Funktionsweise von Fahrrad-Automatikschaltungen

Automatische Schaltungen sind nicht nur für Autos, sondern auch für Fahrräder erhältlich, was besonders bei E-Bikes Komfort und technische Vorteile bietet. Doch was genau versteht man unter einem Automatik E-Bike?

Grundlagen der Automatikschaltung

Wie der Name bereits sagt, kann das Schaltsystem bei einer automatischen Gangschaltung automatisch eingestellt werden. Dies bedeutet, dass du dein Fahrrad nicht mehr selbst bedienen musst, um die Gänge zu wechseln. Bergaufwärts wird der Widerstand verringert. Bergabwärts schaltet das Fahrrad automatisch in einen höheren Gang. Sobald du zum Stillstand kommst, schaltet das System sofort den Gang herunter, damit du später wieder bequem anfahren kannst.

Grundsätzlich bieten verschiedene Komponenten-Hersteller Schaltungen mit Automatik-Funktion an. Die eShift-Funktion gibt es in zwei Ausführungen: für optimiertes manuelles Schalten oder für vollautomatisches Schalten. Grundsätzlich schaltet das System - auch wenn man den Gangwechsel manuell einleitet - zum optimalen Zeitpunkt und setzt dabei die Motorunterstützung für Sekundenbruchteile aus, um Last von der Kette bzw. der Schaltung zu nehmen.

Bei Bosch eShift ist es ebenfalls möglich einen Anfahrtsgang zu definieren, wenn der Antrieb mit einer elektronischen Nabenschaltung gekoppelt ist.

Vollautomatische Schaltungen für das E-Bike gibt es für Getriebeschaltungen und Kettenschaltungen.

Funktionsweise verschiedener Systeme

Enviolo

Bei Enviolo etwa kann die Schaltung als Teil des integrierten Systems in die Steuereinheit des E-Bikes eingebaut werden. Man wählt einfach in der App von Enviolo, der des Antriebsherstellers, oder per Bedieneinheit am Lenker seine bevorzugte Trittfrequenz aus. Die Automatikschaltung des E-Bikes wählt die Übersetzung stets so, dass diese Trittfrequenz gehalten wird.

Die Gangschaltung wird intuitiv über einen Drehgriff auf der rechten Lenkerseite bedient, dieser wird so weit gedreht, bis sich die Übersetzung angenehm anfühlt. Das Verdrehen des Griffs geht leicht von der Hand und ist demnach auch für schwächere Hände gut geeignet.

Durch die einzigartige Technik im Inneren der Nabe kann die enviolo-Gangschaltung auch unter Last und sogar im Stand problemlos bedient werden. Im Alltag bedeutet dies nie wieder an der Ampel oder an der Steigung im falschen Gang anfahren zu müssen. Einfach die Übersetzung im Stand korrigieren und ohne ein Knacken oder Rattern losfahren!

Nabenschaltung haben oft Probleme, die höheren Kräfte bei einem e-Bike zu verarbeiten. Wo herkömmliche Nabenschaltung oftmals an ihre Grenzen stoßen, tut sich die enviolo hervor - nämlich bei der Verarbeitung der hohen Kräfte, die durch die Mensch-Motor-Kombination auf die Nabe einwirken. Durch ihre spezielle Bauweise verträgt die enviolo-Schaltung diese Kräfte sehr gut und gilt darüber hinaus als überaus wartungsarm.

Die verschiedenen enviolo Schaltgruppen richten sich konkret nach den e-Bike Typen, in denen sie verbaut werden sollen.

• City e-Bikes richten sich weniger an den sportlichen Gebrauch, als vielmehr an den nützlichen und komfortablen.
• Da mit einem Trekking e-Bike deutlich längere Strecken zu fahren sein sollen, ist die Übersetzungsbandbreite der Trekking Schaltgruppe entsprechend deutlich höher als bei City e-Bikes.
• Damit die Gangschaltung den Anforderungen großer Mengen an zusätzlichem Gewicht gerecht werden kann, hat die Heavy Duty Schaltgruppe für Lasten e-Bikes ihre ganz eigenen Spezifikationen.

Pinion

Der deutsche Hersteller Pinion hat bereit vor Jahren ein System eingeführt, bei dem das Schaltgetriebe im Bereich der Kurbel bzw. des Tretlagers sitzt. 2023 hat Pinion mit der MGU Schaltgetriebe und Motor für das E-Bike zu einer Einheit verschmolzen, eben der Motor Gearbox Unit (MGU).

