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technik:tretlager

Tretlager

Manche Leute nennen Tretlager auch "Innenlager", was aber wenig Aussagekraft hat, da eigentlich alle Lager irgendwie "innen" sitzen. Zum Begriff siehe auch den entsprechenden Eintrag im Lexikon.

Früher gab es eine Sorte Tretlager, wobei jeder Hersteller eigene Maße verwendete. Inzwischen hat man sich auf ein Maß geeinigt, aber es gibt verschiedene Systeme. Dies soll eine kleine Übersicht werden.

Funktionsweise

Grundsätzlich gibt es zwei unterschiedliche Lager: Konuslager und Rillenkugellager. Dazu kommen allerdings noch etliche unterschiedliche Bauformen, die selbstverständlich untereinander inkompatibel sind…

Konuslager

Nur bei älteren Fahrrädern findet sich noch das wartbare Konuslager. Mit wenig Werkzeug lässt sich dies auseinander schrauben, reinigen und neu einstellen. Das ist ein Kugellager, die Kugeln sind meist in einem Käfig zusammengefasst. Sie laufen im Zwischenraum zwischen Lagerschale und Achse, die Form dieses Raums wird durch zwei gegenüberliegende Konen übertragen.

Der Vorteil dieses Lagers - die hohe Wartungsfreundlichkeit - wird ausgeglichen durch den höheren Montage- und Wartungsaufwand.

Patronenlager

Montage und Wartung sind teuer, also baut man zwei Kugellager in eine Patrone und verkauft diese - der Einbau ist sehr einfach und warten kann man's nicht - nur austauschen. Die Lager sind bewährt und gut erhältlich.

Rillenkugellager

Rillenkugellager (umgangssprachlich auch als "Industrielager" bezeichnet) - wie sie beispielsweise bei Rollschuhen oder Inline-Skates verwendet werden - gibt es in verschiedenen Größen. Da diese Lager recht zuverlässig und auch preiswert sind, kam man auf die Idee, sie in Fahrräder einzubauen. Sie sind absolut unproblematisch und wenn sie kaputt sind werden sie einfach ausgetauscht.

Außenliegende Lagerschalen

Der letzte Schrei bei Tretlagen sind die außenliegenden Lagerschalen. Statt zwei - auf Grund des Platzes - sehr nah beieinander liegenden Lagern ("Patronenlager") werden die "halben" Lager außen an das Tretlagerrohr des Rahmens angesetzt. Der größte Vorteil ist hier die Stabilität des Systems, vor allem für Radl-Fahrer die Probleme mit dem Verschleiß von Patronenlagern haben.

Stabilität

Das eigentliche Problem des Tretlagers! Dieses schmale Lager muss sehr hohe diagonale und rotationale Kräfte aufnehmen.

Früher war das Tretlagergehäuse im Fahrradrahmen 73 mm breit, wurde dann aus Gewichtsgründen und um genügend Platz für Dreifach-Kurbeln zu schaffen, auf 68 mm gekürzt. Jetzt kann man sich mal die Hebel ausrechnen: die Kurbeln sind etwa 170 mm lang, mehr als doppelt so lang wie das Lager. Steht ein 80 kg schwerer Fahrer auf dem Pedal so muss das Lager Kräfte von über 2.000 Newton aufnehmen - über die punktförmige Auflagefläche weniger (<20) Kugeln verteilt. Ist das Lager nicht stabil genug, so gibt es hier sehr schnell Schäden.

Durch die schmaler gewordenen Lager ist die Stabilität beeinträchtigt - außerdem sind Tretlager Opfer des Leichtbaus geworden. Leichtbau bedeutet weniger Material, also müssen die Achsen - die nun innen hohl sind - größere Durchmesser haben. Das Lager darf aber nicht dicker werden, also werden die Kugeln kleiner gebaut und halten dem Druck nicht mehr Stand. Der nächste logische Schritt ist also, die Lager wieder breiter zu machen - auch diesen geht die Industrie: bei Hollowtech liegen die Lager außen, neben dem Tretlager-Gehäuse. Doch Vorsicht, die Stabilität ist nicht viel größer als sie beim "veralteten" Vierkant war - denn sonst könnte man ja kein Gewicht sparen. Auch kommt der Gewinn nicht von der dicken Hohlachse, sondern von den weiter auseinander liegenden Lagern. Alles in Allem eine neue Lösung für ein altes Problem.

Verbindung Tretlager - Kurbel

Keilbefestigung

Bei ganz alten Fahrrädern sind die Kurbeln oft mit Keilen an der Tretlagerwelle befestigt. Die Kurbel hat Bohrungen an der Seite und die Welle eine dazu passende Aussparung oder Abflachung. Nachdem die Kurbel auf die Welle gesteckt und passend ausgerichtet wurde, wird der Keil wird dann seitlich von einer Seite in die Kurbel gesteckt und auf der anderen Seite mit einer Mutter gesichert.

