Alles über Umwerfer

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Die meisten modernen Fahrräder haben eine Kettenschaltung. Gangwechsel werden durch das Führen der Kette von einem Zahnrad zum nächsten durchgeführt.

Schaltwerke und Umwerfer sehen kompliziert aus, sind tatsächlich aber sehr einfache Mechaniken, die nach der Brecheisenmethode funktionieren. Das trifft insbesondere auf Umwerfer zu.

Sie bestehen einfach aus einem Käfig, der aus einem Stück Metall gebogen ist, die man hin und her von einer Seite zur anderen bewegen kann. Ältere Umwerfer hatten den Käfig an einem einfachen gleitenden Kolben montiert. Moderne Umwerfer haben ein Parallelogrammgelenk mit reduzierter Reibung und bessere Führung entlang der Kettenblätter.

Umwerfer funktionieren so, dass sie die Kette seitwärts drücken und diese dann in einem Winkel statt gerade auf dem Kettenblatt verläuft. Sobald der Winkel scharf genug wird, kann sich die Kette nicht mehr mit dem Kettenblatt verbinden und fällt herunter auf das Nächstkleinere.

Schalthilfen

Wenn die Kette von einem kleineren auf ein größeres Kettenblatt geschaltet werden soll, passiert etwas leicht anderes. Die Kette wird gegen die Außenseite des nächsten größeren Kettenblatts geschoben und wir so gegen die Seiten des größeren Kettenblatts gedrückt, dass es irgendwann mitgerissen wird und nach oben aufspringt.

Aktuelle Kettenblätter haben speziell geformte Schalthilfen an der Seite, die dabei helfen, die Kette einzufangen und einen weicheren Schaltvorgang auszulösen. Das ist insbesondere bei den heutzutage üblichen schmalen Ketten hilfreich, die keine nach Außen hervorstehenden Stifte haben, die noch bei Fünf-Gang-Freiläufen der 1970er Jahre üblich waren.

Der Umwerfer nutzt den oberen Kettentrumm für den Schaltvorgang, während das Schaltwerk den unteren Trumm nutzt. Der obere Trumm überträgt die Pedalkräfte auf die hinteren Ritzel. Wenn man also hart in die Pedale tritt, kann die Kette wegen der hohen Spannung weniger leicht gebogen werden. Daher ist es essentiell, dass man beim Schalten vorne etwas nachlässt. Das ist beim Schaltvorgang hinten weniger ein Problem, weil hier der Schaltvorgang beim nicht unter Spannung stehenden Teil der Kette vorgenommen wird.

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Komplikationen bei der Wahl des richtigen Umwerfers

Montage

Es gibt fünf verschiedene Montagearten für Umwerfer, die unter anderem vom Sitzrohrdurchmesser des Rahmens abhängen:

  • 1 1/8 Zoll (28,6 mm) Klemme. Das ist der klassische Standard für die meisten Straßenräder und ältere Mountainbikes.
  • 1 1/4 Zoll (31,8 mm) Klemme für wenig oversized Sitzrohre
  • 1 3/8 Zoll (34,9 mm) Klemme für oversized Sitzrohre, die bei den meisten Aluminiumrahmen Standard sind.
  • Anlötteileinheiten werden an spezielle geschlitzte Aufhänger montiert, die entweder an den Rahmen angelötet, geschraubt oder geklebt sind.
    Diese Typen limitieren die Optionen, welche Kettenblattgröße man wählen kann. Sie erlauben nur eine sehr geringe Einstellmöglichkeit in vertikaler Richtung, die nicht immer ausreicht.
  • E-Typ Umwerfer von Shimano sitzen auf einer Platte, die vom Abschlussring des Innenlagers gehalten wird. Sie haben meist zusätzlich eine Vorrichtung, die den Umwerfer gegen das Sitzrohr stabilisiert.
    E-Typ Systeme haben die Möglichkeit, den Umwerfer gegen die Kettenneigung auszurichten aber man hat keine Wahl bei der Kettenblattgröße, so dass man im Allgemeinen genau die spezifizierte Kettenblattgröße verwenden muss.

