Shimano Kassetten und Freilaufnaben
Freiläufe und Freilaufnaben
Klassische Hinterradnaben hatten ein standardisiertes Schraubkranzgewinde, auf das ein Standardfreilauf/-ritzelpaket aufgeschraubt werden konnte. Damit konnte jede Marke eines Freilaufs auf jede Marke einer Nabe geschraubt werden. Wenn die Ritzel verschlissen waren oder der Fahrer andere Gangübersetzungen wünschte, konnte man einfach den Freilauf abschrauben und und einen Neuen aufschrauben.
In den letzten Jahren hat die Freilaufnabe von Shimano im wesentlichen die konventionellen Hinterradnaben mit Gewinde ersetzt. Sheldon Brown fand es sehr schade, dass diese Austauschbarkeit zwischen allen Marken verloren gegangen ist. Jedoch funktionieren diese neuen Nabentypen so einwandfrei, dass sie problemlos zum neuen Standard werden konnten.
Falls Du Dir nicht sicher bist, ob Dein Fahrrad eine Freilaufnabe mit Kassette hat oder ein Schraubkranzgewinde mit einem Freilauf, solltest Du den Artikel Freilauf oder Kassette? lesen. Dort wird erklärt, wie man leicht den Unterschied erkennen kann.
Vorteile der Freilaufnabe
Wegen der Lage der Kugellager in der Shimano Freilaufnabe, wird die Achse näher an ihren Enden gehalten. Daraus resultiert, dass es bei diesen Naben so gut wie keine verbogenen Achsen mehr gibt. Dieses Merkmal haben nicht alle Freilaufnaben, da es durch ein Patent von Shimano geschützt ist.
Der Sperrklinkenmechanismus ist in der Freilaufnabe integriert (er ist aber weiterhin wartbar). Wenn die Ritzel auf der Kassette verschleißen, muss man nur die Ritzel austauschen und nicht gleichzeitig den Sperrklinkenmechanismus. Das ist vorteilhaft, da dieser meist wesentlich länger hält als die Ritzelpakete.
Diese Ritzel werden normalerweise als Satz in der sogenannten Kassette verkauft. Die Ritzel der Kassette werden gewöhnlicherweise durch drei kleine Schrauben oder Nieten zusammengehalten, um die Montage zu vereinfachen. Diese Schrauben oder Nieten sind nicht notwendig, sie sorgen nur dafür, dass die Ritzel und Spacer in der richtigen Reihenfolge und Ausrichtung gehalten werden. Es gibt die Ritzel auch einzeln.
Manche high-end Kassetten haben einen sogenannten Spider, die die vier oder fünf größten Ritzel zusammenhalten. Das spart Gewicht, die Ritzel, die auf dem Spider montiert sind, können aber nur als Ganzes ausgetauscht werden.
Kassettensysteme
Uniglide ®
Die älteren Shimnao Kassetten hatten ein Design mit "abgedrehten" Zähnen, das Uniglide genannt wurde. Diese Kassetten hatten neun identische Einkerbungen, die über entsprechend passende Rippen auf dem Freilaufkörper geschoben werden konnten. Unterlegscheiben (Spacer) wurden zwischen je zwei Ritzel geschoben. Bei fünf- und sechsfach Kassetten waren diese 3,65 mm, bei siebenfach Kassetten 3,1 mm und bei achtfach Kassetten 3,0 mm breit.
Ritzel mit weniger als 14 Zähnen hatten einen angebauten Spacer. Die anderen Ritzel waren jedoch umkehrbar. Wenn man eine Richtung verschlissen hatte, konnte man diese Ritzel einfach andersherum wieder anbauen und hatte so gut wie neue Ritzel. Kleine Ritzel mit angebautem Spacer gab es jeweils passend für fünf-/ sechsfach Kassetten und für sieben-/achtfach Kassetten.
Das kleinste Ritzel einer Uniglide-Kassette hatte keine Einkerbungen, sondern ein Gewinde. Mit dem Gewinde dieses Ritzels hielt man die gesamte Konstruktion auf dem Freilaufkörper.
Zum Abbauen einer Uniglide Kassette benötigte man zwei Kettenpeitschen. Mit der einen Kettenpeitsche hinderte man die Kassete am drehen (Freilauf!) und mit der anderen Kettenpeitsche (oder der Fahrradkette) drehte man das kleinste Ritzel gegen den Uhrzeigersinn los.
