Innenlager

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Außen aufgeschraubtes Lager (Hollowtech II)

Innenlager, auch Tretlager, sind die Lager am Fahrrad, in denen die Tretlagerwelle gelagert ist, an der wiederum die Tretkurbeln befestigt sind. Die Bezeichnung „Innenlager“ wurde durch den Fahrradversandhändler Brügelmann etabliert.[1] Üblicherweise besteht ein Innenlager aus mindestens zwei Lagern, welche die Tretlagerwelle jeweils am linken und rechten Ende des Tretlagergehäuses stützen.

Ebenso wie andere Lager eines Fahrrads enthielt das Tretlager früher sogenannte Konenlager, bei welchen die Kugeln zwischen einer feststehenden und einer verstellbaren Lauffläche (dem Konus) rollten. Heute wird diese Art des Lagers immer häufiger durch sogenannte Industrielager ersetzt. Dabei handelt es sich um Wälzlager, bei welchen Kugeln (seltener auch Zylinderrollen oder Nadeln) und ihre Laufflächen eine untrennbare Einheit bilden.

Befestigung im Fahrradrahmen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Innenlager[2] werden in das Tretlagergehäuse des Fahrradrahmens eingepresst oder geschraubt. Die folgende Tabelle[3] gibt eine Übersicht über die gängigen Maße der Passungen bzw. Gewinde und der Breite des Tretlagergehäuses.

Fachbezeichnung Außen- Ø Schalen oder Lager [mm] Kurzbezeichnung Gehäusebreite Erklärung verwendete Achsen
BSA 1,370" x 24 tpi (selten auch I.S.O. 1,375" x 24) 34,8; Gewinde 34,8 × 1,058 ENG; BSA; BC 1.37 meist 68 bzw. 73 (oversized),

