Shimano 10-fach Schaltung: Aufbau und Funktion

Die Kettenschaltung ist ein komplexes System, bei dem mehrere mechanische Bauteile zusammenwirken. Jeder Hersteller hat eigene Ansätze zur Optimierung der Schaltqualität und Haltbarkeit, aber die grundsätzliche Funktionsweise ist bei Kettenschaltungen immer gleich. Gerade bei Fahrradschaltungen finden sich Unmengen an technischen Begriffen und Marketing-Bezeichnungen, die nicht immer selbsterklärend sind. Die Bauteile einer Kettenschaltung sind aber immer die Gleichen: Kettenblatt, Kassette, Kette, Schaltwerk, Umwerfer und Schalthebel.

Komponenten und ihre Funktionen

Kassette

Die Kassette wird auf den Freilaufkörper der Hinterradnabe gesteckt oder geschraubt. Je hochwertiger Kassetten sind, desto weniger Einzelteile enthalten sie. Eine Zehn-Gang-Kassette etwa, die aus zehn einzelnen und gesteckten Ritzeln mit Spacer-Ringen dazwischen besteht, hinterlässt mit jedem einzelnen Gang Abdrücke im Freilaufkörper. Bei einteiligen Kassetten verteilt sich die Kraft auf einen breiten Fuß, was den Freilaufkörper schont. Mehrteilige Kassetten können gesteckt oder vernietet oder eine Mischung aus beidem sein. Einteilige Kassetten werden mitunter aus einem Stück gefräst, was Material und Gewicht sparen hilft.

Kette

Zum Übersetzungswechsel wird die Kette von einem Schaltwerk (am Hinterrad) und bei Bedarf einem Umwerfer (an der Kurbel) über diese Ritzel und Kettenblätter bewegt. Du solltest die einzelnen Komponenten regelmäßig von Verschmutzungen befreien und dem Verschleiß der Kette mithilfe von Schmiermitteln vorbeugen. Auch ein Kettenriss unterwegs sollte mit einem Kettenschloss repariert werden. Es ist unbedingt auf die Kompatibilität von Kettenschloss und Kette zu achten - die meisten Kettenschlösser sind darum beschriftet mit den Ziffern „8“ bis „13“, äquivalent zur Bezeichnung der Ketten-Kompatibilität mit der Ganganzahl. In der Regel empfehlen die Hersteller, Kettenschlösser nur einmal zu verwenden. Es empfiehlt sich außerdem, beim Kettenschloss zur gleichen Marke zu greifen wie bei der Kette. Dann gibt es auch keine Probleme mit dem Pindurchmesser.

Schaltwerk

Da das Schaltwerk eine eher exponierte Position hat, kann es bei Stürzen oder Kollisionen mit Hindernissen extreme Aufprallimpulse an das Schaltauge weiterleiten. Bei Rahmen aus Stahl und Titan ist das Schaltauge meist als integraler Bestandteil des rechten Ausfallendes konstruiert, denn diese Materialien erlauben eine Korrektur, sollte das Schaltauge durch einen Aufprall verbogen sein. Bei Rahmen aus Aluminium und Carbon ist das Schaltauge als austauschbare Sollbruchstelle konzipiert, die im Falle eines solchen Schadens den Rahmen schont. Es empfiehlt sich darum, ein Ersatz-Schaltauge in der heimischen Werkstatt bereitzuhalten oder gar auf Tour dabeizuhaben.

Umwerfer

Zum Übersetzungswechsel wird die Kette von einem Schaltwerk (am Hinterrad) und bei Bedarf einem Umwerfer (an der Kurbel) über diese Ritzel und Kettenblätter bewegt.

Schalthebel

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.

Bowdenzug

Bei einer mechanischen Schaltung überträgt der Schaltzug Deinen Impuls an das Schaltwerk oder den Umwerfer. 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. Zum Kürzen des Bowdenzugs (und der Hülle) braucht es eine geeignete Zange.

Funktionsweise der Kettenschaltung

Zum Übersetzungswechsel wird die Kette von einem Schaltwerk (am Hinterrad) und bei Bedarf einem Umwerfer (an der Kurbel) über diese Ritzel und Kettenblätter bewegt. Die ungeschützte Lage der Bauteile bedarf einer intensiveren Pflege als sie bei Nabenschaltungen notwendig ist. Hauptargumente für die Dominanz von Kettenschaltungen am Sportrad sind ihr geringes Gewicht und die Möglichkeit des Schaltens unter Last.

