10. September 2025

Fahrrad 21 Gänge: Eine umfassende Erklärung

Die meisten Fahrräder sind heutzutage mit einer Gangschaltung ausgestattet, um den Fahrkomfort und die Effizienz zu erhöhen. Eine Gangschaltung hat die Aufgabe, die Tretgeschwindigkeit konstant zu halten - und zwar bei wechselnden Bedingungen und unterschiedlichen Widerständen. Neben den 1-Gang-Bikes gibt es unterschiedliche Schaltungsarten, wie Kettenschaltungen und Nabenschaltungen. Im Folgenden werden die Funktionen und Unterschiede dieser Schaltungen erläutert.

Funktionsweise einer Gangschaltung

Der Fahrkomfort hängt maßgeblich von dem Aufwand und der Kraft ab, die für das Vorwärtskommen benötigt werden. Hier hat jeder Fahrradfahrer seinen eigenen Wohlfühl-Rhythmus und seine individuelle, optimale Tretgeschwindigkeit. Mit einer Gangschaltung können Sie die jeweils optimale Übersetzung den gerade vorherrschenden Verhältnissen anpassen um eine gleichmäßige Bewegung und Ihre bevorzugte Tretgeschwindigkeit, zu gewährleisten. Die Übersetzung beschreibt das Verhältnis, wie oft sich das Hinterrad bei einer vollen Kurbelbewegung um die eigene Achse dreht.

Es wird die Anzahl der Zähne des Kettenblattes ins Verhältnis zur Anzahl der Zähne der Ritzel gesetzt. Wenn zum Beispiel das vordere Kettenblatt 48 Zähne aufweist und ein Ritzel mit 12 Zähnen angetrieben wird, ist die Übersetzung = 4 (48 geteilt durch 12 = 4). Bei einer vollen Kurbelumdrehung macht das Hinterrad also 4 Umdrehungen, das ist eine recht hohe Übersetzung. Eine hohe Übersetzung bedeutet also, dass eine hohe Geschwindigkeit erzielt werden kann.

Im Gegenzug ist aber aufgrund des höheren Widerstands, auch ein höherer Kraftaufwand nötig. Bei einer niedrigen Übersetzung ist der Widerstand geringer, Sie benötigen weniger Kraft um Fahrt aufzunehmen, Ihre maximale Geschwindigkeit ist aber schnell erreicht und auch nicht besonders hoch, Sie strampeln sich ab. Sowohl bei zu hoher als auch bei zu niedriger Übersetzung ist eine Ermüdung der Muskulatur die Folge. Bei einer Fahrradtour müssen Sie zum Beispiel auf Straßenverhältnisse, Wetterlagen, Steigungen und Neigungen sowie plötzliche Hindernisse reagieren.

Beispiele für die Gangwahl:

Gerade Strecke: Sie wählen einen mittleren bis höheren Gang um Ihre Geschwindigkeit ohne übermäßiges Treten halten zu können.
Steigung und Anfahren: Sie wählen einen niedrigen Gang mit niedriger Übersetzung. So lassen sich die Pedale leichter treten, die benötigte Kraft ist geringer.

Mit einer Gangschaltung können Sie also, im Gegensatz um 1-Gang-Fahrrad, optimal auf Widerstände reagieren und dafür sorgen, dass Sie Ihre Wohlfühl-Trittgeschwindigkeit beibehalten. Zusatzinfo: Die durchschnittliche Trittfrequenz vieler Radfahrer liegt bei etwa 80 - 100 Umdrehungen pro Minute.

Kettenschaltung: Aufbau und Funktion

Bei einer Kettenschaltung ist die Tretkurbel mit den Pedalen am unteren Ende des Stützrohrs über das Innenlager mit den Kettenblättern verbunden. Wenn Sie also in die Pedale treten drehen sich die Kettenblätter mit. Die Bewegung wird mittels der Fahrradkette auf die hintere Zahnkranzkassette (= Ritzelpaket) übertragen. Drei Kettenblätter vorne und sieben Ritzel hinten ergeben zum Beispiel 21 Gänge (3 x 7 = 21).

