Schaltgetriebe: Zahn um Zahn

Was da drin genau passiert, ist wirklich schwer zu verstehen: Fasziniert drängen sich die Tester-Kollegen um das offene Demo-Getriebe von Pinion. Beim Kurbeln von Hand ­beobachten vier Augenpaare konzentriert, wie Zahnräder ineinandergreifen, Schaltklinken klicken und Freiläufe surren. Tatsächlich dreht sich das Kettenblatt des „gläsernen“ Pinion-Getriebes schneller, wenn man einen Gang weiter schaltet. Man erkennt die zwei Teilgetriebe, aus denen das High-End-Aggregat besteht – und versteht plötzlich, dass ein solch komplexes Räderwerk am Fahrrad für viele mehr ist als „nur“ ein Stück Technik: Es wird häufig sehr emotional für und wider Getriebe argumentiert. Nüchtern betrachtet, sind die Vorteile zahlreich, aber Nachteile gibt es eben auch.

Weniger Verschleiß, weniger Wartung

Fest steht, dass keine andere Fahrrad-Schaltung so lange so zuverlässig, störungsfrei und mit so wenig Wartung funktioniert wie ein geschlossenes Getriebe. Ganz einfach deshalb, weil Stör­faktoren wie Nässe, Schmutz oder fehlende Schmierung kein Thema sind. Hält man sich an die bescheidenen Wartungspläne der jeweiligen Hersteller, wird gerade einmal alle fünf- oder zehntausend Kilometer ein Ölwechsel fällig, oder, bei geringerer Nutzung, einmal im Jahr. Ansonsten genügt es, Kette oder Riemen, Ritzel, Kettenblatt, Schaltgriff und -züge sauber zu halten und zu pflegen. Eine Rohloff-Nabe mit 100.000 Kilometern gilt unter Kennern als gerade gut eingefahren.

Zuverlässigkeit und Robustheit sind besonders für Reiseradler wichtige Kriterien, die auf Strecken fernab der Zivi­lisation besonders auf funk­tionierende Technik angewiesen sind. Aber auch, wer sein Rad ganzjährig im Alltag einsetzt, möch­te nicht ständig mit öligen Fingern am Rad herumdoktern, weil die Kettenschaltung hakt oder die Ritzel verschlissen sind. Durch die Kapselung herrschen im Getriebe die immer gleichen Bedingungen für die Zahnräder: Die Schmierung bleibt an Ort und Stelle, äußere Störungen und Korrosion sind ausgeschlossen, der mechanische Verschleiß bleibt kalkulierbar. Oft wird die Frage nach dem Wirkungsgrad von Getrieben gestellt: Dazu gibt es einige komplizierte Untersuchungen, doch hängt es grundsätzlich vom jeweiligen Getriebemodell und dem eingelegten Gang ab. Denn je nachdem, wie viele Teilgetriebe aktuell im Spiel sind, entsteht mehr oder weniger Reibung.

Spezial-Getriebe für E-Bikes

Sicher ist, dass der Wirkungsgrad bei hochwertigen Rohloff- oder Pinion-Getrieben etwa zwei, drei Prozent unter dem einer neuen, optimal gepflegten Kettenschaltung liegt. Da ein Getriebe nur ein einzelnes Ritzel am Hinterrad braucht, kann eine Nabe mit breiterem Flansch zum Einsatz kommen: Das symmetrisch gespeichte Hinterrad ist deutlich stabiler – wichtiges Argument für Reiseradler, deren Hinterrad sowieso durch Gepäck belastet ist. Kritiker bemängeln, dass man während des Schaltvorgangs den Tritt kurz unterbrechen muss. Auch an E-Bikes mit kräftigen Mittelmotoren führt das teils zu Problemen. Als Radfahrer gewöhnt man sich jedoch schnell daran, mit Gefühl zu schalten; am E-Bike regelt dies eine sensible Elektronik. Zu viel Kraft darf man den Getrieben freilich nicht aufbürden: Zu Änderungen der Primärübersetzung lassen die Hersteller deshalb nur wenige Ritzel- und Kettenblätter-Größen zu. Um hohe Motor-Drehmomente auszuhalten, hat Shimano eine spezielle E-Bike-Nabe mit verstärktem Schaltservo und Freilauf entwickelt. Auch die stufenlose Enviolo gilt als Kraftmeier. Sie steckt selbst die Kräfte beladener E-Lastenräder spielend weg. Daran zeigt sich: Getriebe haben richtig Biss!

