Fahrradschaltung: Typen und Erklärungen

Gangschaltungen ermöglichen es, die Übersetzung während der Fahrt zu wechseln. Im Fahrradbau haben sich zwei Schaltungstypen durchgesetzt: Kettenschaltungen und Nabenschaltungen. Das Piniongetriebe im Tretlager stellt eine Sonderform der Nabenschaltung dar. Für welche Schaltung man sich entscheidet, ist eine Frage des Einsatz­zwecks des Fahr­rads.

Kettenschaltungen

Mit ihrer hohen Verbreitung handelt es sich bei der Kettenschaltung um einen sehr wichtigen Schaltungstypen. Kettenschaltungen findet man in allen Preiskategorien. Während eine einfache, funktionale Schaltung schon zu recht günstigen Preisen zu bekommen ist, existieren auch sehr hochwertige Schaltungsmodelle mit viel High-Tech. An der Kurbel gibt es ein Kettenblatt bzw. bei einer Mehrfach-Schaltung zwei oder drei davon.

Die Kettenschaltung arbeitet mit unterschiedlichen Einstellungen an der Kette des Fahrrads. Diese läuft im Bereich der Pedale über das Kettenblatt und hinten am Rad über ein sogenanntes Ritzel. Während bei Fahrrädern ohne Gangschaltung die Kette fast immer über die gleichen Zahnräder läuft, gibt es bei der Kettenschaltung verschieden große Kettenblätter und Ritzel. Das vordere Kettenblatt hat in der Regel zwei bis drei unterschiedliche Einstellungen, das hintere bis zu acht oder neun.

Der Lauf der Kette wird meistens über Schalthebel am Lenker gesteuert, deren Stellung sich auf den sogenannten Umwerfer an der Kette, der diese lenkt, auswirkt. So kann bei einer Kettenschaltung gezielt zwischen den verschiedenen Blättern und Ritzeln gewechselt werden. Dadurch ändert sich die Übersetzung.

Vorteile:

• Ein System mit einer großen Anzahl an Gängen.
• Präzise Abstimmung der Trittkraft auf die aktuellen Bedingungen.
• Wartungen sind leicht durchzuführen.

Nachteile:

• Anfällig für Schmutz.
• Regelmäßige Wartung erforderlich.
• Gangwechsel nur beim Fahren möglich.

Komponenten einer Kettenschaltung

Die Bauteile einer Kettenschaltung sind Kettenblatt, Kassette, Kette, Schaltwerk, Umwerfer und Schalthebel. Jeder Hersteller hat eigene Ansätze zur Optimierung der Schaltqualität und Haltbarkeit, aber die grundsätzliche Funktionsweise ist bei Kettenschaltungen immer gleich.

Nabenschaltungen

Eine Nabenschaltung ist gekapselt in der Hinterradnabe untergebracht und vor Witterungseinflüssen geschützt. Zahnräder werden gegeneinander verschoben, sodass unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse entstehen. Die Bandbreite reicht von 3 Gängen bei der klassischen „Torpedo-Nabe“ von Fichtel & Sachs über die 14 Gänge in der Rohloff-Nabe bis hin zur stufenlosen Nabenschaltung der Marke Enviolo.

Dabei handelt es sich um ein mechanisches Getriebe, das an die Hinterradnabe angeschlossen ist. Im Inneren arbeiten zahlreiche Zahnräder daran, die Kraftübertragung, je nach eingelegtem Gang, zu regulieren. Im Gegensatz zur Kettenschaltung ist der Schaltvorgang unsichtbar und der Gang kann lediglich am Schalthebel abgelesen werden. Außerdem funktioniert die Nabenschaltung nur, wenn gerade nicht getreten wird und es können keine Gänge übersprungen werden.

Vorteile:

• Nahezu wartungsfrei.
• Das Schaltsystem ist geschlossen und nicht anfällig für äußere Einwirkungen.
• Auch im Stillstand lässt sich der gewünschte Gang einstellen.

