Tretlager

Das Tretlager eines Fahrrads lagert die Tretlagerwelle, an die linke und rechte Tretkurbel befestigt sind. Im Handel wird oft der Begriff Innenlager verwendet, der in den 1980er Jahren vom Fahrradversandhändler Brügelmann eingeführt wurde. Ein Tretlager ist eine Einheit aus dem Tretlagergehäuse, zwei Drehlagern (i. d. R. Wälzlager) und die die Tretlagerwelle, die an beiden Seiten des Tretlagergehäuses radial und axial von den Drehlagern gehalten wird. Diese Einheit wird über das Tretlagergehäuse mit dem Rahmen verbunden.

Außen aufgeschraubtes Lager (Hollowtech II)

Befestigung im Fahrradrahmen

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

Bezeichnung	Außen-Ø Schalen oder Lager [mm]	Gehäusebreite	Erklärung	verwendete Wellen
BSA 1,370″ × 24 tpi (ENG; BC 1.37; „englisch“) selten als ISO 1,375″ × 24 (früher auch bei Raleigh)	BSA 34,8; Gewinde 34,8 × 1,058 ISO 34,925	meist 68 bzw. 73 (oversized), seltener 83 oder 100 mm	BSA ist in Deutschland am häufigsten. Meist auf der linken Seite Rechtsgewinde und rechts Linksgewinde; sehr selten rechts Rechtsgewinde	mit angeschmiedetem Kugel-Konus, alternativ glatt oder abgesetzt zur Verwendung mit Industrielagern; Ø bei Keil- oder Vierkantverbindung zur Kurbel: ~ 17 mm; Ø bei Vielzahn- bzw. Klemmverbindung: Octalink und ISIS 22 mm, Hollowtech II/MegaExo(FSA)/X-Drive(Race Face)/Easton 24 mm, GXP (SRAM/Truvativ) 22 mm links und 24 mm rechts, Campagnolo Ultra-Torque 25 mm; Wellenlänge: Rennrad 103-119, allg. 113-125, MTB 107-132 mm, (Octalink-2fach-Kettenblatt 109,5 mm, 3fach 118,5 mm)
ISIS (Overdrive) 48 × 1,5	48; Gewinde M 48 × 1,5	68 oder 100 mm	vorgeschlagen als neuer Standard mit Übergröße	glatt oder 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 („italienisch“)	35,9; Gewinde M36 × 1,058 bzw. 1,42″ × 24 tpi	70 mm	beidseitig Rechtsgewinde; oft mit der Kennzeichnung „36 × 24“ auf der rechten Lagerschale	wie BSA
FRA 1,378″ × 25,4 tpi („französisch“)	34,8; Gewinde M 35 × 1	wie BSA; Achslänge: Rennrad 107-119, allg. 113-125 mm	beidseitig Rechtsgewinde; wurde bis in die 1980er Jahre verwendet; bis in die 1970er Jahre selten auch als „Schweizer Gewinde“ mit Linksgewinde rechts	wie BSA
Glockenlager; Thompson	34,7 bzw. 35 oder 40; selten 30, 34, 35,9 oder 37,5 (franz.) bzw. 38	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 Konus, links mit Gewinde zum Aufschrauben des Konus oder beidseitig glatt bzw. abgesetzt zur Verwendung mit Industrielagern; Keil- oder Vierkantverbindung wie BSA
Fauber; engl. OPC (One Piece Cranks), Pro Size oder Ashtabula	51,3–51,5 (2.02″); evtl. auch 45	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 Welle sind aus einem Stück geschmiedet und müssen durch das Tretlagergehäuse gefädelt werden, das daher einen größeren Außendurchmesser besitzt
Mavic Kegel	kegelförmig 34 – ca. 38	Kegel-Patrone; Reparaturlager zur Verwendung in Gehäusen mit beschädigtem Gewinde
BB30	42	68, 73 oder 83 mm	Kugellager werden direkt in den Rahmen gepresst. Offener Standard (ursprünglich von Cannondale eingeführt)	Hohlwelle Ø 30 mm
Specialized OS-BB	42	84,5 mm	Kugellager werden direkt in den Rahmen gepresst.	Hohlwelle Ø 30 mm, größere Stützbreite als BB30-Kurbeln
BB90; BB95	37	90,5 oder 95,5 mm	Kugellager werden direkt in den Rahmen gepresst.	Hohlwelle Ø 24 mm, ursprünglich zur Verwendung mit Shimano Hollowtech II-Kurbeln vorgesehen
BB86; BB89,5; BB92 (Pressfit, Shimano Pressfit)	41	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))	Hohlwelle Ø 24 mm, 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
PF30, Pressfit 30	46	68 mm (Rennrad), 73 mm oder 83 mm (MTB)	Die Kugellager befinden sich in Schalen (meist aus glasfaserverstärktem Polyamid (Nylon))	Hohlwelle Ø 30 mm (wie BB30)
386 EVO	46	86,5 mm (MTB)	eine Variante des Pressfit-30-Lagers, verwendet dieselben Lagerschalen	Hohlwelle Ø 30 mm (wie BB30)