seltener 83 oder 100 mm

Wird auch als „englisch“ bezeichnet; meist auf der linken Seite Rechtsgewinde und rechts Linksgewinde; sehr selten rechts Rechtsgewinde mit angeschmiedetem Konus oder glatt bzw. abgesetzt zur Verwendung mit Industrielagern; Ø bei Keil- oder Vierkantverbindung zur Kurbel: ~17mm; Ø bei Vielzahn- bzw. Klemmverbindung: Octalink & ISIS 22 mm, Hollowtech II/MegaExo(FSA)/X-Drive(Race Face)/Easton 24 mm, GXP (SRAM/Truvativ) 22 mm links & 24 mm rechts, Campagnolo Ultra-Torque 25 mm; Länge 103 – 132 mm, meist jedoch 107 – 113 mm (Octalink 2fach-Kettenblatt 109,5 mm, 3fach 118,5 mm)
ISIS Overdrive 48 × 1,5 48; Gewinde M 48 × 1,5 ISIS 68 oder 100 mm vorgeschlagen als neuer Standard mit Übergröße glatt bzw. abgesetzt zur Verwendung mit Industrielagern; Ø 22 mm; Vielzahnverbindung zur Kurbel; Länge Rennrad 108 mm (auch 118 mm für 3fach Kettenblatt)/ MTB 113 mm (auch 128 mm für DH bzw. 138 mm bei außenliegenden Lagern)
ITA 36 × 24 tpi 35,9; Gewinde M36 × 1,058 bzw. 1,42" x 24 tpi ITA; „italienisch“ 70 mm beidseitig Rechtsgewinde!; oft erkennbar an der Bezeichnung „36 × 24“ auf der Außenfläche der rechten Lagerschale[4] wie BSA
FRA 1,378" x 25,4 tpi 34,8; Gewinde M 35 × 1 FRA; „französisch“ wie BSA beidseitig Rechtsgewinde!; wurde bis in die 1980er Jahre verwendet; bis in die 1970er Jahre selten auch als „Schweizer Gewinde“ mit Linksgewinde rechts[5] wie BSA
Glockenlager; Thompson 34,7 bzw. 35 oder 40; selten 30, 34, 35,9 oder 37,5 (franz.) bzw. 38[6] meist 70 mm Schlagschalen sitzen im gewindelosen Tretlagergehäuse; Konen sitzen auf der Welle (beidseitig oder nur links geschraubt); kaum noch gebräuchlich; wurde z. B. bei Tourenrädern und Lastenrädern verwendet rechts meist mit verpresstem außenliegenden Konus, links mit Gewinde zum Aufschrauben des Konus oder beidseitig glatt bzw. abgesetzt zur Verwendung mit Industrielagern; Keil- oder Vierkantverbindung wie BSA
Fauber; engl.: One piece cranks oder Ashtabula[7] 51,3 – 51,5 (2.02"); evtl. auch 45 Fauber; engl.: OPC oder Pro Size z. B. 70 mm Lagerart wie Thompson (statt Schlagschalen gelegentlich auch verschraubte Schalen); bei älteren amerikanischen oder skandinavischen sowie BMX-Rädern (mit einteiligem Kurbel-Wellen-Element) und versch. Gewinden Kurbeln und Achse sind aus einem Stück geschmiedet und müssen durch das Tretlagergehäuse gefädelt werden, welches daher einen größeren Außendurchmesser besitzt
Mavic Kegel kegelförmig 34 – ca.38 Kegel-Patrone; Reparaturlager zur Verwendung in Gehäusen mit beschädigtem Gewinde [8]
BB30[9] 42 BB30 68, 73 oder 83 mm Kugellager werden direkt in den Rahmen gepresst. Offener Standard (ursprünglich von Cannondale eingeführt) [10] Hohlachse Ø 30 mm[11]
Specialized OS-BB 42 OS-BB 84,5 mm Kugellager werden direkt in den Rahmen gepresst. Hohlachse Ø 30 mm,[11] größere Stützbreite als BB30-Kurbeln
BB90; BB95 37 BB90 90,5 oder 95,5 mm Kugellager werden direkt in den Rahmen gepresst. Hohlachse Ø 24 mm,[11] ursprünglich zur Verwendung mit Shimano Hollowtech II-Kurbeln vorgesehen
BB86; BB89,5; BB92 41 Pressfit (auch: Shimano Pressfit) 86,5 mm (Rennrad); 91,5 (oder 89,5 mm mit 2,5 mm breiter Unterlegscheibe) (MTB); Die Kugellager befinden sich in Schalen (meist aus glasfaserverstärktem Polyamid (Nylon)) Hohlachse Ø 24 mm,[11] glatt bzw. abgesetzt zur Verwendung mit Industrielagern; Ursprünglich zur Verwendung mit Shimano-Hollowtech II-Kurbeln bzw. ähnlichen vorgesehen, Innenlager für Truvativ/ SRAM GXP und Campagnolo ebenfalls erhältlich
Pressfit 30 46 PF30 68 mm (Rennrad), 73 mm oder 83 mm (MTB) Die Kugellager befinden sich in Schalen (meist aus glasfaserverstärktem Polyamid (Nylon)) Hohlachse Ø 30 mm[11] (wie BB30)
386 EVO 46 386 EVO 86,5 mm (MTB) eine Variante des Pressfit 30 Lagers, verwendet dieselben Lagerschalen Hohlachse Ø 30 mm[11] (wie BB30)
Vierkantinnenlager mit BSA-Gewinde und ISO-Vierkantwelle
Vierkantinnenlager mit ITA-Gewinde, Konterring und ISO-Vierkantwelle
  • Die Befestigungsarten in der ersten Hälfte der Tabelle bis einschließlich des Fauber-Lagers wurden ursprünglich bei klassischen Konenlagern (siehe unten) verwendet. Heute werden Tretlagergehäuse dieser Art meist mit Patronenlagern bestückt.
    Die Befestigungsarten in der zweiten Hälfte der Tabelle sind nicht für die Verwendung mit Konenlagern vorgesehen. Diese werden grundsätzlich mit Industrielagern bestückt.
  • ENG und FRA sind manchmal nicht eindeutig zu unterscheiden. Hier hilft nur vorsichtiges Probieren.
  • Glockenlager hatten eine Vierkant-(seltener Sechskant-)Aufnahme für die Kurbeln und die namensgebenden, auffällig gewölbten, meist verchromten Staubkappen. Sie wurden abgelöst durch Thompson-Lager, zunächst mit Keilbefestigung und später ebenfalls mit Vierkantaufnahme der Kurbeln und eckigen Staubkappen. Verwendet werden Kugeln mit 1/4 Zoll (6,35 mm) Durchmesser. Optisch unterscheiden sich Thompson-Lager von den verbreiteten Konen- und Patronenlagern durch die kleinere Kontermutter, die auf der Welle sitzt, statt auf den äußeren Lagerschalen, und somit ebenso wie die Staubkappe beim Treten rotiert.
  • Rechte Lager mit Rechtsgewinde sollten mit Schraubensicherung mittelfest oder einer Kontermutter gesichert werden.
  • Übliche Wellenlängen bei Innenlagern mit integrierter Welle (Patronenlager): 103 – 107 – 110 – 113 – 116 – 119 – 122 – 132; Zwischengrößen möglich.
  • Gehäuse nach BB30 und PF30 sind für BB30-Kurbeln vorgesehen, können aber für andere Systeme reduziert werden.
  • OS-BB-Tretlagergehäuse sind nicht mit BB30-Kurbeln kompatibel, können aber ebenfalls reduziert werden.

Lagertypen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Alle Innenlagertypen sind im Prinzip Wälzlager und bestehen aus zwei Lagern, wobei sich eines am rechten und das andere am linken Ende der Tretlagerwelle befindet. Die technische Entwicklung der Tretlager verlief vom Konuslager zum Rillenkugellager (Industrielager) und zum Patronenlager. Da die Lebensdauer von Industrie- und Patronenlager vielfach nicht zufriedenstellend war, werden an sportlichen Rädern vermehrt Außenlager eingesetzt, die zudem einfacher zu montieren sind.

einfaches Konuslager
Tretlagergehäuse - Sichtbar sind die beiderseits eingeschnittenen Gewinde (links ein normales Rechtsgewinde und rechts meist ein Linksgewinde), die Belüftungsöffnungen zu Sitz- und Unterrohr und die unterseitige Bohrung zur Entwässerung bzw. zur Befestigung der Brems- und Schaltzugführung.