Nachteile:

• Der Gang lässt sich nicht so präzise einstellen wie bei einer Kettenschaltung.
• Generell ist das System schwerer.
• Ein Reifen- oder Schlauchwechsel am Hinterrad gestaltet sich nicht so einfach.

Besondere Formen der Nabenschaltung

Eine spezielle Form der Nabenschaltung stellt das Enviolo-Getriebe dar. Es ist ein stufenloses Getriebe im Hinterrad. Bei den einfacheren Varianten verstellt der Fahrer die Übersetzung stufenlos von Hand, beim Topmodell geschieht das automatisch: Der Fahrer stellt nur seine bevorzugte Trittfrequenz ein, das Getriebe stellt dazu je nach Gelände die passende Übersetzung bereit.

Pinion-Getriebe

Ein Schaltgetriebe im Tretlager sitzt an der tiefstmöglichen Stelle in der Fahrradmitte und sorgt so für eine Verbesserung von Schwerpunkt und Gewichtsverteilung. Seit 2018 ist das Pinion-Getriebe auf dem Markt und hat sich in dieser Zeit eine Ausnahmestellung erobert. Es gilt in der Fachwelt als Krönung des filigranen Getriebebaus an Fahrrädern.

Der Nachteil ist: Für das Pinion-Getriebe braucht man einen passenden Rahmen. Das schweizerische Schlumpf-Getriebe ist ein Planetengetriebe, das rechts zwischen Tretlager und Kettenblatt angebracht werden kann.

Vorteile:

• Nahezu wartungsfreie Funktion.
• Sehr robust und unempfindlich gegen äußere Einflüsse.
• Keine Folgekosten durch Verschleiß oder Pflege der Schaltung.

Nachteile:

• Spezielle Rahmenaufnahme notwendig.
• Höherer innerer Reibungswiderstand.
• Im Vergleich zur Kettenschaltungen teurer.

Weitere Schaltungsarten

Neben den herkömmlichen Schaltungen gibt es mittlerweile sogar elektronische und automatische Schaltungen. Darüber hinaus gibt es Fahrräder mit elektronischer Nabenschaltung, die zum Beispiel automatisch herunterschalten, wenn du an der Ampel stehst. Sie kommen oft bei E-Citybikes vor, etwa beim E-Horizon Pro Belt von Bergamont.

Elektronische Schaltungen

Die „Force eTap AXS“ von Sram ist eine kabellose Schalt-Brems-Gruppe, deren Schaltbefehle per Funk übertragen werden. Bequem: Diese elektronische Schaltung von Sram funktioniert per Tastenberührung.

Übersetzung und Entfaltung

Dazu hat fast jedes Fahrrad ein vorderes Kettenblatt mit mehr Zähnen als der Zahnkranz oder die Nabenschaltung am Hinterrad. Aus dem Verhältnis der Zähnezahl vorne und der Zähnezahl hinten ergibt sich die jeweilige Übersetzung. Wenn die Kette vorne auf dem großen Kettenblatt mit 48 Zähnen liegt und hinten auf einem Zahnkranz mit 11 Zähnen, so wäre die Übersetzung 48:11 = 4,36.

Das heißt, bei einer Umdrehung des Kettenblatts dreht sich das hintere Laufrad 4,36 mal. Aus den beiden Quotienten kann man auch errechnen, wie weit man jeweils mit einer Kurbelumdrehung kommt. Man multipliziert die Zahl mit dem Radumfang. Bei einem 28-Zoll-Rad beträgt er je nach Reifenprofil etwa 210 Zentimeter. Mit der großen Übersetzung würde man folglich bei einer Umdrehung 4,36 x 210 = 9,15 Meter zurücklegen.

Hersteller von Schaltsystemen

Shimano, SRAM und Campagnolo sind die bekanntesten Hersteller für Schaltgruppen. Shimano und SRAM dominieren den Schaltungsmarkt, während Campagnolo sich auf High-End-Komponenten für Rennräder und Gravelbikes spezialisiert hat.

Hersteller im Überblick:

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