Shimano Nexus: Übersetzung berechnen und verstehen

Die Berechnung der Übersetzung bei einer Nabenschaltung unterscheidet sich von der einer Kettenschaltung. Offenbar gilt die einfache Formel (Übersetzung = Anzahl Zähne Kettenblatt / Anzahl Zähne Ritzel) nur für eine Kettenschaltung, denn die Nabenschaltung hat ja nur ein Ritzel, aber mehrere Gänge mit unterschiedlichen Übersetzungen.

Wie aber errechnet sich die Übersetzung einer Nabenschaltung? Kann man die überhaupt überprüfen bzw. berechnen oder nur anhand von 'Versuchen' rausfinden? Falls ja, wie würde man einen Versuch nachstellen? Man findet es heraus, indem man seine Nabe googelt. Ist einfach. Berechnen kann man es auch. Dazu braucht man nur die Zähnezahlen des Hohlrads, der Planeten und des Sonnenrads bzw. der Sonnenräder.

Erste Anlaufstelle für Informationen ist der Fahrradhersteller. Alternativ kann man die Kurbel drehen und feststellen, wie viele Kurbelumdrehungen für eine komplette Radumdrehung erforderlich sind. Dazu die Übersetzung von Kettenblatt zu rituellen, dann kannst du die innere Übersetzung ermitteln.

Aktuell wird oft nur noch von Entfaltung gesprochen, die auch den Reifen am Fahrrad mit einbezieht. Denn die Übersetzung allein bringt dir nicht viel. So kann je nach Reifengröße zwei Fahrräder die gleiche Übersetzung aber dann doch etwas unterschiedliche Entfaltungen haben. In deinem Beispiel kann es noch extremer sein, denn dann haben vielleicht beide Bikes sogar die gleiche Nabenschaltung aber dann doch unterschiedliche Ritzel...

Entfaltung als wichtiger Faktor

Die Entfaltung beschreibt die Strecke, die Ihr Fahrrad bei einer Kurbelumdrehung zurücklegt. Die Maßeinheit für die Entfaltung ist Meter. Für die Berechnung der Entfaltung benötigen Sie den Radumfang Ihres Bikes sowie den Übersetzungswert. Die Berechnung ergibt sich wie folgt:

Entfaltung (in m) = Radumfang (in m) x Übersetzung

Die Übersetzung ist = Zähneanzahl Kettenblatt : Zähneanzahl Ritzel

Je kleiner der Entfaltungswert ist, desto leichter lassen sich die Pedalen treten. Je größer dieser Wert ist, desto schwerer können Sie treten, erreichen aber höhere Geschwindigkeiten.

Die Entfaltung verändert sich, wenn Sie Ihre Gangschaltung betätigen. Die kleinen Gänge haben einen niedrigen Entfaltungswert, die höheren Gänge verursachen eine größere Entfaltung. Die Abstände zwischen den einzelnen Gängen unterscheiden sich je nach Hersteller der verschiedenen Schaltsysteme. Aber auch innerhalb einer Schaltung muss der Entfaltungswert von Gang zu Gang nicht derselbe sein.

So kann der Abstand zum Beispiel zwischen dem dritten und vierten Gang 42 cm betragen, zwischen dem vierten und fünften Gang aber 54 cm. In bergigen Regionen sollten Sie deshalb auf einen besonders leichten ersten Gang achten um bequem anfahren zu können, je sportlicher und schneller Sie unterwegs sein möchten, zum Beispiel im Flachland, desto höher sollte die Entfaltung beim letzten Gang ausfallen.

Nabenschaltungen im Vergleich

Die heute führenden Hersteller für Nabenschaltungen bei Fahrrädern sind SHIMANO, SRAM, NUVINCI, STURMEY-ARCHER und ROHLOFF. Schaltungen von SHIMANO bewegen sich für gewöhnlich im mittleren Preissegment und sind mit 3, 7, 8 oder 11 Gängen erhältlich, wobei die drei Letztgenannten die Gängigsten sind. Die 7-Gang hat einen Übersetzungsbereich von 244%, die 8-Gang liegt bei 307% und die 11-Gang weist einen Wert von 409% auf.

Die 7-Gang-Schaltung von SRAM liegt im Vergleich bei 305%, ist also der 8-Gang von SHIMANO näher als der 7-Gang-Schaltung. Die 9-Gang-Schaltung von SRAM weist bereits einen Übersetzungsumfang von 340% auf.

Die Schaltung von NUVINCI ist im Vergleich zu den anderen etwas Besonderes, denn sie erfolgt stufenlos. Dies wird durch große, in der Nabe befindliche Kugeln, anstatt durch Zahnräder erreicht, die für die Kraftübertragung sorgen. Der Übersetzungsbereich dieser Nabe liegt bei 360%.