Vierkantinnenlager mit BSA-Gewinde und ISO-Vierkantwelle. Ohne Konterring zur Justage der Lagerschale, daher wohl ein Industrie- oder Patronenlager.

Vierkantinnenlager mit ITA-Gewinde, Konterring und ISO-Vierkantwelle. Nach dem Lösen des äußeren Konterrings kann das Lagerspiel eingestellt werden, indem die Lagerschale mit einem speziellen Schlüssel an den vier Bohrungen herein- oder herausgeschraubt wird.

• Die Befestigungsarten in der ersten Hälfte der Tabelle bis einschließlich des Fauber-Lagers wurden ursprünglich bei klassischen Konuslagern verwendet. Heute werden Tretlagergehäuse dieser Art meist mit Patronenlagern oder mit Industrielagern (Rillenkugellager) bestückt.
  Die neueren Befestigungsarten in der zweiten Hälfte der Tabelle sind nicht für die Verwendung mit Konuslagern 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 gewölbten Staubkappen. Sie wurden abgelöst durch Thompson-Lager, zunächst mit Keilbefestigung und später ebenfalls mit Vierkantaufnahme der Kurbeln und kantigen Staubkappen. Verwendet werden Kugeln mit 1/4 Zoll (6,35 mm) Durchmesser. Optisch unterscheiden sich Thompson-Lager von den verbreiteten Konus- 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 können sich selbsttätig herausdrehen und sollten dann mit Schraubensicherung 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.

Einbau und Wartung

Die meisten Tretlager wurden traditionell mit einem Feingewinde im Fahrradrahmen befestigt. Beim Einbau sollten Innen- und Außengewinde gründlich gefettet werden, da es sich sonst oft schwierig gestaltet, die Verschraubung später wieder zu lösen. Wird das Lager erst nach vielen Jahren getauscht, ist das Herausschrauben mit einfachen Mitteln oft nicht mehr möglich. Um mit dem Werkzeug nicht abzurutschen, ist es sinnvoll dieses mithilfe einer in die Welle gedrehten Schraube und einigen großen Unterlegscheiben oder notfalls einer Schraubzwinge zu sichern. Wenn auch ein verlängerter Hebelarm oder die Verwendung eines Schlagschraubers keinen Erfolg bringt, bietet es sich an, das Tretlagerwerkzeug in einen Schraubstock einzuspannen und das komplette Fahrrad horizontal über den Schraubstock zu legen. Zwei Personen können dann den Rahmen des Rads greifen und ihn um das Tretlager drehen. Schließlich kann das Tretlagergehäuse mit einer Flamme erhitzt werden. Ein schnelles Erwärmen führt zur thermischen Ausdehnung des Gehäuses, während die Lagerschale zunächst noch kühl bleibt. Danach muss oft der verbrannte Lack entfernt werden, um Rostschutzmittel und eine neue Beschichtung aufzubringen.

