Fahrradschaltung Arten im Vergleich

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

Schaltungen ermöglichen dem Fahrer, die Kraft seiner Beine den Umge­bungs­verhält­nissen anzu­passen. 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.

Kettenschaltung

Die am weitesten verbreitete Schaltung ist die Kettenschaltung und hat den besten Wirkungs­grad von 95-97% - das heißt, so viel der aufgebrachten Muskel­kraft kommt am Hinterrad an. Ältere Fahr­räder haben noch Dreifachkurbeln mit 50/39/30 Zähnen, bei Cityrädern sind es heute meist 48/36/26 Zähne. An Renn­rädern findet man oft Kompakt­kurbeln mit 50/34 Zähnen. Mountain­bikes haben spezielle Kettenblätter mit noch geringerer Zähnezahl.

Am Hinterrad sorgt das Schalt­werk dafür, dass die Kette immer gut gespannt ist und auf die Zahn­kränze umge­legt wird. Die Kassette kann zwischen 7 und 12 Zahn­kränze mit 11 bis 34 Zähnen umfassen. An Mountain­bikes setzt sich immer mehr ein Kettenblatt vorne und ein Ritzelpaket mit 12 Zahn­kränzen und bis zu 50 Zähnen am Hinterrad durch. Campagnolo hat jüngst eine Renn­radschaltung mit 13 Zahn­kränzen heraus­gebracht. An normalen Alltags­rädern sind heute 10 bis 11 Zahn­kränze üblich. Bei einer Dreifachkurbel hätte man damit theoretisch 30 bzw. 33 Gänge.

Funktion der Kettenschaltung

Die Kettenschaltung gehört zu den meist verbauten Schaltungen am Fahrrad und es gibt sie in allen Preissegmenten - von funktional und günstig bis edel und hochpreisig. Die Funktion ist allen Kettenschaltungen gemein: An der Kurbel befinden sich 1, 2 oder 3 unterschiedlich große Kettenblätter, die per Umwerfer gewählt werden. Eine Kette stellt die Verbindung zu einem abgestuften Zahnkranz her, der auf der Hinterradnabe montiert ist. Ein Schaltwerk sorgt hinten für die Auswahl der einzelnen Gangstufen.

Die Multiplikation von Kettenblatt und Zahnkranz ergibt die Anzahl der Gänge, z.B. 3 Kettenblätter vorne x 8 Gänge hinten = 24 Gänge. Da sich die verfügbare Einbaubreite im Rahmen nicht verändern lässt, müssen für mehr Gänge hinten immer schmalere Ketten verbaut werden, was wiederum zu größerem Verschleiß führt. Wenn man von ordnungsgemäßer Nutzung ausgeht und dazu die vielen Gangüberschneidungen herausrechnet, so wird schnell deutlich, dass bei der Kettenschaltung nicht mehr gleich besser bedeutet: Zu vermeiden ist starker Schräglauf der Kette (z. B. kleinstes Kettenblatt vorne mit dem kleinsten Zahnrad hinten) aufgrund des erhöhten Verschleißes.

So werden schnell aus üppigen 30 Gängen lediglich 14-15 “echte” Gänge, sogenannte Real Gears. Ein großer Vorteil bei Kettenschaltungen ist die relativ simple Möglichkeit, einzelne Komponenten zu tauschen und damit das Übersetzungsverhältnis zu beeinflussen. So kann beispielsweise durch den Tausch des hinteren Zahnkranzes das Fahrrad entweder bergtauglich oder für hohes Tempo in der Ebene ausgelegt werden. Auch der Tausch der Kettenblätter ist möglich, diese Variante fällt jedoch meist teurer aus als der Tausch des Zahnkranzes.

Einsatzbereich

Im City- und Trekkingbereich werden häufig 3-fach Kurbeln (3 Kettenblätter) mit einer 8-, 9-, 10-, oder 11-fach Gruppe verbaut, um dem vielfältigen Einsatz der Räder gerecht zu werden. Die Betätigung ist meist mechanisch, d.h. der Umwerfer und das Schaltwerk werden per Bowdenzug vom Lenker aus bedient. Zum überwiegenden Teil finden sich Shimano-Komponenten an City- und Trekkingrädern.

