Tretlager

Patroneninnenlager mit Octalink

Tretlagergehäuse

Das Innenlager, umgangssprachlich Tretlager genannt (Innenlager bezeichnet normalerweise eine spezielle Bauform von Konuslagern mit innenliegenden Lagerschalen. Moderne Tretlagerpatronen haben Rillenkugellager.), ist das Lager am Fahrrad, in dem die Tretlagerwelle gelagert ist, an der Kettenblatt und die Kurbeln befestigt sind. Das Tretlager ist das am stärksten belastete Lager am Fahrrad: Die auf die Welle einwirkenden Kräfte übersteigen sogar die vergleichbaren Belastungen einer Kurbelwelle des Verbrennungsmotors eines Mittelklassewagens.

Bauweisen

Lager von FAG	BSA FAG- Lager (BSA) - das Standardlager für die 'normalen' BSA- Schalen - mit Aluminiumschlüsseln montierbar	Shimano- Innenlager	BSA Shimano (BSA) - Vierkantlager
Shimano Oktalink	Shimano Oktalink Alternative zu Vierkant, wurde mittlerweile von Hollowtech II abgelöst	Mavic- Reparaturlager	Mavic Mavic- Reparaturlager; sehr teuer, aber manchmal die letzte Rettungsmöglichkeit bei stark beschädigtem BSA-Gewinde
preiswertes Reparaturlager	Point Reparaturlager deutlich billiger als Mavic, gleiche Funktionsweise	FAG- Schlaglager	Thompson FAG-Schlaglager; meist 39,9 mm (40,0) oder 35 mm, sehr selten 37,5 mm (französische alte Rennlager)

Glockenlager am Tourenrad mit Kurbel auf der falschen Seite

Fachbezeichnung	Außen- Ø der Schalen	Kurzbezeichnung	Erklärung
Glockenlager	40,0	Thompson	Schlagschalen für Tourenräder
ITA 36 x 24	35,9	ITA	italienisch; beidseitig Rechtsgewinde; oft 70 mm breit
BSA 1,37" x 24	34,7	ENG	englisch; meist links Rechtsgewinde, rechts Linksgewinde; sehr selten rechts Rechtsgewinde; oft 68 mm breit, früher auch gelegentlich 73 mm
M 35 x 1	34,8	FRA	französisch; beidseitig Rechtsgewinde; sehr selten rechts Linksgewinde, nennt sich dann schweizer Gewinde, lt. Tour-Sonderheft II, Smolik
		Mavic Kegel	Kegel- Patrone (Reparaturmöglichkeit !)
Fauber		Fauber	BMX Lager (einteilig); amerikanisch oder skandinavisch mit versch. Gewinden

• ENG und FRA sind manchmal nicht eindeutig zu unterscheiden. Hier hilft nur vorsichtiges Probieren.
• rechte Lager mit Rechtsgewinde sollten mit Schraubensicherung mittelfest oder einer Kontermutter gesichert werden.
• Wellenlängen: 103 - 107 - 110 - 113 - 116 - 119 - 122 - 132; Zwischengrößen
• Breite: BSA 68/73 mm oder ITA 70 mm außer bei TA und Stronglight

Anzugsmoment für Patronen: 35-45 Nm. Es gibt drei verschiedene Arten von Innenlagern, wobei heute meist das Patronenlager Verwendung findet. Alle Innenlagertypen sind im Prinzip Kugellager.

