die Entwicklung der elektronischen Schaltung

Mit der Neuvorstellung der Rennradschaltungen Dura-Ace und Ultegra im Sommer 2021 befeuerte Shimano auch Spekulationen: Denn die beiden Top-Komponentengruppen des Marktführers schalten seither ausschließlich elektronisch mit der Energie eines Akkus. Zumindest fürs Rennrad lässt sich diese Frage spätestens mit der neuen Shimano 105 Di2-Gruppe, die im Juli 2022 präsentiert wurde, wohl mit “Ja” beantworten. Denn auch die günstigere Gruppe des japanischen Komponentenriesen setzt beim Gangwechsel auf Schalter und Stellmotoren statt Hebel und Handkraft.

Shimano stellt damit, nach dem Wechsel zur Scheibenbremse, innerhalb kurzer Zeit eine weitere Weiche zum tiefgreifenden Umbau des Rennrades. Andererseits kann die eigentliche Intention von Shimano, nämlich die fortschrittliche Shimano Di2-Technologie auch für weniger solvente Zielgruppen erschwinglich zu machen, durchaus ein Erfolgsmodell werden. So bietet die Shimano 105 Di2 die wichtigsten Schlüsseltechnologien der Profi-Gruppen: zwölf Ritzel am Hinterrad, elektrisches Schalten, Einstellung und weitere Funktionen per Smartphone-App und eine Signalübertragung via Funk.

Design und Ergonomie

Das Design der 105-Komponenten orientiert sich wie üblich an den teureren Gruppen, anders als bisher muten die Oberflächen aber nicht wie Sparvarianten an. Im Gegenteil: Die fein gebürsteten, graphitgrau eloxierten Flächen der Aluminiumteile wirken sogar wertiger als das matte Schwarz der Shimano Ultegra, vor allem bei der markanten Kurbel fällt das auf.

Eine weitere positive Überraschung enthüllt die erste Testfahrt: Erstmals dürften die Hebel zu allen Händen passen. Weil zwischen Bremshebel und Lenkerbogen mehr Luft ist, umgreifen auch große Hände die Griffkörper bequem in Bremsgriffhaltung; gleichzeitig sind die Hebel angenehm schlank und erlauben selbst Fahrerinnen und Fahrern mit kurzen Fingern guten Halt. Die Griffmulden sind lang und bequem, die Höcker bieten eine vollwertige Griffposition weiter vorn. Dazu sind die Schaltknöpfe der 105 klar zu unterscheiden und geben ein angenehmes Feedback.

Eine Neuerung im Innenleben sind die zwei Knopfzellen-Batterien, die in jedem Griffhöcker sitzen und den Funksender versorgen - Dura-Ace und Ultegra verfügen nur über eine Batterie pro Hebel. Das steigert die Lebensdauer noch einmal erheblich; schon für die Ultegra verspricht Shimano bis zu zwei Jahre. Nachteil: Die versteckten Knöpfe auf den Griffhöckern, die man bei Dura-Ace und Ultegra mit beliebigen Funktionen von Schaltbefehlen bis hin zur Bedienung des Radcomputers belegen kann, fehlen der 105.

Gewicht und Leistung

Beim Wiegen der Komponenten wartet die nächste Überraschung: Der Unterschied zur Shimano Ultegra Di2 ist erstaunlich gering. Weniger als 200 Gramm liegen zwischen unseren Testgruppen, das ist weniger Abstand als bei bisherigen Generationen. Zum Vergleich: Die Dura-Ace ist gut 300 Gramm leichter als die Ultegra. Und die Rival eTap AXS von SRAM muss mit gut 150 Gramm Mehrgewicht im Vergleich zur neuen 105 einen weiteren Punktabzug im Duell der günstigen Elektroschaltungen hinnehmen.

