E-MTB Schaltungs Tuning 🤩

Ich habe mir eine nicht ganz billige Aufrüstung meines E-MTBs, eines 2020er TREK Rail 9.8 gegönnt:

den Umbau auf eine drahtlos angesteuerte elektronische Schaltung in der derzeit technisch fortgeschrittensten SRAM «Full Mount» Ausführung und «XX»-Qualität.

Während ich dies schreibe, ist die Aufrüstung noch nicht vollzogen (beim Eingangs-Teaser Foto allerdings schon!) , aber die Komponenten (Schaltwerk, Kassette, Kettenrad, Kette und Controller (Bedienteil am Lenker)) liegen bereits auf meinem Schreibtisch 😊

Für die Ungeduldigen: ein SRAM Anleitungsvideo, in dem der Umbau auf eine Full Mount Schaltung vollständig beschrieben ist, findet sich hier. Natürlich läuft in der Praxis nicht alles so glatt wie im Video, sonst lohnte es ja nicht, einen Blog-Artikel darüber schreiben …

Aber von Anfang an: zwei Kollegen von mir im RMC Appenzell hatten bereits eine elektronische Schaltung an ihren E-MTB, was mir anfangs nur am Fehlen eines Schalt-Bowdenzugs an Lenker und Hinterbau und dem folglich «aufgeräumten» Look aufgefallen war. Darauf angesprochen, äusserten sich beide ausgesprochen positiv über ihre bisherigen Erfahrungen damit. Nun war mein Interesse geweckt und ich begann mich einzulesen.

Bald schwirrte mir der Kopf ob der vielen neuen, mir bis dahin völlig unbekannten Fachbegriffe wie «Transmission», «T-Type», Full Mount, AXS, UDH etc.. Und quasi sofort stellte sich mir die ganz grundsätzliche Frage der Kompatibilität, ob mein E-MTB überhaupt für den angepeilten Umbau geeignet sei? Leider blieb meine diesbezügliche Anfrage an den TREK-Händler in Biel, bei dem ich das Bike vor mehr als vier Jahren nagelneu gekauft hatte, unbeantwortet. Nun gut: ein After-Sales Support über mehr als vier Jahre hinweg wäre zwar schön gewesen, aber nicht zwingend zu erwarten. Dann eben nicht.

So verschlang ich weiter Anleitungsvideos und Umbaubeschreibungen, Komponentenbeschreibungen und Begriffsdefinitionen, ohne wirklich schlauer zu werden. Gerne hätte ich einmal ein Bike in der gewünschten Konfiguration (zumindest mit «Full Mount» Schaltwerk) live und in 3D gesehen und auch mal ein bisschen «befingerlet», um die Zusammenhänge besser zu «begreifen». Aber auch ein Besuch bei der St. Galler Veloplus Filiale blieb erfolglos: kein einziges der dort ausgestellten Velos wies eine Full Mount Schaltung auf. Ein befragter Verkäufer räumte ein, dies sei eher ein Thema im «High End» Bereich, bot mir aber an, die benötigten Komponenten für mich zu bestellen wenn ich ihrer Werkstatt einen «Umbauauftrag» erteilen wolle. Mir war klar, dass diese Werkstatt ganz offensichtlich noch nie einen derartigen Umbau durchgeführt hatte. Und meine Neigung, anderen Monteuren deren Lehrgeld zu bezahlen war gleich Null. Dann doch lieber selbst schlau 💪 werden.

So wandte ich mich schliesslich per Kontaktformular direkt an den SRAM Support. Die erste Auskunft von Andy@SRAM war gleich ermutigend: da mein E-MTB über ein UDH (Universal Derailleur Hanger = standardisiertes, geschraubtes Schaltauge) verfügt, ist es grundsätzlich für einen Umbau auf «Full Mount» geeignet.

