Funktionsweise elektronischer Rennrad-Schalthebel

Schwergängige Schaltungen waren gestern! Elektronische Schaltgruppen, die mit Hilfe von Drahtlos-Technik und hochpräzisen Stellmotoren blitzschnell die Übersetzung ändern, erobern rasant den Markt.

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. Aber die Tage der Seilzüge sind gezählt!

Servomotor statt Bowdenzug

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.

Die Sram Transmission ist derzeit das Nonplusultra unter den elektronischen Schaltungen.

Shimano Di2

Der Komponenten-Marktführer stellte seine erste elektronische Schaltgruppe fürs Rennrad im Jahr 2010 vor: Die Dura Ace Di2. Die Ultegra Di2 Gruppe folgte einige Jahre später. Bis zur Generation 2022 wurden die Schaltbefehle bei beiden Gruppen via im Rahmen verlegter Kabel übertragen. Mit Präsentation der elektronischen 105 Di2 Gruppe im Jahr 2022 hielt bei Shimano die Drahtlos-Technik Einzug. Während die preiswerte „Volksgruppe“ 105 Di2 ausschließlich per Funk schaltet, hat man bei den aktuellen Gruppen Ultegra Di2 und Dura Ace Di2 die Wahl zwischen Kabel und Wireless-Technik.

Vor einigen Jahren wurde die Di2-Technik auch für Mountainbikes vorgestellt. Und relativ neu auch im Lifestyle-Bereich. Aktuell gibt es eine Shimano XT Di2 MTB-Gruppe und die zuletzt präsentierten CUES Di2 Komponenten für Trekking- und Citybikes. Im Gegensatz zu den elektronischen Rennrad-Schaltungen sind diese Di2 Gruppen jedoch ausschließlich an E-Bikes zu finden. Und auch nur, wenn die E-Bikes ab Werk mit den Di2-Komponenten ausgestattet sind. Weitere Besonderheiten: Bei den Schaltungen stehen die beiden neuen Modi Auto-Shift und Free-Shift zur Wahl. Auto-Shift kann die Schaltvorgänge vollautomatisch übernehmen. Mit Free-Shift lassen sich die Gänge im Leerlauf wechseln, also ohne zu treten.

Bedienung und Energieversorgung

Am Rennrad kommen die optisch bekannten Schalt-/Bremshebel zum Einsatz. Anders als bei den mechanischen Schaltungen ist der Bremshebel aber nicht schwenkbar. Dafür liegen hinter dem Bremshebel zwei leichtgängige Taster, mit denen die Schaltvorgänge ausgelöst werden. Optional erhältlich sind Satelliten-Schalter, die am Oberlenker, den Lenkerenden oder vorne an Zeitfahrlenkern montiert werden können. Bei den Di2 Mountainbike Gruppen sitzt der (Doppel-)Taster an der üblichen Position unter dem rechten Lenkergriff und wird mit dem Daumen bedient.

Der zum Schalten benötigte Strom kommt von einem zentralen Akku, der meist im unteren Teil des Rahmens oder in der Sattelstütze sitzt. Die zentrale Ladebuchse befindet sich am Schaltwerk. Die Schalt-Bremshebel sind mit Knopfzellen-Batterien ausgestattet. Bei einer Reichweite von rund 2000 Kilometern und entsprechend vielen Gangwechseln, muss man kaum Angst haben, dass die Energie unerwartet ausgeht. Und das Aufladen ist in anderthalb Stunden erledigt.

Individualisierung

Mithilfe von Bluetooth und der Verbindung zum Smartphone (E-Tube App) lassen sich die Schaltgruppen in vielen Funktionen individualisieren. Beispiel Rennrad: Der Syncro-Shift Modus ermöglicht, dass die Schaltung lediglich mit dem rechten Schalthebel fürs Schaltwerk bedient werden kann. Das heißt, bei entsprechender Übersetzung führt der Umwerfer die nötigen Wechsel am Doppelkettenblatt automatisch durch. Des weiteren wird die Feinjustierung von Schaltwerk und Umwerfer via App erledigt.

