Vollständiger Leitfaden zu Fahrradlagern
Lager sind normalerweise in Teilen verborgen und werden daher leicht übersehen. Dabei handelt es sich um absolut wichtige Komponenten, die einem Fahrrad die nötige Energie verleihen. Ohne Lager kann das Fahrrad nicht richtig laufen; Treten, Rollen oder Lenken ist unmöglich. Komponenten wie Naben, Tretlager, Steuersatz, Pedale und Umwerfer enthalten Lager. Jedes Teil, das Bewegung erfordert, hat grundsätzlich eine Art Lager.
In diesem Artikel erfahren Sie mehr über die verschiedenen Lagerarten, die häufig an Fahrrädern zu finden sind. Außerdem erfahren Sie, wie Sie diese messen, welche Lager für Ihren Zweck ideal sind und wie Sie sie richtig warten.
Verschiedene Lagertypen für Fahrräder
Rillenkugellager, Nadellager und Buchsen sind gängige Lagertypen, die in Fahrradrahmen und -komponenten zu finden sind. Im Folgenden erklären wir die Unterschiede zwischen diesen Lagertypen.
Buchsen
Buchsen, auch Hülsen genannt, sind eine Art Gleitlager, das in Federungssystemen, preiswerten Umwerfern und manchmal in Pedalen verwendet wird, allerdings oft in Kombination mit anderen Lagern. Buchsen sind die einfachste Lagerart und fungieren als Hülse zwischen zwei Oberflächen, um die Reibung zu verringern.
Lose Kugellager
Das lose Kugellagersystem besteht aus losen Kugeln, einer Schale, die die Kugeln hält, und einem Konus, der Druck auf sie ausübt.
Die Kontaktflächen von Schale und Konus werden so bearbeitet, dass sie eine glatte Oberfläche haben, die dem Lagerprofil entspricht, sodass eine Kontaktfläche zwischen ihnen entsteht. Lose Kugellager findet man typischerweise bei Fahrrädern der Einstiegsklasse in Bereichen wie den Naben, dem Tretlager und dem Steuersatz. Im mittleren bis oberen Marktsegment verwenden nur noch wenige Marken lose Kugellager, obwohl Shimano und Campagnolo dies weiterhin tun. Die meisten ihrer Naben verfügen über hochwertige lose Kugellager, und Shimano verwendet sie auch in seinen Pedalen.
Obwohl die Technologie hinter losen Kugellagern relativ alt ist, bieten sie in vielerlei Hinsicht Vorteile. Lose Kugellager sind Schrägkugellager, relativ wartungsfreundlich und können bei richtiger Einstellung eine hervorragende Leistung erbringen. Die Kugeln in losen Kugellagern werden manchmal durch einen Halter, auch Käfig genannt, an ihrem Platz gehalten (daher der Begriff „Käfiglager“). Dieser Käfig, der normalerweise aus Stahl besteht, trennt die Kugeln voneinander. Lose Kugellager findet man zwar häufig in Produkten der Einstiegsklasse, aber auch in High-End-Produktlinien, wie z. B. Campagnolos CULT-Lager, die für ihre hervorragenden Leistungsmerkmale bekannt sind und ebenfalls Käfiglager sind.
Das Hellbender Neo-Lager von Cane Creek ist ein weiteres interessantes Konzept.
Rillenkugellager
Die Rillenkugellager, die bei Fahrrädern verwendet werden, sind in der Regel mit Dichtungen ausgestattet, entweder einseitig oder doppelt abgedichtet, worauf wir später noch näher eingehen werden. Die Dichtungen können zum Reinigen und Nachschmieren entfernt werden, die Kugeln selbst können jedoch nicht entfernt werden.
Nadellager
Nadellager, auch Rollenlager genannt, sind bei Fahrrädern relativ selten.
Einige Pedale und Steuersätze verwenden diese Art von Lager, obwohl sie durch viele neuere und günstigere Technologien ersetzt wurden. Das Wälzelement in Nadellagern ist eine zylindrische Rolle statt einer Kugel, was für gute Stabilität bei hoher Belastung und ein gewisses Maß an Rollfläche sorgt.
In der Fahrradindustrie werden Nadellager jedoch aus Kostengründen und wegen der Komplexität der Montage von vornherein vermieden. Bei unsachgemäßer Montage können sie besonders schnell verschleißen.