Klassisches Konuslager[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Beim Konuslager[12] handelt es sich um ein Schrägkugellager, welches traditionell auch in Fahrradnaben und im Steuersatz eingesetzt wird. Beim Schmieden der Tretlagerwelle werden unmittelbar auf der Welle Laufflächen für die Kugeln geformt, die anschließend gehärtet werden, so dass keine zusätzlichen Konen notwendig sind. Die äußere Lauffläche wird durch die Tretlagerschalen gebildet, welche in das Tretlagergehäuse eingeschraubt oder gepresst werden. Die Kugeln werden oft durch einen Blechkäfig (Lagerkäfig) positioniert und laufen direkt zwischen dem Konus und der Lagerschale. Konenlager sind wartungsaufwändiger, da sie im Allgemeinen nicht so gut abgedichtet sind, wie die modernen Lagervarianten. Da sie einstellbar sind und größere Kugeln enthalten, können Konenlager bei ausreichender Pflege und Materialqualität einen mindestens ebenso guten Leichtlauf und eine höhere Laufleistung als Patronenlager und Rillenkugellager erreichen.

Konenlager erfordern eine manuelle Einstellung des Lagerspiels. Deshalb werden solche Lager in der Großserienfertigung nicht mehr verwendet. Auch sind Konenlager zum Rahmeninneren hin nicht abgedichtet. Wasser, welches beispielsweise durch das Sattelrohr in den Rahmen läuft, kann sich mit dem Lagerfett vermischen und zu Korrosion führen, wenn das Tretlager keine Entwässerungsöffnung besitzt. Ein knackendes Tretlager weist auf eine nötige Wartung oder den Defekt des Lagers hin.

Das Lagerspiel wird beim Konuslager gewöhnlich an der linken Lagerschale eingestellt. Die Lagerschale wird soweit in das Tretlagergehäuse geschraubt, bis die Achse gerade kein Spiel mehr aufweist, ohne dass sich beim Drehen der Kurbeln bereits ein Widerstand bemerken ließe.
Die rechte Lagerschale, besitzt oft einen Bund, der beim Einschrauben ins Tretlagergehäuse als Anschlag dient.

Überwiegend besitzt die rechte Lagerschale ein Linksgewinde. Wenn das Gewinde ein zu großes Spiel besitzt, könnte die rotierende Abrollbewegung der Gewindegänge der Lagerschalen ansonsten dazu führen, dass sich der Konterring löst und die Gewindeschale allmählich herausschraubt (entgegen der Drehrichtung der Tretkurbeln). Aufgrund der feinen Gewindegänge der Tretlagerschalen ist die Gefahr geringer als bei den Pedalen, die auf der linken Seite unbedingt mit einem Linksgewindes versehen werden müssen.

Aufgrund des großen Gewindedurchmessers kommt es hingegen wesentlich häufiger vor, dass sich eine beim Einschrauben unzureichend gefettete Lagerschale nach dem Entfernen der Kontermutter überhaupt nicht mehr lösen lässt, als dass sie sich durch die Walkbewegung im Gewinde selbsttätig lösen würde.

Spätestens beim geringsten Anzeichen eines unsauberen Laufs muss das Lager gewartet werden, indem es demontiert und Konen und Kugeln gesäubert werden. Bei sichtbaren Schäden an der Oberfläche von Kugeln oder Laufflächen sollten sämtliche Kugeln des Lagers bzw. die Lagerschalen oder die Tretlagerwelle ausgetauscht werden. Ansonsten wird lediglich das Lagerfett erneuert und das Lagerspiel eingestellt.[13]

Lagerschalen und deren Sicherungsringe haben oft nur schmale, abgeflachte oder genutete Seitenflächen, um das Montagewerkzeug anzusetzen. Wurden die Gewinde bei der Montage nicht ausreichend gefettet, dann sitzen Schalen und Ringe nach einigen Jahren oft so fest, dass sie nur noch mit Spezialwerkzeugen oder besonderen Hilfsmitteln gelöst werden können.[14][15] Lagerschalen aus Stahl mit abgeflachten Seitenflächen können in einen hochwertigen Schraubstock mit scharfkantigen, parallelen Backen eingespannt werden, um die Lagerschalen durch Drehen des gesamten Rahmens lösen zu können.

