Fahrradnabe

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Fahrradnabe (vorn) mit geraden Speichen
14-Gang-Hinterradnabe als Schnittmodell

Die Fahrradnabe ist das Zentrum eines Rades. Sie dreht sich beim Laufrad eines Fahrrads um eine fest in den Ausfallenden eingespannte Achse.

Die wesentlichen Bestandteile einer Fahrradnabe sind Achse, Lager und Nabengehäuse. Je nach Ausführung kann die Nabe mit zusätzlichen Elementen wie Bremse oder Freilauf ergänzt sein. Am Nabengehäuse werden die Speichen befestigt.

Prinzipiell wird unterschieden zwischen Vorderradnabe und Hinterradnabe.

Vorderradnabe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Vorderradnabe kann zusätzlich noch mit einem Nabendynamo und einer Nabenbremse ausgestattet sein. Die übliche Einbaubreite (Nabenbreite) beträgt 90–92 oder 100 mm, bei Sonderfahrrädern finden auch andere Maße Anwendung.[1]

Hinterradnabe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hinterradnabe (Kassettennabe) eines Fahrrades mit Freilaufkörper zur Aufnahme eines Zahnkranzpaketes
Schraubkranznabe

Der wesentliche Unterschied zur Vorderradnabe ist die Aufnahmemöglichkeit für einen Zahnkranz oder ein Zahnkranzpaket, eine größere Einbaubreite sowie ein Freilauf. Im Gegensatz zur Vorderradnabe kann die Nabenbremse (sofern vorhanden) auch als Rücktrittbremse ausgeführt werden.

Es gibt eine Vielzahl verschiedener Ausführungen. Die häufigsten sind:

Weitere Ausführungen sind Kombinationen aus Getriebenabe und Kassettennabe oder auch spezielle Naben für Radsportarten wie z. B. BMX. Vorherrschend war ehemals die Eingang-Rücktrittnabe. Dieser Nabenbauart kommt mittlerweile nur noch eine Randbedeutung zu.

Vergleich Kassettennabe mit Schraubkranznabe

Unterschied zwischen Schraubkranznabe und Kassettennabe: Die modernere Ausführung ist die Kassettennabe. Hier kann im Vergleich zur Schraubkranznabe das antriebsseitige Achslager näher am Auflager (Ausfallende) positioniert werden. Die Folge ist eine geringere Beanspruchung der Achse und daraus folgend eine Verringerung der Bruchgefahr. Ermöglicht wird dieser Vorteil dadurch, dass der Freilauf ein Bestandteil der Nabe ist. Bei der Schraubkranznabe ist dies nicht der Fall. Hier bilden Schraubkranz und Freilauf eine Einheit, die meistens mittels eines BSA-Gewindes (1,37″ × 24 Gewindegänge pro Zoll) auf die Nabe geschraubt wird. Schraubkranznaben werden auch bei Pedelecs mit angetriebener Hinterachse verwendet.

Bei der Kassettennabe wird das Zahnkranzpaket auf den genuteten Freilaufkörper formschlüssig aufgesteckt und mit einem Gewindeabschlussring fixiert. Als Norm haben sich in der Praxis die Vorgaben der Firma Shimano durchgesetzt. Lediglich im Rennrad-Bereich gibt es eine konkurrierende Werksnorm der Firma Campagnolo.

Zur Montage/Demontage des Zahnkranzpaketes ist bei der Kettenschaltungsnabe ein Zahnkranzabnehmer erforderlich. Je nach Hersteller gibt es dieses Spezialwerkzeug in unterschiedlichen Ausführungen, doch auch hier sind die Standards der Firma Shimano maßgebend.

Maße[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei den Einbaubreiten (Abstand zwischen den Ausfallenden) haben sich im Laufe der Entwicklung des Fahrrads vorherrschende Abmessungen etabliert, die mittlerweile als Industriestandard gelten. Beim Vorderrad sind dies 100 mm, beim Hinterrad mit Ausnahme des Rennrads 135 mm (Rennrad: 130 mm). Abweichungen kann es geben bei Getriebenaben, Falträdern, speziellen Fahrrädern wie z.B. Tandems und praktisch immer bei historischen Fahrrädern.