Die Getriebe im Überblick

Shimano – Vielfalt für alle Radler

Schön und praktisch – mit diesen Eigenschaften schafft es der japanische Hersteller seit vielen Jahren, die Fahrradwelt ein Stückchen perfekter zu machen. Bereits 1957 bauten die Japaner eine erste Dreigangnabe, doch erst mit den attraktiv gestalteten Achtgang-Naben der (günstigeren) Nexus- und (hochwertigeren) Alfine-Serie setzte um 2006 die Renaissance der Nabenschalt-Räder so richtig ein. Die Achtgänger beider Serien sind innen technisch identisch und arbeiten, wie auch die Rohloff-Nabe, mit hintereinander geschalteten Planetengetrieben. Bauartbedingt sind die Gänge unregel­mäßig abgestuft. Das macht am Anfang eines Spektrums von 307 Prozent nicht so viel aus. Doch wenn ein Abstand von 22 Prozent ausgerechnet die Gänge fünf und sechs mitten im viel genutzten Bereich voneinander trennt, wirkt das unangenehm.

Die Elfgang-Alfine arbeitet mit 409 Prozent Bandbreite als schräg verzahntes Getriebe fast lautlos und gefällt mit fein und regelmäßiger gestuften Gängen. Insgesamt ist sie sehr lang übersetzt, bietet also nur wenige leichte, bergtaugliche Gänge, dafür fast zu viele Gänge für hohes Tempo. Die Primärübersetzungen legt Shimano fest, um schädliche Überlast zu verhindern. Alle Naben können mit dem bequemen Dreh- oder dem präzisen Tastschaltgriff bedient werden. Zum Schalten muss man kurz den Druck vom Pedal nehmen.

Enviolo – Kontinuierlich variabel

Völlig stufenlos wechselt die Enviolo die Übersetzungen ­innerhalb 380 Prozent Gesamtbandbreite. Der Fahrer justiert permanent leicht am Drehgriff nach, im Nabeninneren verschieben sich dabei Kugeln zwischen schiefen Ebenen. So kurbelt der Radler immer in seinem grünen Drehzahlbereich. Eine Spezialölschmierung mit traktionsfördernder Partikelbeimengung hält die Mechanik geschmeidig und hilft, sehr hohe Drehmomente von bis zu 120 Newtonmetern zu übertragen.

Früher unter der Marke Nuvinci bekannt, erlebt die Enviolo derzeit ein kleines Hoch, auch weil elektrounterstützte Lastenräder stark im Kommen sind. Dafür benötigt man kraftvolle Antriebe mit hohem Drehmoment. Die ­Nabe ist mit rund 2,4 Kilo relativ schwer, was sie, zusammen mit ihrer Wartungsarmut und robusten Mechanik, für die Kombination mit kräf­tigen Mittelmotoren prädestiniert. Sie läuft mit Kette oder Riemen, und sie kann rein mechanisch, teilautomatisch mit eigenem, elektrischem Drehgriff oder voll automatisiert ins Bosch-Motorsystem integriert schalten. Alleinstellungsmerkmal ist, dass die Elektronik und ein Stellmotor die Übersetzung so anpassen, dass man als Radler ohne eigenes Zutun immer in seiner Wunsch-Trittfrequenz unterwegs ist. Den Rest regeln Nabe, Steuerelektronik und Bosch-Motor.

Rohloff Speedhub – Ingenieurs-Kunstwerk

Legendär ist der Ruf, den sich Konstrukteur Bernd Rohloff mit ­seiner 14-Gang-Schaltnabe erarbeitet hat. Dieses Wunderwerk der ­Mechanik packt fast die Übersetzungsbandbreite einer 2x10-Kettenschaltung in eine Dose. Sie wiegt knapp 1.800 Gramm und ist so solide konstruiert, dass sie, belegbar, astronomische Kilometer-Laufleistungen von mehr als 250.000 Kilometern erreicht. 526 Prozent Gesamtübersetzung, 14 nutzbare, aufeinanderfolgende Gänge im regelmäßigen Abstand von 13,6 Prozent, vollständig gegen Schmutz und Nässe geschützt – das war 1999 eine Ansage, die bis heute gilt.

Die Wartungsarmut und das sinnvoll abgestimmte Gängemenü machen die Rohloff seitdem zum Favoriten von Vielfahrern und Weltenbummlern auf zwei Rädern. Die Firma im hessischen Fuldatal nimmt es mit dem Kundenservice sehr genau und verschickt im Bedarfsfall sogar Ersatzteile rund um den Globus, falls ein Rohloff-Radler irgendwo auf dem Erdball mit einem Defekt ­liegen bleiben sollte.

Pinion P-Serie – Highend-Getriebe

Mit völlig neuem Konzept betrat 2011 ein kleines Unternehmen mit dem eigenartigen Namen Pinion (englischer Begriff für Antriebszahnrad) die Fahrradszene: Die beiden Gründer und Erfinder Michael Schmitz und Christoph Lermen hatten ihr neuartiges Tretlager-Getriebe nach Standards der Automobilindustrie ent­wickelt und zur Marktreife gebracht. Stolz präsentierten sie 18 regelmäßig abgestufte Gänge mit riesiger Gesamtüber­setzung von 636 Prozent – das verursachte in der Fahrradwelt mächtigen Wirbel.