Dura Ace Freilaufnaben hatten ein schmaleres Gewinde, das ausschließlich mit Dura Ace Ritzeln arbeitete. Ganz früher bekam man noch Ritzel mit elf Zähnen für Dura Ace. Diese sind inzwischen nicht mehr erhältlich.
Uniglide Kassetten sind nicht mehr am Ersatzteilmarkt erhältlich. Wenn Du noch eine Nabe mit Uniglide hast, lohnt sich der Aufwand, einen neueren Hyperglide Freilaufkörper zu transplantieren.
Alternativ kannst Du auch Hyperglide Ritzel auf einen Uniglide Freilaufkörper bringen, indem Du eine der Rippen des Freilaufkörpers anfeilst, bis die schmale Einkerbung des Ritzel darüberpasst. Das ist (laut Sheldon Brown) nicht sonderlich schwierig. Man braucht jedoch ein Uniglide Ritzel mit Gewinde für die Position des kleinsten Ritzels. Der Nachschub für diese Ritzel wird aber sehr rar.
Hyperglide ®
Bei konventionellen Schaltwerken wird der Schaltvorgang so durchgeführt, dass die Kette seitwärts bewegt wird, bis sie nicht mehr mit dem Ritzel verwoben ist. Sie springt dann auf das nächstgelegene Ritzel.
In den späten 1980er Jahren führte Shimano das Hyperglide System ein, bei dem die Kette mit zwei Ritzeln gleichzeitig in Kontakt sein kann. Die Kette verbindet sich bereits mit dem nächsten Ritzel während sie noch zum Teil mit dem alten Ritzel verbunden ist. Daraus resultiert ein weicherer, leiserer und schnellerer Schaltvorgang.
Das wird erreicht, indem man die einzelnen Zähne der Ritzel unterschiedlich formt und kleine Rampen in die Seiten der Ritzel formt, die das Schalten in größere Ritzel vereinfachen.
Damit das Ganze funktioniert, müssen die Ritzel eine bestimmte Position in Relation zueinander einnehmen. Die älteren Uniglide Ritzel konnte man in allen neun verschiedenen Orientierungen aufsetzen (sogar 18, wenn man das Ritzel herumdreht!). Hyperglide Ritzel passen genau auf eine Art und Weise auf den Freilaufkörper. Das wird durch eine einzelne schmalere Rippe auf dem Freilaufkörper sichergestelt. Die Ritzel haben eine entsprechende schmalere Einkerbung, die nur genau auf diese Rippe passt. Meist sind die Ritzel mit einem "^" markiert, um diese Einkerbung schneller zu finden.
Da die Orientierung der Ritzel essentiell ist, um Hyperglide zum sauberen Arbeiten zu bringen, können keine Ritzel mit Gewinde benutzt werden. Daher sind alle Ritzel der Hyperglide Kassetten eingekerbt. Ein Konterring wird in ein innenliegendes Gewinde des Freilaufkörpers geschraubt und sichert das Ritzelpaket vor dem Verrutschen. Dieser Konterring hat das gleiche Kerbverzahnungsmuster wie konventionelle Shimano und Sachs Freiläufe.
Häufig wird sich darüber beschwert, dass Shimnao ohne Grund einfach Merkmale verändert. In diesem Fall jedoch ist die Änderung gut begründet. Als Shimano Hyperglide einführte, wurden die ersten Freilaufkörper so gebaut, dass man noch die alten Uniglide-Kassetten weiterbenutzen konnte. Viele Hyperglide Freilaufkörper trugen das Gewinde, auf das man das kleinste Uniglide-Ritzel aufschrauben konnte.
Zudem ist es leicht möglich die Shimano Freilaufnaben auf einen neuen Hyperglide Freilaufkörper [#Freilaufkörper-transplantieren|umzurüsten]]. Das ist eine einfache und preiswerte Modifikation.
Man kann natürlich auch die neuen Hyperglide Ritzel auf alte Uniglide Freilaufkörper setzen (s. hier).
Um die Hyperglide Funktionalität zu erhalten, sind die Ritzel so gebaut, dass sie in Bezug zum nächstgrößeren Ritzel stehen. So gibt es zum Beispiel drei verschiedene 15-Zahn Ritzel für die Siebenfach-Systeme: Eine Version kommt zwischen ein 13er und 17er Ritzel, ein anderes zwischen einem 14er und 17er Ritzel und das Dritte wird zwischen ein 14er und 16er Ritzel platziert.