Im Rennradbereich ist die 2-fach Kurbel mit 11-fach Gruppe hinten aktueller Stand der Technik. Die Betätigung erfolgt vielfach noch mechanisch, doch immer beliebter wird die elektronische Schaltung, die per Taster und Kabel die Schaltbefehle an die Stellmotoren in Schaltwerk und Umwerfer schickt (Shimano Di2 und Campagnolo EPS). Die leichte Integration gerade in aufwändig gefertigte Carbonrahmen und der fehlende Verschleiß durch nicht benötigte Bowdenzüge bieten große Vorteile, zumal sich weitere Möglichkeiten wie z.B. Montage von Satelliten-Schaltern, Ganganzeige, Änderung der Tastenbelegung und App-Steuerung ergeben. Mit einer Akkuladung von Shimanos Di2 sind übrigens Laufleistungen von mehr als 1000 Kilometer möglich (Laufleistung ist abhängig von der Schalthäufigkeit).

Die drahtlose Übertragung der Schaltbefehle stellt aktuell die Spitze der Entwicklung dar. Sram hat mit der innovativen eTap Gruppe eine Schaltung an das Rennrad gebracht, die erstmals komplett auf Bowdenzüge und Kabel verzichten kann. Wenige bewegliche Teile, eine sehr aufgeräumte Optik und die einfachste Montage an praktisch alle Rahmen sind die größten Vorteile dieser Schaltung. Schaltwerk und Umwerfer besitzen untereinander austauschbare Akkus, die Schalthebel kommen jeweils mit einer handelsüblichen Knopfzelle aus.

Im Mountainbike-, Cyclocross-, und Gravel-Bike Bereich wird immer noch häufig die 2-fach Kurbel mit 10-, oder 11-fach Gruppe hinten verbaut, es geht jedoch mehr der Trend zu der einfacher aufgebauten 1-fach Kurbel (bis zu 1x12, Sram Eagle). Die Vorteile sind geringes Gewicht und fehlerfreie Bedienung, allerdings zum Preis von teilweise großen und spürbaren Gangsprüngen.

Selbst im stetig wachsenden E-Bike Segment wird noch gerne die mechanische Kettenschaltung verbaut. Je nach Motorhersteller notwendige 1-fach Kurbel am Mittelmotor kann in Kombination mit einer 8-, 9-, 10-, oder 11-fach Gruppe hinten die volle Bandbreite des Antriebes und der Motorkraft genutzt werden.

Der Marktführer im Bereich Kettenschaltung ist eindeutig Shimano, die Hersteller Sram und Campagnolo haben sich eher auf den Sportbereich (Rennrad und MTB) spezialisiert und bieten dort eigenständige Lösungen an. Die Funktionsweise ist jeweils gleich, jedoch unterscheiden sich die Hersteller teilweise in der Bedienung und den Schaltschemata.

Vor- und Nachteile der Kettenschaltung

Hier eine Übersicht über die Vor- und Nachteile der Kettenschaltung:

Nabenschaltung

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.

Das hohe Drehmoment von leistungs­starken Motoren können Naben­schaltungen nur schwer verkraften. Wenn an E-Bikes Naben­schaltungen verwendet werden, ist die Motor­kraft deshalb meist auf etwa 50 Newton­meter gedrosselt. Ausnahmen sind die Rohloff-Nabe und das Enviolo-Getriebe. Für Motoren mit 80, 90 Newton­metern sind Mittel­motoren und eine Ketten­schaltung besser geeignet.

Wartungs­arme Zahn­riemen sind bei E-Bikes mit Naben­schaltung auch im Einsatz. Wegen des starken Drehmoments ist das nur bei dem Pinion-Getriebe, der Rohloff-Nabe und der Enviolon-Nabe möglich. Der Fahr­radrahmen muss zudem ein Schloss haben, damit der Riemen angebracht werden kann. Erst seit kurzem ist ein offenes Riemenmodell der US-Firma Veer auf dem Markt, das mit drei Pins geschlossen wird. Zahn­riemen müssen gelegentlich nachgespannt werden.

Funktion der Nabenschaltung

Nabenschaltungen sind vom Grundaufbau her nahezu wartungsfrei und bestehen aus im Ölbad laufenden Planetengetrieben in einer voll gekapselten Hinterradnabe. Der Schaltvorgang findet innerhalb der Hinterradnabe statt, so dass die Kette lediglich die Kraft von einem Kettenblatt an der Kurbel zu einem Zahnrad am Hinterrad übertragen muss. Das wiederum schafft perfekte Voraussetzungen für die Verwendung einer alternativen Kraftübertragung, wie dem ebenfalls nahezu wartungsfreien Zahnriemen.