Auf unseren ausgiebigen Testfahrten fällt schon am ersten Anstieg das merkwürdige Umwerfergeräusch auf, das deutlich lauter und schriller klingt als bei den teureren Gruppen, die zuletzt sehr viel leiser wurden als ihre Vorgänger. Ein funktionaler Nachteil ist das nicht; das Schaltverhalten ist Di2-typisch selbst unter Last eine Wucht. Kettenklemmer, Schleifen oder Rasseln lassen sich selbst mit wildesten Manövern nicht provozieren. Auch über die Ritzel am Hinterrad läuft die Kette gewohnt geschmeidig.

Allerdings verfügt die von der MTB-Gruppe Deore bekannte Kette, die Shimano der 105 beilegt, nicht über die sogenannte “Hyperglide+”-Technologie, die die Schaltvorgänge bei Dura-Ace und Ultegra noch einmal schneller und effizienter machen soll. Dass die Schaltvorgänge dadurch ein klein wenig lauter und langsamer ablaufen, kann man im direkten Vergleich wahrnehmen, wenn man darauf achtet; störend ist das allerdings nicht. Gegenüber der Rival eTap AXS von SRAM punktet Shimano auch hier: Weil die Signale in der Di2-Umgebung schneller verarbeitet werden, reagiert das Schaltwerk gefühlt verzögerungsfrei auf den Knopfdruck. SRAMs Übertragungsprotokoll benötigt einen Sekundenbruchteil Bedenkzeit.

Bremsen und Konfiguration

Auch bei den Bremsen der 105 fehlt eine Neuerung, die uns beim Test der Shimano Dura-Ace und der Ultegra überzeugt hatte: die Servo-Wave-Technologie, bei der sich mit zunehmender Handkraft die Bremskraft überproportional erhöht. Spürbar wird das auf steilen Abfahrten und bei hohem Tempo, wenn viel Bremsleistung gefordert ist. Dann fährt es sich mit den teuren Gruppen spielerischer, während man mit den 105-Hebeln etwas kräftiger zupacken muss. Davon abgesehen überzeugen die Stopper mit angenehmem Druckpunkt und astreiner Modulation, sofern hochwertige Bremsscheiben am Rad montiert sind.

Auch bei den 105-Bremsen wurde der Abstand der Beläge zur Scheibe vergrößert, womit das ständige Schleifen, das bei Shimano-Discs kurzzeitig nach starken Bremsungen auftritt, nahezu eliminiert ist. Schrauber wird freuen, dass sich die Bremsen nun deutlich einfacher entlüften lassen. Mit der neu positionierten Entlüftungsschraube kann der Bremssattel beim Service an Rahmen bzw. Gabel angeschraubt bleiben.

Die Konfigurationsmöglichkeiten bei der neuen 105 sind radikal gestrafft: So gibt es nur noch ein Schaltwerk, das alle Übersetzungen bedient. Das macht die Sache deutlich übersichtlicher. Es gibt mit 50/34 und 52/36 noch zwei Kurbeloptionen sowie zwei Kassetten mit den Abstufungen 11-34 und 11-36.

Während die Profi-Kurbel 53/39 kaum jemand vermissen wird, könnten die bergtauglichen Kassetten für Radler, die enggestufte Übersetzungen bevorzugen, besonders auf flachem Terrain zu grob abgestuft sein. Wer ein feineres Getriebe wünscht, muss eine teurere Ultegra-Kassette wählen. Das Mischen von Bauteilen innerhalb der Di2-Umgebung ist erfreulicherweise bis auf wenige, eher unbedeutende Ausnahmen kein Problem. So packen die auf 34 Zähne limitierten Schaltwerke von Ultegra und Dura-Ace die große 105-Kassette nicht; vorn ist der 105-Umwerfer auf eine maximale Kettenblattgröße von 52 Zähnen beschränkt.

Preis und Verfügbarkeit

Wer mit dem Gedanken spielt, von einer mechanischen auf eine elektrische Schaltung umzurüsten, für den ist die 105 Di2 ein attraktives Angebot. Je nach Konfiguration soll die Gruppe rund 1500 Euro kosten, zirka 600 Euro weniger als die Ultegra. Die günstigsten Kompletträder mit der 105 liegen bei etwas mehr als 3000 Euro. Wettbewerber SRAM ist mit der Rival eTap AXS derzeit zwar minimal günstiger, doch die überzeugende Funktion der Shimano 105 Di2 erscheint uns den Aufpreis wert. Die bisherige Elffach-105 gibt es wie die Ultegra bis auf Weiteres als mechanische Version, auch Ersatzteile bleiben verfügbar. Wer (noch) nicht elektrisch schalten will, kann den Wechsel also noch hinauszögern.