Zugverlauf

  • Klassische Umwerfer sind Bottom Pull Modelle, bei denen der Schaltzug von unten um das Tretlagergehäuse herum an den Umwerfer geführt wird.
  • Top Pull Umwerfer werden durch einem von oben heran geführten Schaltzug angesteuert. Dieser Typ ist an Mountainbikes mit der Absicht verbaut, den Schaltzug gegen Schmutz, der durch das Vorderrad gegen das Unterrohr aufgewirbelt wird, zu schützen.
  • Manche ältere Designs hatten eine Schlaufe der Zughülle von einem Zuganschlag am unteren Ende des Unterrohrs zum Umwerfer verlaufen. Diesen Aufbau sieht man seit Mitte der 1970er Jahre nicht mehr. Glücklicherweise kann man diesen Aufbau leicht umgehen. Wenn man ein Fahrrad mit diesem Aufbau hat, ignoriert man einfach den untersten Zuganschlag und führt den nackten Zug um das Tretlagergehäuse und dann aufwärts zur Zugklemmschraube.
    Wenn man Sorge wegen des Lacks unter dem Tretlagergehäuse hat, hat man zwei Methoden, diesen zu schützen.
    • Die einfachste Methode ist der Einsatz eines Stücks frei beweglicher Zughülle, das etwa 50-75 mm (2 bis 3 Zoll) lang ist und unter dem Tretlagergehäuse liegt. Dieses Stück Zughülle benötigt keinen Zuganschlag. Die Zugspannung hält das Zughüllenstück am Platz.
    • Eine elegantere Lösung ist die Montage einer modernen Kunststoffzugführung unter dem Tretlagerghäuse. Normalerweise werden diese Führungen von einer kurzen 5 mm Schraube gehalten. Dazu muss man nach Entfernen des Innenlagers mit einem Gewindebohrer ein Loch für die Schraube bohren. Das ist sehr leicht zu erledigen.

Kettenneigung

Die Neigung der Kette relativ zum Umwerfer wird durch den Winkel des Sitzrohrs, der Tretlagerhöhe und der Größe des Hinterrads beeinflusst. Umwerfer sind für unterschiedliche Winkel spezifiziert. Das ist überaus kritisch bei Fahrrädern mit kleinen Laufrädern und kann darin münden, dass die Kette am unteren Blech des Käfigs schleift. Ein Umwerfer für feste Anlötteilmontage oder ein E-Typ-Umwerfer kann die Problematik umgehen.

Das größte Kettenblatt

Umwerfer schalten am besten, wenn sie so tief wie möglich montiert werden, ohne das der Käfig das größte Kettenblatt berührt. Insbesondere muss die untere Kante der Außenplatte des Käfigs so nah wie möglich an die Biegung des großen Kettenblatts angeglichen werden.

Wenn man einen Umwerfer mit einem Kettenblatt einsetzt, das größer ist als die Spezifikation des Umwerfers erlaubt, wird die hintere Kante des Käfigs das Kettenblatt berühren bevor die vordere Kante so nah am Kettenblatt ist, dass man knackige Gangwechsel erhält.

Wenn man einen Umwerfer mit einem Kettenblatt einsetzt, das viel kleiner ist als die Spezifikation des Umwerfers vorgibt, wird die hintere Kante des Umwerfers sehr weit vom Kettenblatt entfernt sein, wenn man die vordere Kante nah genug eingestellt hat. Das vermindert nicht die Schaltperformance, erfordert jedoch ausführliches Trimmen des Umwerfers, wenn man Gänge hinten wechselt.

Nicht passende Umwerfer und Kettenblätter können bei Reibungsschaltung zufriedenstellend funktionieren, machen jedoch zumeist bei indexierter Schaltung wie zum Beispiel Shimanos STI Probleme.

Wenn man ungewöhnliche Anforderungen an seine Schaltung hat und ein wenig geschickt ist, kann man die äußere Käfigplatte mit einer Schleifscheibe so bearbeiten, dass sie zum größten Kettenblatt passt.

Zweifach/Dreifach

Zweifach- und Dreifachumwerfer

Moderne Umwerfer sind entweder für zwei oder drei Kettenblätter optimiert. Die Form des Käfigs ist jeweils für den jeweiligen Einsatz geformt.