„Pre.Select“ heißt eine Funktion, bei der das System beim Fahren im Freilauf automatisch in einen für die aktuelle Geschwindigkeit passenden Gang schaltet, so dass man sofort in passender Trittfrequenz tritt, sobald man wieder zu pedalieren beginnt.

Bei dieser ist es auch möglich, einen Anfahrgang festzulegen, in den das System beim Anhalten automatisch schaltet, so dass man zum Beispiel beim Ampelstopp nicht manuell einen leichteren Gang wählen muss.

Shimano

Shimano bietet seit 2022 Automatik für das E-Bike mit Kettenschaltungen an. Die Shimano Cues Di2 war die erste E-Bike Automatikschaltung mit Kette, gleichzeitig führte Shimano die Automatikfunktion für die XT Di2 ein - optimiert für das Mountainbike.

„Auto Shift“ ist eine echte Automatik-Schaltfunktion. Geschwindigkeit und Trittfrequenz werden analysiert und die Schaltung hält die Trittfrequenz in dem vom Menschen in der App festgelegten Trittfrequenzbereich.

„Free Shift“ erlaubt Schaltvorgänge auch im Freilauf. Betätigt man den Schalttaster, löst die Di2-Einheit eine Drehbewegung des vorderen Kettenblatts aus, so dass die Kette über die hinteren Ritzel wandern kann, die Kurbeln werden dabei nicht bewegt. So kann man in Abfahrten, engen Kurven oder technischen Passagen schon vorausschauend in den passenden Gang für die folgende Passage schalten ohne zu treten.

In Kombination beider Shimano-Funktionen kann die Schaltung den passenden Gang auch selbstständig vorwählen.

Shimano Di2: Ergonomie

Die Belegung der Schalter ist in der Standardkonfiguration an mechanische Schalthebel angelehnt: Du hast zwei Taster, einen zum Hoch- und einen zum Runterschalten. Beim Mountainbike sind die beiden Taster, wie gewöhnlich, unter dem Lenker montiert. Beim Rennrad befinden sich die beiden Schalter direkt hinter dem Bremshebel.

Über die E-Tube-Project-App kann jeder Knopf - eventuell nachgerüstete Zusatzschalter und die bereits vorhandenen - nach Deinen Wünschen konfiguriert werden. Zudem lassen sich über die App die Schaltgeschwindigkeit, die Anzahl der Schaltvorgänge bei gedrückt gehaltener Schalttaste und die Umwerfer-Schaltmodi konfigurieren.

Shimano bietet bei Di2 mit „Synchronized“, „Semi-Synchro“ und „Manuell“ drei verschiedene Schalt-Modi.

SRAM

Ein E-Bike mit Automatik macht auch Srams Eagle Powertrain möglich. Von Brose kommt der zugehörige, ins System eingebundene Motor. Eagle Powertrain schaltet per „Auto Shift“ automatisch, soll den Fahrstil des Fahrers erkennen und orientiert sich ebenfalls an der vorgewählten Ziel-Trittfrequenz.

Praktisch ist hier, dass diese nicht per App festgelegt werden muss, sondern via Taster am Lenker verändert werden kann.

SRAM AXS: Ergonomie

SRAMs elektronische Gruppen fürs Mountainbike kommen, abhängig von Gruppe und Preisklasse, mit einem spezifischen Controller zum Hoch- und Runterschalten. Wenn Du an Deinem Bike die ebenfalls funkgesteuerte Teleskopsattelstütze RockShox Reverb AXS verbaust, ein RockShox-Flight-Attendant-Fahrwerk und/oder ein E-MTB mit dem SRAM Powertrain hast, kommt auf der linken Seite ein weiterer Controller mit einem oder zwei Schaltern hinzu.

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.

Über die AXS-App kannst Du die Funktionen der Tasten verändern, einstellen, wie der Umwerfer schaltet oder wie viele Gänge Deine AXS-Schaltung wechselt, wenn Du einen Schalter gedrückt hältst.

Vor- und Nachteile von Getriebe- und Kettenschaltungen

Getriebeschaltungen bieten, ob automatisch oder nicht, ob am E-Bike oder am „Biobike“ gegenüber der Kettenschaltung einige Vorteile. Zwar sind sie schwerer - was am E-Bike weniger ins Gewicht fällt - aber sie sind normalerweise wartungsärmer und schmutzresistenter.

Eine Kettenschaltung dagegen ist schmutzanfälliger, ihr Schaltwerk ist exponierter und kann leichter beschädigt werden. Außerdem kann eine Getriebeschaltung mit einem Antriebsriemen anstatt einer Kette kombiniert werden, was den Wartungsaufwand weiter reduziert.

Tabelle: Übersicht der Schaltsysteme

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