Neue Laufräder

Mit der 105 Di2 bietet Shimano erstmals auch Carbonlaufräder mit Aero-Felgen auf 105-Level an. Sie sind moderne 21 Millimeter breit und für Tubeless-Reifen geeignet, sie können auch mit älteren Elffach-Schaltungen kombiniert werden. Zwei Felgenhöhen stehen zur Wahl, die flachere 32-Millimeter-Variante soll rund 1500 Gramm pro Satz wiegen, die 46 Millimeter hohen Allrounder gut 100 Gramm mehr. Der Preis liegt jeweils bei 1249 Euro.

Wie funktionieren elektronische Schaltungen?

Die Erfindung der Seilzug-gesteuerten Schaltung war eine Revolution in der Fahrradtechnik. Dennoch sind Bowdenzug-Systeme seit jeher anfällig gegen Verschmutzung und Verschleiß. Die Folge: Schwergängige und ungenaue Gangwechsel verbunden mit einem relativ hohen Wartungsaufwand.

Bei elektronischen Schaltungen übernimmt diesen Job ein präziser Servomotor, der sich direkt im Schaltwerk beziehungsweise im Umwerfer befindet. Die Mini-Motoren erhalten ihre Schaltbefehle via Kabel oder besser noch via Funk vom Schalthebel am Lenker. Dadurch sind alle Gangwechsel stets identisch, präzise und schnell. Die Servos werden von kleinen Akkus mit Energie versorgt, die sich je nach Hersteller an unterschiedlichen Stellen des Bikes befinden.

Shimano Di2 im Detail

Der Komponenten-Marktführer stellte seine erste elektronische Schaltgruppe fürs Rennrad im Jahr 2010 vor: Die Dura Ace Di2. Die Ultegra Di2 Gruppe folgte einige Jahre später. Bis zur Generation 2022 wurden die Schaltbefehle bei beiden Gruppen via im Rahmen verlegter Kabel übertragen. Mit Präsentation der elektronischen 105 Di2 Gruppe im Jahr 2022 hielt bei Shimano die Drahtlos-Technik Einzug. Während die preiswerte „Volksgruppe“ 105 Di2 ausschließlich per Funk schaltet, hat man bei den aktuellen Gruppen Ultegra Di2 und Dura Ace Di2 die Wahl zwischen Kabel und Wireless-Technik.

Vor einigen Jahren wurde die Di2-Technik auch für Mountainbikes vorgestellt. Und relativ neu auch im Lifestyle-Bereich. Aktuell gibt es eine Shimano XT Di2 MTB-Gruppe und die zuletzt präsentierten CUES Di2 Komponenten für Trekking- und Citybikes. Im Gegensatz zu den elektronischen Rennrad-Schaltungen sind diese Di2 Gruppen jedoch ausschließlich an E-Bikes zu finden. Und auch nur, wenn die E-Bikes ab Werk mit den Di2-Komponenten ausgestattet sind.

• Auto-Shift: Kann die Schaltvorgänge vollautomatisch übernehmen.
• Free-Shift: Lassen sich die Gänge im Leerlauf wechseln, also ohne zu treten.

Bedienung und Energieversorgung

Am Rennrad kommen die optisch bekannten Schalt-/Bremshebel zum Einsatz. Anders als bei den mechanischen Schaltungen ist der Bremshebel aber nicht schwenkbar. Dafür liegen hinter dem Bremshebel zwei leichtgängige Taster, mit denen die Schaltvorgänge ausgelöst werden. Optional erhältlich sind Satelliten-Schalter, die am Oberlenker, den Lenkerenden oder vorne an Zeitfahrlenkern montiert werden können.

