Nabenschaltung Fahrrad: Eine umfassende Erklärung

Seit der ersten Dekade des 20. Jahrhunderts sind Nabenschaltungen - normalerweise Drei-Gang-Modelle - eine praktische und zuverlässige Gangschaltungsoption für Fahrradfahrer. Nabenschaltungen waren die ersten Schaltungen, die an Fahrrädern eingesetzt wurden. Ihre einfache Bedienung und ihre Wartungsarmut machen sie bis heute beliebt.

Was ist eine Nabenschaltung?

Eine Nabenschaltung ist eine Hinterradnabe mit eingebauter Gangschaltung im Inneren. Eine Nabenschaltung besteht aus Getriebeteilen (ähnlich dem Auto). Im Gegensatz zu Kettenschaltungen kann eine Nabenschaltung im Stehen geschaltet werden. Anders als bei Kettenschaltungen können Nabenschaltungen auch im Stand geschaltet werden.

Wie funktioniert eine Nabenschaltung?

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.

Die Mechanik einfacher Drei-Gang-Naben

Die einfachen Drei-Gang-Naben haben ein einzelnes Sonnenrad, das fest mit der Achse verbunden ist. Drei oder vier identische Planetenräder greifen in das Sonnenrad und rotieren um dieses herum. Die Planetenräder greifen in einen Hohlrad, das sie umgibt. Während die mit dem Planetenkäfig verbundenen Planetenräder kreisen, umrundet das Hohlrad vier mal und der Planetenkäfig drei Mal die Achse.

  • Der kleinste Gang hat ein Zahnrad, das das Hohlrad antreibt, während der Planetenkäfig die Nabe antreibt. Daher wird das Laufrad dreimal sein Zentrum umkreisen, während das Ritzel viermal sein Zentrum umkreist.
  • Im mittleren Gang wird das Ritzel immer noch vom Hohlrad angetrieben, das wiederum direkt die Nabe antreibt. Daher ist die Übersetzung direkt (1:1). Die direkte (1:1) Übersetzung im mittleren Gang ist effizienter als bei Kettenschaltungen, da hier kein Zug von den Schaltwerkröllchen entsteht.
  • Der höchste Gang bewegt den Antrieb des Ritzels gegen den Planetenkäfig, während das Hohlrad weiter den Nabenkörper antreibt. Daher wird die Naben viermal ihr Zentrum umkreisen, während das Ritzel nur dreimal sein Zentrum umkreist.

Naben mit mehr als drei Gängen haben zwei oder drei Planetensysteme und/oder abgestufte Planetenräder mit zwei oder mehr Sätzen von Zähnen nebeneinander. Abgestufte Planetenräder müssen aufeinander abgestimmt sein, wenn man die Naben neu aufbaut. Die Sektionen müssen so zueinander passen, dass die Zähne ineinander greifen.

Schalten unter Last vermeiden

Grundsätzlich muss man beim Schalten (Auto) die Kupplung betätigen um den Kraftschluss zwischen Antrieb (Motor) und Getriebe zu unterbrechen. Bei der Nabenschaltung ist es ähnlich, auch hier sollte der Kraftschluss unterbrochen werden. Dies erfolgt dadurch, dass man während des Schaltvorganges den Druck herausnimmt oder einfach am besten aufhört zu treten. Vermeiden sollte man grundsätzlich das Schalten unter voller Last.

Wichtig: Beim Schaltvorgang muss man Treten, jedoch ist es empfehlenswert den Druck herauszunehmen, dass bedeutet, langsam, leicht und spielerisch weitertreten. Diese Handhabung ist geräuscharm und schont das Material (längere Lebensdauer). Dabei könnte sich die Kette verbiegen oder abspringen.

Automatik-Nabenschaltung

Automatik-Nabenschaltung (siehe Di2 Shimano). Bei der Automatik Schaltung tritt dieser Effekt besonders auf. Sie als Fahrer wissen im Automatik-Modus nicht, wann die Automatik schaltet. Somit wissen Sie auch nicht, wann Sie den Druck herausnehmen müssen.

Bei der stufenlosen Automatik-Schaltung von enviolo stellt der Fahrer lediglich die gewünschte Trittfrequenz ein, den Rest regelt die Schaltung selbst. Basierend darauf, ob bergauf oder bergab gefahren wird passt die automatische Schaltung das enviolo-System so an, dass der Fahrer immer in der selben Geschwindigkeit treten kann.

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.

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.

Nabenschaltungen spielen ihre Vorteile besonders im Alltag aus. Ein Alltagsvelo soll einfach funktionieren; dies ist mit einer Nabenschaltung eher der Fall. Eine Nabenschaltung wirkt aufgeräumter und kommt mit weniger Antriebskomponenten aus.