Klassisches Konuslager, Variante mit eingeschlagener Lagerschale und geschraubtem Konus (Glocken- bzw. Thompsonlager)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Zu den Konuslagern gehören auch die Glockenlager und deren Nachfolger, die Thompson-Tretlager,[16] bei welchen die Lagerschalen zunächst in das Tretlagergehäuse eingeschlagen werden, bevor man Welle und Kugellager einsetzt. Der rechte Konus hat entweder ein Rechtsgewinde oder er ist fest mit der Welle verbunden. Der linke Konus wird auf die Welle geschraubt, auf welcher sich ein Linksgewinde befindet. Dann folgen Staubkappe, ein Zwischenring, welcher durch einen innenliegenden Zahn gegen Verdrehen gesichert ist, und eine Kontermutter.[17]

Zu erkennen sind die älteren Lager dieser Art an der großen namensgebenden „Glocke“, welche von außen über das Tretlagergehäuse greift und sich mit der Tretlagerwelle dreht. Bei den neueren Thompsonlagern ist die „Staubkappe“ flach, deutlich unauffälliger und auf der rechten Seite teilweise gar nicht sichtbar. Auch ist die Kontermutter deutlich kleiner, da sie auf der Welle und nicht auf der Lagerschale wie bei den üblichen Konuslagern sitzt.

Industriekugellager[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Schlüssel des Herstellers FAG zum Einschrauben der Lagerschalen
Schnittmodell eines frühen Patronenlagers. Sichtbar sind von außen nach innen:
- Das Tretlagergehäuse des Rahmens,
- die eingeschraubte Gewindeschale (die obere fehlt) zur Fixierung der Lagerpatrone (der zum Ansetzen des Montagewerkzeugs notwendige, vorstehende Rand ist nicht erkennbar),
- das Gehäuse des vorgefertigten Kompaktlagers, die sogenannte Patrone,
- die in die Lagerpatrone eingelegte, gehärtete innere Lagerschale,
- das eigentlichen Kugellager, welches auf einem Konus läuft, der auf
- der geschmiedeten und gehärteten Tretlagerwelle angeformt ist.

Auf der Welle befinden sich statt der konischen Laufflächen für die Kugeln zwei Passungen, auf welche die Rillenkugellager geschoben werden. Die äußeren Laufringe der beiden Kugellager werden durch die eingeschraubten Lagerschalen im Tretlagergehäuse fixiert.

Durch die präzise Fertigung der Industriekugellager ist ein verringerter Drehwiderstand zu erwarten. Durch den deutlich geringeren Kugeldurchmesser ergibt sich im Allgemeinen jedoch eine geringere Lebensdauer, zumal die Kugellager im Gegensatz zu Konuslagern nicht nachgestellt werden können.

Es können beidseitig abgedichtete Industriekugellager (Wälzlagern) verwendet werden, die im Gegensatz zum klassischen Konuslager auch zum Inneren des Tretlagers hin wasserdicht sind. Die gleitenden Lippendichtringe führen allerdings wiederum zu einem leicht erhöhten Drehwiderstand.

Die Innengewinde des Tretlagergehäuses sollten zueinander fluchten, um die Rillenkugellager beim Einschrauben der Lagerschalen nicht zu verspannen. Falls zwischen den Außenringen der beiden Industriekugellager keine starre Abstandshülse montiert wird, dürfen die Lagerschalen nur vorsichtig und gerade so weit eingeschraubt werden, dass der leichte Lauf der Lager nicht beeinträchtigt wird.[15] Wie beim Konuslager werden die Gewindeschalen mit Konterringen gesichert.

Patronenlager[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Patronenlager sind der heute am meisten verwendete Lagertyp bei Fahrrädern. Die beiden Wälzlager werden vom Hersteller zusammen mit der Tretlagerwelle in einen Zylinder (die Patrone) eingesetzt, justiert und verpresst. Dadurch sind die Lager nach innen hin dicht. Bei der Montage muss das Lager nicht justiert werden. Konterringe wie bei Konus- und Industrielager sind nicht mehr nötig, da die beiden Halteschalen fest gegeneinander verspannt oder verpresst werden können. Patronenlager können nicht gewartet werden. Die Größe der Kugeln liegt zwischen denen des Konuslagers und denen der Industriekugellager. Der Drehwiderstand ist aufgrund der weniger präzisen Fertigung und der mangelnden Einstellmöglichkeit oft höher als bei den anderen Lagern. Die Lebensdauer hängt sehr von der Fertigungs- und Materialqualität ab, ist aber immer geringer als die eines einigermaßen gut gewarteten Konuslagers, welches gereinigt, nachgespannt und neu gefettet werden kann.

Wenn sich ein größeres Lagerspiel einstellt muss im Gegensatz zu den anderen Bauformen das komplette Patronenlager samt Achse ausgetauscht werden.[18]

Die Patrone wird meist mit zwei Gewindeschalen und einem Anzugsdrehmoment von 35 bis 45 Nm in das Tretlagergehäuse eingeschraubt. An der rechten Seite der Patrone ist oft ein Gewinde integriert, so dass die rechte Gewindeschale entfällt. Häufig bestehen die Gewindeschalen aus Kunststoff und werden mit speziellen Schlüsseln montiert.[15] Um bei einer festsitzenden Schale das Abrutschen des Schlüssels zu verhindern, sollte das Werkzeug fest an Ort und Stelle gehalten werden, indem beispielsweise die Kurbel wieder aufgesetzt und leicht angeschraubt wird. Ist die Welle durchgehend hohl, kann statt Schraube auch ein Schnellspanner verwendet werden.