Die Angaben im unteren Teil der Tabelle beziehen sich alle auf das Hinterrad:

Einbaubreite[Anm. 1] [2] [mm] Typ typische Achsgewinde bzw. Durchmesser[3] typische Achslänge [mm]
90–92 einfache Vorderradnaben FG7,9[Anm. 2] (5/16″×26), selten M7×1 oder M8×1 (105), 125
96 selten bei älteren Vorderradnaben
(98–) 100 moderne Vorderradnaben FG7,9 (5/16″×26) oder

M9x1 Hohlachse mit Schnellspanner

108–110 Vorderrad: neuere Steckachsen; Spezialräder

Hinterrad: ältere Räder [Anm. 3]

Steckachse Ø 15 oder 20 mm

FG9,5 (3/8″×26), selten 8,9×1 oder M10×1

Hinterrad: 135-140

114 3-4-fach-Kettenschaltung FG9,5 (3/8″×26), selten 8,9×1 oder M10×1
117–120 3-Gang-Nabenschaltung FG9,5 oder 13/32″×26[Anm. 4] (~10,3×1)
120 - 124 3-5fach Kettenschaltung; Bahnräder mit fixer Nabe FG9,5 (3/8″×26), selten 8,9×1 oder M10×1 153
126–127 Kettenschaltung: ältere Rennräder 6–7-fach

Nabenschaltung: bis 7-Gang

FG9,5[Anm. 5] oder M10×1 Voll-[Anm. 6] oder Hohlachse

FG9,5 oder 13/32″×26[Anm. 4]

157, 165, 175, 185
130 Kettenschaltung: Rennrad 7–11-fach, Mountainbike 7-fach FG9,5[Anm. 7] oder M10×1 Voll-[Anm. 8] oder Hohlachse 173 bzw. Hohlachse 140
130–135 neuere Nabenschaltungen

[Anm. 9]

FG9,5[Anm. 10] oder M10×1[Anm. 11] oder 13/32″×26[Anm. 4]
135 Kettenschaltung: Mountainbike 7–10-fach FG9,5[Anm. 12] oder M10×1 Voll-[Anm. 13] oder Hohlachse oder Steckachse Ø 12 mm 178 bzw. Hohlachse 145
140–142 moderne Mountainbikes; Tandem FG9,5 oder M10×1 Hohlachse
145 Tandem (neuere Modelle) FG9,5 oder M10×1 Hohlachse
150 Downhill- & Freeride-Mountainbikes; Retro-Chopper FG9,5 oder M10×1 Hohlachse
157–160 Downhill- & Freeride-Mountainbikes; Tandem (Santana) FG9,5 oder M10×1 Hohlachse
  1. lichter Abstand zwischen den Ausfallenden
  2. FG = Fahrradgewinde nach DIN 79012
  3. z.B. Singlespeed, Bahnräder, manche Nabenschaltungen vor 1970 (Centrix bzw Shimano 3CC ohne Distanzmutter, DDR-Räder mit Rücktrittnabe)
  4. a b c ältere (Torpedo-) Nabenschaltungen von Fichtel & Sachs sowie SRAM
  5. Vollachse Kettenschaltungen außer Shimano
  6. Vollachse Shimano Kettenschaltungen
  7. Vollachse Kettenschaltungen außer Shimano
  8. Vollachse Shimano Kettenschaltungen
  9. z.B. Nabenschaltung von SRAM, Shimano Alfine & Nexus sowie Rohloff
  10. z.B. Shimano Alfine/ Nexus 7- & 8-Gang-Nabenschaltungen
  11. z.B. SRAM-9-Gang- und Rohloff-Nabenschaltungen
  12. Vollachse Kettenschaltungen außer Shimano
  13. Vollachse Shimano Kettenschaltungen

Achse[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Schnellspanner

Neben den traditionellen Schraub- und Schnellspannachsen kommen bei sportlichen Rädern neuerdings auch Steckachsen zum Einsatz.

Achsen sind meist aus hochfestem Stahl gefertigt.

Die Achslänge wird bestimmt durch die Einbaubreite und der Art der Nabe. Bei der gängigen Hinterrad-Einbaubreite von 135 mm beträgt die freie Achslänge zwischen den Endstücken bei Schnellspannachsen 145 oder 146 mm. Schraubachsen sind 30-40 mm länger und stehen auf beiden Seiten je nach Einbaubreite 15–20 mm vor, um Unterlegscheiben und Achsmuttern aufzunehmen.

Neben metrischen Gewinden mit 1 mm (oder ausnahmsweise 1,5 mm) Gewindesteigung sind traditionelle englische Zollmaße mit einer Steigung von 26 tpi (tpi = threads per inch = Steigungen pro Zoll) noch weit verbreitet, die geringfügig feiner sind.