Lagertypen

Innenlager besitzen jeweils ein Wälzlager an der rechten und eines an der linken Seite der Tretlagerwelle, in seltenen Fällen auch jeweils zwei. Die traditionell verwendeten Konuslager wurden bei Neuräder ab 1975 durch Rillenkugellager (Industrielager) und ab 1994 durch Patronenlager ersetzt. Trotz größerer Fertigungstoleranzen besitzen Konuslager in der Regel die längste Lebensdauer, da eine größere Anzahl von Kugeln mit einem zudem größeren Durchmesser verwendet wird und das Lagerspiel mehrfach nachgestellt werden kann. Wohl aufgrund der beschränkten Haltbarkeit der im Tretlagergehäuse innerhalb des Rahmens montierten Industrie- und Patronenlager wurden die Lager bei neueren Fahrräder oft außerhalb des eigentlichen Tretlagergehäuses positioniert. Dies vereinfacht die Montage und es können größere Rillenkugellager verwendet werden. Durch die Vergrößerung des Abstands zwischen den Lagern (Stützweite) verringern sich die auf die Lager wirkenden Kräfte.

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.

Beim Austausch der traditionellen und bis nach der Jahrtausendwende üblichen Innenlager sind verschiedene Merkmale zu vergleichen (siehe Tabelle oben):

• Gehäusebreite meist 68 mm, bei italienischen Lagern 70 mm, bei einigen US-Mountainbikes 73 mm,
• auf der rechten Seite des Gehäuses befindet sich in der Regel ein Linksgewinde 1,37x24, bei italienischen Lagern jedoch ein Rechtsgewinde 36x24, bei Glocken- und Thompson-Lagern hat das Gehäuses kein Innengewinde
• Länge der Welle,
• Art der Kurbelbefestigung (Keil, Vierkant, Vielzahn) und der Außendurchmesser der Lagerschalen (BSA und FRA-Lager mit Linksgewinde auf der rechten Seite lassen sich nur mit Gewindelehre oder durch versuchsweises Einschrauben der Lagerschale unterscheiden).

Klassisches Konuslager

Beim Konuslager handelt es sich um ein Schrägkugellager, das traditionell auch in Fahrradnaben und im Steuersatz eingesetzt wird. Die Laufflächen für die Kugeln werden in Form von ringförmigen Erhebungen ("Konus") beim Schmieden unmittelbar auf der Tretlagerwelle angeformt. Die Oberfläche wird anschließend gehärtet (so dass keine zusätzlichen gehärteten Konen wie beim Thompsonlager oder bei Laufradachsen notwendig sind). Die gehärteten Tretlagerschalen dienen als äußere Lauffläche und werden in das Tretlagergehäuse eingeschraubt. Die Kugeln werden vielfach durch einen Blechkäfig (Lagerkäfig) zusammengehalten und laufen direkt zwischen Tretlagerachse und Lagerschale. Der Durchmesser der Lagerkugeln beträgt meist 6,35 mm (1/4").

Konuslager sind häufig nicht so gut abgedichtet wie moderne Lagervarianten, erreichen aber in der Regel dennoch eine längere Lebensdauer als Industrie- oder Patronenlager, da sie nachstellbar sind, größere Kugeln enthalten und aufgrund eines meist etwas größeren Lagerabstands weniger stark belastet werden. Bei ausreichender Materialqualität und gelegentlichem Einstellung des Lagerspiels können Konuslager eine deutlich höhere Laufleistung als Patronenlager und Rillenkugellager erreichen. Aufgrund des zusätzlichen Arbeitsschritts zum Einstellen des Lagers werden Konuslager in der Großserienfertigung nicht mehr verwendet. Auch sind Konuslager zum Rahmeninneren hin nicht abgedichtet. Wasser, das etwa 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. Beim Drehen der Kurbeln darf noch kein erhöhter Widerstand spürbar sein.
Die rechte Lagerschale besitzt oft einen Bund, der beim Einschrauben ins Tretlagergehäuse als Anschlag dient.