Patronenlager sind mit unterschiedlich langer Welle erhältlich, sodass man den Abstand der Kurbel zum Fahrradrahmen je nach Wunsch des Fahrers variieren kann.

Eine Variante, deren äußere Halteschalen statt eines Außengewindes ein Innengewinde besitzen oder lediglich eingeschlagen bzw. -gepresst werden, dient zum Austausch von Glocken- oder Thompson-Tretlagern.

Im Patronenlager befinden sich entweder klassische Konuslager (siehe Bild) oder beiderseits je ein verpresstes Industriekugellager (Rillenkugellager), meist mit Schutzring abgedichtet. Die Achse hat üblicherweise einen Durchmesser von 16 mm. Folglich sind folgende Kugellager verbaut: BB 163110 – 2RS. Außendurchmesser des Kugellagers: 31 mm, Innen: 16 mm Breite: 10 mm.

Da beim Patronenlager die Patrone das Lager vollständig umschließt, ist die Genauigkeit des Sitzes im Tretlagergehäuse nicht erheblich. Die korrekte Ausrichtung der Kugellager und der Welle zueinander wird durch die Patrone garantiert. Daher ist diese Lagerart die in der Massenfertigung am meisten verwendete, wenn auch die Lebensdauer eines klassischen Konuslagers aufgrund der mangelnden Nachstellmöglichkeit nicht erreicht wird.

Außenliegende Lager, geschraubt[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei diesem, 2004 von Shimano eingeführten Typ liegen die Lager außerhalb des Tretlagergehäuses – die Bezeichnung „Innenlager“ ist hierfür also unangebracht. Der große Abstand der beiden Lager voneinander soll das Verhältnis der Stabilität zum Gewicht der Konstruktion verbessern. Solche Lager gibt es für unterschiedliche Gehäusegewinde, also auch BSA und ITA.

Im Gegensatz zu anderen Systemen bildet die Tretlagerwelle keine Einheit mit dem Innenlager; vielmehr wird die Tretlagerwelle durch die beiden Lager gesteckt. Deswegen muss man beim Einbauen selbst darauf achten, dass die beiden Lager exakt parallel stehen. Ansonsten reduziert sich die Lebensdauer der Lager erheblich. Es ist daher unerlässlich, das Tretlagergehäuse an beiden Enden plan zu fräsen.[15]

Shimano hat diesen Lagertyp unter dem Begriff Hollowtech II oder „HT II“ eingeführt, um zu verdeutlichen, dass sowohl die Kurbeln als auch die Tretlagerwelle hohl sind (engl. Hollow). Bei den preisgünstigeren Gruppen sind die Kurbeln jedoch nicht hohl, sodass diese Garnituren nicht mit Hollowtech II bezeichnet werden, obwohl dieselbe Lagertechnik zum Einsatz kommt. Umgangssprachlich wird der Lagertyp dennoch als Hollowtech II bezeichnet. Truvativ nennt diesen Lagertyp GXP, als Abkürzung für Giga X-Pipe. Bei FSA heißt dieses System Mega Exo.

Bei außenliegenden Lagern ist der rechte Kurbelarm meist fest mit der Achse verbunden, während die linke Kurbel aufgesteckt und anschließend durch das Anziehen zweier Schrauben verklemmt wird (siehe Abschnitt Feste Verbindung zu einem Kurbelarm).

Außenliegende Lager, eingepresst[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

In diesem Fall hat das Tretlagergehäuse keine Gewinde, ebenso wenig die Lager. Diese werden in das Tretlagergehäuse gepresst. Bei den Pressfit-Ausführungen befindet sich das Lager in einer Schale, die eingepresst wird. Statt einer Achse mit einem Außendurchmesser von 30 mm lässt sich mithilfe von Adapterringen[19] in der Regel auch eine Achse mit 24 mm Durchmesser einsetzen.

Lager BB30[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Gehäusedurchmesser 42 mm, Gehäusebreite 85/83/73/68 mm. Ursprünglich für Innenlager-Wellen mit einem Durchmesser von 30 mm.

Pressfit30 (PF30)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Gehäusedurchmesser 46 mm, Gehäusebreite 83/73/68 mm. Die Lagerschale (mit darin liegendem Lager) wird eingepresst. Innenlager-Wellendurchmesser 30 mm.

Pressfit BB86[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Für Rennrad. Gehäusedurchmesser 41 mm, Gehäusebreite 86,5 mm. Die Lagerschale mit Lager wird eingepresst.

Lager BB90[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Gehäusedurchmesser 37 mm, Gehäusebreite 90,0 mm. Innenlager-Wellendurchmesser 24 mm.

