Shimano Nabenschaltung Funktion: Ein umfassender Überblick

Nabenschaltungen erfreuen sich besonders im Alltag großer Beliebtheit und bieten zahlreiche Vorteile für Radfahrer. Ihre einfache Bedienung und Wartungsarmut machen sie zu einer attraktiven Option für verschiedene Anwendungen. Dieser Artikel beleuchtet die Funktion, Vor- und Nachteile von Shimano Nabenschaltungen und gibt Einblicke in verschiedene Modelle wie Nexus und Alfine.

Geschichte und Entwicklung von Nabenschaltungen

Nabenschaltungen waren die ersten Schaltungen, die an Fahrrädern eingesetzt wurden. Anfang des 20. Jahrhunderts gab es sie zunächst als Zweigang- und später als Dreigang-Nabenschaltung. In den 1980er-Jahren kam eine Fünfgang-Schaltung hinzu. Mit mehr Herstellern am Markt wurden später Versionen mit sieben, acht, neun und elf Gängen entwickelt.

Sieben- und Achtfach-Getriebenaben haben den größten Marktanteil. Sie werden wegen ihrer Wartungsarmut und Zuverlässigkeit vor allem an Fahrrädern für die Stadt, den Alltag und für kurze Touren eingesetzt. Daneben gibt es aber noch andere Formen der Getriebenabe.

Sonderformen der Nabenschaltung

Eine Sonderstellung unter den Nabenschaltungen nimmt die Rohloff Speedhub ein: Der Kasseler Hersteller brachte 1999 die Speedhub mit 14 Gängen auf den Markt, die sich als unverwüstlicher Partner für lange und harte Einsätze erwiesen hat. Die Schaltung hat ihren Preis und kostet mehr als so manches Komplettrad.

Jüngeren Datums ist Enviolo, bekannt geworden unter dem Namen NuVinci, eine stufenlose Nabenschaltung. Sie hat den großen Vorteil, dass es bei ihr keine Gangsprünge gibt, die bei herkömmlichen Nabenschaltungen recht groß ausfallen können.

Daneben versuchen sich auch neue Hersteller zu etablieren, die ihre Modelle speziell auf die hohen Belastungen an Elektrofahrrädern ausrichten.

Funktionsweise von Nabenschaltungen

Nabenschaltungen sind innerhalb der Nabenhülse untergebrachte Planetengetriebe. Dabei sind um ein zentrales Zahnrad weitere Zahnräder wie Planeten angeordnet. Über den Schaltzug wird eine Schaltmuffe bewegt, die dafür sorgt, dass die Zahnräder in unterschiedlichen Kombinationen ineinandergreifen und so die Drehgeschwindigkeit des Ritzels in eine langsamere oder schnellere Bewegung des Rades unter- oder übersetzen, oder im Direktgang beide Geschwindigkeiten synchronisieren.

Es ist möglich, Getriebe zu koppeln und damit mehr Gänge und einen größeren Übersetzungsbereich mit leichteren und schnelleren Gängen zu erhalten oder Gangsprünge zu verringern. Bei der Rohloff-Nabe sind drei Getriebe hintereinandergeschaltet, die zusammen 14 Gänge ergeben.

Stufenloses Schalten

Die stufenlose Enviolo-Nabe nutzt ein anderes Prinzip: Zwar handelt es sich auch hier um ein Planetengetriebe, allerdings sind diese Planeten den Himmelskörpern noch ähnlicher, denn es handelt sich um Kugeln. Sie sind auf schwenkbaren Achsen gelagert und übertragen die eingehende Kraft vom Ritzel auf den Nabenkörper. Werden die Kugeln geschwenkt, vergrößert oder verkleinert sich ihr wirksamer Radius, was sich in einer Über- oder Untersetzung äußert. Ein Spezialöl, das sich an den Kontaktpunkten verhärtet, sorgt für schlupffreie Übertragung.

Getriebe müssen übrigens nicht immer in der Hinterradnabe sitzen - Hersteller Pinion macht seit einigen Jahren Furore mit seinen Tretlagergetrieben. Das älteste Prinzip der Fahrradschaltung scheint immer noch jung und entwicklungsfähig zu sein.

Vor- und Nachteile von Nabenschaltungen

Die nach wie vor große Beliebtheit von Nabenschaltungen erklärt sich vor allem durch ihre Wartungsarmut. Umwelteinflüsse können einem gekapselten Getriebe wenig anhaben. Die Möglichkeit, eine Rücktrittbremse zu verwenden, ist vielen Radfahrenden ebenfalls wichtig.