Dyna-Sys Technologie von Shimano

Mit einer großen Bandbreite von 3×10-fach MTB-Komponenten mit Dyna-Sys Technologie führt Shimano das neue Antriebssystem auf breiter Front ein. Um die Effizienz deutlich zu erhöhen und ein bemerkenswertes Niveau an Zuverlässigkeit zu erreichen, hat Shimano das Standard-Setup des Antriebssystems verbessert. War bislang eine Kettenblattabstufung an der Kurbel von 44-32-22 Zähnen in Verbindung mit einer 9-fach-Kassette Standard, werden die neuen Kurbelgarnituren eine Abstufung von 42-32-24 haben, während hinten standardmäßig an einer 10-fach-Kassette geschaltet wird.

  1. Eine 10-fach HG-Kassette bietet den Vorteil, dass sich der Fahrer noch länger und in noch mehr Fahrsituationen vorne auf dem schon bislang meistgenutzten mittleren Kettenblatt mit 32 Zähnen bewegen kann. Ist dennoch irgendwann der Punkt erreicht, an dem vorne aufs kleine Blatt geschaltet werden muss, fällt dieser Schritt dank der neuen 24-Zähne-Konfiguration nun deutlich weniger heftig aus. Bei den bisherigen Systemen war der Fahrer beim Herunterschalten vorne gezwungen, mit zwei oder drei „Ausgleichs-Schaltvorgängen“ hinten einen stabilen Tritt aufrechtzuerhalten.
  2. Engere Gangabstufungen resultieren in kleineren Schaltschritten.

Kompatibilität und Einstellungen

Alle Teile des Antriebs und der Schaltung müssen zueinander kompatibel sein. Schaltwerk und Schaltgriff müssen vom gleichen Hersteller und idealerweise aus der gleichen Serie stammen. Essenziell sind hier aber die Schaltstufen: ein 12-fach Schaltwerk kann nur von einem 12-fach-Schaltgriff gleichen Herstellers angesteuert werden; es kann ausschließlich eine 12-fach-Kassette und -Kette benutzt werden. Shimano- und SRAM-Bauteile können NICHT gemixt werden. Dies führt unweigerlich zu Problemen bis hin zur kompletten Fehlfunktion. Auch wenn andere Hersteller kompatible Teile anbieten, schwöre ich persönlich auf Originalbauteile des jeweiligen Gruppen-Herstellers, um die beste Performance zu gewährleisten.

Einstellschrauben am Schaltwerk

Hier ein kurzer Überblick der 3 Einstellschrauben eines modernen Schaltwerks. Die Schrauben und deren Funktion sind bei SRAM und Shimano aber gleich, auch deren Anordnung ist sehr ähnlich:

  • B-Schraube (B-Screw): Diese Schraube ist für den Grad der Umschlingung der Kette auf der Kassette und für den Abstand des oberen Schalträdchens zum jeweiligen Ritzel zuständig.
  • L-Schraube (Low Limit Screw): Diese Schraube stellt die obere Begrenzung des Schaltwerk-Schwenkbereichs ein, am größten Ritzel der Kassette.
  • H-Schraube (High Limit Screw): Diese Schraube stellt die untere Begrenzung des Schaltwerk-Schwenkbereichs ein, am kleinsten Ritzel der Kassette.

Endanschläge einstellen

  1. Endanschlag unten (H-Schraube): Wenn Du auf das kleinste Ritzel schaltest, muss das obere Schaltröllchen in einer Flucht unter dem kleinsten Ritzel der Kassette stehen und darf nicht weiter Richtung Rahmen verfahren.
  2. Endanschlag oben (L-Schraube): Hierzu schalte in den leichtesten Gang. Der Endanschlag wird mit der L-Schraube (Low Limit Screw oder L-Screw) justiert.