  • Bei einem Zweifachumwerfer ragt die untere Kante der inneren Käfigplatte nur wenig über die äußere Käfigplatte hinaus.
  • Bei einem Dreifachumwerfer ragt die untere Kante der inneren Käfigplatte deutlich über die die äußere Käfigplatte hinaus. Diese größere Platte verbessert deutlich den Gangwechsel vom kleinsten zum mittleren Kettenblatt, weil sie deutlich näher am mittleren Kettenblatt agiert.

Zweifachumwerfer kann man auch mit Dreifachkurbeln benutzen. Wenn jedoch das mittlere Kettenblatt viel kleiner als das größte Kettenblatt ist, wird der Schaltvorgang vom kleinsten auf das mittlere Kettenbaltt störrisch sein. Zweifachumwerfer funktionieren jedoch mit Halbschritt plus Rettungsring ganz gut, bei denen zwischen dem größten und mittleren Kettenblatt höchsten drei bis fünf Zähne Unterschied liegen.

Moderne Dreifachumwerfer haben Überschneidungsproblme bei Halbschritt- plus Rettungsring-Aufbauten zwischen der erweiteren inneren Käfigplatte und dem innersten Kettenblatt. Dreifachumwerfer sind im Allgemeinen für einen genau spezifizierten Unterschied zwischen dem mittleren und größten Kettenblatt optimiert.

  • Shimanos Zehn-Gang-Dreifachumwerfer sind optimiert für eine Differenz von 13 Zähnen (typischerweise 52-39)
  • Die meisten anderen Shimano Dreifachumwerfer sind für eine Differenz von 10 Zähnen zwischen mittlerem und großem Kettenblatt optimiert.

Überraschenderweise hat die Größe des Rettungsrings kaum Einfluss auf die Performance des Umwerfers. Viele Fahrradfahrer individualisieren ihre Straßen-Dreifachkurbel, indem sie einen kleineren Rettungsring als das ausgelieferte 30-Zähne Kettenblatt montieren. Der einzige limitierende Faktor an dieser Stelle ist, dass die Kette nicht unten im Umwerferkäfig schleifen darf. Im Allgemeinen ist das kein Problem, wenn das größte Kettenblatt eine mittlere 40er Zähnezahl hat. Ist das größte Kettenblatt größer, kann genau das Problem auftreten. Eine Compact Drive Kassette, deren kleinstes Ritzel elf Zähne hat, kann das Problem umgehen, weil man kleinere Kettenblätter zum Einsatz bringen kann, ohne die größten möglichen Übersetzungen zu opfern. Mit modernen Kassetten mit acht oder mehr Ritzeln hat man recht kleine Übersetzungssprünge und kann ein Kettenblatt mit bis zu 34 Zähnen für den kleinsten Gang zum Einsatz bringen.

Sieben-, Acht-, Neun-, Zehn-Gang...

Viele Umwerfer sind für eine spezielle Ritzelzahl hinten spezifiziert. Das ist aber tatsächlich hauptsächlich eine Marketing- und keine technische Unterscheidung. Die meisten Umwerfer funktionieren mit jedem modernen Kettenschaltungssystem.

Es stimmt natürlich, dass die Käfige etwas schmaler geworden sind, um den schmaleren Ketten mit mehr Ritzeln gerecht zu werden. In der Praxis ist das aber selten ein echtes Problem.

Siehe auch

Indexiertes Schalten Straße/Mountainbike

Das Verhältnis zwischen Zugeinholweg und Umwerferbewegung unterscheidet sich zwischen Shimanos "Straßen"- und "MTB"-Umwerfen. Das kann Indexierungsprobleme hervorrrufen, wenn man einen "Straßen"umwerfer mit einem "MTB"-Schalthebel für aufrechte Lenker oder umgekehrt benutzt. Das ist von Belang bei Schalthebeln aus Shimanos STI oder RapidFire Modellen.

Keine Probleme machen dagegen Friktionsschaltungssystem wie Barcons oder Unterrohrschalter. Genauso wenig Probleme hat man mit Rastklinkenmechanismen wie die Campagnolo Ergo.