In den meisten Fällen besitzt die rechte Lagerschale ein Linksgewinde. Wenn das Gewinde ein zu großes Spiel besitzt, könnte die rotierende Abrollbewegung (Walkbewegung) der Gewindegänge der Lagerschalen sonst dazu führen, dass sich der Konterring löst und die Gewindeschale allmählich herausschraubt (entgegen der Drehrichtung der Tretkurbeln). Aufgrund des großen Gewindedurchmessers und der feinen Gewindegänge der Tretlagerschalen ist die Gefahr des selbsttätigen Herausschraubens jedoch geringer als etwa bei den Pedalen, die auf der linken Seite unbedingt mit einem Linksgewinde versehen werden müssen. Wesentlich häufiger kommt es vor, dass sich eine beim Einschrauben unzureichend gefettete Lagerschale nach dem Entfernen der Kontermutter überhaupt nicht mehr lösen lässt.

Bei Anzeichen eines unsauberen Laufs muss das Lager gewartet werden, indem es demontiert und Konus und Kugeln vom Fett gesäubert werden. Bei sichtbaren Schäden an der Oberfläche der Laufflächen sollten Lagerschalen oder Tretlagerwelle ausgetauscht werden. Sollten die Kugeln eine ungleichmäßige Oberfläche aufweisen, so sollte ein kompletter neuer Satz Kugeln verwendet werden. Ansonsten wird lediglich das Lagerfett erneuert und das Lagerspiel eingestellt.

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. 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.

Traditionelle Konuslager lassen sich durch Patronenlager oder Lager-Sets mit Industrielagern ersetzen.

Konuslager mit eingeschlagener Lagerschale und geschraubtem Konus (Glocken- bzw. Thompsonlager)

Die früher verwendeten Glockenlager und deren Nachfolger, die Thompson-Tretlager, sind an einem Gewinde auf der Tretlagerwelle sowie einer mitdrehenden Haube bzw. Glocke erkennbar, welche das Lager abdeckt. Bei der Montage werden zunächst die Lagerschalen in das Tretlagergehäuse eingeschlagen, bevor man Welle und Kugellager einsetzt. Der rechte Konus wird dann entweder per Rechtsgewinde auf die Tretlagerwelle geschraubt oder er ist fest mit der Welle verbunden. Der linke Konus wird auf die Welle geschraubt, auf der sich ein Linksgewinde befindet. Dann folgen die mitdrehende Staubkappe, ein Zwischenring, der gewöhnlich durch einen innenliegenden Zahn gegen Verdrehen gesichert ist, und eine Kontermutter.

Die Staubkappen der älteren Lager dieser Art sind abgerundet, verchromt und haben die Form der namensgebenden „Glocke“, die 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. Die Kontermutter ist deutlich kleiner als bei Konuslagern mit geschraubter Lagerschale, da sie auf der Welle und nicht außen auf der Lagerschale sitzt. Glockenlager waren bereits über einen Vierkant auf der Welle mit der Kurbel verbunden, der allerdings eine kleinere Seitenlänge hatte als heutige Vierkantverbindungen. Zum Entfernen der Kurbel wird ein spezieller Abzieher verwendet, der von außen um die Kurbel greift und sie von der Welle zieht. Glocken- und Thompsonlager lassen sich durch Patronenlager ersetzen, deren Lagerschalen kein Gewinde auf der Außenseite besitzen und in das Tretlagergehäuse eingeschlagen oder gepresst werden. Der Ausbau geschieht durch Schlagen auf die Tretlagerwelle.

Industriekugellager

Schlüssel des Herstellers FAG zum Einschrauben von Kunststoff-Lagerschalen mit 6 halbrunden Nuten

Schnittmodell eines frühen Patronenlagers. Sichtbar sind von außen nach innen:
– Das Tretlagergehäuse des Rahmens,
– die eingeschraubte untere Gewindeschale (die obere fehlt) zur Befestigung der Lagerpatrone im Tretlagergehäuse (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 Lagerschale (Außenring eines Schrägkugellagers),
– der Kugelring,
– der Konus (nicht sichtbar, Innenring eines Schrägkugellagers), 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 (Wälzlager) 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. Wie beim Konuslager werden die Gewindeschalen mit Konterringen gesichert.