Pflege und Wartung

Kettenschaltungen erfordern eine intensive Pflege. Du solltest die einzelnen Komponenten regelmäßig von Verschmutzungen befreien und dem Verschleiß der Kette mithilfe von Schmiermitteln vorbeugen. Grobe Verschmutzungen, insbesondere an Ritzeln, Kette und Schaltröllchen, können Probleme beim Schalten verursachen. Eine gründliche Reinigung ist daher obligatorisch. Für geschmeidige Schaltvorgänge muss die Kette sauber und gut geschmiert sein. Die Gelenke des Schaltwerks müssen leichtgängig sein. Sind sie verdreckt oder ist die Schmierung durch häufiges Waschen mit dem Hochdruckreiniger nicht mehr gegeben, darfst Du ihnen nach dem Säubern gern einen Tropfen Kettenöl spendieren. Dasselbe gilt für die Lager der Schalträdchen. Grundsätzlich sollen alle Komponenten, die mit im Spiel sind, vor dem Einstellen der Schaltung sauber und natürlich technisch einwandfrei sein. Die Hauptursache für schlecht funktionierende Schaltungen ist zu viel Reibung. Weniger Dreck bedeutet weniger Reibung. Alle beweglichen Teile müssen sauber und geschmiert sein.

Shimano Schaltgruppen im Vergleich

Im Marken und Namens Wirrwarr der Bike Industrie stellt sich häufig die Frage, was die vielen Bezeichnungen überhaupt bedeuten und was die einzelnen Klassen der Komponenten an den Bikes wirklich voneinander unterscheidet. In diesem Artikeln erklären wir die Unterschiede zwischen den vier gängigsten Schaltgruppen des größten Herstellers für Fahrradkomponenten, Shimano.

Mittlerweile sind die bekanntesten vier Schaltgruppen von Shimano alle in der 1 x 12 Gang Variante angekommen. Selten werden noch Antriebe mit Umwerfer an Neurädern verbaut. Gerade für E-Bikes, bei denen es in den meisten Fällen keinen Umwerfer mehr gibt und damit nur die Möglichkeit eines Einfach Antriebs besteht, sind die 12 Gänge der aktuellen Sram und Shimano Schaltungen die beste Lösung.

Wenn die Anzahl der verfügbaren Gangstufen an allen vier Varianten, Deore, SLX, XT und XTR gleich ist, wodurch unterscheiden sich die Antriebe dann noch?

  • Hierarchie der Gruppen
  • Verwendete Materialien und Gewicht
  • Verarbeitungsqualität und Funktion
  • Übersetzungen
  • Haltbarkeit

Hierarchie der Gruppen

  • Deore: Den Einstieg in die 1 x 12 Gruppen von Shimano bietet die Deore Gruppe. Hier werden günstigere Materialien verwendet und die Gruppe ist insgesamt etwas schwerer, dafür jedoch deutlich günstiger in der Anschaffung.
  • SLX: Die SLX Gruppe nähert sich funktionell schon der XT Gruppe an, ist jedoch noch ein bisschen schwerer und wird häufig bei Trail und Enduro Bikes verbaut, die gute Performance benötigen, jedoch nicht den Preisrahmen sprengen sollen.
  • XT: Der Klassiker unter den Schaltgruppen und den meisten Leuten ein Begriff, bietet sehr gute Schaltperformance und relativ niedriges Gewicht. Hochwertige Materialien und genaue Fertigungsstandards kommen hier zum Einsatz.
  • XTR: Bei der XTR (XT-RACE) Gruppe wird ausschließlich das Gewicht und Finish optimiert. Die Schaltperformance ist kaum besser als die der XT Gruppe, jedoch werden bei XTR die besten und leichtesten Materialien wie Titan und Carbon verwendet, um das Gewicht auf ein Minimum zu senken.

Verwendete Materialien und Gewicht

Welches Material beim Komponentenbau verwendet wird, hat großen Einfluss auf das Gewicht und wie die letztendliche Fertigungsqualität ausfällt. Wichtig für präzise Schaltvorgänge sind auch die Toleranzen, die beim Komponentenbau eingehalten werden müssen.

Die Gewichtsunterschiede der Komponenten sind teilweise recht dramatisch. Beispielsweise unterscheidet sich die Deore Kassette, die komplett aus Stahl besteht, zur XTR Kassette, welche aus drei Alu Ritzeln, vier Stahl und fünf Titan Ritzeln besteht, um knapp 200 Gramm.