Der zum Schalten benötigte Strom kommt von einem zentralen Akku, der meist im unteren Teil des Rahmens oder in der Sattelstütze sitzt. Die zentrale Ladebuchse befindet sich am Schaltwerk. Die Schalt-Bremshebel sind mit Knopfzellen-Batterien ausgestattet. Bei einer Reichweite von rund 2000 Kilometern und entsprechend vielen Gangwechseln, muss man kaum Angst haben, dass die Energie unerwartet ausgeht. Und das Aufladen ist in anderthalb Stunden erledigt.

Individualisierung

Mithilfe von Bluetooth und der Verbindung zum Smartphone (E-Tube App) lassen sich die Schaltgruppen in vielen Funktionen individualisieren. Beispiel Rennrad: Der Syncro-Shift Modus ermöglicht, dass die Schaltung lediglich mit dem rechten Schalthebel fürs Schaltwerk bedient werden kann. Das heißt, bei entsprechender Übersetzung führt der Umwerfer die nötigen Wechsel am Doppelkettenblatt automatisch durch. Des weiteren wird die Feinjustierung von Schaltwerk und Umwerfer via App erledigt.

SRAM AXS als Alternative

Der US-amerikanische Komponentenhersteller SRAM hat ganze 10 E-Gruppen für Rennräder und Mountainbikes im Programm. Zu erkennen sind die Komponenten am Namenszusatz AXS. Neuester Zuwachs sind die vier Transmission Gruppen, die grundsätzlich mit Strom schalten.

Bedienung und Individualisierung bei SRAM

Auch bei der Bedienung und der Schaltlogik geht Sram seinen eigenen Weg. Beispiel Rennrad-Gruppen: An jedem Brems-/Schalthebel gibt es einen Schalthebel, die in Kombination wie die Lenkrad-Schaltwippen an einem Sportwagen funktionieren.

Wie bei modernen Systemen üblich lassen sich die elektronischen Sram Schaltgruppen über eine App feinjustieren und sogar auf die eigenen Bedürfnisse hin anpassen. Interessant ist auch, dass die Komponenten der AXS Gruppen untereinander kompatibel sind. Beispielsweise lässt sich ein Eagle AXS Schaltwerk (MTB) mit AXS Rennrad-Hebeln ansteuern. Das Eröffnet tolle Möglichkeiten, ein Adventure-, Reise- oder Gravelbike mit breitbandigem 1-fach Antrieb aufzubauen. Auch die elektronisch gesteuerte Reverb Teleskop-Sattelstütze lässt sich ins System integrieren.

Shimano Deore XT DI2: Kabellos und innovativ

Kurz nach Vorstellung der Edelgruppe XTR M9200, lässt Shimano auch der DEORE XT M8200 Di2 Komponentenserie diese Schlüsseltechnologien angedeihen und macht das kabellose Schalten auch für Biker*innen mit kleinerem Budget erschwinglich. In diesem Zuge wird auch die gesamte XT-Schaltgruppe runderneuert.

Kernmerkmale der Shimano Deore XT DI2 (M8200):

• Vollständig kabellose Di2-Plattform
• Akku entnehmbar
• Schalthebeltasten frei konfigurierbar
• Schaltwerk für Kollisionen mit Steinen etc. optimiert
• Gedrückthalten erlaubt mehrere Gangwechsel
• Steuerung von Freeshift und Autoshift
• Antrieb Enduro- und XC-Spec verfügbar
• Bremshebel mit neu positioniertem Hebeldrehpunkt
• Neues Nabendesign

Auch die XT bekommt eine komplett kabellose Di2-Schaltungsplattform, die der XTR-Variante stark ähnelt. So soll auch der an diversen Positionen montierbare XT-Hebel klares Betätigungs-Feedback wie bei einer mechanischen Schaltung geben. Zudem wird die Tastenbelegung frei konfigurierbar sein.