Vorteile der Nabenschaltung

  • Wartungsarmut
  • Zuverlässigkeit
  • Simple Schaltlogik
  • Schalten im Stand ist möglich
  • Möglichkeit einer Rücktrittbremse
  • Die Kette kann nicht abspringen
  • Volle Kraftübertragung

Nachteile der Nabenschaltung

  • 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
  • Weniger geeignet für sportliche Zwecke
  • Teurer als Kettenschaltungen

Nabenschaltung vs. Kettenschaltung

Die Auswahl an Fahrradschaltungen ist groß. Wer für das eigene Rad ein Schaltwerk kaufen möchte, stellt sich natürlich folgende Frage: Soll es eine Nabenschaltung oder Kettenschaltung sein? Die beiden Schaltsysteme sind die häufigsten Varianten, die am Fahrrad zum Einsatz kommen. Ist eine Kettenschaltung besser als eine Nabenschaltung? Diese Frage lässt sich nicht pauschal beantworten.

Vielmehr kommt es darauf an, ob zum Beispiel ein leichtes Rennrad oder robustes Mountainbike genutzt wird. Die Entscheidung für eine der beiden Varianten hängt auch von den Bedürfnissen und Ansprüchen an eine Gangschaltung ab. Vor dem Kauf ist es daher ratsam, sich über die Kombination von Fahren und Schalten klar zu werden.

Wartung und Pflege von Nabenschaltungen

Ältere Nabenschaltungen haben einen Öleinfüllstutzen am Nebenkörper. Ölschmierung erzeugt weniger Widerstand als Fettschmierung und wäscht Verschleißpartikel, Schmutz und Wasser aus dem System. Man sollte Maschinenöl und keine Sprühschmierung (oder anderes dünnes Öl) benutzen. Zusätzlich kann man Fett für die Lager benutzen, um eine Abdichtung gegen austretendes Öl zu erhalten.

Die Rohloff Speedhub und die Shimano Alfine Elf-Gang-Naben werden mit Öl geschmiert. Andere aktuelle Nabenschaltungen werden mit Fett geschmiert. Shimano verkauft ein Nachschmierungsset für fettgeschmierte Naben. Leider werden viele Naben mit nicht adäquater Schmierung verkauft.

Am Besten ölt man über die Ölzuführung, wenn man die Nabe neu aufbaut, um einen frischen Neustart zu ermöglichen. Gleichzeitig sollte man die Lager neu schmieren. Das ist eigentlich auch bei neuen Naben notwendig.

Tipps zur Schmierung

  • Man sollte jede Menge von nicht wasserlöslichem Marinefett für die Lager verwenden. Damit bleibt Wasser draußen und Öl innen.
  • Für die innenliegenden Teile kann man weißes Lithiumfett einsetzen. Insbesondere für moderne Naben, die das Öl schlecht halten, ist das ratsam.
  • Eine Nabenschaltung mit einer Hohlachse kann neu geölt werden, indem man den die Schaltkette entnimmt und in das offene Ende Öl laufen lässt.

Ritzel und Kettenblätter

Nabenschaltungen haben typischerweise ein einzelnes Ritzel und ein einzelnes Kettenblatt. Die Kette wird durch die Möglichkeit, die Nabe im Ausfallende vor und zurück bewegen zu können gespannt. Dabei sollte die Kette nur ganz leicht durchhängen.

Die meisten aktuellen Nabenschaltungen benötigen ein Ritzel mit drei Nuten, die einen 1 3/8 Zoll Innendurchmesser haben. Sie sind zwischen den einzelnen Marken austauschbar. Diese Ritzel gibt es aus den verschiedensten Quellen von 13 bis 24 Zähnen.

Das Ritzel der meisten Nabenschaltungen wird von einem Sprengring in Position gehalten. Der Sprengring kann mit einem flachen Schraubendreher abgehebelt werden. Dann lässt sich das Ritzel leicht von der Nabe lösen.

Bekannte Nabenschaltungen

Getriebenaben sind Dauerbrenner unter den Fahrradschaltungen. 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 Gebtriebenabe.

Rohloff Speedhub

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. Die Rohloff Speedhub Nabe benötigt spezielle geschraubte Ritzel.

Enviolo (NuVinci)

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. Mit der stufenlosen Nabenschaltung von enviolo bedarf diese Frage aber auch keiner Antwort mehr, denn diese Gangschaltung funktioniert komplett ohne vordefinierte Gänge. Sie arbeitet stufenlos und kann über unendlich viele Schritte angepasst werden.

SRAM i-Motion 9

Die SRAM i-Motion 9, G8 und G9 Naben sowie Sturmey-Archer 8-fach Naben benötigen proprietäre Ritzel mit speziellen Nuten. Das Scheibenbremsodell der SRAM i-Motion 9 Nabe kann durch ein Loch der Scheibenverschraubung geölt werden.

Nabenschaltung bei E-Bikes

Nabenschaltung bei E-Bikes: Die Motoren der E-Bikes reagieren verzögernd auf den Stillstand der Pedale, d.h. sie laufen etwas nach. 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.

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