Patronenlager

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 in der Regel höher als bei den anderen Lagern. Die Lebensdauer hängt von der Fertigungs- und Materialqualität ab, ist aber immer geringer als die eines Konuslagers, das 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.

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. Gewindeschalen aus Kunststoff werden mit speziellen Schlüsseln montiert. Um das Abrutschen des Schlüssels zu verhindern, sollte er an die Gewindeschale angedrückt werden, indem beispielsweise die Kurbel wieder aufgesetzt und leicht angeschraubt wird. Ist die Welle durchgehend hohl, kann statt Schraube auch ein Schnellspanner verwendet werden.

Auch Patronenlager sind mit unterschiedlich langer Welle erhältlich, um die Kettenlinie – den Abstand der Kette zur Mitte des Fahrradrahmens – je nach Wunsch des Fahrers variieren zu können.

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 (Reparaturlager).

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 mit einem Außendurchmesser von 31 mm, Innendurchmesser von 16 mm und 10 mm Breite.

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 gewährleistet. Diese Lager sind in der Massenfertigung verbreitet, wenn auch die Lebensdauer eines klassischen Konuslagers nicht erreicht wird.

Außenliegende Lager, geschraubt

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. Beim Einbauen ist darauf zu 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.

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 Welle verbunden, während die linke Kurbel aufgesteckt und anschließend durch das Anziehen zweier Schrauben verklemmt wird (siehe Abschnitt Feste Verbindung zu einem Kurbelarm).

Durchmesser moderner Tretlagerwellen von 22, 24 oder 24,07 mm

Obwohl die Varianten Hollowtech II, GXP und Mega Exo Tretlagerwellen mit einem Durchmesser von 24 mm erfordern, sind die Standards untereinander nicht kompatibel. So beläuft sich der Durchmesser der Mega-Exo-Tretlagerwellen auf 24,07 mm und passt daher nicht in GXP- und Hollowtech-II-Lager.

GXP-Lager besitzen auf der Antriebsseite eine Öffnung mit 24 mm Durchmesser und auf der Nicht-Antriebsseite 22 mm. Aus diesem Grund sind Hollowtech-II- und Mega-Exo-Kurbelgarnituren auch hier nicht kompatibel. Beim Hollowtech-II-Format von Shimano haben beide Lager eine Öffnung von 24 mm, jedoch bildet dies auf der Nicht-Antriebsseite ein Spiel von 2 mm unter Einsatz einer GXP-Kurbelgarnitur, während Mega-Exo-Kurbelgarnituren wegen des höheren Durchmessers der Welle generell nicht passen.

Die Hersteller der unterschiedlichen Kurbelgarnituren Shimano, FSA und Truvativ (SRAM) verweisen stets auf die Nutzung der jeweils passenden Lager der eigenen Marken, um eine vollständige Kompatibilität zu garantieren. Aufgrund der Abweichungen und Inkompatibilitäten kann der 24×37-Standard für BSA-Kurbelgehäuse in der Praxis nicht als Standard bezeichnet werden.

Außenliegende Lager, eingepresst

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 Welle mit einem Außendurchmesser von 30 mm lässt sich mithilfe von Adapterringen in der Regel auch eine Welle mit 24 mm Durchmesser einsetzen.

Lager BB30

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

Pressfit30 (PF30)

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

Pressfit BB86

Für Rennräder. Gehäusedurchmesser 41 mm, Gehäusebreite 86,5 mm. Die Lagerschale mit Lager wird eingepresst. Innenlager-Wellendurchmesser 24 mm.