Der Gangwechsler

Das Schaltwerksprofil des Schaltwerks Deore XT M8250 ist durch die Integration der Stabilisator-Einheit gegen Kettenschlagen schmaler und soll dadurch weniger Ecken und Kanten, ergo weniger Kontakt mit Steinen und Hindernissen provozieren. Kommt es doch einmal zur Kollision, entkoppelt das Schaltwerk zum Schutz vor Beschädigung den Stellmotor kurzfristig, stellt ihn danach an die ursprüngliche Position zurück. Shimano nennt das Impact Recovery Funktion.

Breite Kurbel-Auswahl

Auf Seiten des Antriebs sorgt nur eine Kurbelgarnitur mit 24 Millimetern Achsdurchmesser für alle Einsatzbereiche von XC bis Enduro für Vortrieb. Dem Trend zu kurzen Kurbeln folgend stehen ganze vier Kurbelarmlängen von 160 bis 175 mm zur Auswahl, damit fällt die 180-mm-Variante weg. Die Kettenblätter zeigen 28 bis 36 Zähne.

Komplett überarbeitete Bremsentechnologie

Auch die Bremse erhält XTR-Features: ein Weitenverstellrad erlaubt flotte Anpassung und dank des neu platzierten Hebeldrehpunkts soll sie ein natürlicheres Bremsgefühl bewirken und schneller Druck aufbauen. Letzteres ist einem Mineralöl mit geringerer Viskosität geschuldet, das für einen gleichmäßigeren Ölfluss sorgen soll.

Vorteile von E-Schaltungen gegenüber mechanischen Schaltgruppen

• Keine Bowdenzüge mehr
• Konstante Schaltpräzision
• Knöpfe statt Hebel
• Optionale Erweiterungen für andere Griffpositionen
• Konnektivität mit Trainingscomputern und Apps
• Einfache Konfiguration und Individualisierung per App

Semi-Wireless-Systeme

Ein Semi-Wireless-System arbeitet mit einer Funkverbindung zwischen Bremsschalthebeln und Schaltwerk sowie einer Kabelverbindung zwischen Schaltwerk, Umwerfer und dem zentralen Akku. Das Schaltwerk dient dabei als Gehirn der Gruppe. Es empfängt und verarbeitet die Schaltsignale und gibt sie via Kabel an den Umwerfer weiter.

Vereinfachte Schaltlogik

Bei Gruppen mit mehreren Kettenblättern kann der elektronisch gesteuerte Umwerfer die Kettenlinie berücksichtigen - also die momentane Position der Kette auf der Kassette. Auch kannst Du (wenn Du möchtest) der intelligenten Elektronik die Entscheidung überlassen, wann das vordere Kettenblatt beim Schalten gewechselt wird.

Shimano Di2: Alle Gruppen im Überblick

Shimanos elektronisches Schaltsystem ist länger am Markt als alle anderen und unter anderem bekannt für seine hohen Schaltgeschwindigkeiten. Die Abkürzung Di2 steht für „Digital Integrated Intelligence“.

Je nach Fahrradtyp stehen Dir folgende Gruppen zur Auswahl:

SRAM AXS: Alle Gruppen im Überblick

SRAM hat mit AXS (gesprochen: „access") von Anfang an komplett auf kabellose Technik gesetzt.

Radtyp Schaltungsserie Gruppe Schaltstufen Signalübertragung Mount-Type Erscheinung

Campagnolo Wireless: Alle Rennrad Gruppen im Überblick

Campagnolos Daumenschalter war ikonisch - und polarisierend. Mit dem Update der elektronischen, kabellosen Rennrad-Top-Gruppe Super Record ist er wieder zurück!

Hier ein kurzer Überblick:

Shimano CUES Di2

Die Shimano CUES Schaltung ist eine 11-fach oder 10-fach Gruppe für einen Einsatzbereich zwischen spaßorientiertem Trail Mountainbiken oder sportlichen Alltagsfahrten. Die Komponenten der Schaltung lassen sich nahtlos in das System der Antriebseinheiten EP600 und EP801 von Shimano integrieren. CUES Di2 ermöglicht allen eBikern sportlichen Fahrspaß im Zusammenspiel mit den neuen Funktionen AUTO SHIFT und FREE SHIFT.