Sram AXS

Der US-amerikanische Komponentenhersteller SRAM hat ganze 10 E-Gruppen für Rennräder und Mountainbikes im Programm. Zu erkennen sind die Komponenten am Namenszusatz AXS. Neuester Zuwachs sind die vier Transmission Gruppen, die grundsätzlich mit Strom schalten. Transmission ist die Bezeichnung der neu entwickelten Schaltwerke, die direkt am hinteren Ausfallende mit Hilfe der Steckachse montiert werden. Die Übertragung der Schaltbefehle erfolgt bei SRAM stets kabellos. Die Montage einer SRAM Wireless-Schaltgruppe ist deshalb so einfach wie nie, denn es gibt auch keine Kabel, die zu einem separaten Akku führen. Denn dieser sitzt direkt am Schaltwerk, beziehungsweise am Umwerfer.

Bedienung

Auch bei der Bedienung und der Schaltlogik geht Sram seinen eigenen Weg. Beispiel Rennrad-Gruppen: An jedem Brems-/Schalthebel gibt es einen Schalthebel, die in Kombination wie die Lenkrad-Schaltwippen an einem Sportwagen funktionieren. Drücken links schaltet am Schaltwerk in einen leichteren Gang (Kette steigt). Drücken am rechten Hebel schaltet hinten in einen schwereren Gang (Kette fällt). Drückt man beide Taster gleichzeitig, schaltet der Umwerfer aufs große beziehungsweise aufs kleine Kettenblatt, je nachdem, wo die Kette gerade aufliegt. Wie bei Shimano lassen sich optional erhältliche Zusatzschalter an Ober- oder Unterlenker montieren. Es handelt sich dabei um einfache Schaltknöpfe, so genannt Blibs.

Bei den Mountainbike-Gruppen sitzt ein kompakter Daumen-Schalter unterhalb des rechten Lenker-Griffs, so wie man es von herkömmlichen Daumen-Schalthebeln her kennt. Je nach Baureihe/Gruppe funktionieren sie wie kleine Wippschalter (AXS) oder über zwei separate Tasten zum hoch- und runterschalten (Transmission). Da es bei Sram MTB E-Gruppen ausschließlich mit 1-fach Kettenblatt gibt, fallen Umwerfer und linke Schalthebel weg.

Individualisierung

Wie bei modernen Systemen üblich lassen sich die elektronischen Sram Schaltgruppen über eine App feinjustieren und sogar auf die eigenen Bedürfnisse hin anpassen. Das geht so weit, dass man sogar die Schaltlogik ändern kann. Interessant ist auch, dass die Komponenten der AXS Gruppen untereinander kompatibel sind. Beispielsweise lässt sich ein Eagle AXS Schaltwerk (MTB) mit AXS Rennrad-Hebeln ansteuern. Das Eröffnet tolle Möglichkeiten, ein Adventure-, Reise- oder Gravelbike mit breitbandigem 1-fach Antrieb aufzubauen. Auch die elektronisch gesteuerte Reverb Teleskop-Sattelstütze lässt sich ins System integrieren.

Shimano Di2: Alle Gruppen für MTB, Rennrad & Gravel im Überblick

Shimanos elektronisches Schaltsystem ist länger am Markt als alle anderen und unter anderem bekannt für seine hohen Schaltgeschwindigkeiten. Die Abkürzung Di2 steht für „Digital Integrated Intelligence“. Waren die Di2-Gruppen zunächst semi-wireless, hat Shimano im Sommer 2025 auch neue Schaltgruppen eingeführt, die komplett ohne Kabel auskommen. Je nach Fahrradtyp stehen Dir folgende Gruppen zur Auswahl:

Aufgepasst beim E-MTB: Die neuen Shimano E-MTB-Schaltwerke bieten Dir mit einem Shimano-EP8- oder -EP6-Motor ein optimal aufeinander abgestimmtes System. Dadurch kannst Du smarte Funktionen, wie etwa automatisches Schalten, nutzen.

Aufgepasst bei der Shimano-CUES-Di2-Gruppe: Die CUES Di2 mit ihrer automatischen Schaltfunktion wurde für urbane E-Bikes entwickelt, aber auch schon an anderen E-Bike-Kategorie verbaut. Zusammen mit Shimanos 2025 vorgestelltem Q'AUTO-System bringt die CUES Di2 automatisches Schalten nun auch an nicht-motorisierte Urban- und Gravelbikes. Durch einen Dynamo in der Hinterradnabe wird das System mit dem notwendigen Strom versorgt - Du brauchst also nicht mal mehr einen Akku.