Diese Werte sind eigentlich nur interessant, wenn man sein Rad z.B. mit doppelten Kettenblättern oder einer Speed-Drive-Tretlagerschaltung ausstatten möchte.

Nicht vergessen: Am Brompton können nur Ritzel mit 13 bis 15 Zähnen montiert werden. Der Radumfang beträgt ca. Die angegebenen Schrittweiten sind Durchschnittswerte.

Mountain-Drive: Für den Berg-Modus die berechneten Entfaltungen mit 0,4 multiplizieren. Lieferbare Kettenblätter: 27er, 34er bis 52er in Zweierschritten, 53er und 54er. Größere Kettenblätter passen nicht ans Brompton.

Speed-Drive: Für den Schnell-Modus die berechneten Entfaltungen mit 1,65 multiplizieren. Lieferbare Kettenblätter: 27er, 34er bis 52er in Zweierschritten, 53er und 54er. Größere Kettenblätter passen nicht ans Brompton.

Highspeed-Drive: Für den Schnell-Modus die berechneten Entfaltungen mit 2,5 multiplizieren.

Shimano Nexus Inter 5E für E-Bikes

Die NEXUS INTER-5E Getriebenabe (Modell SG-C7050-5) ist speziell auf die Bedürfnisse von E-Bikern abgestimmt. Die mit fünf Gängen entwickelte E-Bike-Nabe kann mit Motor-Drehmomenten bis zu 85 Nm eingesetzt werden und hält hohe Drehmomente von Antrieb und Muskelkraft aus.

Die NEXUS INTER-5E Getriebenabe (Modell SG-C7050-5) zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass sie mit den Motor-Drehmomenten bis zu 60 Nm eingesetzt werden kann und die hohen Drehmomente von Antrieb und Muskelkraft aushält. Damit sollen beim Schaltvorgang deutlich größere Lasten toleriert werden können, sodass diese Nabe als spezifische E-Bike-Nabe spürbare Vorteile bringen soll. So die Theorie laut SHIMANO.

Da die leichten Gänge wegen des höheren Drehmoments weniger genutzt werden, beschränken sich die fünf Gänge der Inter-5E auf den vortriebsrelevanten Bereich der mittleren und höheren Gänge. Der fünfte Gang ist dabei besonders lang übersetzt, für entspanntes Pedalieren bei höheren Geschwindigkeiten.

Vor- und Nachteile von Nabenschaltungen

Ich war schon immer ein Fan von Nabenschaltungen. Nun ja, auch bei Nabenschaltungen ist nicht alles Gold, was glänzt. Die eben beschriebenen Vorteile werden mit geringerer Abstufung, geringerem Übersetzungsbereich und geringerer Effizienz im Sinne eines höheren Widerstands erkauft.

Wer es genau wissen will: Eine gute gepflegte oder neue hochwertige Kettenschaltung brilliert mit einem Wirkungsgrad von ca. Die Nachteile von Nabenschaltungen spielen bei Pedelecs keine Rolle. Da schiebt der Motor fleißig an und egal, ob in der Ebene oder bergauf, man wählt die passende Unterstützungsstufe und pedaliert dahin - aus Freude am Fahren.

Details zu Shimano Acht-Gang-Nabenschaltungen (Nexus/Alfine)

Dieser Artikel bezieht sich ausschließlich auf Shimano Acht-Gang-Nabenschaltungen. Es gibt einen allgemeineren Artikel auf dieser Seite, der sich generell über Technische Informationen zu Nexus und Alfine Drei-, Vier-, Sieben-, Acht- und Elf-Gang-Naben auslässt. Es ist sicherlich sinnvoll, sich auch mit diesen Artikeln begleitend zu diesem zu beschäftigen.

Hinter Nexus verbirgt sich eine ganze Familie an Bauteilen, von denen die Nexus Inter 8 Acht-Gang-Nabenschaltung eine ist. Die Gesamtebandbreite der Shimano Acht-Gang-Naben ist 307%. Die Nexus und Alfine Acht-Gang-Naben sind robuster als zumindest die älteren Siebenagang-Modelle.

Ein gelegentliches Klappern bei einer Shimano Acht-Gang-Nabe ist normal. Es handelt sich dabei um das rotierenden Sonnenrad, das in die Achsensperrklinken einklinkt. Sogar wenn man sehr vorsichtig pedaliert hört man das Geräusch bzw. kann das spüren, es ist nur weniger laut. Je härter man während des Schaltvorgangs oder kurz danach pedaliert, desto lauter wird das Geräusch.

