So funktioniert eine Fahrradschaltung

Um bei einem Fahrrad den Gang zu wechseln wird, ebenso wie in einem Auto, ein Schalthebel benötigt. Im Gegensatz zum Kraftfahrzeug stehen dem Radler jedoch wesentlich mehr Gänge zur Verfügung. Diese sind notwendig, damit man in jedem Terrain und bei jedem Anstieg mit der richtigen Trittfrequenz unterwegs ist. Der Schalthebel ist ein zentrales Bedienelement deines Fahrrads: Er sitzt direkt am Lenker und steuert über mechanische oder elektronische Impulse den Gangwechsel. Mit einem kurzen Druck oder einem Hebelzug versetzt du die Kette präzise auf ein anderes Ritzel oder Kettenblatt.

Der Schalthebel mag auf den ersten Blick klein wirken - doch seine Funktion ist entscheidend für dein Fahrgefühl. Ob sportlich, komfortabel oder technisch ambitioniert: Es gibt für jeden Einsatzzweck das passende System. Der Schalthebel ist das Bauteil am Lenker deines Fahrrads, mit dem du die Gänge der Gangschaltung verstellen kannst. Wenn du den Schalthebel betätigst, ziehst oder lockerst du ein Schaltseil, welches wiederum das Schaltwerk oder den Umwerfer bewegt.

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.

Funktionsweise der Schaltung

Die Steuerung der Schaltung kann entweder mechanisch oder elektronisch erfolgen. Bei mechanischen Antrieben sind der Umwerfer und das Schaltwerk über ein Stahlseil mit dem Schalthebel verbunden. Wird der Hebel betätigt, zieht man damit am Schaltwerk oder am Werfer. Über ein Gelenk werden die Komponenten dadurch bewegt und legen die Fahrrad-Kette auf ein anderes Ritzel oder Kettenblatt - ein anderes Übersetzungsverhältnis ist die Folge. Beide Komponenten sind mit einer Rückstellfeder ausgestattet. Sofern kein Zug auf sie ausgeübt wird, gehen sie deshalb immer zurück in ihre Ausgangsstellung.

Bewegt man den Schalthebel nun in die entgegengesetzte Richtung, wird der Zug verringert, der Umwerfer oder das Schaltwerk bewegen sich aufgrund der Feder in die Richtung der Ausgangsposition. Dadurch bewegen sie die Kette auf das gewünschte Ritzel oder Kettenblatt.

Die Mechanische Schaltung

Die Erfindung der Seilzug-gesteuerten Schaltung war eine Revolution in der Fahrradtechnik. Und man muss sagen: Dieses Funktionsprinzip hat durch stetige Weiterentwicklung bis heute eine hohe Perfektion erreicht. Dennoch sind Bowdenzug-Systeme seit jeher anfällig gegen Verschmutzung und Verschleiß. Die Folge: Schwergängige und ungenaue Gangwechsel verbunden mit einem relativ hohen Wartungsaufwand.

Der Bowdenzug (benannt nach seinem Erfinder, Ernest Monnington Bowden) ist ein Stahlseil, das den Schaltimpuls vom Schalthebel mechanisch an das Schaltwerk oder den Umwerfer überträgt. Ein Bowdenzug besteht aus vielen dünnen, miteinander verdrillten Stahlseiladern. Als Widerlager des Zugs fungiert die Schaltzughülle, weshalb sie vom Schalthebel durchgängig zum Schaltwerk verlegt oder von paarweisen Zuganschlägen am Rahmen unterbrochen werden muss.

Bei einer mechanischen Schaltung überträgt der Schaltzug Deinen Impuls an das Schaltwerk oder den Umwerfer. Beachte: Schaltzüge verschleißen und müssen für eine optimale Performance ab und an ausgetauscht werden.