Im Gegensatz zu Kettenschaltungen kann eine Nabenschaltung im Stehen geschaltet werden. Vergisst man vor dem Ampelstopp, einen leichten Gang einzulegen, lässt sich das einfach korrigieren.

Durch die simple Schaltlogik kann man sich ganz aufs Fahren konzentrieren. Meist wird per Drehgriff geschaltet - in eine Richtung wird es schneller, in die andere langsamer. Kettenschaltungen mit ihren vielen Kettenblättern vorne und Ritzeln hinten sind nicht so intuitiv zu bedienen.

Praktisch für Alltagsräder: Die Kette läuft bei Nabenschaltungen gerade und lässt sich anders als bei Kettenschaltungen in einem Kettenkasten einfach und wirkungsvoll vor Regen und Schmutz schützen. Das erhöht die Lebensdauer der Kette und sie muss seltener geschmiert werden.

Eignung für Sport und Alltag

Für sportliche Zwecke eignen sich die Getriebe dagegen weniger. Zum einen sind sie recht schwer, zum anderen sind die Gangsprünge zu groß und der Übersetzungsbereich zu klein. Außerdem lassen sich Nabenschaltungen nicht unter Last schalten, das heißt, die Tretbewegung muss kurz unterbrochen werden. Bergauf ist das ein Problem, da viel Last auf dem Pedal liegt und ein Aussetzen der Tretbewegung sofort die Fahrt verlangsamt. Das können Kettenschaltungen deutlich besser.

Die meisten gängigen Nabenschaltungen weisen recht große Gangsprünge und einen begrenzten Übersetzungsumfang auf. Das heißt: In einem Gang erscheint das Treten manchmal zu leicht, im nächtschnelleren ist es aber bereits zu schwer. So vermisst man in hügeligem Gelände bergauf vielleicht einen leichteren Berggang, während bergab ein schnellerer Gang fehlt. Nabenschaltungen mit sieben oder acht Gängen sind daher vorwiegend für flachere Einsatzbereiche geeignet.

Rohloff als Ausnahme

Rohloffs Speedhub hat eine große Übersetzungsbandbreite und gleichmäßige, enge Gangsprünge. Sie ist nur wenig schwerer als gute Kettenschaltungen und lässt sich sogar unter einer gewissen Last schalten. Diese Rohloff-Schaltung ist extrem belastbar und langlebig.

Auch Hinterräder mögen Nabenschaltungen: Weil es nur ein Ritzel gibt, kann der antriebsseitige Nabenflansch weiter außen sitzen, was durch die weniger steil stehenden Speichen das Laufrad stabiler macht.

Wirkungsgrad

Oft wird der geringere Wirkungsgrad von Getriebenaben als Nachteil angeführt. Die innere Reibung schluckt mehr Energie als eine Kettenschaltung - zumindest theoretisch.

In der Praxis sind Kettenschaltungen oft durch Verschmutzung und Verschleiß weniger effektiv als im Neuzustand und nähern sich in ihrem Wirkungsgrad den Nabenschaltungen an. Für den Einsatz im Alltag spielen diese Verluste ohnehin keine Rolle. Ein schlecht aufgepumpter Reifen verursacht höhere Energieverluste.

Reparaturen

Tritt doch mal ein Problem an der Nabenschaltung auf, bleibt oft nur der Weg in die Werkstatt.

Vorteile:

• wartungsarm
• zuverlässig
• simple Schaltlogik
• Schalten im Stand ist möglich
• Möglichkeit einer Rücktrittbremse

Nachteile:

• etwas schwächerer Wirkungsgrad gegenüber gut gewarteten Kettenschaltungen
• höheres Gewicht
• Reparaturen nur für Fachleute möglich
• Schalten unter Last bei den meisten Modellen nicht möglich
• größere Gangsprünge

Shimano Nexus und Alfine Nabenschaltungen

Die Shimano Nexus Gruppe erfreut sich bereits seit einiger Zeit sowohl Bekanntheit, als auch Beliebtheit. Die Nexus Inter-5E Nabenschaltung gesellt sich zur Inter-3, Inter-7 und Inter-8 und ergänzt somit die Gangschaltungsreihe.

Die Shimano Alfine Nabenschaltung eignet sich für all diejenigen, die sich eine zuverlässige Schaltung für den sorgenfreien Gebrauch des Alltagsrads oder für längere Ausfahrten am Wochenende wünschen. Die Nabenschaltung ist wahlweise mit 8 oder 11 Gängen ausgestattet. Die 8-fach Variante eignet sich für flaches bis welliges Terrain, stößt aber bei steilen Anstiegen an ihre Grenzen. Die 11-fach Alfine Schaltung ermöglicht schon einen flexibleren Einsatz.