Auto Shift und Fee Shift Funktion

• Auto Shift Funktion: Sorgt in Kombination mit einem elektronischen Schaltwerk für einen automatischen Schaltvorgang, sodass du immer im optimalen Gang unterwegs bist.
• Free Shift Funktion: Ist bei eMTB Fahrten die perfekte Unterstützung, wenn du in Kurvenreichen Trails unterwegs bist. Diese Funktion sorgt dafür, dass der Schaltvorgang ohne pedalieren erfolgt und du voll Konzentration auf das planen und halten deiner Linie legen kannst.

Shimano LINKGLIDE Technologie

Extra langlebige Haltbarkeit durch Shimanos LINKGLIDE Technologie. Diese Fähigkeit ist entscheidend für drehmomentstarke e-Bikes um den Schaltkomponenten eine gewisse Haltbarkeit zu gewährleisten.

Elektronische vs. Mechanische Schaltungen

Bei klassischen Fahrrädern (z. B. Rennrad) umfasst eine „Schaltgruppe“ alle Komponenten für Schalten und Bremsen: Schalthebel, Bremsen, Kurbel, Kettenblätter, Kassette, Kette, Schaltwerk und Umwerfer. Geschaltet wird per Knopfdruck, auch im Stand.

Was sind die Vorteile und Nachteile einer elektronischen Schaltung?

Elektronische Schaltungen liegen im Trend - und das nicht nur bei Rennrädern. Auch Gravel Bikes, E-Mountainbikes und Trekking-Bikes profitieren von der präzisen, komfortablen Technik.

• Vorteile: Hoher Schaltkomfort, Präzision, Optik
• Nachteile: Teurer, Abhängigkeit vom Akku

Shimano präsentiert GRX RX827 Di2 für Gravel-Bikes

Die neue 1x12-Schaltgruppe erweitert das bestehende GRX-Sortiment um eine kabellose elektronische Option. Laut Shimano vereint das System Technologien aus den Rennrad- und Mountainbike-Gruppen des Unternehmens.

Kompatibilität und Ergonomie

Die Schaltgruppe ist mit allen 12-fach Di2-Komponenten von Shimano kompatibel, einschließlich der Schalthebel für Rennlenker. Auch die Flatbar-Schalthebel der XTR und Deore XT Di2 Mountainbike-Gruppen sind kompatibel. Innerhalb der GRX-Serie gibt es für den 1x12-Antrieb nun auch den BL-RX825-L Bremshebel ohne Schaltfunktion.

Shimano GRX RX827 Di2 ist vielseitig einsetzbar

Mit der neuen Shimano GRX RX827 Di2 Gruppe adressiert Shimano unterschiedliche Einsatzbereiche im Gravel-Segment. Die robuste Konstruktion und große Übersetzungsbandbreite eignen sich sowohl für Rennen als auch Bikepacking-Abenteuer. Durch die Kompatibilität mit Mountainbike-Kurbeln lässt sich das System auch an Dropbar-Mountainbikes montieren.

Außerdem: Laufrad-Angebot erweitert

Ergänzend zur neuen Schaltgruppe präsentiert Shimano auch ein neues Aluminium-Laufradset für Gravel-Bikes. Die WH-RX180-TL Laufräder sind tubeless-kompatibel und verfügen über eine Maulweite von 25 Millimetern. Sie eignen sich für Reifen zwischen 32 und 50 Millimeter Breite.

Shimano Linkglide und Hyperglide+ Technologie

• LINKGLIDE Technologie: Extra langlebige Haltbarkeit durch Shimanos LINKGLIDE Technologie.
• AUTO Shift und FREE Shift Funktion: Die Auto Shift Funktion sorgt in Kombination mit einem elektronischen Schaltwerk für einen automatischen Schaltvorgang, sodass du immer im optimalen Gang unterwegs bist. Free Shift ist bei eMTB Fahrten die perfekte Unterstützung, wenn du in Kurvenreichen Trails unterwegs bist.

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