Schraubachsen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Dies sind Vollachsen, die eher bei einfachen Naben vorhanden sind. Mittels der beiden Achsmuttern samt Unterlegscheiben wird die Radnabe zwischen den Ausfallenden eingeklemmt.

Achsdurchmesser und Gewinde Vorderrad:
- M7x1 - selten, z.B. bei älteren DDR-Rädern
- 5/16"×26 bzw FG7,9 (7,9 x 0,98 mm) - Der Durchmesser kann auch bei 7,7 mm liegen, z.B. bei DDR-Rädern
- M8x1 - das Normalmaß

Achsdurchmesser und Gewinde Hinterrad:
- 8,9 x 1 mm - z.B. DDR-Räder
- 3/8″x26 bzw FG9,5 (9,5 x 0,98 mm) - dies ist das gängigste Maß; seltener gab es Achsen in diesem Durchmesser auch mit gröberen Gewinde
- M10x1 - entspricht den Hohlachsen von Shimano und kam beispielsweise bei DDR-Rädern vor
- 3/32" × 26 (10,32 x 0,98 mm)

Schnellspannachsen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Dies sind Hohlachsen, durch welche ein mittels Exzenter spannbarer Zuganker geführt wird. Die Hohlachse sollte mit mindestens 3,5 mm Breite in den Ausfallenden aufliegen, weniger stellt in der Praxis jedoch meist kein Problem dar. Im gespannten Zustand wirkt auf die Hohlachse eine Druckkraft. Die hierdurch gestauchte Achse wird dadurch belastbarer, da die Vorspannung der für die Belastbarkeit maßgebenden Zugspannung (als Komponente der Biegespannung) entgegenwirkt. Die Stauchung der Hohlachse kann auch das Lagerspiel verringern. Dies ist bei der Einstellung der Konen zu berücksichtigen. Die Achslänge wird bestimmt durch die Einbaubreite und der Art der Nabe. Bei der gängigen Hinterrad-Einbaubreite von 135 mm beträgt die Achslänge bei Schnellspannachsen 145 oder 146 mm.

Achsdurchmesser und Gewinde Vorderrad:
- M9x1 - das Normalmaß
- 9×26 (9 x 0,98 mm) - z.B. Campagnolo

Achsdurchmesser und Gewinde Hinterrad:
- M10x1 - das übliche Maß (z.B. Shimano)
- 10×26 (10 x 0,98 mm) - z.B. Campagnolo

Steckachsen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Steckachsen sollen in erster Linie die Steifigkeit von Federgabeln verbessern. Obwohl die groß dimensionierten Steckachsen das Gewicht der Nabe erhöhen, kann eine zur Verwendung mit Steckachsen vorgesehene Federgabel leichter konstruiert werden, sodass sich insgesamt ein Gewichtsvorteil ergibt.

Steckachsen sind unempfindlicher gegenüber Torsion, die entsteht, wenn auf den Fahrradreifen während der Fahrt seitliche Kräfte wirken. Während eine starre Gabel die Verwindung der Achse kaum zulässt, kann der grobe Geländeeinsatz eines Fahrrades bei einer weniger steifen Federgabel dazu führen, dass die Tauchrohre ungleichmäßig einfedern oder sich gegeneinander verdrehen, sodass das Fahrverhalten etwas schwammig wird. Die Verdrehung der Rohre kann auch durch starkes Bremsen mit der Scheibenbremse hervorgerufen werden, da der Bremssattel das Tauchrohr, an welchem er befestigt ist, einseitig auf Biegung beansprucht.

Schließlich bestehen auch Bedenken, dass das vordere Laufrad bei der Benutzung einer (wie üblich auf der Hinterseite der Gabel befestigten) Scheibenbremse aus dem Ausfallende gehebelt werden könnte, wenn der Schnellspanner nicht fest genug angezogen wurde oder sich während der Fahrt gelockert hat.[4] Dies wäre bei Verwendung einer Thru Axle-Steckachse nicht möglich.

Verspannt wird die Steckachse meist entweder mit einem Innensechskant-Schlüssel oder mit dem integrierten Schnellspannhebel. Letztere werden entsprechend ihrem Außendurchmesser mit QR20, QR15, QR12, QR10 oder QR9 bezeichnet. QR steht für den englischen Begriff quick release (Schnellspanner).