Pressfit BB92[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Gehäusedurchmesser 41 mm, Gehäusebreite 92 oder 89,5 mm. Die Lagerschale mit Lager wird eingepresst. Innenlager-Wellendurchmesser ursprünglich 24 mm.

Verbindung von Tretlagerwelle und Kurbeln[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Verbindung der Innenlagerwelle mit den Tretkurbeln muss hohe Drehmomente in Drehrichtung der Welle übertragen können, aber auch Kräfte seitlich zur Tretlagerwelle. Es gibt zahlreiche Systeme, Welle und Tretkurbeln zu verbinden. Alle Systeme haben gemeinsam, dass die Kurbeln auf die Welle des Innenlagers gesteckt werden, wodurch die seitlichen Kräfte am besten übertragen werden können.

Zum Lösen der Verbindung ist bei den meisten Systemen ein Abzieher erforderlich, der – nach dem Lösen der Schraube – die Kurbel von der Welle zieht. Manche Kurbeln verfügen über einen integrierten Abzieher; in diesem Fall zieht die zentrale Befestigungsschraube der Kurbel beim Lösen die Kurbel von der Welle.

Keil

Keilbefestigung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein konischer Keil, der in einer quer zur Tretlagerwelle angebrachten Bohrung der Tretkurbel montiert wird und gegen eine Fläche an der Innenlagerwelle presst. Eine Mutter sichert den Keil. Ursprünglich waren Keiltretlager ein eher hochwertiges Attribut sportlich ausgelegter Fahrräder. Nicht zuletzt aufgrund nachlassender Materialqualität im Fahrradbau (minderwertige Keile und Achsnuten) trat oft das Problem gelockerter Pedalarme auf, sodass Keiltretlager zunehmend in Verruf gerieten. Seit etwa 1990 werden sie kaum noch verwendet.

Ein Vorteil der Keiltretlager ist die vergleichsweise einfache und schnelle Demontage. Zum Entfernen der Keile die Kurbel möglichst von unten unterstützen (oder einen Hammer darunter halten), die Mutter nur soweit lösen, dass ihre Außenfläche mit dem Gewinde des Keils abschließt und mit wenigen kontrollierten, aber harten Schlägen, den Keil heraustreiben.

Die Keile werden so eingesetzt: Steht die Pedalkurbel in Richtung Vorderrad, ist die Mutter unten. Dies gilt für beide Seiten. Bei dieser Anordnung liegt die größere Fläche des Keils beim Treten unten, hat also dort, wo die meiste Kraft wirkt, die größte Fläche.

Die Keile werden soweit eingetrieben, wie mit mäßigen Hammerschlägen möglich ist. Anschließend die Mutter vorsichtig anziehen. Da viele Keile aus recht weichem Stahl bestehen und einen kleinen Gewindedurchmesser haben, kann das Gewinde leicht überdreht werden. Nach 50 km Fahrtstrecke die Keile nochmals mit dem Hammer eintreiben und die Mutter nachspannen.

Vierkantkonus[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die Enden der Welle sind Vierkante, die sich zum Ende hin verjüngen. Die Tretkurbel hat ein passendes vierkantiges Loch. Eine axiale Schraube zieht die Kurbel auf die Welle und hält sie dort fest. Es gibt zwei Arten, die sich sowohl in der Steigung des Keils als auch in der Form der Kanten und Abschrägungen unterscheiden, nämlich den ISO- und den JIS-Vierkant.[20] Den ISO-Vierkant findet man vornehmlich bei europäischen Herstellern wie Campagnolo, Miche, Mavic und zum Teil auch Stronglight. Nach dem JIS-Standard hingegen fertigen insbesondere japanische Hersteller wie Shimano und Suntour. Andere Hersteller, wie Sugino, FSA und Phil Wood bauen Innenlager und Kurbeln sowohl nach JIS- als auch nach ISO-Standard.

ISO-Kurbeln rutschen nicht weit genug auf JIS-Innenlager, sodass die Bruchgefahr der Kurbel steigt (für mäßige Belastungen kann eine solche Lösung aber ausreichend sein). Umgekehrt lassen sich JIS-Kurbeln etwa 2,2 mm weiter auf Innenlager mit ISO-Vierkant stecken, sodass es unter Umständen nicht mehr möglich ist, die Kurbeln zu fixieren. Die Kettenlinie ändert sich in beiden Fällen.

Die Fläche zwischen Kurbeln und Vierkant darf bei Shimano und vielen anderen Herstellern nicht gefettet werden, um einen Bruch der Kurbel zu vermeiden, der auftreten kann, wenn diese beim Anschrauben zu weit auf den Vierkant gezogen wird. Die hochfesten Schrauben, mit denen die Kurbeln auf der Welle befestigt werden, sollen jedoch vor der Montage am Gewinde und unter dem Kopf gefettet und kräftig angezogen werden (so kräftig, wie es beispielsweise mit einem 200 mm langen Inbusschlüssel möglich ist).