Die Elektronische Schaltung

Schwergängige Schaltungen waren gestern! Elektronische Schaltgruppen, die mit Hilfe von Drahtlos-Technik und hochpräzisen Stellmotoren blitzschnell die Übersetzung ändern, erobern rasant den Markt. An modernen Mountainbikes und Rennrädern drängen sich bis zu 13 Ritzel am Hinterrad. Der Platz zwischen Hinterbau und Speichen ist jedoch begrenzt. Deshalb sind die Abstände zwischen den einzelnen Ritzeln mit jeder Generation geringer geworden. Die Folge: Der Schaltkäfig muss heute pro Gangstufe extrem wenig Weg zurück legen. Und darüber hinaus präzise aufs Zehntel-Millimeter unter dem gewählten Ritzel stehen bleiben. Mit dieser Aufgabe sind Bowdenzüge, die einer gewissen Dehnung und Verschleiß unterliegen, zunehmend überfordert.

Bei elektronischen Schaltungen übernimmt diesen Job ein präziser Servomotor, der sich direkt im Schaltwerk beziehungsweise im Umwerfer befindet. Die Mini-Motoren erhalten ihre Schaltbefehle via Kabel oder besser noch via Funk vom Schalthebel am Lenker. Dadurch sind alle Gangwechsel stets identisch, präzise und schnell. Die Servos werden von kleinen Akkus mit Energie versorgt, die sich je nach Hersteller an unterschiedlichen Stellen des Bikes befinden.

Statt durch einen Bowdenzug wird der Schaltimpuls per Kabel oder Funk übertragen. Den Schaltvorgang selbst lösen elektrische Stellmotoren in Schaltwerk und Umwerfer aus, wodurch das Schalten präziser und schneller wird. Zudem kann sich der Umwerfer passend zur Position des Schaltwerks ausrichten. Eine Besonderheit der Technologie ist die benötigte Stromquelle, die entweder zentral (kabelgebundene Schaltungen) oder an jeder Komponente autark (Funkschaltungen) eingebunden ist. Meist bieten diese Schaltungen verschiedene Schaltmodi, variable Tastenbelegungen und Konnektivität mit Smartphone, Bike-Computer und E-Bike-Steuerung.

Bei E-Schaltungen sparst Du Dir das Verlegen und Warten der Bowdenzüge und profitierst von einer erstklassigen Schalt-Performance.

Funkschaltungen sind deutlich einfacher zu installieren und ergeben einen aufgeräumteren Look des Rads als Kabelschaltungen. Sie benötigen jedoch eine Stromversorgung per Akku oder Batterie in jedem einzelnen Bauteil.

Typen von Schalthebeln

Fahrrad Schalthebel kommen in verschiedenen Ausführungen, die sich je nach Fahrradtyp und persönlichen Vorlieben des Fahrers unterscheiden.

  • Rahmenschaltung: Diese Schalter sind direkt am Fahrradrahmen angebracht und werden oft bei Stadträdern oder Touring-Bikes verwendet.
  • Daumenschalter: Diese befinden sich am Lenker und werden mit dem Daumen bedient.
  • Drehgriffschalter: Auch 'Grip Shift' genannt, erlauben diese Schalthebel das Wechseln der Gänge durch Drehen eines Griffs am Lenker.
  • Trigger-Schalter: Hierbei handelt es sich um kleine Hebel, die mit dem Zeigefinger und Daumen bedient werden. Oft bei Mountainbikes zu finden.
  • Schaltbremshebel: Oft auch als STI-Hebel (Shimano Total Integration) bezeichnet, vereinen zwei Funktionen in einem Bauteil. Du kannst damit nicht nur schalten, sondern auch bremsen. Dieses System ermöglicht es dir, deine Hand während des Schaltens immer fest am Lenker zu lassen. Am Rennrad sind diese Dual-Control-Hebel inzwischen der Standard.