Ich hatte bisher eine SRAM E-MTB Schaltung der 2020er «GX Eagle» Serie, und mir war klar, dass ich für einen Umbau auf «Full Mount» mindestens Kassette und Schaltwerk tauschen müsste, plus Einbau einer Full Mount kompatiblen Kette natürlich. Bis dahin hatte ich geplant, mich weiter im «GX» Bereich zu bewegen, SRAM’s Einstiegs-Qualität. Als ich Andy anfragte, ob ich mein vorderes Kettenblatt weiterverwenden könne, empfahl er mir statt dessen das aus der XX-Serie:

Ist natürlich eine Augenweide 🤩, und damit fing ein teurer Nachdenkprozess bei mir an: wenn ich schon GX-Komponenten mit einem XX-Kettenrad kombinieren konnte, warum dann nicht gleich alles in «XX» nehmen? Mit inzwischen fast 68 Jahren dachte ich mir: wann, wenn nicht jetzt! 😇

Also sprang ich ins kalte Wasser und bestellte alle im Eingangsbild gezeigten Komponenten, zum Eigeneinbau. Nicht gezeigt, aber ebenfalls mitbestellt: das Ladegerät für den Schaltungs-Akku. Für schlanke Fr. 1’200,- , plus nochmals rund Fr. 50.- für Bike-spezifische Werkzeuge.

Warum gebe ich soviel Geld aus?

Ich werde jetzt nicht die Marketing-Behauptungen von SRAM rezitieren. Auch eine Gewichtseinsparung in der Grössenordnung von im vielleicht unteren dreistelligen Grammbereich lässt mich kalt, solange ich durch eine Woche disziplinierteres Essen und Trinken ein Mehrfaches an (Eigen-)Gewicht einsparen kann. Die qualitativ höherwertigen Materialien mit verschleissfesteren Oberflächen einer «XX»-Ausstattung im Vergleich zu einer «GX»-Ausstattung nehme ich aber gerne mit.

Was mich aber in der Hauptsache als Ingenieur sehr angesprochen und vom Konzept her überzeugt hat, ist zweierlei:

1. die Eliminierung von Elastizität in der Ansteuerung des Schaltwerks, unvermeidliche Folge eines ca. anderthalb Meter langen, verwinkelt verlegten Schalt-Bowdenzugs, sowie einer einseitigen Verschraubung des Schaltwerks am Schaltauge. Im Gegensatz zu einer bei der elektronischen Ansteuerung maximal direkten Krafteinwirkung durch einen ins Schaltwerk integrierten Stellmotor. Die beidseitige Umfassung des Ausfallendes durch den beim «Full Mount» gegabelten Kopf des Schaltwerks trägt das Ihre zur Versteifung der Schaltung bei.
2. die «kinematische Reinheit» der koaxialen Lagerung von Kassette und Schaltwerk direkt auf der Hinterachse, anstatt wie bisher auf zwei unterschiedlichen Achsen (Hinterachse für die Kassette, sowie Achse des dazu exzentrischen (!) Schaltauges).

Erwartungen an den Umbau

Ich verspreche mir von diesem Umbau ein deutlich knackigeres, d.h. präziseres und geräuschärmeres Schalt-«Erlebnis». Also ein dezentes «klick» anstatt des aktuellen «Ratsch-Krack». Mir ist schon klar, dass ich durch saubere Einstellung der bisherigen Schaltung die Geräuschentwicklung hätte zurückdrängen können, aber inzwischen überwog bei mir die «Haben wollen» Mentalität. Und wer weiss: vielleicht kann ich mit den ausrangierten GX-Komponenten noch einen mittellosen Jung-Biker glücklich machen? (PS: schon passiert!)

Werde ich deswegen schneller unterwegs sein? Wohl kaum 🥲

Werde ich mich öfters aufs Bike schwingen? Sehr gut möglich! 😇

Werde ich häufiger schalten? Wenn der Umbau so erfolgreich sein wird wie ich hoffe, dann ganz sicher! 😎

Ab jetzt erfolgt der Umbaubericht quasi als «Live»-Reportage. Wer gezielt den Umbau einer bestimmten Komponente anspringen möchte, kann sich an den nachfolgenden Links bedienen.

Kassette

Ich muss in einem früheren Leben schon einmal eine Kassette demontiert und/oder montiert haben. Jedenfalls fand ich in meiner Bike-Kiste noch ein passendes Werkzeug für die Kassetten-Verschlussmutter und einen Gegenhalter (Kettenpeitsche). SRAM empfiehlt die Verwendung eines Abziehers mit «Führungsstift». Mein Werkzeug hatte sogar einen solchen Führungsstift, allerdings nur einen mit ø 5 mm. Davon war offensichtlich in der Hinterradnabe/Freilauf mit Innen-ø 12 mm keine Führung zu erwarten. Anstatt ein neues, passendes Werkzeug zu bestellen, habe ich mir aus einem Messing-Rundmaterial aus meiner Restekiste mit ø 12 mm schnell eine Buchse gedreht, um den vorhandenen dünnen Führungsstift passend aufzufüttern. Für ein selten verwendetes Werkzeug schien mir die Materialwahl ausreichend. Ich habe mir sogar noch die Zeit genommen, eine 3 mm Madenschraube einzusetzen damit die Buchse sich nicht irgendwann selbstständig macht.