Hyperglide Kassetten werden gewöhnlicherweise als Einheit verkauft und tragen einen Buchstabencode, der sich auf einen bestimmten Satz bezieht. Es gibt dutzende verschiedene Kombinationen. Die meisten siebenfach- und achtfach-Kassetten sind mit einem ein- oder zweistelligen Buchstebencode versehen.
Interactive Glide ®
Die neueren siebenfach Kassetten erweitern das Hyperglide Prinzip durch Rampen und Profilierungen auf beiden Seiten der Ritzel. Um zu erreichen, dass die Ritzelzähne nicht dünner wurden, mussten die einzelnen Ritzel etwas dicker werden. In Folge dessen mussten die Spaver zwischen den Ritzel dünner werden, damit die Ritzelabstände sich nicht veränderten. Zudem schreibt Shimano vor,. dass man HG-Ketten nicht auf IG-Kassetten benutzen soll. Sachs-Ketten sind mit beiden Systemen kompatibel.
Shimano sagt, dass man nicht IG mit Nicht-IG Ritzel vermischen soll. Wenn man jedoch die richtigen Spaver je IG-Ritzel verwendet, sollte das trotzdem funktionieren. Man muss etwas expermitieren, bis man eine Kombination gefunden hat, die zusammenarbeitet.
Nicht-Shimano Naben
Generell sind Shimano-artige Freilaufnabenkörper nicht erhältlich, sogar wenn sie abbaubar sind. Die meisten Nichtmarkenprodukte haben den Freilauifkörper mit der Nabe vernietet.
Manche "Premium"produkte haben aus Gewichtsgründen den Freilaufkörper aus Aluminium hergestellt. Das ist eine schlechte Idee, da das Standardmuster der Rippen nicht für dieses Material ausgelegt ist. Die Stahlritzel neigen dazu, Kerben in die Kanten der Rippen zu schneiden. Dann ist es sehr schwierig bis unmöglich die Kassetten vom beschädigten Freilaufkörper abzuziehen.
Im Produktionsjahr 2004 hat Shimnao ebenfalls Aluminiumkörper für Dura Ace zehnfach-Kassetten herausgebracht. Um das oben genannte Problem zu umgehen hat man das Muster der Rippen geändert und sie verbreitert, so dass die Kräfte der Kassette besser verteilt werden konnten. Der Nachteil dieser Freiläufe ist, dass sie ausschließlich zenhfach-Kassetten akzeptieren.
Uniglide früher: 1970er bis frühe 80er Jahre
Shimano Freilaufnaben ab der Mitte der 1980er Jahre haben austauschbare Freilaufkörper, die mittels eines Schraubgewindes und einer Kerbverzahnung fixiert werden. Mehr dazu im Abschnitt Freilaufkörper transplantieren.
Die alleresten Shimano Freilaufnaben hatten jedoch ein ähnlich primitives Konstruktionsprinzip. Es gab eine Kerbverzahnung, die den Freilaufkörper am rotiern hinderte. Es gab jedoch keine Verschraubung, sondern diese Kerbverzahnung wurde zu Außenseite hin etwas breiter, so dass der Freilaufkörper aufgesteck und sozusagen eingeklickt wurde. Die Achse hielt diese Konstruktion davon ab, herunterzufallen. Das war jedoch kein besonders zufriedenstellendes Design.
Beachte, dass es inzwischen keine Ersatzkörper für diese alten Naben mehr gibt. Sie datieren aus den frühen 1970er und sehr frühen 1980er Jahren und können durch ihren schmalen Nabenkörper identifiziert werden. Aktuelle Freilaufnaben haben eine zur Freilaufseite hin dicker werdenden Nabenkörper, der das Gewinde für die Freilaufverschraubung beinhaltet.
"Straßen-" vs. ""Mountainbike-" Kassetten, Schaltwerke und Naben
Wenn über Kassetten gesprochen wird solte man die Unterscheidung zwischen "Straße" und "Mountainbike" nicht als technisches, sondern als reine Marketing-Unterscheidung ansehen.