Varianten und Unterschiede

Shimano bietet mehrere Varianten der Alfine Nabenschaltung an. Sie kann mechanisch oder elektronisch geschaltet werden und ist in beiden Varianten wahlweise mit 8 oder 11 Gängen erhältlich. Alle Alfine Naben sind mit einer Bremsscheiben-Aufnahme ausgestattet und können so wahlweise an Rädern mit Scheiben- oder Felgenbremse genutzt werden.

Der Unterschied zwischen der elektronischen und der mechanischen Shimano Alfine Schaltung besteht darin, wie der Schaltimpuls vom Schalthebel am Lenker an das Getriebe im Innern der Nabe übertragen wird. Bei der mechanischen Schaltung kommt hier ein Schaltzug zum Einsatz. Bei der elektronischen Variante sitzt ein Stellmotor auf der rechten Seite der Nabe. Dieser stellt den gewünschten Gang ein, nachdem die Fahrerin oder der Fahrer den Schalthebel betätigt hat.

Die Anzahl der Gänge macht sich bei der Shimano Alfine Nabe hinsichtlich der Übersetzungsbandbreite, also dem Unterschied zwischen kleinstem und größtem Gang, bemerkbar. Bei der 8-fach Schaltung beträgt dieser Unterschied 307%. Wählst du die 11-fach Schaltung, beträgt dieser Unterschied 409%.

Kompatibilität mit E-Bikes

Die Shimano Alfine Nabe ist sowohl für die Nutzung im klassischen, alleine durch Muskelkraft betriebenen Fahrrad, als auch für die Nutzung im elektronisch unterstützen E-Bike ausgelegt. Sie verkraftet die höheren Kräfte, die bei der Nutzung im E-Bike auftreten, problemlos. In Kombination mit Shimanos E-Bike Antrieb, dem Shimano Steps System, besteht die Möglichkeit, die Gänge mithilfe des Bordcomputers automatisch zu wechseln.

Schaltvorgang

Der Gangwechsel zwischen den 11 beziehungsweise 8 Gängen der mechanischen Shimano Alfine Nabenschaltung erfolgt über einen klassischen Schalthebel, der auf der rechten Seite des Lenkers angebracht ist. Dieser verfügt über zwei Hebel, die immer wieder in ihre Ausgangsposition zurückspringen und somit in jeder Situation erreichbar sind.

Wenn du die elektronische Alfine Nabenschaltung, die sogenannte „DI2“-Version, nutzt, wird der Schaltimpuls ebenfalls über einen Daumenschalthebel ausgelöst. Ein Stellmotor, der außen an der Nabe angebracht ist, sorgt dann für den Gangwechsel. Alternativ kann die Alfine DI2 auch über einen Brems-Schalthebel bedient werden, der für die Montage am Rennradlenker entwickelt wurde.

Die Alfine Schaltung verfügt weiterhin über die Option eines automatischen Gangwechsels. Wird die Nabe in einem E-Bike mit einem Shimano Steps Motor genutzt, besteht die Möglichkeit, dem System „beizubringen“, wann es schalten soll.

Nachrüstung und Rahmen

Die Shimano Alfine Nabe ist mit einer 10mm Achse ausgestattet und ist 135mm breit. Sie kann somit in jedes Rad mit „normalen“ Ausfallenden eingebaut werden. Eine Nachrüstung ist an nahezu jedem Trekking- oder Citybike problemlos möglich.

Wer ein neues Rad mit Alfine Nabe anschafft, kann sich überlegen, einen Rahmen zu wählen, der direkt für die Nutzung mit einer Nabenschaltung ausgelegt ist. Solche Rahmen zeichnen sich durch horizontal verschiebbare Ausfallenden aus.

Vor- und Nachteile der Alfine Nabe

Die Vor- und Nachteile der Alfine Nabe betreffen einerseits die Entscheidung zwischen Ketten- und Nabenschaltung und andererseits die Positionierung im Feld der Nabenschaltungen, also gegenüber der Konkurrenz.