Shimano hat ein Modell im Programm, das für "Straßen" (52-42) Kettenblättern und RapidFire System (aufrechter Lenker) ausgelegt ist. Es ist das FD-440 Modell.

Jtek hat den Shiftmate im Programm, der zwischen Shimanos "Straßen" und "Mountainbike" Modelle übersetzen kann. Das wäre eine weitere Lösung.

Trimmen

Wenn man hinten schaltet, ändert sich der Winkel der Kette am Umwerfer. Manchmal muss man dann den Umwerfer nachjustieren (trimmen).

Wenn man beispielsweise im kleinsten Gang losfährt und somit die Kette über das größte Ritzel und das kleinste Kettenblatt verläuft, läuft die Kette butterweich im System. Wenn man Geschwindigkeit aufbaut, schaltet man Stück für Stück in kleinere Ritze und die Kette wandert nach Außen. Ab einem bestimmten Punkt wird die Kette an der äußeren Käfigplatte des Umwerfers schleifen. Das generiert Geräusche und wird auf Dauer Riefen in die Käfigplatte reiben.

Bei klassischen Umwerfern konnte man diesen trimmen, indem man ganz leicht am Schalthebel des Umwerfers rückwärts zog. So wanderte der Käfig ganz leicht nach Außen und das Schleifen wurde eliminiert.

Das funktioniert wunderbar, wenn man eine Friktionsschalthebel für den Umwerfer einsetzt.

Mit dem Aufkommen von indexierten Schalthebeln wie Shimanos STI und RapidFire Systemen wurde die Möglichkeit des Umwerfer-Trimmens durch die Zahl und den Abstand der Indexierungspunkte (Klicks) eingeschränkt. Frühe indexierte Schlathebel für Umwerfer hatten gar keine oder sehr geringe Trimmmöglichkeiten. Neuere Modelle haben zusätzliche Einrastpositionen, um ein eingeschränktes Trimmen zu ermöglichen

In den meisten Fällen, wenn man nur die Kettenblattgrößen einsetezt, für die der Umwerfer spezifiziert ist und der Umwerfer sehr exakt eingestellt wurde, ist trimmen nicht notwendig, solange man guten Schaltpraktiken folgt.

Wenn man individualisierte Kettenblattgrößen nutzt wird man sehr wahrscheinlich Probleme mit indexierten Schalthebeln bekommen. Daher sollte man sich mit Barcons, GripShifts oder Campagnolo Ergo Schalthebeln beschäftigen. Diese sind zwar für den hinteren Schaltvorgang indexiert aber nicht für vorne am Umwerfer. GripShifts sind streng genommen nicht Friktionsschalthebel. Sie machen "Klick", wenn man sie schaltet. Sie haben jedoch weitere "Microklicks", die eine beträchtliche Feinjustierung der Umwerferposition zulassen. GripShifts vom Ersatzteilmarkt haben nicht indexierte vordere Schalthebel währende OEM-Modelle oft indexiert sind.

Der Bedarf nach Trimmung hängt stark von der Kettenstrebenlänge ab. Je kürzer die Kettenstreben sind, desto mehr muss man trimmen, weil der Kettenwinkel größer wird bei einer bestimmten Seitwärtsbewegung hinten. Das ist einer der Bereiche, in denen Liegeräder einen echten Vorteil haben, weil ihre sehr langen Ketten einen sehr geringen Winkelunterschied bei unterschiedlichen Gängen erzeugen. Das gleiche gilt für Tandems, die das Hinterrad mit der vorderen Kurbel antreiben.

Im Gegensatz dazu erfordern die super kurzen Kettenstreben mancher Rennradrahmen ein ständiges Trimmen von Umwerfern. Es gibt einen unglücklichen fast schon abergläubischen Glauben, dass kurze Kettenstreben ein Fahrrad schneller und wendiger machen.

Siehe auch

Siehe auch

Quelle

Dieser Artikel basiert auf dem Artikel All About Front Derailers von der Website Sheldon Browns. Originalautor des Artikels ist Sheldon Brown.

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