Mit der Kombination Nabenschaltung/Zahnriemen entfällt ein Großteil der Pflege und Wartung des Antriebes, was gerade für Alltagsfahrer und Pendler interessant ist. Am häufigsten sind Nabenschaltungen an City-Rädern zu finden, im Sportbereich sind sie eher selten vertreten, da sie etwas schwerer als Kettenschaltungen sind und einen höheren Reibungswiderstand besitzen. Dieser Nachteil spielt bei E-Bikes aufgrund der Motorunterstützung eine untergeordnete Rolle, weshalb Nabenschaltung auch sehr gerne im E-Bike Segment eingesetzt werden.

Einsatzbereich

Die preiswerte und solide Nabenschaltung Nexus von Shimano verfügt über 7 bzw. 8 feste Gangstufen und wird mechanisch, als auch elektrisch (Nexus Di2) betätigt werden. Der meistverwendete Einsatzbereich ist das klassische Citybike, aber auch im E-Bike findet die Nexus Verwendung.

Die hochwertige Nabenschaltung Alfine von Shimano verfügt über 8 bzw. 11 feste Gangstufen und kann sowohl mechanisch, als auch elektrisch (Alfine Di2) betätigt werden. Im Vergleich zur Nexus punktet die Alfine mit geringerem Gewicht und eine größeren Gesamtübersetzung.

Echten Kultstatus unter den Nabenschaltungen besitzt die Speedhub von Rohloff. Die Getriebenabe des deutschen Herstellers bietet mit 14 Gängen eine riesige Gesamtübersetzung von 526% und kommt gerne an hochwertigen und besonders beanspruchten Fahrrädern zum Einsatz. Selbst im MTB-Bereich wird die Rohloff Nabenschaltung gerne eingesetzt. Ob mechanisch betätigt in jeder Art von Fahrrad oder elektrisch betätigt im E-Bike - eine Rohloff wertet jedes Fahrrad auf. Rohloff bietet mit der Speedhub übrigens auch die einzig zugelassene Getriebenabe für Pedelecs.

Die noch junge Firma Fallbrock hat mit der Nuvinci Nabenschaltung einen neuen Meilenstein im Bereich der Fahrradschaltungen geschaffen und ist bereits im E-Bike Segment stark vertreten. Die Besonderheit dieser Getriebenabe ist, dass sie ohne feste Gangstufen auskommt und der Fahrer aus dem großen Übersetzungsverhältnis von 380% stufenlos wählen kann. Bei der elektronischen H-Sync Variante übernimmt sogar die Bordelektronik für den Fahrer nicht spürbar die feinfühlige Regelung...so einfach kann Schalten heutzutage sein!

Der Marktführer bei Nabenschaltungen im klassischen City- und Trekkingbereich ist Shimano, die Nuvinci hat jedoch im E-Bike Segment binnen kurzer Zeit große Marktanteile erreicht - Tendenz steigend. Die Rohloff Nabenschaltung hat bereits eine eigene Fangemeinde und wird von enthusiastischen Radfahrern aufgrund ihrer großen Zuverlässigkeit gewählt, wie beispielsweise für den Einsatz im Reiserad oder Lastenfahrrad. Nabenschaltungen mit weniger als 7 Gängen sind nur noch selten bzw. an sehr günstigen Fahrrädern zu finden.

Ein nicht außer Acht zu lassender Vorteil der Nabenschaltung ist die Wahlmöglichkeit zwischen Freilaufnabe und Rücktrittbremse, die eine zusätzliche Sicherheit bieten kann.

Vor- und Nachteile der Nabenschaltung

Hier eine Übersicht über die Vor- und Nachteile der Nabenschaltung:

Tretlagerschaltung

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.

Ein Schalt­getriebe im Tret­lager sitzt an der tiefst­möglichen Stelle in der Fahr­radmitte und sorgt so für eine Verbesserung von Schwer­punkt und Gewichts­verteilung. Gute Kombi für den Radall­tag: Pinion-Schalt­getriebe und Gates-Carbon­riemen sorgen für wartungs­freies Schalten. 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. Die Topversion kostet rund 1 400 Euro - gute Trekkingräder knacken damit leicht die 3 000-Euro-Marke. Die etwas preis­werteren Modelle werden an Mittel­klasse-Fahr­rädern um die 2 000 Euro verbaut.

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.