Ein wesentliches Problem dieses Systems ist der Umstand, dass der Keil die gesamte Kraft von der Kurbel auf die Welle überträgt und sich unter Last dauerhaft verformen kann, was dann dazu führt, dass sich die Kurbel lockert - mitunter auch begünstigt durch eine ungenaue Montage. Der Austausch eines derart beschädigten Kurbelkeils kann im Einzelfall recht mühsam sein, da der Keil sich mitunter nur noch unter Einsatz "roher Gewalt" entfernen lässt. Aus diesem Grund ist dieses System nicht mehr üblich.

Vierkant

Die Kraftübertragung zwischen Kurbel und Tretlagerwelle erfolgt mittels eines Vierkants auf den die Kurbel aufgeschoben wird. Die Verbindung muss formschlüssig sein (spielfrei), damit kein Knacken entsteht. Dies wird dadurch erreicht, dass sich der Vierkant verjüngt, wie auch die Aufnahme. Die Verjüngung hat noch den Vorteil, dass sich die Verbindung förmlich fest frißt - was an dieser Stelle äußerst wünschenswert ist. Zwar gibt es Vierkant-Tretlager mit unterschiedlichen Abmessungen, doch dürfte sich inzwischen JIS (Japanischer Industrie-Standard) durchgesetzt haben.

ISIS

Da bei Vierkant-Aufnahme vereinzelt Kurbeln gebrochen sind (an den Ecken des Vierkants) hat man sich was Neues einfallen lassen. Das ISIS-Lager hat zehn Stege, die in entsprechende Nuten der Kurbel greifen. Dadurch soll die Kraftübertragung gleichmäßiger sein (wie das bei einer formschlüssigen Verbindung gehen soll ist fraglich). Außerdem ist die Achse dick und hohl ("die ist ja sehr viel stabiler" - wobei die Stabilität der Achse kein Problem ist, doch das ist oben beschrieben).

ISIS steht im Ruf, an Kinderkrankheiten zu leiden - schließlich ist dieses System das erste "moderne" mit Vielfachverzahnung. Ein klarer Nachteil ist das Fehlen der Konen - die wir von Vierkant her kennen - wodurch die Möglichkeit genommen ist, Toleranzen auszugleichen.

Da gewisse Firmen grundsätzlich ihren eigenen Weg gehen müssen hat ein Hersteller eine Abwandlung von ISIS heraus gebracht - Octalink hat acht statt zehn Nuten. Ansonsten gleicht es ISIS weitest gehend.

Doch halt - Octalink ist nicht gleich Octalink - es gibt zwei inkompatible Versionen!

Hollowtech

Und wieder eine Neuerung. Nur mit Neuerungen lässt sich schließlich Geld verdienen. Hollowtech ist zwar keine grundlegende Innovation, aber doch anders. Hier ist die rechte Kurbel fest mit der Welle verbunden, die durch die inneren Ringe der beiden Rillenkugellager im Rahmen gesteckt wird, während die linke Kurbel auf die Welle aufgesteckt und mittels Klemmung fixiert wird. Damit die linke Kurbel festen Halt findet, ist das Ende der Welle ähnlich wie bei ISIS oder Octalink mit feinen Nuten ausgestattet, in die die entsprechenden Gegenstücke der Kurbel greifen.

Kettenlinie

Beim Austausch von Tretlager oder Kurbel ist neben dem Verbindungssystem (Vierkant, Octalink etc.) auch die Kettenlinie zu beachten. Die Kettenlinie ist der Abstand von der Mitte der Kettenblätter (bei drei Kettenblättern definiert durch das mittlere Kettenblatt, bei zwei Kettenblättern durch die Mitte zwischen den beiden Kettenblättern) zur Mitte des Rahmens. Bei Fahrrädern mit nur einem Kettenblatt und einem Ritzel sollte die Kette in einer geraden Linie vom Kettenblatt zum Ritzel verlaufen.

Beeinflusst wird die Kettenlinie von der Form der Kurbel und der Länge der Tretlagerwelle. Am einfachsten orientiert man sich am alten Tretlager, ansonsten hilft ein Blick in die Datenblätter der Hersteller oder den Artikel von Sheldon Brown (Übersetzung: http://arnowelzel.de/wiki/de/fahrrad/sheldonbrown/chainline).

technik/tretlager.txt · Zuletzt geändert: 2014-01-19 10:31 UTC (Externe Bearbeitung)