27. September 2025

Funktionsweise der Mountainbike-Schaltung

Die Gangschaltung gehört zu den wichtigsten Bauteilen eines Fahrrads und macht das Vorankommen angenehmer, effizienter und schneller. Besonders leicht ist der Aufbau der weit verbreiteten Kettenschaltung zu verstehen.

Die Kettenschaltung im Detail

Schaltwerk und Schalthebel sind die entscheidenden Bauteile einer Kettenschaltung. Das sogenannte Schaltwerk sitzt hinten am Bike und ist das essenzielle Bauteil einer Kettenschaltung, damit die Kette über die Ritzel der Kassette wandern kann. Der Schalthebel am Lenker ist mit einem Schaltzug aus Stahl mit dem Schaltwerk verbunden. Dabei gibt es verschiedene Arten der Schaltung.

Bestandteile der Kettenschaltung

Schaltwerk: Sorgt dafür, dass die Kette zwischen den kleinen und großen Zahnrädern hin und her geschoben wird.
Schalthebel: Befindet sich am Lenker und steuert den Schaltvorgang.
Kassette: Das Gesamtpaket aller einzelnen Ritzel am Hinterrad.
Kette: Verbindet die vorderen Kettenblätter mit den hinteren Zahnrädern (Ritzeln).
Kettenblätter: Zahnräder auf der Kurbelseite.

Funktionsweise

Bei einer Kettenschaltung wird die Fahrradkette von einem Kettenblatt zum nächsten bewegt, während sie sich gleichzeitig weiter vorwärts bewegt. Der Antrieb deines Bikes hilft dir deine Muskelkraft in Vortrieb zu verwandeln. Wenn du in einen bestimmten Gang schaltest, entscheidest du dich im Prinzip für die Kraft, die du für eine Pedalumdrehung aufbringen musst.

Das Schaltwerk einer Mountainbike-Schaltung

Das Schaltwerk einer Mountainbike-Schaltung besteht aus mehreren Komponenten:

Befestigungsschraube: Mit der großen Inbus-Schraube ganz oben wird das Schaltwerk über das Schaltauge am Hinterbau des Bike-Rahmens befestigt.
Umschlingschraube: Der Abstand zwischen Schaltwerk und Kassette lässt sich mit der Umschlingschraube regulieren.
Obere Anschlagsschraube: Sie begrenzt den Schwenkbereich des Schaltwerks nach außen.
Untere Anschlagsschraube: Sie begrenzt den Schwenkbereich des Schaltwerks nach innen.
Zugführung: Die Buchse dient dazu, den Schaltzug mit Hülle (Bowdenzug) in die richtige Position am Schaltwerk zu führen.
Zugklemmung: Die Kombination aus einer Schraube und einem kleinen Klemmblättchen sichert den Zug am Schaltwerk.
Schaltwerksfedern: Die Arme des Schaltwerks sind mit Federn verbunden, die dafür sorgen, dass die Kette auf kleinen Ritzeln genauso gespannt ist wie auf großen.
Schaltröllchen: Die beiden Schaltröllchen sind für die Führung der Kette im Schaltkäfig verantwortlich.
Schaltkäfig: Um die Kette aufs nächste Ritzel zu hieven, ist eine Querbewegung des Schaltwerks nötig.

Der Schalthebel einer Mountainbike-Schaltung

Der Schalthebel am Lenker ist mit einem Schaltzug aus Stahl mit dem Schaltwerk verbunden. Unabhängig vom Hersteller (Shimano oder Sram) funktionieren die Systeme sehr ähnlich.

Oberer Schalthebel: Er dient dazu, die Kette aufs nächstgrößere Ritzel zu befördern.
Unterer Schalthebel: Ein Druck auf den unteren Schalthebel befördert die Kette aufs nächstkleinere Ritzel, die Gänge werden also schwerer.
Zugspannungsschraube: Mit der Einstellschraube für die Zugspannung lässt sich das Kletterverhalten der Kette an den Ritzeln der Kassette feinjustieren.

Übersetzung bei der Kettenschaltung

Das Kettenblatt habe \( z_1 \) Zähne, das Ritzel \( z_2 \) Zähne. Dann gilt für die Umdrehungszahlen \( n_1 \) und \( n_2 \) dieser Zahnräder (vgl. Animation rechts): \[ \frac{{z_1}}{{z_2}} = \frac{{n_2}}{{n_1}} \] 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. Für einen Umfang von 2,00 m für das Hinterrad sind in der folgenden Tabelle die Entfaltungen (in Metern) dargestellt:

	11	13	15	17	20	23	26	30	34
26	4,73	4,00	3,47	3,06	2,60	2,26	2,00	1,73	1,53
36	6,55	5,54	4,80	4,24	3,60	3,13	2,77	2,40	2,12
48	8,73	7,38	6,40	5,65	4,80	4,17	3,69	3,20	2,82

Die Entfaltungen in den grünen Feldern gehören zu Zahnradkombinationen, welche sinnvoll sind. Die nicht gekennzeichneten Schaltkombinationen sollte man vermeiden.

Vor- und Nachteile der Kettenschaltung

Vorteile:

Geringes Gewicht
Möglichkeit des Schaltens unter Last
Größere Spreizung der Gänge und viele mögliche Übersetzungsverhältnisse

Nachteile:

Intensive Pflege erforderlich
Anfälligkeit für Verschmutzung

Die Nabenschaltung als Alternative

Im Aufbau deutlich komplexer als die Kettenschaltung ist die sogenannte Nabenschaltung, die man sehr häufig bei robusten Gebrauchsrädern findet. Waren die ersten Nabenschaltungen nur mit drei Gängen ausgestattet, so besitzen moderne Schaltungen schon mehr als 10 Gänge.

Aufbau

Der Aufbau einer Nabenschaltung erinnert an das Getriebe eines Motorfahrzeuges. Es wird hier nicht näher auf die Funktionsweise eingegangen. Nur soviel: zahlreiche Zahnräder greifen ineinander und sorgen so für eine Übersetzung. Durch das Spannen oder Entlasten des Schaltseils werden Zahnräder mit unterschiedlichen Zahnzahlen in Kontakt gebracht.

Vor- und Nachteile der Nabenschaltung gegenüber einer Kettenschaltung