Funktion der Tretlagerschaltung

Die Firma Pinion setzt mit ihrem Getriebe in Sachen Robustheit und Bandbreite neue Maßstäbe. Von innen betrachtet sieht das Pinion Getriebe wie ein kleines KFZ-Getriebe aus: Antriebs-, Abtriebs- und Schaltwelle sind in einem kompakten und geschlossenen Gehäuse untergebracht. Diese Einheit sitzt schwerpunktgünstig im Tretlagerbereich und liefert mit ihren 18 Gängen eine unglaubliche Bandbreite von 636%. Das im Ölbad laufende Stirnradgetriebe funktioniert nahezu wartungsfrei und hält praktisch ein ganzes Fahrradleben lang. Ebenfalls bietet sich hier die hervorragende Möglichkeit, statt einer Kette einen wartungsfreien Zahnriemen zu verwenden.

Besonders zu beachten ist, dass dieses Getriebekonzept eine spezielle Tretlageraufnahme benötigt und somit nicht mit gewöhnlichen Rädern verwendbar ist.

Einsatzbereich

Echte 18 Gänge, direkt und verlustfrei zu treten, dazu noch nahezu unverwüstlich...welcher Radfahrer träumt nicht davon? Kein Wunder also, dass gerade Fernreisende, Rad-Abenteurer und auch Mountainbiker viel Freude an der extrem zuverlässigen Schaltung haben. Äußere Einflüsse spielen bei der geschlossenen Pinion Getriebebox keine Rolle, sie leistet unter allen erdenklichen Bedingungen zuverlässig ihren Dienst.

Vor- und Nachteile der Tretlagerschaltung

Hier eine Übersicht über die Vor- und Nachteile der Tretlagerschaltung:

Kombinationsschaltung

Funktion der Kombinationsschaltung

Bei einer Kombinationsschaltung werden zwei Schaltungstypen zu einer Schaltung zusammengeführt. Als aktuelles Beispiel ist die Dual Drive von Sram zu nennen, die eine konventionelle Kettenschaltung mit einer 3-Gang Nabenschaltung kombiniert. Auf diese Weise entstehen bis zu 30 wartungsarme Gänge, jedoch kombiniert man dadurch auch die Vor- und Nachteile der jeweiligen Schaltungstypen. Die Dual Drive eignet sich hervorragend zur Verwendung im E-Bike, wo bauartbedingt vorne nur ein Kettenblatt zur Verfügung steht. So erreicht man auch im E-Bike eine Schaltung bis zu 30 Gängen.

Eine weitere Kombinationsmöglichkeit ist die Verwendung einer Nabenschaltung mit einer 2-fach Kurbel, die allerdings ein Nischenprodukt darstellt und eher selten vertreten ist.

Einsatzbereich

Wenn du ein E-Bike mit vielen Gängen haben möchtest, oder wenn dir eine reine Kettenschaltung mit 21 und mehr Gängen zu pflegeintensiv ist, dann kann die Kombinationsschaltung die geeignete Lösung für dich sein. Die Auswahl an Fahrrädern mit Kombinationsschaltungen ist nicht so groß wie die eines reinen Schaltungstyps, aber es finden sich durchaus aktuelle und attraktive Modelle in unserem Shop.

Vor- und Nachteile der Kombinationsschaltung

Hier eine Übersicht über die Vor- und Nachteile der Kombinationsschaltung:

Mechanische oder elektronische Schaltung?

Mit dem Aufkommen akkubetriebener Schaltungen vor einigen Jahren ist eine Diskussion entfacht. Kommen akkubetriebene Schaltungen vermehrt an Rennrädern zum Einsatz, so sind sie grundsätzlich für alle Fahrradtypen geeignet. Einen wichtigen Diskussionpunkt stellt dabei der Schaltkomfort dar.

Die mechanische Schaltung hat schon lange ihre Daseinsberechtigung, wird aber stark von akkubetriebenen Systemen herausgefordert. In der elektronischen Schaltung findest du das augenscheinlich überlegende System vor. Zweifelsohne ist die Technologie fortschrittlicher, präziser und komfortabler als eine mechanische Schaltung.

Am Ende zählt bei der Frage, ob es eine mechanische oder eine elektronische Schaltung sein soll, die persönliche Vorliebe. Zudem liegt die Frage nach dem richtigen Schaltsystem auch immer am Budget. Für Profis und Enthusiasten lohnt sich eine elektronische Schaltung sicher. Durch den hohen Kostenunterschied ist es ratsam, zunächst auf eine mechanische Schaltung zu setzen.

Vorteile und Nachteile der elektronischen Schaltung

Hier eine Übersicht über die Vor- und Nachteile der elektronischen Schaltung:

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