Das Geräusch verändert sich mit zunehmendem Alter der Nabe. Komplettes Reinigen und Schmieren stellt normalerweise die Funktion wie im Neuzustand wieder her. Dennoch kann man über einen längeren Gebrauch der Nabe eine leichte Änderung des Geräuschs erwarten.

Manchmal kann die Schaltfeder auf der Achse schwach werden oder die Buchse, die die Sperrklinken anhebt, kann verklemmen, wenn sie verschleißt. Man sollte darauf acht geben, dass man die Kraft auf die Pedale etwas reduziert, wenn man schaltet. Wenn man Kraft auf eine nur teilweise eingeklinkte Sperrklinke gibt, kann diese beschädigt werden. Stoßlasten können auch andere Teile des Achsaufbaus beschädigen.

Die Nexus Acht-Gang-Naben haben normalerweise ab Werk einen Mutternabstand von 132 bis 135 mm. Siehe auch Shimanos Mutternabstanstabelle für Nexus Naben. Man kann diesen Abstand beim Nexus Rollerbrake/Freilauf-Modell auf 126mm reduzieren, indem man die Rollerbrake weglässt und dünnere Kontermuttern einsetzt. Dazu findet man mehr im Artikel Das 1x1 der Shimano Rollerbrake.

Der innenliegen Mechanismus dieser Naben ist komplex. Der übliche Reparaturweg ist es, das Innenleben in seiner Gesamtheit zu tauschen. Shimano deutet an, dass es wenig Austauschbarkeiten zwischen Modellen mit verschiedenen Nabenkörpern gibt. Das kann man in diesem alten Supportdokument aus dem Jahr 2013 mehr erfahren.

Solange die Nabe der gleichen Serie entstammt, kann man das Innenleben einer alten Nabe durch ein Neues ersetzen (mit oder ohne Rücktrittbremse, gleiche Zahl von Rollengesperren. Dabei sollte man auf einige Unterschiede achten, die den Aufbau der Nabe anders gestalten können. Shimano erklärt in diesem Dokument die innenliegenden Unterschiede.

Shimano verkauft Achsaufbauten nur als Einheiten und liefert keine Neuaufbauanleitungen. Man kann sie jedoch aus Versehen oder als Teilespender auseinanderbauen.

Die rechtsliegende Lagerabdeckung der Nabe ist empfindlich gegenüber Verschmutzungen durch Wasser. Die werksseitige Schmierung ist nicht ausreichend. Daher ist Nachschmieren ratsam - auch bei einer neuen Nabe. Die rechtsliegende Lagerabdeckung wird als Ersatzteil in einigen Ersatzteillisten aufgeführt. Die alte musste man aus der Nabe extrahieren und eine neue wird eingepresst. Schmiere niemals den Schaltarm.

Die einfacheren Modelle haben eine Rastung und Sperrklinken auf der linken Seite des internen Mechanismus sowie eine Rollengesperre in der Mitte. Die hochwertigen Modelle haben zwei oder drei Rollengesperre statt nur einem. Das ist nur einen geringe Effizienzverbesserung. Das ist allerdings leiser als der Sperrklinkenmechanismus und der Mechanismus greift schneller nach dem freilaufen lassen oder nach einem Gangwechsel. Ein rotes Band auf dem Gehäuse identifiziert eine Nexus Nabe mit Nadellagern mit höherer Effizienz.

Die niedrigere Effizienz im vierten Gang im Vergleich zum fünften Gang ist merklich bei eine Nexus Acht-Gang-Nabe mit einfach gelagerten Getrieben.

Die SG-8R20, SG-8R22 und SG-8R31 haben jeweils einfache Lager. Die SG-8R25, SG-8R27 und SG-8R45 haben jeweils Nadellager.

Wie andere Modelle mit Rollengesperre an der linken Seite haben auch die Modelle SG-8R30, SG-8R31, SG-8R35 und SG-C6000 einfache Lager. Die Modelle the SG-8R36, SG-8R55, SG-8R56, SG-C6010 und SG-C6060 haben Nadellager.

Eine Schleppfeder bringt weitere Aspekte und wird sogar bei manchen Modellen ohne Rücktrittbremse benutzt, um das Eingreifen des Rollengesperres zu verbessern.

Die Alfine SG-S500 basierenden Modelle (Naben und Laufradsätze) haben jeweils eine "A" und eine "B" Version. Die "A" Versionen haben Innenleben mit zwei Rollengesperren. Das heißt, sie haben Sperrklinken auf der rechten Seite und das Hauptrollengesperre (Mitte des Nabenkörpers) wird durch eine Schleppfeder vorgespannt, die in den Nabenkörper eingesetzt wird (Diesen Aufbau findet man auch bei den meisten Rücktrittbremsenversionen und bei Nexus Naben mit Sperrklinken wie zum Beispiel SG-8R25 und SG-8R27).