Klassisches Konuslager

Die Tretlagerwelle und die beiden Konen bilden eine Einheit. Die Tretlagerschalen werden in das Tretlagergehäuse eingeschraubt. Die Kugeln laufen direkt zwischen dem Konus und der Lagerschale. Innenlager in dieser Bauart sind zwar wartungsaufwändig; weil sie jedoch justierbar sind, erreichen sie bei guter Pflege eine erheblich höhere Laufleistung als Patronenlager mit Rillenkugellagern. Lager dieser Bauart erfordern ein präzise bearbeitetes Tretlagergehäuse mit parallelen Außenflächen und eine exakte Einstellung des Lagerspiels. Deshalb werden solche Lager in der Großserienfertigung nicht mehr verwendet. Ein weiterer Nachteil ist, dass diese Lager zum Rahmeninneren hin nicht abgedichtet sind. Deshalb kann Wasser, welches in den Rahmen gelangt ist, in das Innenlager laufen und dort zu Korrosion führen oder das Lagerfett verdrängen. Hierdurch entstand das bis zum Übergang zu den abgedichteten Industriekugellagern bzw. gekapselten Patronenlagern von den Radrennfahrern gefürchtete knackende Tretlager - ein deutliches Indiz für eine dringende Wartung des Lagers. Beim Konuslager wird eine der beiden Lagerschalen - gewöhnlich die linke - zur Einstellung des Lagerspiels eingesetzt und durch einen Konterring gesichert. Durch die beim Treten wirkende umlaufende Kraft, die auf die Lagerschalen wirkt, entsteht in Verbindung mit dem vorhandenen radialen Spiel im Tretlagergewinde ein Drehmoment, dessen Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung der Tretkurbeln ist. Da die linke Lagerschale Rechtsgewinde hat, würde sie sich ständig fester drehen. Dies wird durch den Konterring, der auf das Gewinde der Schale aufgeschraubt und gegen das Tretlagergehäuse festgezogen wird, verhindert.
Die andere, nicht einstellbare Lagerschale - gewöhnlich die rechte - besitzt einen Bund, bis zu dessen Anliegen am Tretlagergehäuse die Schale fest eingeschraubt wird. Durch die umlaufende Kraft beim Treten wirkt ständig ein nach links gerichtetes Drehmoment, das ein Lösen der Lagerschale mit Linksgewinde verhindert. Bei Tretlagern mit einem Rechtsgewinde auf der rechten Seite besteht zwar ein größeres Risiko, dass die Lagerschale sich lockert, erfahrungsgemäß passiert dies jedoch nicht. Zusätzliche Sicherheit bietet Schraubensicherungslack.

Durch diese Technik bleibt bei richtiger Einstellung das Lagerspiel stabil. Durch schlechte Einstellung, Schmierungsmangel, Korrosion, schadhafte Kugeln oder gebrochene Lagerkäfige kann das Reibungsmoment im Tretlager so stark anwachsen, das es zum dominierenden Drehmoment an den Lagerschalen wird: Nun lösen sich die eingeschraubten Lagerschalen in Drehrichtung der Tretkurbeln. Meist lockert sich die linke Lagerschale. In diesem Falle ist eine gründliche Wartung des Lagers, mindestens eine Erneuerung des Lagerfetts, oft ein Wechsel der Kugeln, einzelner Lagerschalen oder der Tretlagerwelle notwendig.

	Keillager Tourenversion der DDR		typische Verformung der linken Seite bei falsch herum eingeschlagenen Kurbelkeil
	Verformung der rechten Tretlagerseite		Keillager mit Schlagschalen

Industriekugellager

FAG- Schlüssel

Schnittmodell FAG- Lager

Auf der Welle befinden sich statt zweier Konen zwei Passungen, auf denen Rillenkugellager montiert sind. Diese Einheit wird durch zwei Lagerschalen im Fahrradrahmen fixiert. Gegenüber dem klassischen Konuslager hat diese Bauart den Vorteil, dass durch Verwendung von beidseitig abgedichteten Industriekugellagern ein auch nach innen hin dichtes Tretlager gebaut werden kann. Auch für diese Lagerbauart ist eine präzise Bearbeitung des Tretlagergehäuses erforderlich. Falls zwischen den Außenringen der beiden Industriekugellager keine starre Abstandshülse montiert ist, muss beim Einschrauben der äußeren Lagerschalen in den Rahmen darauf geachtet werden, dass die Lager nicht verspannt werden. Die Lagerschalen dürfen nur soweit eingeschraubt werden, dass ein leichter Lauf der Lager ohne Axialspiel erreicht wird. Anschließend mit Konterring sichern.

Patronenlager

Dies ist der heute am meisten verwendete Lagertyp bei Fahrrädern. Die Tretlagerwelle und die Kugellager werden in einen Zylinder (Patrone) eingesetzt und justiert. Der Zylinder wird dann verpresst, so dass kein Schmutz in das Innere gelangen kann. Die Patrone wird dann mit zwei Gewindeschalen in das Tretlagergehäuse eingeschraubt. Manchmal ist die rechte Lagerschale auch fester Bestandteil der Patrone.

Patronenlager benötigen keine Wartung, da sie sich aber nicht justieren lassen, müssen sie ausgetauscht werden, wenn ein entsprechendes Lagerspiel vorhanden ist.

Das Patronenlager ist die logische Weiterentwicklung des Tretlagers mit Industriekugellagern und Abstandshülse. Da beim Patronenlager die Abstandshülse kein loses Teil ist, sondern die Industriekugellager umschließt, ist die Genauigkeit des Tretlagergehäuses 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.

Das am meisten verwendete Gewinde bei diesem Lager sind BSA Lager. Für BSA Lager gilt, dass auf der linken Seite ein "normales" Rechtsgewinde und auf der rechten Seite ein Linksgewinde ist. Links und Rechts beziehen sich auf die Fahrtrichtung. Um ein Innenlager mit BSA-Gewinde auszubauen, muss man also auf der linken Seite gegen den Uhrzeigersinn drehen, und auf der rechten Seite im Uhrzeigersinn.