Darüber hinaus werden Nadellager häufig durch mehrere Reihen Kugellager ersetzt, um den gleichen Effekt zu erzielen.
Größenleitfaden für Fahrradlager
Größen loser Kugellager
Die Größe loser Kugellager wird durch den Durchmesser der Kugeln selbst bestimmt, der normalerweise in Bruchteilen eines Zolls gemessen wird, beispielsweise 3/16 Zoll (4.7625 mm).
Die Größe loser Kugellager wird durch den Durchmesser der Kugeln selbst bestimmt, der normalerweise in Bruchteilen eines Zolls gemessen wird, beispielsweise 3/16 Zoll (4.7625 mm).
Die genaue erforderliche Größe variiert je nach Komponente. Im Allgemeinen ist es einfacher, die Kegel in losen Kugellagern zu ersetzen, während die Schalen, insbesondere in Naben, selten ersetzt werden. Wenn Sie die Kugeln warten oder ersetzen müssen, stellen Sie sicher, dass die neuen die gleiche Größe wie die Originale haben. Sie benötigen einen Mikrometer, um die alten Kugeln zu messen, und Marken wie Park Tool bieten spezielle Messgeräte speziell zum Messen von Kugeldurchmessern an.
Alternativ können Sie die Kugelgröße auch in den technischen Handbüchern auf der Website des Teileherstellers finden. Generell neigen Marken, die lose Kugellager verwenden, dazu, in ihrer gesamten Produktpalette die gleiche Größe zu verwenden.
Größen von Rillenkugellagern
Diese Lager werden normalerweise anhand ihres Außendurchmessers (OD), Innendurchmessers (ID) und ihrer Breite gemessen und haben manchmal eine gemeinsame Kennung wie „61902“. Mit dieser Angabe werden Größen im Allgemeinen im Format „15 x 24 x 5 mm“ oder ähnlich ausgedrückt. Standardteile haben oft entsprechende universelle Kennungen, wie z. B. 6802 für das obige Lager.
Mit einem Messschieber können Sie das Lager messen, um leicht ein Ersatzlager zu finden. Abgedichtete Lager dieser Art profitieren normalerweise stark davon, wenn sie mit etwas Fett eingefettet werden.
Steuersatzlager haben einzigartige Eigenschaften, wie abgewinkelte Laufbahnen. Ihre Größe wird normalerweise als „46.9 x 7 x 45°“ angegeben und steht für den Außendurchmesser, die Breite und den Winkel der Lagerlaufbahn.
In Bezug auf die Leistung gilt im Allgemeinen: Je größer die Kugeln im Lager, desto besser. Ein größerer Durchmesser korreliert positiv mit einer größeren Kontaktfläche; mehr Kontakt bedeutet eine gleichmäßigere Kraftverteilung, was zu einer verbesserten Rollleistung und Haltbarkeit führt. In den letzten Jahren haben mehrere große Radhersteller begonnen, größere Lager zu verwenden, und die Nabengrößen haben entsprechend weiter zugenommen.
Radial- vs. Schrägkugellager
Bei Fahrrädern werden üblicherweise zwei Lagerarten verwendet: Radial- und Schrägkugellager. Im Bild oben ist das Radiallager links und das Schrägkugellager rechts.
Radiallager sind aufgrund ihrer geringeren Kosten am gebräuchlichsten. Sie sind für die Aufnahme vertikaler Lasten ausgelegt, wie sie in Naben, Kurbeln und Tretlagern vorkommen. Da diese beweglichen Teile jedoch zwangsläufig nicht radiale Kraftvektoren aufweisen, kommt es zu leichten Leistungseinbußen. Radiallager gleichen dies daher durch geringere Toleranzen aus.
Kurz gesagt, Radiallagersysteme weisen eine geringere Präzision auf. Sie können nur vertikale Kräfte verarbeiten, ohne zwischen Innen- und Außenrichtung zu unterscheiden, und da sie weniger von präzisen Toleranzen abhängig sind, eignen sie sich für kostengünstigere Anwendungen.