Spezifische Schalthebel-Arten

Rapidfire

Der Begriff "Rapidfire" kommt aus dem Englischen und bedeutet "Schnellfeuer". Shimano, der größte Fahrradkomponentenhersteller weltweit, wählte diese Modellbezeichnung, weil die „Schnellfeuerhebel“ rasche und einfache Gangwechsel ermöglichen. Beim linken Hebel wird durch das Drücken mit dem Daumen ein Gang höher geschaltet und beim Klicken mit dem Zeigefinger heruntergeschaltet. Auf der rechten Seite ist es umgekehrt, hier drückt man mit dem Daumen, um einen niedrigeren Gang zu wählen. Außer das Fahrrad ist mit einem seltenen Low-Normal-Schaltwerk ausgestattet, die auch als inverse und reverse Schaltwerke bezeichnet werden. Dann wird auf beiden Seiten durch das Klicken mit dem Zeigefinger ein leichterer Gang eingelegt.

Inzwischen vertreiben jedoch auch andere Hersteller Schalthebel mit einem ähnlichen Funktionsprinzip, zum Beispiel die Trigger-Schalthebel von SRAM.

Drehgriffschalter

Bei dieser Variante ist ein Teil des Fahrrad-Griffs beweglich. Indem man diesen dreht, wechselt man den Gang. Die Bedienung ist deshalb intuitiv und einfach zu erlernen. Allerdings muss die Position der Hand am Lenker geändert werden, um den Gang zu wechseln.

Dual Control Lever (DCL)

Hierbei handelt es sich kurz gesagt um einen Bremshebel, mit dem man auch schalten kann. An Rennrädern sind diese Dual-Control-Hebel inzwischen der Standard. Denn aufgrund der Sitzhaltung des Fahrers und dem gebogenen Lenkergriff handelt es sich derzeit um die beste und einfachste technische Lösung für Racing-Bikes. Shimano brachte auch für Mountainbikes DCL-Hebel auf den Markt, diese konnten sich jedoch nicht durchsetzen.

Schalt-Bremshebel

Diese Bauweise sollte nicht mit den DCL-Hebeln verwechselt werden. Sie vereint zwar ebenfalls den Schalt- und den Bremshebel zu einer Einheit, jedoch kann mit dem Bremsgriff nicht die Schaltung bedient werden. Sie wird genauso wie bei regulären Schalthebeln mit einem Druck und einem Klick bedient. Der Nutzer profitiert dadurch von einem aufgeräumten Cockpit und einer einfacheren Montage. Ist eines der Teile defekt, muss jedoch die komplette Einheit getauscht werden, wodurch höhere Kosten anfallen können.

Montage & Demontage

Damit man einen Schalthebel demontieren kann, muss man zunächst den Griff und den Bremshebel abbauen. Nun kann man die Klemmschraube am Hebel lockern und diesen einfach vom Lenker ziehen. Zum Wechseln von Drehgriffschaltern muss lediglich der Griff abgenommen werden, da sie vor dem Bremsgriff montiert werden. Zunehmend werden jedoch auch Komponenten angeboten, deren Schelle mit einem Gelenk ausgestattet ist und sich somit komplett öffnen lässt.

Shimano I-Spec und SRAM MatchMaker

Zudem haben die führenden Hersteller SRAM und Shimano Schellen entwickelt, an denen mehrere Komponenten befestigt werden können. Hierbei handelt es sich um zwei ähnliche Systeme zur Befestigung von Brems- und Schalthebeln. Sie ermöglichen es, bis zu drei Komponenten mit einer Schelle am Lenker zu befestigen, zum Beispiel eine Lockout-Remote, einen Schalt- und einen Bremshebel. Dadurch ergeben sich viele Vorteile. Zum einen lassen sich die Anbauteile an- und abbauen, ohne dass es notwendig ist, die Griffe vom Lenker zu nehmen. Zum anderen können die Winkel der Teile variiert und auf persönliche Vorlieben angepasst werden. Des Weiteren wirkt der Lenker sehr aufgeräumt und nicht überladen, da nur eine Schelle zu sehen ist.

