Elektronische Schaltung am Fahrrad: Funktion und Vergleich

Die Gangschaltung am Fahrrad hat seit 1907 eine lange Entwicklung hinter sich. Wenn man bedenkt, dass das Fahrradgrundkonzept mit Tretkurbel seit 1853 existiert, wird schnell klar, dass das Fahrrad und die Gangschaltung eine untrennbare Symbiose eingegangen sind.

Dieser Beitrag befasst sich mit den Unterschieden und Funktionen von mechanischen, elektronischen und hydraulischen Fahrradschaltungen. Wir betrachten hier ausschließlich Kettenschaltungen und keine Getriebeschaltungen oder besser bekannt als Nabenschaltungen. Wenn du dir hier die Frage stellst, welches Kettenschaltkonzept besser zu dir passt, bist du aber genau richtig.

Grob gilt: Wer in eine hochwertigere Schaltgruppe investiert, bekommt eine bessere Qualität geliefert. So profitiert man bei hochwertigeren Komponenten meist von der größeren Effizienz, höherer Langlebigkeit und von geringerem Gewicht. Der Preis dafür ist natürlich auch, dass man neben den genannten Vorteilen etwas mehr Geld investieren muss.

Mechanische Schaltung

Nach wie vor ist die mechanische Schaltung die vorwiegend verbaute am Gravelbike. Hier wird über einen sogenannten Bowdenzug bzw. Schaltzug durch Betätigen eines Schalthebels der Gangwechsel eingeleitet. Technisch ist das nichts anderes als ein dünnes flexibles Stahlseil, das durch Verkürzen oder Verlängern des Bowdenzugs das Schaltwerk betätigt und dadurch die Kette auf der Kassette hoch & runterbewegt. Dadurch wird der Gangwechsel durchgeführt. Das Prinzip wird auch beim Umwerfer und den Kettenblättern angewendet.

Vorteile einer mechanischen Schaltung

In erster Linie sind sie simpel, leicht, robust und im Vergleich zur elektrischen Schaltung größtenteils auch kostengünstiger. Das Einstellen einer mechanischen Schaltung gehört zum Standardrepertoire eines jeden Fahrradmechanikers und kann von daher von jedem Mechaniker weltweit problemlos instand gesetzt werden. Und auch wer lieber selber schraubt, merkt, dass die Installation und Justierung einer mechanischen Schaltung schnell erlernt ist.

Das macht die mechanische Schaltung auch zur ersten Wahl, wenn man tendenziell das Rad für lange Touren oder gar als Reiserad nutzt.

Grenzen und Nachteile einer mechanischen Schaltung

Aber mechanische Schaltungen haben auch ihre Wermutstropfen. So ist das Betätigen eines Schalthebels im Vergleich zu einer elektronischen schon kraftaufwendiger und verschlechtert sich bei mangelhafter Wartung. Aber auch bei bester Wartung muss irgendwann der Bowdenzug gewechselt werden. Der Bowdenzug dehnt sich mit der Zeit und wird dann auch zunehmend unpräziser beim Schalten.

Das merkt man spätestens dann, wenn sich die Kette an der Kassette durch ein Rattern bemerkbar macht, da sie nicht präzise geführt wird oder sogar zwischen zwei Gängen sitzt. Aber all das lässt sich wie beschrieben durch Pflege und frühzeitige Wartungsintervalle gut managen.

Was man nicht managen kann, ist die limitierte Schaltbandbreite. Aber erst mal kurz erklärt, was eine Schaltbandbreite ist. Die Schaltbandbreite definiert die mögliche Auswahl zwischen dem größten (leichtesten Gang) und dem kleinsten (schwersten Gang) Kettenritzel. Diese Bandbreite ist gerade beim Gravelbike wichtig, da verschiedene Anforderungen an Gelände und Untergründe bestehen. Dadurch wird eine deutlich größere Auswahl zwischen großen und kleinen Gängen benötigt. Erst recht, wenn die Landschaft obendrein auch noch bergig ist. Und genau diese Schaltbandbreite ist bei mechanischen Schaltungen begrenzter als bei elektronischen. “schwergängiger” und ggf. kleinere Schaltbandbreiten