Schrägkugellager erfordern eine strenge Toleranzkontrolle, unterscheiden zwischen Innen- und Außenrichtung und sind in Bezug auf die Konstruktion mit herkömmlichen Kugelpfannensystemen vergleichbar. Sie können sowohl radiale als auch seitliche Belastungen in rotierenden Teilen aufnehmen, erfordern jedoch hochpräzise Gehäusebohrungen, um eine korrekte Passung und hervorragende Rollleistung zu erreichen.
In den meisten Fällen sind Schrägkugellager die beste Wahl für Naben, Kurbeln und Aufhängungen. Die Fertigungspräzision vieler Naben- und Rahmenmarken reicht jedoch nicht aus, um die Anforderungen an Schrägkugellager zu erfüllen. Dieser hohe Präzisionsanspruch ist der Grund, warum Marken wie Industry Nine, Chris King, White Industries, Phil Wood und Alchemy Wheel Works ihren Ruf verdient haben.
Was macht ein Lager hochwertig?
Sie werden oft Lager mit der Bezeichnung „ABEC“ gefolgt von einer Nummer sehen (z. B. ABEC 1, 3, 5, 7 und 9).
Der ABEC-Standard umfasst folgende Kriterien:
- Innendurchmesser – Akzeptable Toleranzabweichung für die Innenbohrungsgröße des Lagers
- Parallelität – Breitentoleranz
- Radialer Rundlauf – Toleranzabweichungen in den Rillen, in denen die Kugeln sitzen
Kurz gesagt: Je höher die Zahl, desto besser die Lagerqualität. Sie dient als allgemeiner Maßstab für „gut, besser, am besten“. Die ABEC-Bewertung berücksichtigt jedoch nicht die Tragfähigkeit, Kugelpräzision oder Materialhärte.
Im Allgemeinen sind ABEC 3 und 5 für alle Fahrradanwendungen geeignet. Die Stufen 7 und 9 sind für Geräte ausgelegt, die mit Tausenden oder Hunderttausenden von Umdrehungen pro Minute laufen, was für Fahrräder übertrieben ist.
Faktoren wie Abdichtung, Material und Fett sind für die Leistung von Fahrradlagern entscheidender.
Kurzanleitung zu Dichtungen
Dichtungen an Lagern können vorsichtig entfernt werden, um sie zu reinigen und frisches Fett einzuspritzen. Beachten Sie jedoch, dass das Lager durch unsachgemäße Handhabung beschädigt werden kann. Patronenlager sind im Allgemeinen mit zwei Gummidichtungen abgedichtet, eine auf jeder Seite.
Bei Dichtungen sind drei Hauptaspekte zu berücksichtigen: Reibung, Schutz und Wartungsfähigkeit.
Reibung ist ein Hauptdiskussionspunkt. Während weniger Reibung ideal ist, kann eine geringe Menge Schutzvorteile bieten. Der Zweck von Dichtungen besteht darin, das Fett im Inneren zu halten und das Eindringen von Verunreinigungen zu verhindern. Wenn jedoch Verunreinigungen auftreten, können Sie das Lager reinigen und warten, ohne die Dichtungen zu beschädigen?
Bei den meisten hochwertigen Lagern, beispielsweise denen von Enduro, ist jedes Lager so konstruiert, dass die Dichtung „zur Wartung mit einer kleinen Klinge und einer vorsichtigen Hand“ vom Innenring entfernt werden kann.
Welche Dichtungsarten werden bei Fahrradlagern verwendet?
Labyrinthdichtung an Shimano-Hinterradnabe
Lager an Fahrrädern können mit Einzeldichtungen, Doppeldichtungen oder Labyrinthdichtungen ausgestattet sein. Wie der Name schon sagt, ist eine Einzeldichtung eine einfache Abdeckung, die an der Außenkante des Lagerrings angebracht ist. Mit nur einer Dichtung kann sie anfälliger für Verunreinigungen sein als komplexere Dichtungen.
Doppelt abgedichtete Lager verfügen über eine zweite Staubschutzkappe außerhalb der Hauptdichtung, wodurch das Lager widerstandsfähiger gegen Verschmutzung wird. Labyrinthdichtungen bieten einen gewundenen Weg, der das Eindringen von Staub und Wasser in das Lager verhindert. Diese Konstruktion hilft dabei, Verunreinigungen auszustoßen, bevor sie das Lager erreichen können. Labyrinthdichtungen können zwar die Wartungsintervalle verlängern, im Vergleich zu einfacheren Dichtungssystemen können sie jedoch auch für zusätzliche Reibung sorgen.