Die richtige Bedienung der Schaltung

Wer auf einem Fahrrad sitzt, der muss treten und (mit einigen Ausnahmen) schalten, um von der Stelle zu kommen. Damit das effizient funktioniert, gibt es einige Tipps und Tricks. Richtig schalten beim Fahrrad: Die Gänge an Deinem Fahrrad erlauben Dir, in unterschiedlichen Situationen - bergauf, bei Gegenwind, mit hohen Geschwindigkeiten auf flachen Strecken - effizient in die Pedale zu treten. Wähle den Gang, der sich für eine bestimmte Situation am besten anfühlt; einen Gang, der dich mit einer konstanten Trittfrequenz pedalieren lässt.

An den meisten Fahrrädern gibt es zwei Schaltsysteme, einmal mit Umwerfer und Schaltwerk (extern) und einmal Fahrräder mit Nabenschaltung (intern). Wende die für Dein Schaltsystem korrekte Technik an. Unterschiedliche Schalthebel und Umwerfer/Schaltwerke funktionieren auch unterschiedlich. Mache dich mit Deinem Schaltsystem vertraut.

Schalten mit Umwerfer/Schaltwerk

Ein Umwerfer bzw. Schaltwerk bewegt die Kette von einem Gang zum nächsten. Die Gänge wechselst Du mithilfe eines Schalthebels, der die Bewegung des Umwerfers bzw. Schaltwerks steuert. An den meisten Fahrrädern befindet sich der Schalthebel für den Umwerfer links und der für das Schaltwerk rechts.

Ein Gangwechsel funktioniert nur, wenn sich Pedale und Kette vorwärts bewegen. Verringere beim Schalten die Kraft auf die Pedale. Die verringerte Kettenspannung unterstützt einen schnellen und sauberen Gangwechsel, was den Verschleiß von Kette, Umwerfer, Schaltwerk, Kettenblatt und Kassette mindert.

Verwende immer nur einen Schalthebel zur gleichen Zeit. Schalte nicht, wenn Du über Unebenheiten fährst, um ein Abspringen oder Verklemmen der Kette oder ein Überspringen von Gängen zu verhindern. Wenn sich die Kette verklemmt oder herunterfällt, könntest Du die Kontrolle über das Fahrrad verlieren und stürzen.

Fahre außerdem nicht mit einer diagonalen Kettenlinie. Eine diagonale Kettenlinie bedeutet, dass die Kette vorn auf dem größten Kettenblatt und hinten auf dem größten Ritzel läuft (oder vorn auf dem kleinsten Kettenblatt und hinten auf dem kleinsten Ritzel). In dieser Stellung verläuft die Kette in einer extremen Schrägstellung, was eine ineffiziente Funktionsweise und einen schnelleren Teileverschleiß nach sich zieht.

Der Gangwechsel bei modernen Schaltsystemen geschieht normalerweise in dem Moment, in dem der Schalthebel betätigt wird. Bei Fahrrädern mit STI-Schaltsystem von Shimano und drei Kettenblättern empfiehlt es sich, den Schalthebel nach dem Schaltvorgang kurzzeitig zu halten und erst dann loszulassen. Diese Vorgehensweise ist vor allem dann wichtig, wenn Du vom kleinsten auf das mittlere Kettenblatt hochschaltest.

Achtung: Durch eine inkorrekte Schalttechnik an einer Schaltung mit Umwerfer und Schaltwerk kann die Kette abspringen oder sich verklemmen, was zum Kontrollverlust über Dein Fahrrad und zum Sturz führen kann.

Verwende immer nur einen Schalthebel zur gleichen Zeit.

Schalten mit einer Nabenschaltung

Beim Schalten mit einer Nebenschaltung musst Du im Leerlauf fahren (d. h. nicht in die Pedale treten). Zu viel Zug auf der Kette verhindert die ordnungsgemäße Funktion der Schaltvorrichtung und kann diese beschädigen.