Elektronische Schaltung

Die elektrische Schaltung ist nach wie vor weit davon entfernt, in gleichen Anteilen wie die mechanische verbaut zu werden. Das liegt vor allem daran, dass die meisten elektrischen Schaltungen vor allem bei den Top-Ausstattungen vorzufinden sind und sich somit dem kostenorientierten Käufer dadurch erst gar nicht erschließen. Aber so langsam wandern die Schaltgruppen auch immer weiter in die mittlere Preiskategorie und dürften sich dadurch wachsender Beliebtheit erfreuen, wie beispielsweise die SRAM Rival AXS.

Wie funktioniert eine elektronische Schaltung am Fahrrad?

Bei den elektronischen Schaltungen wird ein elektrisches Signal zum Schaltwerk geschickt, welches dann einen Stellmotor startet und dadurch einen Schaltwechsel auslöst. Dieser Stellmotor, der sich im Schaltwerk befindet, stößt den Gangwechsel dadurch an, indem er sich bewegt und die Kette über die Ritzel führt. Im Prinzip der gleiche Vorgang wie bei den mechanischen Schaltungen, nur eben nicht hervorgerufen durch einen Bowdenzug. Beim Hersteller Shimano ist eine Stromleitung vom Schalthebel bis zum Schaltwerk verlegt. Beim Hersteller Sram wird dieses Signal über Funk übertragen. In beiden Varianten befindet sich ein kleiner, wiederaufladbarer Akku am Schaltwerk.

Vorteile der elektrischen Schaltung

Das Besondere an der elektronischen Schaltung ist, dass der Schalthebel sich extrem leicht betätigen lässt und dadurch so gut wie keinen Kraftaufwand benötigt. Außerdem ist der Schaltvorgang um einiges präziser als bei der mechanischen Schaltung und muss auch nicht nachjustiert werden.

Diese Aufgabe übernimmt der Stellmotor im Schaltwerk. Er ist bereits auf die freigegebenen Kassetten justiert und kann sehr einfach und genau eingestellt werden. Dies hat den erheblichen Vorteil, dass auch unter Last (bergauf oder im Sprint) immer perfekt und präzise der Gangwechsel eingeleitet werden kann.

Hervorzuheben ist auch die schöne Optik bei Funkschaltungen, da nirgendwo Leitungen verlegt werden müssen. Wer sich für eine elektrische Sram Schaltung entscheiden möchte, hat sogar die Wahl, wie die Schalthebel angesteuert werden sollen. Wahlweise für das hoch- und runterschalten, wie üblich links hoch und rechts runter oder nur einen dafür nutzen. Dann wäre z. B. der zweite Schalthebel für eine elektrisch versenkbare Sattelstütze nutzbar, ohne einen extra Knopf mit Zusatzleitung installieren zu müssen.

Nachteile einer elektrischen Schaltung

Natürlich bringt aber auch eine elektronische Schaltung so seine Nachteile mit sich. Aber so viel kann vorweggesagt werden. Die Vorteile überwiegen. Klar ist, dass der Akku regelmäßig geladen werden muss. Daher eignet er sich für Reiseräder, die nur eine sporadisch an Strom kommen, nicht unbedingt.

Wen gleich man erwähnen muss, dass die Schaltung so sparsam ist, dass man mit einer Akkuladung mehrere tausend Schaltvorgänge durchführen kann. Leider sieht man bei den überwiegenden e-Schaltsystemen nicht direkt den Ladezustand des Akkus. Bei einigen muss man eine APP nutzen (die mit Bluetooth gekoppelt ist), bei anderen sieht man eine LED blinken etc. Meistens lädt man die Akkus nach Gefühl. Im schlimmsten Fall muss man während der Tour mit dem letzten Gang vorliebnehmen, in dem zuletzt geschaltet wurde, ehe der Akku leer wurde.