Beim Vorderrad von robusten Downhill-Mountainbikes kommen Steckachsen mit 20 mm Außendurchmesser zum Einsatz. Ansonsten hat sich ein Durchmesser von 15 mm für Mountainbikes durchgesetzt. Seltener finden sich Achsen mit 12 mm und 9 mm Durchmesser, wobei erstere möglicherweise zum neuen Standard für Rennräder werden könnten. Beim Hinterrad werden meist Achsen mit 10 oder 9 mm Durchmesser und Einbaubreiten von 135, 150 oder 165 mm verwendet.

Laufräder mit Steckachsen erfordern immer passende Ausfallenden bzw. Achsaufnahmen an der Gabel. Manche Naben lassen sich auf unterschiedliche Achssysteme umrüsten.

Thru Axle-Steckachsen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Eine Thru Axle-Steckachse ähnelt einem langen Schraubbolzen, der an einem Ende ein kurzes Gewinde und am anderen Ende einen Schraubkopf oder einen Schnellspannhebel aufweist. Anstelle des Gewindes kommen auch Verriegelungssysteme zum Einsatz, die zur Fixierung lediglich eine Viertelumdrehung erfordern.

In Rahmen und Gabel des Rades befinden sich anstelle der konventionellen Ausfallenden einerseits ein Loch zum Durchstecken der Achse und andererseits eine eingelassene Gewindemutter in welche die Steckachse geschraubt wird.

Die Steckachse passt oft nur in die zugehörigen Rahmen bzw. Gabeln des jeweiligen Herstellers. Produkte von Fremdanbietern müssen explizit für das jeweilige System spezifiziert sein.

Die Nabe eines beliebigen Herstellers, die zur Verwendung mit Steckachse gedacht ist, passt im Regelfall, wenn der Durchmesser der Steckachse und die Einbaubreite übereinstimmen.

Thru Bolt-Steckachsen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Thru Bolt-Steckachsen ähneln in der Funktion einem üblichen Schnellspanner, haben jedoch einen deutlich größeren Außendurchmesser, sodass sie unmittelbar in die bislang verwendeten, konventionellen Ausfallenden passen.

Bislang positionierte die Hohlachse die Nabe im Ausfallende und der Schnellspanner sicherte die Nabe gegen Herausfallen, indem er die Ausfallenden gegen die Kontermuttern preßte. Die neuen, größer dimensionierten Steckachsen übernehmen nun beide Funktionen zugleich.

Lager[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Nabenkörper wird mit Wälzlagern auf der Achse gelagert. Mindestens zwei Lager müssen vorhanden sein.

Die klassische Nabenlagerung ist die Ausführung mittels Konuslager. Dieses besteht aus Lagerschale, Kugeln (mit 3/16″ oder 1/4″ Durchmesser), Konus und Kontermutter. Zwischen Konus und Kontermutter befindet sich noch eine Distanzscheibe oder ein Distanzrohr. Das Lagerspiel wird eingestellt durch Verfahren des Konus auf der Achse.

Für die Abdichtung gegen Schmutz ist meist eine einfache Staubschutzscheibe aus Metall oder Kunststoff vorhanden. Diese Scheibe — manchmal auch eine Kappe — bildet entweder zum Konus oder zum Nabengehäuse einen Ringspalt. Die Abdichtungswirkung gegen eindringende Fremdstoffe ist beim Stillstand des Rades am geringsten.

Anstelle von Konuslager können auch so genannte „Industrielager“ verwendet werden. Dies sind beispielsweise handelsübliche, mit Wellendichtring abgedichtete Kugellager. Eine Einstellung des Lagerspiels ist hier meist nicht notwendig.

Nabengehäuse / Speichenflansch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Asymmetrische Einspeichung

Zentraler Baustein einer Fahrradnabe ist das Nabengehäuse. Der Werkstoff Aluminium hat hier das früher verwendete Stahlblech fast vollständig ersetzt. Neben der Aufnahme der Lager, des Freilaufs samt Zahnkranz und weiterer Elemente wie Nabenbremse oder Nabendynamo liegt die Hauptfunktion in der Aufnahme der Speichen.

Normalerweise sind zwei Speichenflansche am Nabengehäuse vorhanden. Durch Bohrungen in den Speichenflanschen werden die Speichen gesteckt. Je nach Ausführung der Flansche sind die Speichenenden gebogen oder gerade. Üblich sind 36 oder 32 Speichen, doch auch wesentlich mehr oder weniger Speichen sind möglich.