Woraus bestehen Lager?
Lager werden aus einer Vielzahl von Materialien hergestellt, darunter typischerweise Chromoly-Stahl, 440C-Edelstahl, XD15-Stickstoff-Edelstahl und Siliziumnitrid (Keramiklager). Generell gilt: Je härter das Material, desto besser, aber es gibt einen Punkt abnehmender Erträge. Wenn das Material zu hart ist, wird es spröde, verliert an Zähigkeit und zu harte Kugeln können den Verschleiß des Lagergehäuses erhöhen.
Eine ausgewogene Qualität sowie das Budget und die Wartungskosten, die Sie zur Leistungssteigerung investieren möchten, sind alles Faktoren, die Lagermarken berücksichtigen müssen.
Was sind die Vorteile von Keramiklagern?
Keramiklager sind fünfmal härter als Stahllager, was zu weniger Reibung beim Rollen führt. Keramiklager werden außerdem mit engeren Toleranzen hergestellt und die Kugeln in Keramiklagern haben eine bessere Rundheit, benötigen weniger Schmiermittel und sind insgesamt leichter, was wiederum die Reibung innerhalb der Lageranordnung weiter verringert.
Laut Hunt Wheels kann der Ersatz von Stahllagern in Naben und Antriebssträngen durch Keramiklager 6 bis 9 Watt Leistung einsparen. Allerdings müssen Keramiklager häufiger gewartet werden als Stahllager. Branchenexperten sind sich einig, dass hochwertige Stahllager minderwertigen Keramiklagern überlegen sind.
So warten Sie Lager
Wie jedes bewegliche Teil eines Fahrrads müssen Lager gewartet und gepflegt werden. Hochwertige Lager haben möglicherweise längere Wartungsintervalle, aber kein Lager ist wirklich „einbauen und vergessen“.
Bei der Lagerwartung werden die Lager normalerweise aus dem Fahrrad ausgebaut und mit einem Entfetter altes Schmiermittel entfernt. In diesem Schritt können Sie die Kugeln und Laufringe auf Verschleiß oder Lochfraß untersuchen. Bei erheblichem Verschleiß oder Beschädigung kann ein Austausch erforderlich sein. Anschließend können Sie die Lager neu schmieren und wieder zusammenbauen oder die Kugeln bei Bedarf austauschen.
Auch die ordnungsgemäße Installation spielt für die Lebensdauer des Lagers eine entscheidende Rolle.
Stellen Sie bei losen Kugellagern sicher, dass die Schale und der Konus fest genug sind, damit keine Lücken entstehen, aber locker genug, um eine effektive Drehung des Bauteils zu ermöglichen. Möglicherweise müssen Sie die Anpassungen mehrmals vornehmen, um dieses Gleichgewicht zu erreichen. Eine Fehlausrichtung durch unsachgemäßen Einbau von Rillenkugellagern ist eine der Hauptursachen für vorzeitigen Verschleiß. Ein professionelles Lagerpresswerkzeug kann dabei helfen, einen ordnungsgemäßen Einbau sicherzustellen.
Wenn Sie Schrägkugellager verwenden, werden diese außerdem normalerweise anhand der Dichtungsfarbe unterschieden, um die Ausrichtung anzuzeigen: Schwarz zeigt nach innen und Rot nach außen.
Für die ordnungsgemäße Wartung von Lagern sind geeignete Schmiermittel erforderlich, die von dickem, wasserfestem Fett bis hin zu dünnen, reibungsarmen Schmiermitteln reichen können. Die Auswahl des besten Schmiermittels hängt davon ab, dass Sie Ihre Fahrumgebung verstehen und die entsprechenden Komponentenhandbücher konsultieren, um die am besten geeignete Option zu finden. Markenhersteller empfehlen häufig Schmiermittel ihrer eigenen Marke, die jedoch in der Regel teurer sind als andere Marken.
Die Wahl des optimalen Schmierstoffs hängt vom Typ des verwendeten Lagersystems, der Wartungshäufigkeit und den Umweltbelastungen ab, denen das System ausgesetzt ist.
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