Shimano 21-Gang-Kettenschaltung: Eine umfassende Erklärung

Die Kettenschaltung ist die am weitesten verbreitete Schaltungsvariante bei Fahrrädern. Man erkennt sie am nach unten hängenden Schaltwerk und dem Ritzelpaket am Hinterrad. Aber auch spezielle Schaltsysteme von Herstellern wie Shimano oder Sram spielen eine gewisse Rolle bei der Performance. Doch wie funktioniert eine 21-Gang-Schaltung von Shimano genau, und wie wartet man sie richtig?

Grundlagen der Kettenschaltung

Zunächst einmal: Was für eine Schaltung hat mein Bike? Man unterscheidet zwei Schaltungsvarianten: Kettenschaltungen und Nabenschaltungen. Nabenschaltungen besitzen hingegen ein Getriebe im Inneren der Nabe, und die Kette läuft hinten über ein einzelnes Ritzel. Selten gibt es Fahrräder ganz ohne Gangschaltung oder solche, bei denen ein Getriebe vorne im Tretlager sitzt. Letztere beiden Typen sind in Bezug auf die Kette ähnlich einzustufen und zu behandeln wie Bikes mit Nabenschaltungen.

Bestandteile einer Kettenschaltung

Die Bauteile einer Kettenschaltung sind aber immer die Gleichen: 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. Wie die Bauteile genau miteinander arbeiten und welche die wichtigsten Begriffe sind, die Du kennen solltest, erklären wir Dir hier in unserem Glossar.

  • Kettenblatt: Die Zahnräder vorne an der Kurbel.
  • Kassette: Das Ritzelpaket am Hinterrad.
  • Kette: Verbindet Kettenblatt und Kassette.
  • Schaltwerk: Befördert die Kette auf die verschiedenen Ritzel der Kassette.
  • Umwerfer: Drückt die Kette auf das gewünschte Kettenblatt.
  • Schalthebel: Überträgt den Schaltimpuls an Schaltwerk und Umwerfer.

Funktionsweise einer 21-Gang-Schaltung

Bei einer 21-Gang-Schaltung sind vorne an der Kurbel drei Kettenblätter und hinten sieben Ritzel angebracht. Das bedeutet, dass es theoretisch 21 Gänge gibt, jedoch sind einige Kombinationen aufgrund des Schräglaufs der Kette nicht optimal.

Vorne an der Kurbel eines Fahrrads mit Kettenschaltung sind die Zahnräder (Kettenblätter) von klein nach groß geordnet. Bist du vorne und hinten im ersten, dem leichtesten, Gang, läuft die Kette über das klein(st)e Kettenblatt und das größte Ritzel in einer geraden Linie, da sie sich jeweils ganz links befindet. Wählst du vorne den kleinsten, hinten aber den größten Gang, läuft die Kette sehr schräg. Um ihre Lebensdauer zu erhöhen, solltest du einen solchen Schräglauf vermeiden: Er belastet den Antriebsstrang, da die Kette schleift und sich seitlich verformt.

Die Schaltung funktioniert durch das seitliche Drücken der kette durch Schaltwerk und Umwerfer auf das benachbarte Zahnrad. Doch Vorsicht: Bei voller Tretkraft kann die Kette abspringen oder reißen, da der Druck auf die Kette zu hoch ist. Auf das Schalten am Berg solltest du, soweit möglich, verzichten.

Optimale Nutzung der Gänge

Die 21 Gänge sind ein eher theoretischer Wert, es gibt eben 21 theoretische Möglichkeiten, zwei Zahnräder zu kombinieren. Aber man sollte, wenn man vorne ein Zahnrad mit einer kleinen Nummer hat, auch hinten nur die kleinen Nummern nutzen. Und bei vorne auch hinten nur groß. Ansonsten läuft die Kette von vorne nach hinten sehr schräg, was zu hoher Reibung und hohem Verschleiß bei den einseitig belasteten Zahnrädern führt, und es dem Kettenspanner schwer macht, die Kettenlänge ordentlich auszugleichen.

In der Praxis würde ich beim Zahnrad 1 vorne allerhöchstens bis 4 hinten nutzen und dann auf 2 hochschalten, dabei gleichzeitig hinten einen Gang zurück. Bei 5 hinten ginge ich dann vorne auf 3, je nachdem, wenn's nicht gerade gut läuft, bergab geht, auch wieder hinten ein Gang zurück. Beim Zurückschalten umgekehrt.

Du machst quasi mit dem linken Schalthebel die Grobeinstellung in drei Stufen: ob du gerade steil bergauf fährst, ob es nur ein Bisschen bergauf bzw. eher geradeaus geht oder ob du Tempo machen willst. Mit dem rechten Schalthebel machst du dann die Feineinstellung.