Der Vierkantkonus war ursprünglich die mit Abstand verbreitetste Befestigungsmethode. In den 1950ern setzten sich die damals als sportlich geltenden Keiltretlager durch, seit den 1980ern kam man jedoch wieder auf den Vierkant zurück. Gegenwärtig wird dieser von den Vielzahn-Verbindungen abgelöst, welche in Zusammenhang mit den außenliegenden Lagern aufkamen. Besonders bei sehr hochwertigen und bei sportlichen Rädern kommt der Vierkantkonus heute kaum noch zum Einsatz.

Sechskantkonus[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bei sehr alten Fahrrädern aus den 1950er Jahren ist zusammen mit einem Glockenlager auch ein Sechskantkonus möglich.

Vielzahn[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Shimano Patronenlager FC-7700 mit Octalink-V.1-Kurbelaufnahme

Das Wellenende ist vielzahnig ausgeführt, manchmal zusätzlich konisch. Verbreitet sind insbesondere acht (Octalink, ursprünglich von Shimano) und zehn Zähne (International Spline Interface Standard, kurz ISIS). Deutlich weniger verbreitet sind Power Spline mit zwölf und Howitzer mit zehn Zähnen und außenliegenden Lagern (beide von Truvativ). Diese Verbindungsart ist keineswegs neu, wurde aber erst seit 2003 im Massenmarkt eingeführt. Bei Octalink gibt es zwei unterschiedliche Ausführungen, die zueinander inkompatibel sind.[21][22] Zueinander kompatibel sind, was die Verbindung von Kurbel und Innenlagerwelle angeht, untereinander Octalink-Kurbeln und Octalink-Innenlager der Gruppen Dura Ace, Ultegra, 105SC und XTR (alle Shimano) sowie Kurbeln von Ritchey und Alpina von Sugino einerseits (Octalink V.1)[10][23] und Deore XT, Deore LX, Deore, Tiagra und Sora andererseits (Octalink V.2).[23] Die Wellenlängen unterscheiden sich jedoch; so gibt es Innenlager für Dura Ace, Ultegra und 105 mit 109,5 mm und mit 118,5 mm Wellenlänge; XTR gibt es in den Längen 112,5 und 116 mm.

Feste Verbindung zu einem Kurbelarm[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Ein Kurbelarm und die Tretlagerwelle werden herstellerseitig fest verbunden. Die Tretlagerwelle wird durch die beiden Lagerschalen gesteckt. Auf der anderen Seite wird der zweite Kurbelarm auf das vielzahnige Ende der Welle geschraubt.

Diese Technik gibt es schon seit den 1980er Jahren von amerikanischen Kleinstherstellern, allen voran Bullseye. Sie wurden ursprünglich für den Einsatz an BMX-Rädern entwickelt. Shimano führte diese Technik 2004 zusammen mit außenliegenden Lagern ein.

FSA, Race Face und im Jahr 2007 auch Campagnolo folgten diesem Trend und die Technik setzt sich auch in den preisgünstigeren Gruppen durch. Während bei Shimano, FSA und SRAM/Truvativ der antriebsseitige Kurbelarm mit der Welle verbunden ist, bildet bei Race Face i. A. der linke Kurbelarm eine Einheit mit der Welle. Campagnolo teilt die Welle mittig, so dass beide Kurbelarme einen festen Wellenstummel besitzen. Bei BB30-Kurbeln mit einseitig fester Verbindung zwischen Welle und Kurbelarm befindet sich diese auf der linken Seite.

Fauberlager[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Für BMX-Räder gibt es Tretkurbeln mit Fauberlager. Dabei werden beide Tretkurbeln und die Innenlagerwelle durch ein einziges, gebogenes Stück gebildet. Für solche Lagereinheiten benötigt man spezielle Fahrradrahmen mit sehr großen Tretlagergehäusen, weil die Einheit zur Montage durch das Tretlagergehäuse „gefädelt“ werden muss. Anschließend werden die Lagerkonen von außen über die Kurbeln geschoben und auf einem auf der Welle befindlichen Gewinde verschraubt. Der Vorteil solcher Lager ist die extreme Stabilität, weil Welle und Kurbeln aus einem Stück bestehen.

Sonstige[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einige Hersteller fertigen eigene Systeme. So baut beispielsweise SRAM unter dem Markennamen Truvativ Innenlager – und passende Kurbeln – mit der Bezeichnung Howitzer. Der Hersteller e*thirteen fertigt Kurbeln und Innenlager mit einer abgerundeten Dreiecksform (Polygon nach DIN 32711-P3).

Exzenter-Tretlager[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Die vorderen Tretlagergehäuse von Tandems sowie die Tretlagergehäuse einiger weniger Hersteller von langlebigen Fahrrädern werden so groß ausgeführt, dass die Innenlager exzentrisch in eine zylindrische Aufnahme montiert werden können. Diese zylindrische Aufnahme kann nach dem Lösen der Klemmschraube(n) verdreht werden, um bei Fahrrädern ohne Kettenschaltung die Kettenspannung einzustellen.
In einer besonderen Ausführung werden Lager und Welle direkt im Exzenter-Einsatz montiert (Idworx).