Speziell Vielfahrer und Reiseradler, denen es um Zuverlässigkeit geht und nicht auf jedes Gramm ankommt, setzten das neue Getriebe begeistert ein. Das Getriebekonzept besteht aus drei nacheinander angeordneten Stirnradgetrieben, hochwertigen Lagern und Dichtungen, hermetisch verpackt in ­einem gefrästen Gehäuse und ideal untergebracht am tiefsten Punkt des Rades. Qualität und Performance überzeugten aus dem Stand und zogen eine Reihe kleinerer Varianten mit zwölf und neun Gängen für unterschiedliche Einsatzzwecke nach sich. Die robusten Getriebe arbeiten mit Kette oder Gates-Riemen und punkten mit geringem Wartungsbedarf und langer Lebensdauer. Mit fünf Jahren Garantie und einem engagierten Kundenservice legt Pinion das Niveau sehr hoch.

Pinion C-Serie – die neue Mittelklasse

Werden für Bikes mit Pinions Top-Getriebe P1.18 schnell einmal 5.000 Euro fällig, zielt die C-Linie auf Fahrräder zu günstigeren Preisen und E-Bikes. Die Palette besteht derzeit aus drei Getrieben mit sechs, neun und zwölf Gängen. Das Innenleben ist qualitativ und konstruktiv identisch mit dem der P-Linie. Weniger Gänge bedeuten weniger Teilgetriebe, weniger Material, Montageaufwand und Gewicht.

Das Druckguss-Gehäuse der C-Linie ist rationeller zu fertigen und leichter als die aus dem Vollen gefrästen P-Gehäuse. Zudem hat sich der Q-Faktor, der seit­liche Abstand zwischen den Pedalen, von 174 (P-Linie) auf 166 Millimeter verringert und wird dadurch ergonomisch günstiger. Deshalb liegen Preis und Gewicht der C-Modelle deutlich niedriger als bei der P-Reihe. Die C1.12 ist für anspruchsvolle Alltags- und Tourenradler interessant, die C1.9 passt zu Mountainbike- und Alltags-Einsatz, das Sechsgang-Modell kommt für E-Bikes infrage.

Getriebe im E-Bike

Heikle Partnerschaft mit dem Motor

Nicht immer harmonieren Getriebe und Motor am E-Bike. So gilt für Shimano-Nabengetriebe ein Limit von maximal 50 Newtonmeter Eingangs-Drehmoment, wenn sie mit einem Mittelmotor kombiniert sind. Einige Bosch-Modelle liegen mit bis zu 75 Newtonmeter weit darüber und dürfen deshalb nicht mit Shimano-Naben gepaart werden. Rohloffs Speedhub und die stufenlose Enviolo-Nabe halten diesen Kräften besser stand. Beide Naben lassen sich mechanisch per Drehgriff oder elektrisch bedienen. Die Enviolo ist ins Bosch-Motormanagement integrierbar und schaltet dann automatisch nach gewünschter Trittfrequenz.

Auch Rohloffs E14-Version ist eine Bosch-kompatible Elektrikschaltung mit Stellmotor. Bei mechanisch geschalteten Naben muss der Fahrer, wie auch am Normal-Rad, den Pedaldruck kurz unterbrechen, damit der Schaltvorgang stattfindet. Unter Überlast verweigern Shimano-Getriebenaben den Schaltschritt aus Selbstschutz. Mit der Di2-Systematik bietet Shimano ebenfalls elektrisches Schalten an, mit hauseigenem Steps-Antrieb auch automatisiert. Die Elek­tronik reduziert kurzzeitig die Motorkraft beim Schaltvorgang. Pinion nimmt eine Sonderstellung ein: Hier liegt das Getriebe vor dem Antrieb, sodass die Kombination mit Nabenmotor hinten völlig unkritisch ist und harmonisch funktioniert.

Rahmen-Bedingungen: Auf Getriebeantrieb muss ein Fahrradrahmen vorbereitet sein

An Rahmenbauer stellt die Getriebe-Integration besondere Anforderungen: Im Unterschied zu einem Kettenschaltungs-Rahmen müssen sie für Getriebe einige zusätzliche Elemente in die Rahmen konstruieren. Pinion-Getriebe benötigen eine spezielle Aufnahme anstelle des Tretlagers, Rohloff-Naben brauchen lange Zapfen am Achsschlitz, um die Drehmomentstütze unterzubringen.