Für das Auswechseln der Kassette muss man zuerst die alte Kassette demontieren. Das dazu passende Werkzeug hatte ich mir soeben vorbereitet. Allerdings muss man wegen Rechtsgewinde der Verschlussmutter zum Lösen das Werkzeug (mit Blick auf die Kassette) im Gegenuhrzeigersinn bewegen. Das ist leider die Freilauf-Richtung der Kassette. Also muss man die Kassette während des Lösens der Verschlussmutter (locknut) mit einem zweiten Werkzeug fixieren. Hier kommt nun die Kettenpeitsche ins Spiel:

Anscheinend hatte ich mir die Peitsche zu Zeiten angeschafft, als noch 9er, 10er oder 11er Kassetten das Mass der Dinge waren. Jedenfalls ist/war die Kette der Peitsche zu breit, um sie auf ein Ritzel der vorhandenen 12er Kassette aufzulegen. Also habe ich sie notgedrungen auf das äusserste 50er Ritzel aufgelegt, weil dort keine Nachbarritzel störten. Natürlich kam ich so nur auf einen sehr kleinen Umschlingungswinkel. Damit das freie Kettenende nicht unter Belastung ungewollt abspringen konnte, habe ich es kurzerhand mit einem Kabelbinder fixiert:

Nach dem Lösen der Verschlussmutter konnte ich die Kassette problemlos abziehen und «alt» sowie «neu» ausführlich begutachten und vergleichen.

Sofort fiel mir auf, dass die jeweils grössten Ritzel unterschiedlich weit nach innen «eingezogen» waren. Um dies zu quantifizieren, legte ich ein Stahllineal hochkant jeweils über die Ebene des grössten Ritzels. Der abgebildete Prismenblock dient nur zur Abstützung des hochkant stehenden Stahllineals während des Fotoshootings:

Für mein Hobby Modellbau verfüge ich über zwei Sätze Spiralbohrer, welche zusammen den Durchmesserbereich zwischen 1.0 mm und 10.0 mm in Schritten von 0.1 mm lückenlos abdecken. Aus diesem Fundus habe ich mir jeweils denjenigen Bohrer ausgesucht, welchen ich in den Luftspalt unterhalb des Stahllineals einführen konnte so dass er gerade noch nicht das Stahllineal berührte, siehe vorige Bilder.

Ich ermittelte so einen Unterschied zwischen beiden Kassetten von satten 1.6 mm! Der geringere Einzug der XX-Kassette hat zur Folge, dass ich die Kassette bis zu ihrem Anschlag am Flansch des Freilaufs weniger weit in Richtung Radinneres aufstecken kann und sie effektiv 1.6 mm weiter aussen liegt. Für eine Schaltung, die damit beworben wird dass sie keinerlei Einstellschrauben enthält, hielt ich das für signifikant. Eine email-Anfrage bei «Andy» vom SRAM-Support brachte die Antwort, dass dies so sein müsse. Ich solle einfach gemäss Anleitungsvideo weiter fortfahren und dies «bis auf den Punkt genau» («to a ‚T‘ «) befolgen. Auch wenn bei mir leise Zweifel bleiben: derzeit kann ich nichts weiter tun als diesen Worten zu vertrauen. Ob die Schaltung in dieser Form wie gewünscht funktionieren wird, werde ich erst feststellen können, wenn sämtliche Komponenten getauscht worden sind. Die Spannung steigt jedenfalls 🤔

Ich habe schliesslich die neue Kassette auf den Rapid Drive 54T Freilaufkörper aufgefädelt und mit 40 Nm festgezogen. Bisher sieht das schonmal gut aus, finde ich:

Kettenrad

Um Zugang zur Verschlussmutter des DirectMount Kettenblatts zu erhalten, muss zuerst die Kurbel mit Pedal abgezogen werden. Mein vorhandener Abzieher hatte allerdings einen zu kleinen Stempeldurchmesser. Natürlich kann man einen passende Abzieher für sehr kleines Geld bei den einschlägigen Versendern im Internet bestellen. Aber wenn man Sonntags nachmittags eigentlich das vordere Kettenblatt austauschen möchte, ist man nicht in der Stimmung, die Arbeit für ein bis zwei Tage bis zur Lieferung des Werkzeugs zu unterbrechen.