Bei den meisten Nabenschaltungen kann man die Gänge wechseln, wenn das Fahrrad stillsteht, beispielsweise an der Ampel, um für ein leichteres Anfahren einen niedrigeren Gang einzulegen. Wichtig ist hier, vorausschauend zu fahren, beispielsweise beim Fahren am Berg, um genügend Schwung zu haben. Bei E-Bikes empfiehlt es sich, etwas länger mit dem Treten zu warten.

Vorausschauendes Fahren ist auch für das Schalten nicht unerheblich.

Tabelle der Schalthebel-Typen

Schalthebel-Typ Beschreibung Vorteile Nachteile
Rahmenschaltung Am Rahmen montiert Einfach, robust Weniger komfortabel
Daumenschalter Mit dem Daumen bedient Leicht zugänglich Erfordert etwas Übung
Drehgriffschalter Durch Drehen des Griffs bedient Intuitiv Handposition muss geändert werden
Trigger-Schalter Mit Zeigefinger und Daumen bedient Schnelle Gangwechsel Kann etwas komplexer sein
Schalt-Bremshebel In Bremshebel integriert Komfortabel, aerodynamisch Komplexere Wartung

Wartung und Kompatibilität

Damit dein Schalthebel dauerhaft einwandfrei funktioniert, solltest du ihn regelmäßig warten und bei Bedarf einstellen oder austauschen. Eine häufige Frage bei der Auswahl oder dem Wechsel von Schalthebeln ist die Kompatibilität:

  • Ganganzahl: Shimano-Schalthebel sind meist auf eine bestimmte Anzahl von Gängen ausgelegt, zum Beispiel 7-fach, 8-fach oder 3-fach.
  • Schaltzugspannung: Unterschiedliche Schalthebel haben verschiedene Zugübersetzungen.

Das Schaltwerk einer Mountainbike-Schaltung

Schaltwerk und Schalthebel sind die entscheidenden Bauteile einer Kettenschaltung. Ein Schaltzug aus Stahlgeflecht (bei mechanischen Kettenschaltungen, z.B. von Shimano) oder ein Funksignal (wie bei den Sram AXS Elektro-Schaltungen) überträgt die Schaltimpulse vom Daumen auf den Antrieb. Wer die Funktionsweise der Mountainbike-Gangschaltung verinnerlicht hat, tut sich leichter mit der optimalen Einstellung. Wir erklären die wichtigsten Bauteile einer MTB-Schaltung und erklären die einzelnen Stellschrauben und Bestandteile von Schaltwerk und Schalthebel.

Das sogenannte Schaltwerk sitzt hinten am Bike und ist das essenzielle Bauteil einer Kettenschaltung, damit die Kette über die Ritzel der Kassette wandern kann.

