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 größ0eres 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, die noch bei Fünfgang-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 abhängen vom Sitzrohrdurchmesser des Rahmens:

  • 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, das 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 dias 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 Draifachumwerfer ragt die untere Kante der inneren Käfigplatte deutlich über die die äußere Käfigplatte hinaus. Diese größere Platte erhöht 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 Zehngang-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.

Siebengang, Achtgang, Neungang, Zehngang...

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

As you shift the rear from side to side, the angle of the chain changes where it approaches the front. Sometimes, this results in the need to "trim" the front derailer.

For example, you may start out in the lowest gear, with the chain on the innermost chainring and innermost rear sprocket, and everything is running smoothly. As you build up speed, you typically shift the rear derailer outward, toward the smaller sprockets for successively higher gears. At some point, this may cause the outside of the chain to rub against the outer plate of the front derailer's cage. This is noisy and will wear a groove in the derailer cage if you persist.

With traditional systems, you would deal with this issue by "trimming" the front derailer, that is, you would pull back very slightly on the front derailer's shift lever, to nudge the cage a bit outward to eliminate the rubbing.

That works fine if your front derailer is operated by a friction shifter.

With the advent of indexed front shifters, such as Shimano's STI and RapidFire units, the possibility of trimming the front derailer is limited by the number and spacing of the indexing detents ("clicks.") Earlier indexed front shifters had little or no ability to trim, but most newer ones have extra detent positions to provide a limited trim capability.

In most cases, if you use the specific chainring sizes that the front derailer was designed for, and the front derailer is adjusted very carefully, trimming won't be necessary if you follow good shifting practices.

If you customize your chainring sizes, you are more likely to have a problem with indexed shifters, so you might want to use bar-end shifters, GripShifts , or Campagnolo Ergo shifters. These are indexed on the rear, but not in front. The Ergos and GripShifts are not strictly "friction" shifters, as they do "click" when you shift them, but they have many "micro clicks" permitting considerable "fine tuning" of front derailer position. (GripShifts sold in the aftermarket use non-indexed fronts, but O.E.M. GripShifts sold with new bikes frequently are indexed.)

The need to trim is largely dependent on the chainstay length...the shorter the chainstays, the greater the need for trimming, because the chain angle is greater for a given amount of sideways movement in back. This is one of the areas where recumbents have a real advantage, as their very long chains result in minimal angle variation in different gears -- the same with tandems that drive the rear wheel from the front crankset.

By contrast, the super-short chainstays found on many racing-type frames often require trimming of the front derailer. (There's an unfortunate near-superstitious belief that short chainstays somehow make a bike "faster" or more maneuverable.)


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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