Vorteile:

• dauerhafte Zuverlässigkeit
• wenig Verschleiß
• kaum Wartung notwendig
• hohe Widerstandsfähigkeit gegenüber äußeren Einflüssen
• sehr gutes Preis-Leistungsverhältnis
• vielseitig einsetzbar - in E-Bike und "normales" Fahrrad
• leichte, intuitive Bedienung - Option unterschiedlicher Schalthebel
• automatischer Gangwechsel in Verbindung mit dem Shimano Steps Motor möglich

Nachteile:

• etwas schwerer als Kettenschaltungen
• geringere Übersetzungsbandbreite als die Rohloff Speedhub

Als direkte Konkurrenz ist die geringfügig schwerere Rohloff Speedhub anzusehen. Diese ist mit einem Anschaffungspreis von rund 1200€ drei- bis viermal so teuer wie die Alfine Nabe. Die Rohloff Nabe ist damit die Oberklasse der klassischen Nabenschaltungen.

Vergleich verschiedener Getriebeschaltungen

Mit Pinion, Rohloff, Enviolo NuVinci und Alfine gibt es unterschiedliche Getriebeschaltungen für das Fahrrad. Wie die einzelnen Hersteller im Vergleich abschneiden, kannst du in der folgenden Gegenüberstellung nachlesen.

Wartung und Einstellung von Shimano Nabenschaltungen

Eine Shimano Nabenschaltung ist meist recht wartungsarm und muss nur selten eingestellt werden. Hält man sich an die regelmäßigen Ölwechsel (ca. alle 5000km oder alle zwei Jahre), beugt man nämlich dem vorzeitigen Verschleiß vor und sorgt somit für eine langanhaltend gute Performance.

Wann muss eine Shimano Nabenschaltung eingestellt werden?

Es ist in der Regel recht deutlich bemerkbar, dass eine Nabenschaltung neu eingestellt werden muss. Meistens lässt sich der gewünschte Gang nicht bzw. nur mit sehr viel Kraft einlegen oder du musst den Drehgriff weiter drehen, als es die aufgedruckte Anzeige vorgeben würde. Auch ungewollte Schaltvorgänge gehören zu den gängigen Problemen.

Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Einstellung

1. Den richtigen Gang einlegen:
   Um eine Shimano Nabenschaltung richtig einzustellen, musst du immer den passenden Referenzgang am Drehschaltgriff einlegen. Dieser variiert je nach Modell:
   • Alfine 11-Gang Nabe: Sechster Gang
   • Alfine 8-Gang Nabe: Vierter Gang
   • Nexus 7-Gang Nabe:
   • Nexus 8-Gang Nabe:
   • Nexus 3-Gang Nabe: Zweiter Gang
2. Gelbe Markierung überprüfen:
   Bei einer Shimano Nexus 3-Gang Nabe findet man die Markierung an der silbernen Nabenschaltbox direkt am Ausfallende. Hier sollte der gelbe Streifen mittig zwischen den beiden weißen Begrenzungslinien liegen. Bei Nexus 7-/8-Gang und Alfine Modellen sind die Markierungen hingegen direkt am Nabenkörper angebracht.
3. Spannung des Schaltzugs einstellen:
   Je nach Modell wird die Spannung des Schaltzugs am Schalthebel oder an der Nabe eingestellt. Bei der Nexus 3-Gang Nabe ist letzteres der Fall, weshalb du entweder mit der Hand oder mit einem 10er Maulschlüssel die Mutter an der Nabenschaltungsbox lösen musst. Nun kannst du an der Stellschraube drehen, bis die gelbe Markierung mittig zwischen den weißen Begrenzungsstreifen steht.
4. Einstellung testen:
   Wenn sich die gelben Markierungen wieder an Ort und Stelle befinden, solltest du die Schaltperformance testen. Das geht denkbar einfach: Schalte langsam durch alle Gänge, ohne den Drehgriff über die jeweilige Anzeige zu drehen.

Fazit

Nabenschaltungen, insbesondere die von Shimano angebotenen Modelle Nexus und Alfine, bieten eine zuverlässige und wartungsarme Alternative zu Kettenschaltungen. Sie eignen sich besonders für Alltagsräder und E-Bikes, während für sportliche Anwendungen eher Kettenschaltungen oder spezielle Nabenschaltungen wie die Rohloff Speedhub empfehlenswert sind. Durch regelmäßige Wartung und korrekte Einstellung kann die Lebensdauer und Performance der Nabenschaltung optimiert werden.

Die Wahl der richtigen Schaltung hängt stark von den individuellen Bedürfnissen und dem Einsatzzweck des Fahrrads ab. Nabenschaltungen bieten einen hohen Komfort und sind besonders für Fahrer geeignet, die Wert auf eine unkomplizierte und wartungsarme Lösung legen.

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