Zur Schaltung gehören ebenso noch zwei Schalthebel. Diese befinden sich jeweils rechts und links an den Griffen des Lenkers. Der linke Hebel ist gewöhnlich für den sogenannten Umwerfer zuständig. Dieser führt bei Betätigung die Ketten vorne seitwärts auf ein Kettenblatt. Der rechte Schalthebel kümmert sich bei Betätigung um die Schalträdchen im Schaltwerk. Diese befördern die Fahrradkette am Ritzelpaket in die richtigen Ritzel.

Im Schaltwerk befinden sich Federn. Diese sorgen für die richtige Kettenspannung bei den verschiedenen Gängen. Es ist wichtig zu beachten, dass nicht alle 21 Gänge effektiv genutzt werden können, da einige Kombinationen zu einer ungünstigen Kettenlinie führen können.

Tipps zur Nutzung der Kettenschaltung

Vermeiden Sie extreme Schrägläufe der Kette: Nutzen Sie nicht das kleinste Kettenblatt vorne mit dem kleinsten Ritzel hinten oder das größte Kettenblatt vorne mit dem größten Ritzel hinten.
Schalten Sie vorausschauend: Planen Sie Ihre Gangwahl im Voraus, besonders vor Steigungen, um ruckartige Schaltvorgänge unter Last zu vermeiden.

Nabenschaltung: Aufbau und Funktion

Bei der Nabenschaltung erfolgt der Gangwechsel nicht über die Ritzel, sondern über einen sehr komplexen Schaltmechanismus, der fest in der Hinterradnabe eingebaut ist. Es ist also ein geschlossenes Getriebe und somit deutlich weniger Schmutz und Witterung ausgesetzt. Die Nabenschaltung ist zuverlässig und robust. Allerdings ist sie relativ schwer und verursacht einen Leistungsverlust von etwa 10%.

Vorteile der Nabenschaltung gegenüber einer Kettenschaltung:

Das Getriebe ist sicher vor Nässe und Schmutz geschützt.
Die Kette läuft immer optimal gerade. Dadurch ist der Verschleiß geringer. Außerdem ist das Anbringen eines Kettenschutzes leichter möglich.
Das Schalten ist auch im Stand möglich.
Sehr einfache Bedienungsmöglichkeit.
Nabenschaltungen sind meist mit Rücktrittbremsen versehen, die auch bei Nässe sicher funktionieren.

Nachteile der Nabenschaltung gegenüber einer Kettenschaltung:

Der Preis der neuen Nabenschaltungen mit vielen Gängen ist im Vergleich zur Kettenschaltung höher.
Die Gangabstufung kann nicht wie bei Kettenschaltungen den Bedürfnissen des Fahrers angepasst werden.
Der Wirkungsgrad der Schaltung ist etwas schlechter als derjenige der Kettenschaltung.
Das Gewicht der Nabenschaltung ist (trotz jüngster Reduktionen) immer noch höher als das einer guten Kettenschaltung.

Übersetzung bei der Kettenschaltung

Der Kraftaufwand zum Pedalieren ist dann besonders gering, wenn man an der Kurbel den Zahnkranz mit der niedersten und am Hinterrad den Zahnkranz mit der höchsten Zahl der Zähne wählt. Das Kettenblatt habe \( z_1 \) Zähne, das Ritzel \( z_2 \) Zähne. Dann gilt für die Umdrehungszahlen \( n_1 \) und \( n_2 \) dieser Zahnräder: \[ \frac{{z_1}}{{z_2}} = \frac{{n_2}}{{n_1}} \] Je kleiner das Ritzel bei gleichem Kettenblatt ist, desto öfter dreht sich das Hinterrad. Je größer das Kettenblatt bei gleichem Ritzel ist, desto öfter dreht sich das Hinterrad.