  1. Befestigungsschraube: Mit der großen Inbus-Schraube ganz oben wird das Schaltwerk über das Schaltauge am Hinterbau des Bike-Rahmens befestigt. Das passende Drehmoment fürs Festziehen liegt bei 8 bis 10 Newtonmeter.
  2. Umschlingschraube: Der Abstand zwischen Schaltwerk und Kassette lässt sich mit der Umschlingschraube (im Bild verdeckt) regulieren. Sie sitzt an der Rückseite des Schaltwerks nahe der Schaltaugenbefestigung. Diese Schraube wird von Shimano und Sram auch B-Schraube genannt. Wichtig: Die Umschlingung muss man bei MTB-Fullys immer im SAG einstellen!
  3. Obere Anschlagsschraube: Bei Shimano-Schaltwerken ist die obere Anschlagsschraube mit einem H markiert (high gear), bei Sram-Schaltwerken ist es die innere Schraube. Sie begrenzt den Schwenkbereich des Schaltwerks nach außen. Mit ihr verhindert man, dass die Kette beim Schalten auf das kleinste Ritzel zwischen Rahmen und Ritzel fällt.
  4. Untere Anschlagsschraube: Unter der oberen sitzt die untere Anschlagsschraube. Bei Shimano-Schaltwerken ist sie mit einem L (low gear) markiert, bei Sram-Schaltwerken ist es die äußere Schraube. Sie begrenzt den Schwenkbereich des Schaltwerks nach innen. Damit verhindert sie, dass die Kette beim Schalten auf das größte Ritzel zwischen Speichen und Ritzel fällt. Die Einstellung von elektronischen Schaltwerken funktioniert ähnlich wie bei mechanischen MTB-Schaltwerken.
  5. Zugführung: Die Buchse dient dazu, den Schaltzug mit Hülle (Bowdenzug) in die richtige Position am Schaltwerk zu führen.
  6. Zugklemmung: Die Kombination aus einer Schraube und einem kleinen Klemmblättchen sichert den Zug am Schaltwerk. Die Schraube muss ausreichend festgezogen sein (4-7 Nm), damit der Schaltzug nicht durchrutscht.
  7. Schaltwerksfedern: Die Arme des Schaltwerks sind mit Federn verbunden, die dafür sorgen, dass die Kette auf kleinen Ritzeln genauso gespannt ist wie auf großen. Sie verhindern ein Schlagen der Kette an den Hinterbau.
  8. Schaltröllchen: Die beiden Schaltröllchen sind für die Führung der Kette im Schaltkäfig verantwortlich. Wegen der exponierten Position sammelt sich an ihnen häufig Schmutz. Deshalb sollte man sie regelmäßig reinigen. Sie sind austauschbar. Mit farbigen Schaltröllchen lassen sich optische Akzente setzen.
  9. Schaltkäfig: Um die Kette aufs nächste Ritzel zu hieven, ist eine Querbewegung des Schaltwerks nötig. Die unterstützt der Schaltkäfig mit den Schaltröllchen. Die Länge des Schaltkäfigs ist abhängig vom größten Ritzel der Kassette. MTB-Schaltungen mit zwölf Gängen hinten haben deshalb einen längeren Schaltkäfig als ältere Zweifach-Schaltsysteme mit Umwerfer.

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.

  1. Oberer Schalthebel: Er dient dazu, die Kette aufs nächstgrößere Ritzel zu befördern. Die Gänge lassen sich dann leichter treten. Im Inneren des Schalthebels befindet sich ein Zahnkranz­-Mechanismus, der durch Einrasten den Zug nach jedem Gangwechsel in der gewünschten Position hält. Zieht man den Hebel stark durch, können bis zu vier Gänge gleichzeitig geschaltet werden. Bei den Schaltvorgängen sollte man Druck von der Kette nehmen, also nicht mit maximaler Kraft treten und gleichzeitig schalten. Der obere Schalthebel darf sich nach dem Schalten aufs größte Ritzel nicht weiter durchdrücken lassen.
  2. Unterer Schalthebel: Ein Druck auf den unteren Schalthebel befördert die Kette aufs nächstkleinere Ritzel, die Gänge werden also schwerer. Genau wie beim Hochschalten sollte man auch beim Runterschalten nicht mit voller Kraft in die Pedale treten.
  3. Zugspannungsschraube: Mit der Einstellschraube für die Zugspannung lässt sich das Kletterverhalten der Kette an den Ritzeln der Kassette feinjustieren. Um die Spannung zu erhöhen, dreht man das Einstellrad heraus (gegen den Uhrzeigersinn bzw. links herum). Um die Zugspannung zu reduzieren, dreht man es rein (im Uhrzeigersinn bzw. rechts herum). Neue Schaltzüge längen sich in der Regel nach einer Weile. Deshalb muss die Zugspannung nachjustiert (meist erhöht) werden.

Mit dem Grundwissen sind Sie bestens gerüstet, um die Schaltung an ihrem Mountainbike selbst einzustellen oder bei mäßiger Funktion auf Fehlersuche zu gehen.

Verwandte Beiträge:

Kommentar schreiben

Kommentare: 0