Fährst Du „richtig sportlich“, empfehlen wir Dir jedoch eine der oben genannten, zu Deinem Einsatzgebiet passenden Schaltgruppen.

Shimano Di2: Ergonomie

Die Belegung der Schalter ist in der Standardkonfiguration an mechanische Schalthebel angelehnt: Du hast zwei Taster, einen zum Hoch- und einen zum Runterschalten. Beim Mountainbike sind die beiden Taster, wie gewöhnlich, unter dem Lenker montiert. Beim Rennrad befinden sich die beiden Schalter direkt hinter dem Bremshebel. Das gemeinsame Bewegen von Schalt- und Bremshebel entfällt - Kraft gespart!

Mit einer Zusatztaste am Brifter kannst Du außerdem durch das Menü Deines kompatiblen Bike-Computers scrollen. Über die E-Tube-Project-App kann jeder Knopf - eventuell nachgerüstete Zusatzschalter und die bereits vorhandenen - nach Deinen Wünschen konfiguriert werden. Zudem lassen sich über die App die Schaltgeschwindigkeit, die Anzahl der Schaltvorgänge bei gedrückt gehaltener Schalttaste und die Umwerfer-Schaltmodi konfigurieren.

Shimano bietet bei Di2 mit „Synchronized“, „Semi-Synchro“ und „Manuell“ drei verschiedene Schalt-Modi. Das bedeutet, dass Du nicht nur ein kabelfreies Cockpit wie bei den Semi-Wireless-Di2-Systemen hast, sondern komplett kabellos unterwegs bist. Der Akku sitzt hier im Schaltwerk. Am Schaltwerk findest Du eine Status-LED für den Ladestand und den aktuellen Schaltmodus, den Einstellknopf für die Auswahl der Schaltmodi und beim Semi-Wirelss System den Ladeanschluss des Akkus.

Über das Schaltwerk erfolgt auch die Kommunikation mit der E-Tube-Project-App und das Pairing mit externen Geräten, wie zum Beispiel einem Trainingscomputer. Möchtest Du die neue Wireless-Di2-Schaltung an Deinem Mountainbike oder Gravelbike nachrüsten, montierst Du die Komponenten, koppelst die Schaltbremshebel (STI) mit dem Schaltwerk und Du bist fertig.

Bei einem semi-wireless-System verlegst Du die beiden Kabel (Akku-Schaltwerk, Akku-Umwerfer) im Rahmen und montierst den Akku über eine Halterung in der Sattelstütze oder an einer dafür vorgesehenen Stelle im Rahmen. Kopple die STIs mit dem Schaltwerk und los geht’s!

SRAM AXS: Alle Gruppen für MTB, Rennrad & Gravel im Überblick

SRAM hat mit AXS (gesprochen: „access") von Anfang an komplett auf kabellose Technik gesetzt. Und so ist es auch heute noch: Alle SRAM-AXS-Gruppen übertragen die Schaltsignale per Funk. Eine Ausnahme gibt es: Beim E-MTB ist das Eagle-Transmission-Schaltwerk bei einem Eagle-Powertrain-System in der Regel an den Hauptakku angeschlossen.

Aufgepasst beim Gravelbike: Die Zwölf-Gang-Komponenten der AXS-Familie sind untereinander kompatibel und Du kannst sie am Gravelbike zum sogenannten Mullet-Antrieb kombinieren. Das heißt, Du kannst ein MTB-Eagle-Schaltwerk mit breit übersetzter Eagle-Kassette verbauen und mit den Bremsschalthebeln Deines Rennlenkers ansteuern. Elf-, Zwölf- und 13-Gang-Komponenten sind nicht miteinander kompatibel.

Aufgepasst beim E-MTB: Bei der Eagle-Powertrain-Serie sind der Motor und das Eagle-Transmission-Schaltwerk optimal aufeinander abgestimmt. Du kannst Funktionen wie zum Beispiel automatisches Schalten nutzen. Hat Dein Rad ab Werk keine Eagle-Transmission, ist das System mit einem Kit für Bosch, Brose und verschiedene andere Antriebseinheiten z. B. von Shimano oder Panasonic nachrüstbar - vorausgesetzt, Dein Rahmen ist für ein Full-Mount-Schaltwerk (UDH) geeignet.