Für Kette oder Riemen muss ein Spannmechanismus vorhanden sein, um eine Längung durch Verschleiß zu kompensieren. Dafür sind Tretlager-Exzenter oder Slider-Achsen mit Stellschrauben empfehlenswert. Die Achse darf beim Einbau nicht verkanten. Für einen Riemenantrieb muss die Sitzstrebe zu öffnen sein, damit der geschlossene Riemen in den Rahmen gelangen kann. Diese zusätzlichen Elemente bedeuten für den Hersteller Mehraufwand bei Entwicklung, Materialeinsatz und Montage, für den Nutzer höheres Gewicht, Wartungsaufwand und spezifisches Know-how, wie man beispielsweise beim Hinterradausbau die Schaltzüge von der Nabe trennt. Der Riemenantrieb beansprucht zudem mehr Platz im Rahmen für den elf Millimeter breiten Gates-Riemen und seine Antriebsscheiben.

Getriebe-Räder im Praxistest

Drei  Testräder demonstrieren die Bandbreite hochwertiger Getriebe für anspruchsvolle Radler.

Stevens Superflight

Ließe man das „F“ im Namen weg, wäre das auch nicht falsch: Knapp 14 Kilo sind ein respektables niedriges Gewicht für ein Nabenschalt-Rad. Das Stevens setzt dies mit sportlicher, leicht gestreckter Sitzposition, laufruhigem Fahrverhalten und gutmütiger Lenkung um. Verhältnismäßig breite, aber leichte Reifen bescheren dem Rad ein leichtfüßiges Fahrverhalten und lassen sich flott beschleunigen. Die Alfine-Schaltung mit elf regelmäßig gestuften Gängen ist ebenfalls auf Strecke ausgerichtet: Mit ihrer lang ausgelegten inneren Übersetzung bietet sie eigentlich nur einen „Berggang“ und auch den nur in Anführungsstrichen: Ihre Stärken liegen auf langen Strecken im Flachen oder bei nur leichten Steigungen. Den größten Gang haben wir selbst bei Testfahrten eigentlich noch nie benutzt.

Poison Phosphor

Ja, es ist Titan, was hier glänzt! Rahmen und Gabel des Poison bestehen aus dem unempfindlichen, langlebigen, aber aufwendig zu verarbeitenden Metall. Das macht das Rad zwar teuer, bietet dafür aber extreme Langlebigkeit und stahl-ähnliche Flexibilität. Zusammen mit der straff abgestimmten Federstütze und breiten Reifen fährt sich das Poison deutlich vibrationsärmer als die beiden anderen Testräder. Die Gabel flext bei starkem Bremsen relativ stark nach hinten, doch sie ist solide konstruiert und gelagert. Auch der Rahmen weist feine Schweißnähte, ein fast unsichtbares Riemenschloss und anständige Rohrdurchmesser auf. Leider schlagen nicht perfekt ausgerichtete Ausfallenden an ­Gabel und Hinterbau sowie der schlecht platzierte Hinterbau-Ständer negativ zu Buche. Dank langer Schutzbleche, Top-Licht, kraftvoller Bremsen und stabiler Gepäckträger punktet das Poison auch bei anspruchsvollem Gebrauch. Mit den 14 gut gestuf­ten Rohloff-Gängen deckt das Bike die Bandbreite zwischen Alltag und Weltreise souverän ab.

Velotraum VK12

An diesem Rad erkennt man die langjährige Erfahrung der Macher: Das Velotraum ist aus dem Stand reisefertig. Handling, Ergonomie und Ausstattung ­haben die Spezialisten aus Weil der Stadt über Jahre hinweg entwickelt, verfeinert und optimiert. Die Geometrie ist so gewählt, dass der Radler seine Kraft effizient auf die Pedale bringt; je nach Anzahl der ­Distanzringe unter dem Vorbau sitzt man auf dem Rad locker oder sportlich. Es fährt sich unaufgeregt und laufruhig, dabei aber auch wendig – gleicher­maßen optimal im Alltag wie auf Touren mit Gepäck. Hochwertige Lichtanlage, lange, klapperfreie Schutzbleche und eine mächtige, sensibel dosierbare Scheibenbremse von Magura machen das Rad ohne jede Einschränkung schlechtwettertauglich und ganzjährig nutzbar. Der Antrieb mit Pinions 18-Gang-Getriebe bietet durch die feine Abstufung und die große Übersetzungsbandbreite einen Gang für jede Lebenslage: Mit Gepäck ist man an Steigungen froh über die opulente Auswahl an Berggängen, im Flachen lässt sich die optimale Trittfrequenz auch bei böigem Wind oder welligem Gelände halten. Ein universelles Bike für alle Fälle.

Den kompletten Artikel mit einem Überblick über alle 14 Getriebe sowie die drei Testräder inkl. aller Einzelbewertungen können Sie unter dem Artikel als PDF herunterladen. Der Artikel kostet 2,99 Euro.

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Basiswissen Fahrradgetriebe (pdf)