Man braucht nicht zwingend ein Getriebe bzw. eine Gangschaltung, um sich mit dem Fahrrad fortzubewegen. Vor allem Puristen bevorzugen getriebelose Räder. Im allgemeinen Sprachgebrauch haben sich dafür die Bezeichnungen Fixie oder Single-Speed etabliert. Wer auf eine Schaltung nicht verzichten will, dem wird ein Fahrradgetriebe das Radfahren in vielen Situationen erleichtern.
Ohne Getriebe würde die Kurbelbewegung am Tretlager (dem Antrieb) immer mit der gleichen Geschwindigkeit und der gleichen Kraft (genauer: dem Drehmoment) auf das Hinterrad (dem Abtrieb) übertragen werden. Man könnte so also kaum höhere Geschwindigkeiten erreichen noch problemlos eine stärkere Steigung an einem Berg bewältigen.
Pinon Getriebe blau Innenansicht
Wie funktioniert ein Getriebe?
Grundsätzlich besteht ein Getriebe aus (mindestens) zwei Elementen mit unterschiedlichem Durchmesser. Beim Fahrrad sind das die Zahnräder, (auch Kettenblatt und Ritzel) am Abtrieb und am Antrieb, die z.B. mit einer Kette verbunden sind. Das Verhältnis der beiden Durchmesser ist eine der wichtigsten Kennzahlen eines Getriebes: Die Übersetzung. Daraus kann man die Veränderung der Geschwindigkeit oder des Drehmoments berechnen.
Will man nun also mit gleicher Drehzahl des Antriebes höhere Geschwindigkeiten erreichen, muss man den Durchmesser des Zahnrades am Abtrieb verringern. Oder einfach: Ist das Zahnrad am Hinterrad kleiner als an der Kurbel, kann sich das Hinterrad schneller drehen als die Kurbel.
Das Drehmoment verhält sich umgekehrt zur Drehzahl. Man kann dieses Prinzip also auch umgekehrt nutzen. Die Drehzahl am Hinterrad wäre dann geringer als an der Kurbel, doch dafür wird am Hinterrad ein höheres Drehmoment übertragen.
Welche Getriebearten gibt es?
Es lassen sich die folgenden Bauarten unterscheiden:
- Kettengetriebe
- Nabenschaltung
- Tretlagerschaltung
Kettenschaltung
Die Kettenschaltung ist am Weitesten verbreitet. Sie besteht aus verschieden großen Zahnrädern am Antrieb und Abtrieb. Die Zahnräder am hinteren Teil des Rades, am Abtrieb, werden auch als Ritzel bezeichnet oder Kassette, wenn an der hinteren Achse mehrere Ritzel angebracht sind. Am vorderen Teil, also an der Kurbel, spricht man von den Kettenblättern.
Mit einer Kette wird die Kraft vom Kettenblatt am Antrieb zum Ritzel am Abtrieb übertragen. Am Abtrieb und am Antrieb können sich Vorrichtungen befinden, die die Kette auf ein Zahnrad anderer Größe „werfen“. Spricht man vom Schaltwerk, ist damit das die vordere Wechselvorrichtung am Antrieb genannt. Das Pendant am Abtrieb, dem Hinterrad, wird Umwerfer genannt.
Nabenschaltung
Die Nabenschaltung befindet sich direkt am Abtrieb und ist in die Nabe des Hinterrades eingebaut. Die Nabenschaltung arbeitet mit einem Planetengetriebe. Dabei sind die Zahnräder direkt miteinander verbunden. Anstatt von Zahnrädern können auch Kugel verwendet werden um eine stufenloses Getriebe zu ermöglichen.
Die Nabenschaltung kann mit einer Rücktrittbremse ausgestattet sein oder oder auch mit einem Freilauf ohne Rücktritt.
Tretlagerschaltung
Wird das Getriebe am Tretlager, also dem Antrieb, angebracht, spricht man von einer Tretlagerschaltung. Hier kann man zwischen innen- und außenliegenden Getrieben unterscheiden. Ein Beispiel dieser Bauart ist das Getriebe von Pinion. Innerhalb des Tretlagers sorgt ein Planetengetriebe für die verschiedenen Übersetzungen.