So habe ich also kurzerhand ein paar Späne produziert um mittels einer Aufsatzkappe meinen Abzieher schnell passend zu machen.

Der Austausch des Kettenrads brachte mir nochmals ein paar Schrecksekunden ein, weil der Leichtmetall-Stern (spider) des XX-Kettenrads im Bereich der Nabe satte 6.0 mm stark ist, das bisherige Stahl Kettenrad jedoch nur 3.5 mm stark ist, dafür aber mit einer zusätzlichen konischen, 2.6 mm starken Druckscheibe auf der Antriebswelle angebracht war.

Natürlich macht das ansonsten hervorragende SRAM Installationsvideo für die Full Mount Schaltung keine Angaben dazu, wie mit einer derartigen Distanzscheibe zu verfahren ist. Das Problem löste sich aber auf natürlichem Wege: mit montierter Distanzscheibe verdeckt der Leichtmetallstern des XX-Kettenrads nahezu alle Gewindegänge der Antriebswelle, so dass die Verschlussmutter sich nicht mehr hätte anbringen lassen, zumindest nicht mit dem vorgeschriebenen Anzugsmoment von 35 Nm.

An der Stelle hatte ich buchstäblich keine Wahl: das XX-Kettenrad musste ohne Druckscheibe montiert werden, weil es anders garnicht gegangen wäre. Ein wenig beunruhigt war ich aber, weil der kleine Durchmesser der leicht konischen Nabe des XX-Kettenrads mit ø 36 mm um einen Millimeter grösser war als der kleine Durchmesser des konischen Druckrings und ich die Befürchtung hatte, das Kettenrad könne deswegen irgendwo schleifen.

Auch der Vergleich der Kettenlinien beider Kettenräder verlief nicht beruhigend: das XX-Kettenrad ragt 3.0 mm weiter vom Motor aus nach aussen als das alte GX-Kettenrad. Wieder ermittelt mit meiner inzwischen bereits bewährten Spiralbohrermethode:

Ich entschied mich, diese beiden Beobachtungen zunächst in meinem Hinterkopf zu «parken» und evtl. wieder darauf zurückzukommen, falls ich nach Komplettmontage in eine Fehlersuche einsteigen müsste.

Schaltwerk

Als Schaltwerk werde ich ein SRAM RD-XX-E-B1 (part number 00.7518.161.000) einbauen. Es handelt sich um ein Full Mount Schaltwerk aus der «XX» Serie.

UDH entfernen

Vor der Montage des RD-XX Schaltwerks muss das bisherige UDH (universal derailleur hanger = standardisiertes, geschraubtes Schaltauge) entfernt werden. Da bei meinem E‑MTB Kettenstrebe und Sattelstrebe in der Hinterachse gelenkig miteinander verbunden sind (split pivot), hier darauf achten, alle evtl. Unterlagscheiben zwischen den beiden Streben exakt gleich am Platz und gleicher Anzahl weiterzuverwenden, und nur die äusseren Befestigungselemente des UDH mitsamt UDH zu entfernen.

Kettenlänge, Position der Setup-Taste [A | B] und Setup-Ritzel bestimmen

Die benötigte Kettenlänge richtet sich nach dem Abstand zwischen Tretlagerachse und (unbelasteter) Hinterachse und der Zähnezahl des Kettenrads. Mit einem Stahlmassband habe ich für mein 2020er TREK Rail 9.8 mit Rahmengrösse «L» einen Wert von 44.7 cm ermittelt. Der Wert deckt sich mit der Grössenangabe in der Tabelle mit TREK’s Rahmengeometrieangaben.