Die ungenutzten Zahnradkombinationen entsprechen in ihrer Übersetzung auch vielfach dem, was man durch Verwendung der "richtigen" Kombination genauso erreicht.

Klackert oder schleift die Kette, schnarrt oder brummt der Riemen, können dies Hinweise darauf sein, dass die gewählte Gangkombination nicht sinnvoll ist. Sind die Gangnummern bei der Kettenschaltung weit voneinander entfernt, solltest du den Gang so wechseln, dass sie sich annähern.

Schaltverhalten und Fahrweise

Für mehr Schwung solltest du beim Ausrollen vor einer roten Ampel und vor einem Berg in einen niedrigeren Gang schalten. Sonst kann es passieren, dass du beim Start an einer roten Ampel nicht in die Gänge kommst oder am Berg unverhofft stehen bleibst.

Gerade Freizeitradler fühlen sich in Kurven mit einer niedrigeren Geschwindigkeit sicherer. Ein niedriger Gang ist mit einem höheren Drehmoment verbunden.

Wartung und Pflege

Ein regelmäßiger Tausch der Kette ist vor allem bei Kettenschaltungen wichtig, weil diese die Kette sehr stark strapazieren. Zum Beispiel wird sie bei Schaltvorgängen seitlich verwunden, weil sie von Ritzel zu Ritzel klettern muss. Und das sogar, während sie unter hoher Last steht. Außerdem läuft die Kette, je nach genutztem Ritzel, nur selten in gerader Linie nach vorne zum Kettenblatt. Bei modernen Kettenschaltungen mit vielen Gangstufen ist die Kette außerdem sehr schmal, damit sie in die Zwischenräume der Ritzel passt. Hinzu kommen Verschmutzung und Wettereinflüsse, besonders bei Mountainbikes. All dies fördert den Verschleiß in hohem Maß.

Wer die Kette rechtzeitig wechselt, kann unterm Strich Geld sparen. Denn durch diese Maßnahme wird die Lebensdauer der restlichen Antriebskomponenten deutlich verlängert. Entscheidend ist es, eine zu extreme Längung der Kette zu vermeiden. Dazu legt man in regelmäßigen Zeitintervallen eine spezielle Messlehre in die Kettenlaschen, die den Status zuverlässig anzeigt. Sobald der kritische Punkt erreicht ist, wechselt man die Kette aus.

Beachte die Gebrauchsanweisung für deine jeweilige Kettenleere. Indiziert die Kettenleere ein starkes Verschleißbild, genügt es nicht mehr, nur die Kette zu erneuern. Eine neue Kette würde in diesem Fall nicht mehr in die Zähne von Ritzel und Kettenblatt passen, da diese bereits zu stark aufgeweitet wurden. Sprich, der komplette Antrieb muss renoviert werden.

Die richtige Kette

Für die Wahl der richtigen Kette ist die Anzahl der Ritzel am Hinterrad der entscheidende Faktor. Unabhängig davon, wie viele Kettenblätter vorne an der Kurbel rotieren. Grund: Je mehr Ritzel dort sitzen, desto enger müssen sie zusammenrücken. Denn der Platz zwischen Nabenflansch und Rahmen (Hinterbau) ist begrenzt. Mit zunehmender Anzahl der Ritzel muss die Kette also schmaler gefertigt sein, damit ihre Laschen reibungslos durch die Zwischenräume laufen. Moderne Fahrräder (Mountainbikes, Rennräder/Gravelbikes, City-/Trekkingbikes) besitzen in der Regel Kassetten mit 10, 11 oder 12 Ritzeln. E-Bikes aller Typen eingeschlossen. 13 Ritzel sind technisch machbar, aber bislang nicht auf breiter Front eingeführt. Kassetten mit 10 Ritzeln findet man hingegen noch recht häufig an preiswerten oder älteren Bikes.

Unsere Empfehlung: Wenn dein Bike eine Schaltung eines dieser beiden Hersteller besitzt, solltest du beim Tausch auch eine Kette des entsprechenden Brands wählen. Dann harmoniert der Antrieb perfekt. Wir empfehlen, eine (neue) Kette grundsätzlich mit einem Kettenschloss zu verschließen. Das ist eine saubere, stabile und einfache Methode, im Gegensatz zum Vernieten. Auch bei einer Panne unterwegs ist ein Kettenschloss die perfekte Lösung. Nicht jeder Kette liegt jedoch ein Schloss bei! Deshalb beim Kauf einer Kette auch an ein Schloss denken. Und ein zweites gehört stets ins Notfall-Set!

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