Asymmetrische Einspeichung: Insbesondere bei Laufrädern mit Kettenschaltungsnaben oder Scheibenbremse befindet sich das Zentrum der Felge nicht auf der Mittellinie zwischen den beiden Speichenflanschen. Die antriebsseitigen, bzw. bei Vorderrädern die bremsseitigen Speichen stehen deshalb in einem steileren Winkel zur Nabenachse und sind auch kürzer. Die Stabilität des Laufrades wird dadurch gegenüber einem ansonsten gleichen, jedoch symmetrisch eingespeichtem Laufrad vermindert.

Spezielle Speichenausführungen können auch an die Nabe genietet, geschraubt oder geklebt werden. Eine weitere Möglichkeit ist, dass Nabengehäuse, Speiche und Felge als Gussteil aus Leichtmetall oder Kunststoff eine einzige Einheit bilden.

Wartung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Lager müssen je nach Ausführung nachgefettet werden. Ein Schmiernippel ist allerdings fast nur bei älteren Modellen zu finden, die bis in die 1970er Jahre gebaut wurden. Ausnahmen bilden unter anderen die Naben für Bahnräder des italienischen Herstellers Campagnolo und die von 1990 bis 1994 gebauten XC-PRO-Naben der japanischen Firma Suntour. Die Rohloff Speedhub 500/14 und die Shimano Alfine 11 besitzen als einzige Modelle auf dem Markt eine Ölbadschmierung.

Eine komplette Demontage der Achse ist zur Wartung der Nabe daher meist unvermeidbar.

Teilbare Antriebsnabe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei der teilbaren Antriebsnabe ist der Antriebsblock ein eigenständiges Bauteil, welcher unabhängig vom Nabenkörper am kettenseitigen Ausfallende befestigt ist. Dadurch kann beim Ausbau des Laufrads das Ritzelpaket samt aufliegender Kette am Fahrrad verbleiben. Cinelli bot in den 1960er Jahren das Modell Bivalent[5] an. Hier konnte als weitere Besonderheit das Laufradteil auch als Vorderrad verwendet werden. In den 1990er Jahren wurden von WECO teilbare Naben hergestellt (3BS Synchro). Im Gegensatz zur Nabe von Cinelli war dies als Kassettennabe ausgeführt. Am Markt durchgesetzt haben sich teilbare Antriebsnaben nicht.

Hersteller[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der Markt an Herstellern gängiger Naben ist mittlerweile sehr übersichtlich. Die Marktführer Shimano und SRAM stellen das Gros von Fahrradnaben für fast alle Fahrradtypen her. Daneben ist vor allem am deutschen Markt der Anbieter Quando im unteren Preissegment aktiv. Eine Reihe von Herstellern aus Frankreich und Deutschland verschwanden in den späten 1980er und 1990er Jahren vom Markt. Dazu gehören die Hersteller Maillard, Altenburger, Fichtel-Sachs, Weinmann, Sturmey-Archer (Name wird heute von Sunrace verwendet) und andere.

Shimano und SRAM bauen auch noch Getriebenaben. Der deutsche Hersteller Rohloff baut im höheren Preissegment Getriebenaben.

Für Rennräder stellt Campagnolo, DT Swiss, Swiss Edco , Tune, Mavic (MTB und Rennrad) und Fulcrum Wheels Naben im höheren Preissegment, meist für eigene Systemlaufradsätze her.

Für Bahnräder, Singlespeeds und Fixed Gear Räder bauen u.a. die Hersteller Novatec, Phil Wood, White Industries, Halo, Dia-Compe und Miche spezielle "Bahnnaben" ohne Freilauf.[6] Stabile Naben für BMX Einsatz werden u.a. von Odyssey aus Kalifornien, Éclat und Halo gefertigt.

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Michael Gressmann, Franz Beck, Rüdiger Bellersheim: Fachkunde Fahrradtechnik, Europa Lehrmittel, Haan-Gruiten 2006, ISBN 3-8085-2291-7

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Fußnoten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Maße am Gabelausfall bei Fahrradmonteur.de
  2. siehe auch die Tabelle bei Radtechnik.awiki.org sowie bei Rolf Roletschek
  3. Ausführliche Übersicht der bei Fahrrädern üblichen Gewinde von Ralf Roletschek
  4. Diskussion der Einführung von Steckachsen bei Rennrädern in englischer Sprache auf der Internetseite Cyclingtips.com, abgerufen im März 2016.
  5. Teilbare Nabe von Cinelli. Abgerufen am 1. April 2015
  6. Firmenübersicht u.a. aus der Website der Radspannereie übernommen http://www.rad-spannerei.de/laufradbau-komponenten.php