- Straßen- vs. Mountainbike-Kassetten
Kassetten werden in vielen verschiedenen Gangabstufungen verkauft. Diejenigen, deren Ritzelgrößen nahe beieinander liegen und bei denen es selten große Ritzel gibt, werden in Marketingtermen gerne als "Straße" klassifiziziert. Kassetten mit einer großen Bandbreite und Verfügbarkeit von großen Ritzeln werden als "MTB" klassifiziert.
- Straßen- vs. Mountainbike Schaltwerke
Ähnlich wie bei Kassetten werden Schaltwerke mit einem kurzen oder langen Käfig verkauft. Die kurzen Käfige ("Straße") arbeiten nur mit Kassetten schmaler Bandbreite zusammen, da sie nicht genügen Kapazität besitzen. Schaltwerke mit kurzem Käfig limitieren auch stark die Größe des größten Ritzels im Ritzelpaket, da sie dazu neigen würden mit der Leitrolle am größten Ritzel zu schleifen.
Schaltwerke mit langem Käfig haben eine größere Kapazität und arbeiten mit jeder Art von Kassette zusammen. Dennoch werden sie meist als "Mountainbike" Schaltwerke vermarktet. In früheren Zeiten - bevor das Mountainbike aus Marketingsicht heiß wurde - waren sie "Touring" Schaltwerke.
Beachte, dass es für das Schaltwerk egal ist, wieviele Gänge man am Rad hat. Man benötigt nicht unbedingt ein Zehnfach-Schaltwerk, um eine Zehnfach-Kassette zu bedienen. Das trifft auf alle Shimano Schaltwerke zu (außer 1996er und frühere Dura Ace Einheiten).
- Straßen- vs. Mountainbike-Naben
Es gibt keine Probleme mit "Straßen-" oder "Mountainbike-" Kassetten und Naben solange man die richtige Zahl an Ritzeln benutzt. Alle Naben, die als "Achtfach", "Neunfach" oder "Zehnfach" vermarktet werden, können mit jeder Zahl an Ritzeln bestückt werden. Bei Siebenfach-Kassetten muss man noch einen 4,5 mm dicken Spacer unterlegen, bevor man die Kassette verbaut.
Jede Shimano Hyperglide Kassette passt auf jede Hyperglide Nabe mit folgenden Ausnahmen:
- Siebenfach-Naben passen nur mit Siebenfach-Kassetten zusammen (Acht von Neun auf Sieben).
- Dura Ace 7800 Zehnfachnaben der Jahre 2004-2007 akzeptieren nur Zehnfach-Kassetten aus der Dura Ace Gruppe.
- Viele ältere Naben haben Probleme mit Elf-Zähne-Ritzeln (s. auch Hyperdrive-C).
- Capreo Naben und Kassetten sind mit nichts anderem kompatibel.
Obwohl "Straßen-" und "Mountainbike-" Naben keine Unterschiede in Bezug auf Ihre Aufnahmefähigkeit für Kassetten haben, sind sie unterschiedlich in Ihrer Einbaubreite. "Straßen"-Naben sind meist 130 mm breit und "Mountainbike"-Naben 135 mm.
"Mountainbike" Naben sind meist besser gegen Schmutz und Schmodder versiegelt als "Straßen" Naben. Das spielt in der Praxis jedoch kaum eine Rolle. Die etwas breiteren 135 mm Naben erzeugen meist etwas stärkere Laufräder, da die Speichen etwas weniger gebogen werden müssen.
Wie funktioniert das?
Einbau und Ausbau von Kassetten
Moderen Hyperglide Kassetten (alles, was nach den späten 1980er Jahre gebaut wurde) verwenden einen Konterring, der die Ritzel auf den Rippen des Freilaufkörpers hält. Für diesen Konterring existiert ein spezielles Werkzeug, dessen Werkzeugkopf in die Keilverzahung des Konterrings passt. Manche dieser Freilaufabzieher haben einen langen Hebel, mache haben einfach eine Öffnung, in die man ein Ratschenwerkzeug oder einen Schlüssel einstecken kann.
Dieser Konterring hat ein ganz normales Rechtsgewinde, das man im Uhrzeigersinn drehen muss, um es festzuschrauben. Wenn man diesen Konterring abschrauben will (gegen den Uhrzeigersinn), bewegt sich die Kassette wegen des Freilaufs mit. Daher benötig man eine Kettenpeitsche, um die Kassette daran zu hindern, sich mit zu drehen.