Verbindung von Tretlagerwelle und Kurbeln

Die Verbindung der Innenlagerwelle mit den Tretkurbeln muss sowohl Kräfte seitlich zur Tretlagerwelle als auch hohe Drehmomente in Drehrichtung der Welle übertragen können. Die Kurbeln haben Bohrungen bzw. Vierkantpassungen und werden grundsätzlich auf die Welle des Innenlagers gesteckt, um die seitlichen Kräfte aufnehmen zu können. Zur Übertragung des Drehmoments sind folgende Lösungen üblich:

• 

  Keil
  Ein konischer Keil, welcher in einer quer zur Tretlagerachse angebrachten Bohrung der Tretkurbel montiert wird und gegen eine Fläche an der Innenlagerwelle presst. Diese Methode ist veraltet und wird kaum noch verwendet.
• Gestaltung des Wellenendes als konischer Vierkant, der durch eine Schraube in einen passendes Innenvierkant in der Kurbel gepresst wird. Bei der Art des Vierkants unterscheidet man nach dem von Campagnolo eingesetzten ISO- und dem JIS-Vierkant, den man bei Produkten der Firma Shimano findet. Diese beiden Varianten unterscheiden sich sowohl in der Steigung des Keils, als auch in der Form der Kanten und Abschrägungen. Diese Methode wurde von der Vielzahnverbindung abgelöst, welche langsam von hochwertigen hinab zu preiswerten Rädern wandert. Bei sehr alten Fahrrädern aus den 50er Jahren ist zusammen mit einem Glockenlager auch ein Sechskant möglich.
• Gestaltung des Wellenendes mit einem, manchmal auch konischen, Vielzahn (Shimano-Octalink oder ISIS-Verzahnung), der in eine entsprechende Verzahnung in der Kurbel greift. Diese Methode ist keineswegs neu, wurde aber erst seit 2003 im Massenmarkt eingeführt.
• Einheiten, bei denen die rechte Tretkurbel und das Innenlager eine Einheit bilden. Dort ist nur noch die linke Tretkurbel von der Innenlagerwelle abnehmbar. Diese Technik gibt es schon seit den 80er Jahren von amerikanischen Kleinstherstellern, allen voran Bullseye. Sie wurden ursprünglich für den Einsatz an BMX-Rädern entwickelt. Shimano führte 2005 diese Technik bei ihren Top-End-Gruppen unter dem Namen Hollowtech II ein. Die Bezeichnung Hollowtech hat ursprünglich nichts mit dem Innenlager zu tun sondern beschreibt hohle Tretkurbeln. Erst Hollowtech II kennzeichnet (zusätzlich zu hohlen Kurbeln) auch die Verbindung zwischen Kurbel und Innenlager sowie das Innenlagersystem selbst. FSA, Race Face und im Jahr 2007 auch Campagnolo folgen diesem Trend und die Technik setzt sich auch in den unteren Gruppen durch. Man verspricht sich dadurch eine Gewichtsersparnis und einen robusteren Antrieb, der nicht mehr die Sollbruchstelle an der Innenlagerachse hat. Hierbei werden 2 Lagerschalen in den Rahmen geschraubt und die rechte Kurbel samt Achse durchgeschoben. Die unterschiedlich breiten Tretlagergehäuse werden bei Shimano durch Spacer angepasst, d.h. es gibt nicht mehr 2 Größen wie es bei BSA üblich war. Auffällig bei Shimano ist, das die Tretlagbreite durch die breiten Lagerschalen etwa 2 mm nach außen wandert, was Auswirkungen auf die Kettenlinie sowie den Q-Faktor hat. Der Q-Faktor bezeichnet den Abstand der äußeren Flächen beider Pedalarme zueinander. Campagnolo wirkt dem entgegen und baut die Kurbeln flacher, so dass die Kettenlinie sowie Q-Faktor identisch bleibt. Bei dieser Art Lager ist es sehr wichtig, dass die Tretlagergehäuse plangefräst sind, damit sich der linke Kurbelarm weit genug aufschieben lässt, die beiden Lagerschalen plan aufliegen und nicht vorzeitigem Verschleiß unterliegen.

Für BMX-Räder gibt es außerdem noch Tretkurbeln mit sog. Fauberlager. Dabei werden beide Tretkurbeln und die Innenlagerwelle durch ein einziges, gebogenes Stück Rohr 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 es keine Kanten und Übergänge zwischen Welle und Kurbeln gibt.

Literatur

• 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