Das Verdrehen des Exzenters ist weniger aufwendig, als zur Einstellung der Kettenspannung das Hinterrad zu verschieben. Dies gilt besonders bei Fahrrädern mit Felgenbremsen, da diese anschließend neu eingestellt werden müssen.

Bei einem Tandem kann der Abstand des vorderen zum hinteren Tretlager normalerweise nur über einen Exzenter verändert werden. Als Alternative käme daher nur ein mitlaufendes Spannrädchen infrage.

Exzenter-Tretlager werden gelegentlich als EBB (eccentric bottom bracket) abgekürzt.

Tretlagerschaltung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einige Hersteller bringen im (teilweise vergrößerten) Tretlagergehäuse ein Getriebe für die Gangschaltung unter. Es wird von der Tretkurbelachse angetrieben. Der Abtrieb erfolgt koaxial oder achsparallel auf das Kettenrad. Es gibt sowohl Systeme, die ein besonders geformtes Tretlagergehäuse benötigen, als auch Systeme, die sich an Standard-Tretlagergehäusen nachrüsten lassen.

Bildergalerie[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Michael Gressmann, Franz Beck, Rüdiger Bellersheim: Fachkunde Fahrradtechnik. 1. Auflage, Verlag Europa Lehrmittel, Haan-Gruiten, 2006, ISBN 3-8085-2291-7
  • Richard Hallet: Fahrrad-Wartung-Pflege-Reparatur. 1. Auflage, BVA Bielefelder Verlag GmbH & Co. KG, Bielefeld, 2003, ISBN 3-87073-308-X
  • Fritz Winkler, Siegfried Rauch: Fahrradtechnik Instandsetzung, Konstruktion, Fertigung. 10. Auflage, BVA Bielefelder Verlagsanstalt GmbH & Co. KG, Bielefeld, 1999, ISBN 3-87073-131-1

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Etablierung des Begriffs Innenlager durch Brügelmann
  2. Siehe auch die sehr detaillierten Maßangaben von Sheldon Brown für Innenlager verschiedener Hersteller (Englisch)
  3. Siehe auch Sheldon Browns tabellarische Übersicht der verschiedenen Tretlagertypen (in Englisch)
  4. Siehe Anleitung zum Innenlagertausch. (Memento des Originals vom 21. Oktober 2012 im Internet Archive) i Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe den Link gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.jochen-schweiger.de In: Jochen-Schweiger.de, abgerufen am 30. November 2012 (PDF; 362 kB)
  5. Tour-Sonderheft „Velowerkstatt“ I, Seite 127 oder II, Smolik
  6. Beschreibung Thompson-Lager. In: Scheunenfun.de
  7. Siehe Sheldon Browns Lexikon (Englisch)
  8. andere Reparaturlager auch von Stronglight (JP 1000), Point oder YST
  9. Skizzen der neuen, gewindelosen Tretlagergehäuse (PDF; 142 kB)
  10. a b eine Beschreibung der modernen Lagersysteme findet sich auf der Seite Radtechnik für Profis (Memento vom 21. Februar 2014 im Internet Archive), abgerufen am 4. Dezember 2016.
  11. a b c d e f Übersicht mit den Maßen moderner Innenlager, ProblemSolversBike.com, USA, abgerufen im Juli 2016
  12. Abbildung eines klassischen Konuslagers, hier mit BSA-Lager bezeichnet.
  13. Siehe auch die Artikel von Sheldon Brown zur Wartung von Tretlagern: Übersetzungen auf wikipedalia.com (es wurden nicht alle Artikel übersetzt). Abgerufen am 4. Dezember 2016.
  14. Siehe den Artikel von Sheldon Brown über die Demontage von Lagerschalen und Sicherungsringen (Englisch)
  15. a b c d Anleitung (auf Englisch) zum Ein- und Ausbau von Kurbeln und geschraubten Innenlagern (BSA und Hollowtech II) bei Bikeradar.com, abgerufen im Juli 2016
  16. Abbildung eines Thompsonlagers.
  17. weitere Informationen zu Tretlagern bei Christian Smolik
  18. Sheldon Browns Übersicht über einige gängige Patronenlager (English)
  19. Tabellarische Übersicht (in englischer Sprache): Adapter zur Verwendung von diversen Kettenblattgarnituren (engl. Crankset) mit abweichenden Innenlagern, Fa. Wheels Mfg, abgerufen im Juli 2016
  20. Siehe den Artikel von Sheldon Brown über die zwei Varianten der Vierkant-Verbindung zur Kurbel (Englisch)
  21. Unterschied zw. Octalink Version 1 u. 2
  22. http://www.sheldonbrown.com/gloss_n-o.html#octalink
  23. a b Todd Downs: Bicycling Magazine's Complete Guide to Bicycle Maintenance and Repair: For Road and Mountain Bikes. Rodale Inc., 2005, ISBN 978-1-57954-883-4, S. 138.

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

 Commons: Innenlager – Sammlung von Bildern