Von den hochwertigeren Materialien profitiert auch die Haptik. An den Schalthebeln werden bei den hochwertigen XT und XTR Gruppen anti rutsch Gummis verwendet, damit auch im ruppigen Mountainbike Einsatz jeder Schaltvorgang ausgelöst werden kann.

Verarbeitungsqualität und Funktion

Shimano bietet grundsätzlich eine relativ hohe Verarbeitungsqualität, auch in den einfacheren Gruppen. Der Preisunterschied zwischen den Klassen ist natürlich spürbar, allerdings ist eine Deore Gruppe deshalb kein schwergängiger billig-Plastik Bomber, sondern auch hier lässt sich die Schaltung gut bedienen und die Schaltvorgänge sind präzise. Der höhere Preis der XT und XTR Schaltgruppen ist aber auch in der Verarbeitungsqualität und der Bedienung zu spüren. Die hochwertigen Gruppen besitzen ein wertigeres Finish (im besonderen XTR) und wirken durchweg robuster.

Die Ketten der Gruppen unterscheiden sich durch ihre Beschichtungen. Das hat Einfluss auf das Schaltverhalten und auf die Langlebigkeit, auf die wir weiter unten noch näher eingehen. Bei Shimano kommt die eigene SIL-Tech Beschichtung und Chrombeschichtungen zum Einsatz.

Funktionell unterscheiden sich die Gruppen hauptsächlich durch die Schaltmöglichkeiten des Hebels. XT und XTR bieten die Möglichkeit 4 Gänge die Kassette nach oben zu schalten und 2 Gänge mittels 2-Way Release(der Hebel lässt sich ziehen und drücken) nach unten. Der SLX Hebel bietet nur noch 3 Gänge nach oben und einen Gang mittels 2-Way Release nach unten und bei Deore fällt der 2-Way Release weg.

Übersetzungen

Alle vier Gruppen bieten 12 Gänge und eine maximale Übersetzungsbandbreite von 10 - 51 Zähnen an der Kassette. Die drei obersten Gruppen, also SLX, XT und XTR gibt es jeweils mit der Option auf 2 x 12 Gängen und einer Kassette mit maximal 45 Zähnen. Die Deore Gruppe gibt es nur als 2 x 11 Version. Als Spezial gibt es die XTR Kassette in der feineren und sportlicheren 10 - 45 Zähne Abstufung mit einem kürzeren Käfig am Schaltwerk, was die Bodenfreiheit vergrößert.

Haltbarkeit der Verschleißteile

In Punkto verschleiß Resistenz kommen die oben bereits erwähnten Materialien und Beschichtungen ins Spiel, doch ist nicht zwingend die hochwertigste Gruppe auch die langlebigste. Die robusteste Kassette sollte nach Datenblatt die SLX Kassette sein, da sie den größten Anteil an plattierten Stahl Ritzeln hat und nur das Größte Ritzel, bei dem sich die Last auf viele Zähne verteilen kann, aus Aluminium besteht. Die Titanritzel der XTR Kassette machen diese etwas anfälliger im Vergleich, allerdings sind auch hier die kleinsten und verschleiß intensivsten Ritzel aus plattiertem Stahl.

Die Ketten werden mit unterschiedlichen Beschichtungen versehen (siehe Graphic oben), dank der die XTR Kette die beste Schaltperformance und Verschleißresistenz bietet.

Shimanos 12 Fach Gruppen bieten eine Top Schaltgruppe für jedes Budget.

Weitere wichtige Begriffe

  • Entfaltung: Die Entfaltung gibt an, wie viel Weg ein Fahrrad mit einer Kurbelumdrehung effektiv zurücklegt.
  • Kettenlinie: Die Kettenlinie gibt an, um wie viel Millimeter rechts von der Rahmenmitte die Kette auf dem Kettenblatt läuft.
  • Lochkreisdurchmesser: Der Lochkreisdurchmesser ist eine eindeutige Angabe der Kompatibilität von Kettenblättern.

Es ist wichtig, diese Begriffe zu kennen, um die Schaltung richtig einstellen und warten zu können.

Zusammenfassung

Die Shimano 10-fach Schaltung ist ein ausgereiftes System, das eine zuverlässige und präzise Schaltperformance bietet. Mit der richtigen Pflege und Wartung kann man lange Freude an dieser Schaltung haben.

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