Ein Unterschied der SG-5500-A Naben (und mancher Nexus Modelle) ist der Umstand, dass die Rollenhalteringe mit Zinnen bewehrt sind - die Spitzen nach links herausragen und die Schleppfeder mitnehmen. Dahingegen haben die Nexus SG-8R25 und SG-8R27 (Rollerbrake/auch bremsenlos, später mit Rücktrittbremse und auch Alfine) Naben keine Zinnenbewehrung auf ihren Rollenhalteringen. Stattdessen haben sie einen Vorsprung an der Trägereinheit.

Während die Achsaufbauten zum größten Teil identisch sind, ist ein Abschnitt der linken Seite der Alfineachse (s. Bild rechts) wie auch bei einigen anderen, deutlich dicker, um den Biegekräften durch die optionale Scheibenbremse zu widerstehen. Der linksseite Lagerkonus der Alfine wird auf den dickeren Teil der Achse geschraubt. Die Alfine benötigt einen größeren Mutternabstand als die Nexus Nabe ohne Rollerbrake.

Es gibt eine größere Zahl an Teilenummern für linksseitige Lagerkonen.

Die Rollerbrake- und Rücktrittbremsen sind wasserdicht, schleifen jedoch leicht, wenn sie nicht aktiviert werden. Wenn also Effizienz eine Rolle spielt, sollte man sie vermeiden. Sie überhitzen leicht, wenn man sie auf langen Bergabfahrten benutzt.

Bei allen Nexus und Alfine Acht-Gang-Naben außer der S7000-Serie (Alfine) gilt, dass im kleinsten Gang der Schaltzug locker ist.

Sehr leicht können sich Einzelteile (Sperrklinken oder Lagerkugeln) lösen, während man die Naben zusammensetzt. Beispielsweise fallen gerne die Lagerkugel(n) aus dem Ring während man Zusammenbaut oder eine Wartung durchführt (sobald die Lagervorspannung gelöst wird). Daraus resultiert sehr oft eine Zerstörung der Nabeninnenteile - insbesondere bei den einfachen oder doppelten Rollengesperren mit dem Sperrklinkenantrieb auf der rechten Seite, weil die Kugeln zwischen die Sperrklinken geraten und sie abbrechen.

Daher gebe ich den Ratschlag an alle, die an diesen Naben arbeiten, die Innereien nur mit demontiertem Ritzel und Staubkappe durchzuführen. Dabei sollte man immer darauf Acht geben, dass alle Lagerkugeln am Platz sind und dass die Koneneinstellung erledigt sind, bevor man die Staubkappen einsetzt.

Ähnliches gilt, falls die Nabe den Sperrklinkenantrieb auf der linken Seite hat (für die Gänge eins bis fünf). Die Innereien sollten rückwärts rotiert werden, wenn man sie einsetzt. Anderenfalls könnten Sperrklinken herausfallen.

Ich habe bereits eine Nabe gesehen, bei sich ein Rollengesperre losgerissen hat (wahrscheinlich schon ab Werk falsch zusammengebaut, weil das während der Wartung eher nicht passiert) und der Nabenkörper zu kleinen Stücken zerschlagen hat.

Shimano hat Informationen zu den meisten (aber nicht allen) Acht-Gang-Modellen. Diese Naben wurden einigen kleineren Designänderungen unterzogen, die in neue Modellnummern und Teileinkompatibilitäten mündeten. Nabenteilenummern beginnen mit SG aber es gibt auch andere Teile, die gelistet sind. Dazu gehören auch Bremsen und Schalthebel.

Idealerweise hat der Rahmen eine Einbauweite zwischen 127 und 135 mm, damit die Nexusnabe passt. Ältere Fahrräder sind üblicherweise enger als dieses Maß. Bei Stahlrahmen [Cromoly) ist es normalerweise möglich, das hintere Rahmendreieck aufzuweiten. Jeder gute Fahrradmechaniker kann das machen oder man kann sich auch selbst daran trauen und den Rahmen aufweiten.

Wie früher schon erwähnt, wenn man die Rollerbrake weglässt, kann man auch auf eine Einbauweite von 126mm heruntergehen. Das hat Sheldon Brown bei seinem Nexus-Fahrrad so gemacht. Die Rollerbrake ist ein separates Modul, das beim kauf der Nabe nicht einmal montiert ist. Das Bremsenmodul wäre am Flansch beim Einspeichen der Nabe im Weg.

Shimano Techniktipps, Aufbau und Funktion, Fehlerbehebungsanleitungen, usw.

Übersicht verschiedener Shimano Nexus Naben

Die folgende Tabelle listet verschiedene Shimano Nexus Naben auf und beschreibt ihre Unterschiede.

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