Aufgepasst beim Nachrüsten eines Full-Mount-Systems: Um ein Full-Mount-Schaltwerk an Deinem Rad nachzurüsten, muss Dein Bike für die UDH (Universalschaltauge)-Spezifikation von SRAM ausgelegt sein und alle erforderlichen Abstände aufweisen. Denn die Full-Mount-Systeme werden anders als die konventionellen Systeme direkt am Rahmen montiert, also ohne Schaltauge oder UDH. Dadurch profitierst Du von einer verbesserten Schaltpräzision, denn Einstellungsfehler und verbogene Schaltaugen gehören hier der Vergangenheit an.

Wie das geht? Durch den Wegfall des Radmodell-spezifischen Schaltauges ist die Position des Schaltwerks zur Kassette sichergestellt und so benötigt Dein Schaltwerk weder Einstellschrauben für die Umschlingung (B-Screw) noch den oberen und unteren Anschlag. Und die Full-Mount-Schaltwerke sind laut SRAM so robust und mit einem Ausweichmechanismus ausgestattet, dass Du bei einem Sturz keine Angst um Deinen Rahmen haben musst.

SRAM AXS: Ergonomie

SRAMs elektronische Gruppen fürs Mountainbike kommen, abhängig von Gruppe und Preisklasse, mit einem spezifischen Controller zum Hoch- und Runterschalten. Er kommt standardmäßig für die rechte Seite des Lenkers. Wenn Du an Deinem Bike die ebenfalls funkgesteuerte Teleskopsattelstütze RockShox Reverb AXS verbaust, ein RockShox-Flight-Attendant-Fahrwerk und/oder ein E-MTB mit dem SRAM Powertrain hast, kommt auf der linken Seite ein weiterer Controller mit einem oder zwei Schaltern hinzu.

Der Clou: Alle SRAM-AXS-Schalter und -Komponenten sind miteinander kompatibel. Du kannst also die Schalterfunktionen über die AXS-App so anpassen, dass sie Deinen Wünschen entsprechen. Die Schaltbremsgriffe der Rennradgruppen haben pro Seite einen Taster. Eine Hand schaltet hoch und die andere runter - manche Gruppen Bonus-Taster auf der Innenseite der Hoods.

Über die AXS-App kannst Du die Funktionen der Tasten verändern, einstellen, wie der Umwerfer schaltet oder wie viele Gänge Deine AXS-Schaltung wechselt, wenn Du einen Schalter gedrückt hältst. Mit nachrüstbaren kabelgebundenen oder kabellosen Zusatzschaltern kannst Du das System erweitern und beispielsweise vom Oberlenker oder Lenkeraufsatz Deines Rennrads schalten. Für Deine Triathlon- oder Zeitfahrmaschine gibt es die Zipp-Vuka-Shift-AXS-Aero-Extensions.

Der SRAM Controller-Schaltgriff löst den Schaltvorgang dank AXS-Technologie elektronisch aus. Dein Bike braucht keinerlei Kabelverlegung. SRAMs Schalthebel werden von haltbaren Knopfzellen mit Strom versorgt - Schaltwerk und Umwerfer mit jeweils einem Akku. Die Akkus werden zum Laden abgenommen und sind zwischen den Komponenten austauschbar.

Farbige LEDs an den Komponenten helfen Dir, den Ladezustand der Batterien und Akkus im Blick zu behalten und rechtzeitig ans Laden zu denken. Mit einem gekoppelten Smartphone oder Trainingscomputer bekommst Du noch genauere Informationen.

In der kostenlosen AXS-App kannst Du neben Deinen Schalt-Modi und der Tastenbelegung ein ganzes Ökosystem von AXS-fähigen Komponenten von SRAM, Quarq, RockShox und Zipp zentral verwalten. Im webbasierten AXS-Web-Tool lässt sich das Ganze auch mit den Fahrdaten verschiedener Trainingscomputer kombinieren.

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