Mit diesen Angaben (Bike Marke, Typ/Jahrgang, Rahmengrösse und Kettenrad-Zähnezahl) liefern sowohl SRAM’s AXS-App (für iPhone), der SRAM Full Mount Chain Length Guide als auch SRAM’s generische Kettenlängentabelle (für nicht gelistete Rahmen) identische Angaben für Kettenlänge, Setup-Tasten Position und Setup-Ritzel:

• Kettenlänge: 120 Glieder
• Setup-Taste: Position «A»
• Setup-Ritzel: 21 Zähne (7)

Das Kürzen der Standardkettenlänge von 126 Kettengliedern auf die geforderten 120 Kettenglieder erfolgt mit einem passenden Kettentrennwerkzeug. Da gibt es nichts weiter zu berücksichtigen und da muss man auch keine Doktorarbeit draus machen.

Die Setup-Taste kann zwei mögliche Positionen «A» oder «B» einnehmen:

Der Wechsel zwischen Positionen «A» und «B» ist in einer SRAM Illustration klasse erklärt und benötigt nur wenige Sekunden: Tastengehäuse mit einem kleinen Schraubenzieher aus seiner Fassung heraushebeln, um 180° drehen und an gleicher Stelle wieder einsetzen.

Das funktioniert genauso einfach wie in obiger Animation illustriert.

Setup-Ritzel

Das Setup-Ritzel bezeichnet dasjenige Ritzel aus der Kassette, welches bei der Erstmontage am Schaltwerk eingestellt sein muss und auf welches die Kette bei der Erstmontage aufgelegt wird. Durch diese Einstellung wird implizit die spätere Kettenspannung festgelegt!

Nachdem die Vorbereitungen (Kettenlänge passend einstellen, Setup-Tastenposition einstellen und Setup-Ritzel ermitteln) erfolgt waren und das alte Schaltwerk samt UDH demontiert waren, konnte ich das neue XX-Schaltwerk mit Full Mount gemäss Anleitungsvideo (ab ca. Position 4:30) zunächst lose montieren.

Endmontage

Dann ging auf einmal alles ganz schnell. Hinterrad eingesetzt und Achse lose eingeschraubt, die passend abgelängte Kette aufgefädelt und mit dem Power-Lock (Kettenschloss) verschlossen. Anschliessend die Kette durch Zug nach hinten am noch lose befestigten Schaltwerk gespannt und die Befestigungsmutter des Schaltwerks in dieser Position mit den vorgeschriebenen 35 Nm angezogen. Schliesslich noch Hinterachse mit 10 Nm angezogen und das Schaltwerk aus der Setup-Position entlassen.

Und dann konnte ich auch schon ein paar erste Schaltversuche unternehmen und eine kleine Proberunde vor der Garage unternehmen. Wider Erwarten(!) funktionierte Alles auf Anhieb reibungslos. Ich musste noch nicht einmal einen einzigen der insgesamt ±7 verfügbaren MicroAdjustment Schritte von je 0.2 mm Verschiebung des Schaltwerks in Anspruch nehmen.

Das lauteste Geräusch (im Stillstand, bzw. im < Fussgängertempo) – wiederum völlig unerwartet – ist das kurze Sirren des Aktuators während jedes Schaltvorgangs. OK, ein gewisses «Tck» ist auch dabei, und meine anscheinend überzogenen Erwartungen an die Geräuschentwicklung bzw. deren Fehlen haben sich insofern nicht vollständig erfüllt.

Trotzdem: ich bin immer noch völlig verblüfft, aber natürlich auch sehr glücklich über dieses Ergebnis.

Zum Schluss habe ich noch Schaltwerk und Pod-Controller am Lenker mit Hilfe der SRAM AXS App ein Firmware-Update auf die neueste Version spendiert.

Nun ist alles bereit für eine ernsthafte Testfahrt. Muss nur noch das Wetter mitspielen: als bekennender Schönwetter-Biker muss es für mich von oben trocken und von unten Schlamm-frei sein. Auch wenn einige meiner «Fans» beim RMC Appenzell absehbar die Nase rümpfen werden: meine Neigung, dieses elektromechanische Wunderwerk der Ingenieurskunst mit Schlamm zu beleidigen hat nämlich durch diesen Umbau nochmals abgenommen. Soweit das noch möglich war 🤣

Sollten im Langzeitbetrieb Störungen oder gar Schäden auftreten, würde ich Berichte darüber hier im Blog nachreichen.