Das Verhältnis \( z_2 : z_1 \) wird als Übersetzung bezeichnet. Die vom Fahrrad bei einer Kurbelumdrehung (n1 = 1) zurückgelegte Strecke wird als Entfaltung bezeichnet.

Schaltungstypen im Überblick

Es gibt verschiedene Schaltungstypen, die sich in ihrem Aufbau und ihrer Funktionsweise unterscheiden:

Kettenschaltung: Mechanisch, elektrisch oder per Funk betätigt.
Nabenschaltung: Mechanisch, elektrisch oder automatisch betätigt.
Tretlagerschaltung: Mechanisch betätigt.
Kombinationsschaltung: Mechanisch betätigt.

Der richtige Schaltungstyp für dein Fahrrad wird primär durch den Einsatzzweck, aber auch von dem vorhandenen Budget bestimmt. Eine günstige Kettenschaltung muss kein Nachteil sein und bei entsprechender Pflege kann auch sie jahrelang problemlos funktionieren. Genau so verhält es sich mit den Nabenschaltungen: Wenn dein Fahrrad zuverlässig und günstig sein soll, kannst du auch mit einer bewährten Nexus Nabenschaltung deine täglichen Wege erledigen.

Tipps zum richtigen Schalten und Treten

Wer auf einem Fahrrad sitzt, der muss treten und (mit einigen Ausnahmen) schalten, um von der Stelle zu kommen. Damit das effizient funktioniert, gibt es einige Tipps und Tricks:

Wähle den richtigen Gang: Die Gänge an Deinem Fahrrad erlauben Dir, in unterschiedlichen Situationen - bergauf, bei Gegenwind, mit hohen Geschwindigkeiten auf flachen Strecken - effizient in die Pedale zu treten.
Schalten mit Umwerfer/Schaltwerk: Ein Gangwechsel funktioniert nur, wenn sich Pedale und Kette vorwärts bewegen. Verringere beim Schalten die Kraft auf die Pedale.
Schalten mit einer Nabenschaltung: Beim Schalten mit einer Nebenschaltung musst Du im Leerlauf fahren (d. h. nicht in die Pedale treten).
Pedalieren: Deshalb solltest Du nicht nur kräftig nach unten drücken, sondern mit dem anderen Fuß das Pedal auf der anderen Seite nach oben ziehen.

Wartung und Pflege der Schaltung

Eine lange Lebensdauer deiner Schaltung erreichst du mit wenigen, aber regelmäßigen Wartungsmaßnahmen:

Halte die Kette sauber: Entferne regelmäßig Schmutz und Staub von der Kette, um das Gangwechseln geschmeidig zu halten.
Überprüfe die Züge: Schaltzüge sollten straff sein und keine Beschädigungen aufweisen.
Pflege die Ritzel: Abgenutzte Ritzel belasten die Kette und verschlechtern die Schaltqualität.
Feinjustierung nicht vergessen: Auch kleine Einstellungen an der Schaltung können einen großen Unterschied machen.

E-Bike und Schaltung

Wer mit dem E-Bike bzw. Pedelec richtig schaltet, kann Akku sparen und dadurch die Reichweite steigern. Wenn du mit höheren Drehzahlen fährst, muss der Motor nicht so viel arbeiten, wodurch du Strom einsparen kannst. Elektronische Schaltungen bei E-Bikes bieten in der Regel eine höhere Effizienz und Präzision im Vergleich zu mechanischen Schaltungen.

Die Schaltweise hat einen wesentlichen Einfluss auf die Lebensdauer des Antriebsstrangs bei einem E-Bike. Aufgrund der zusätzlichen Kraft, die der Motor erzeugt, sind die Kette, die Ritzel und das Kettenblatt einem höheren Verschleiß ausgesetzt als bei einem herkömmlichen Fahrrad. Eine sanfte Schaltweise, die den Druck auf den Antriebsstrang minimiert, ist daher besonders wichtig, um die Lebensdauer zu verlängern.