Daher empfiehlt sich für diejenigen, die den Akku leer fahren wollen, einen Ersatz-Akku dabei zu haben. Auch ein Defekt des Schaltmotors wäre ein Showstopper und könnte die Tour an Ort und Stelle beenden, wenngleich das wohl eher ein theoretisches Szenario ist. Was man bei elektrischen Geräten auch generell beachten sollte, dass sie Wasser nur im gewissen Maße vertragen. schlechte Reparaturmöglichkeit “on the track”

Hydraulische Schaltung

Es gibt noch ein drittes Kettenschaltsystem. Das hydraulische. Wir alle kennen hydraulischen Scheibenbremsen, die Firma Rotor hat sich in Zusammenarbeit mit Magura als einziger Hersteller zur Aufgabe gemacht, die Hydraulik für den Gangwechsel am Rad zu nutzen.

Vorteile der hydraulischen Schaltung

Das Gute an der hydraulischen Schaltung ist, wenn sie erst einmal fachmännisch eingestellt ist, funktioniert sie über Jahre absolut wartungsfrei. Ganz genau. Kein Nachjustieren, keinen Akku laden, einfach nur fahren. Man sollte aber in regelmäßigen Abständen von 1 bis 2 Jahren (je nach Intensität der Nutzung) die Hydraulikflüssigkeit (wie bei einer Scheibenbremse) wechseln. Davon aber abgesehen, kann das System wartungsfrei genutzt werden. Und der Clou: Sollte mal der Schalthebel in einem ungünstigen Gang ausfallen, kannst du auch direkt am Schaltwerk in einen anderen, passenden Gang schalten. Sicher umständlich, aber bei einer Panne immer noch besser als zu schieben oder in einem ungünstigen Gang zu verweilen.

Nachteile der hydraulischen Schaltung

Aber wie alle Systeme hat auch die hydraulische Schaltung so ihre Nachteile und Tücken. Man muss sich mit diesem Schaltsystem intensiv auseinandersetzen, ehe man es flüssig und genau zum Schalten bekommt. Dies ist kein Schaltsystem, welches mal eben selbst gewartet oder nachjustiert werden kann. Hierfür wird ein Fachexperte gebraucht, der sich mit dem System auskennt. Unbedarfte dürften einige Schwierigkeiten haben, diese Art Schaltung in Betrieb zu nehmen … Auch bei uns gibt es für unsere Kunden exklusiv das hydraulische Schaltsystem nur auf Nachfrage. hohe Anschaffungskosten

Die Entwicklung ist nicht aufzuhalten. Elektronische Schaltsysteme erobern immer schneller Rennräder und Mountainbikes. Sie garantieren stets 100 Prozent exakte und schnelle Schaltvorgänge. Und dank drahtloser Übertragung der Schaltbefehle fällt das aufwändige Verlegen von Kabeln weitgehend weg.

Zu beobachten ist auch, dass elektronische Schaltungen nicht mehr ausschließlich HighEnd-Bikes vorbehalten sind.

Übersicht über Hersteller und Schaltgruppen

An vielen High-End-Mountainbikes, -Rennrädern und -Gravelbikes findet man bereits ab Werk elektronische Schaltungen. Auch bei Individualaufbauten und als Upgrades werden sie immer beliebter. Die meisten funktionieren mittlerweile wireless, andere semi-wireless, also mit einer Mischung aus Funktechnologie und Kabelübertragung.

Shimano Di2

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:

Mit Hilfe 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.

Sram AXS

Der US-amerikanische Komponentenhersteller SRAM hat mit AXS (gesprochen: „access") von Anfang an komplett auf kabellose Technik gesetzt. Und so ist es auch heute noch: Alle SRAM-AXS-Gruppen übertragen die Schaltsignale per Funk.

Hier ein kurzer Überblick:

SRAMs elektronische Gruppen fürs Mountainbike kommen, abhängig von Gruppe und Preisklasse, mit einem spezifischen Controller zum Hoch- und Runterschalten. Der Clou: Alle SRAM-AXS-Schalter und -Komponenten sind miteinander kompatibel. Du kannst also die Schalterfunktionen über die AXS-App so anpassen, dass sie Deinen Wünschen entsprechen.

Campagnolo Wireless

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:

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