Lager BB90

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

Pressfit BB92

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

Es gibt zahlreiche Systeme, Innenlagerwelle und Tretkurbeln zu verbinden. Die Kurbeln werden jeweils auf die Welle des Innenlagers aufgesteckt.

Zum Lösen von Kurbeln mit konischen (angeschrägten) Verbindungsflächen ist in der Regel ein Abzieher erforderlich, der die Kurbel von der Welle zieht, nachdem die Verschraubung gelöst wurde. Bei manchen dieser Kurbeln wird der Kopf der Befestigungsschraube beim Lösen innerhalb der Kurbel festgehalten, so dass diese idealerweise mit von der Welle gezogen wird und kein Abhzieher nötig ist.

Keil

Keilbefestigung

Der Keil oder Kurbelkeil ist ein zylindrischer Bolzen mit einer seitlichen schrägen Fläche, der in eine quer zur Tretlagerwelle angebrachten Bohrung der Tretkurbel geschlagen wird und an einer Abflachung der Innenlagerwelle anliegt. Eine Mutter sichert den Keil. Insbesondere bei mangelnder Fertigungs- und Materialqualität können sich Keilbefestigungen lockern.

Keiltretlager sind vergleichsweise einfach zu demontieren. Die Mutter wird hierzu soweit gelöst, dass ihre Außenfläche mit dem Gewinde des Keils abschließt. Dadurch verformt sich das Gewinde beim Herausschlagen mit dem Hammer weniger stark. Bei fest sitzenden Keilen sollte die Tretlagerwelle von unten unterstützt werden. Sollte sich der Keil mit einigen kontrollierten, harten Schlägen nicht heraustreiben lassen, so muss oft das Gewinde abgesägt werden, um einen Durchtreiber ansetzen zu können.

Es ist unerheblich, wie herum die Keile eingesetzt werden; es sollten nur die Muttern nicht nach einer Seite zeigen, da dann die Kurbeln nicht parallel stehen. Für geringste Flächenpressung am Keil beim Treten müssten beide Muttern unten liegen, wenn die linke (kettenabgewandte) Pedalkurbel in Richtung Vorderrad zeigt, dann liegt die größere Fläche des Keils unten, hat also dort, wo die meiste Kraft wirkt, die größte Fläche. Die rechte Kurbel überträgt nur ein geringes Moment zum Anheben des linken Beines auf die linke Kurbel.

Die Keile werden soweit eingetrieben, wie mit mäßigen Hammerschlägen möglich ist. Die Mutter dient lediglich der zusätzlichen Sicherung und keinesfalls zum Einziehen des Keils. Sie sollte sehr vorsichtig angezogen werden. Da die Keile meist aus recht weichem Stahl bestehen, kann das Gewinde leicht überdreht werden. Nach 50 km Fahrtstrecke die Keile nochmals mit dem Hammer eintreiben und die Mutter nachspannen.

Weite Hosenbeine können sich unter Umständen an der Mutter des Keils verfangen.

Konischer Vierkant

Die Enden der Welle sind Vierkante, die sich nach außen hin verjüngen. Die Tretkurbel hat ein passend angeschrägtes Vierkant-Loch. Durch das Anziehen einer axialen Schraube oder Mutter wird die Kurbel auf die Welle gepresst und dort fixiert. Dadurch ergibt sich zugleich eine formschlüssige und eine kraftschlüssige Verbindung mit Reibschluss.

Es gibt verschiedene Arten von Vierkantwellen. Bei allen beträgt der Winkel der Schräge 2°, Unterschiede sind in der Länge der Verjüngung und den Abmessungen des Vierkantes.

Wellen nach der ISO 6695 von 1991 haben eine kleinere Vierkantaufnahme, das Maß an den Enden, als Wellen entsprechend der JIS-Vorgabe. Eine Änderung bei der ISO 6695 im Jahr 2015 auf ein größeres Maß sollte durch die Unterschiede entstehende Probleme beseitigen. Shimano produzierte eine Zeit lang für die Dura-Ace-Kurbeln eine „JIS Low Profile“ genannte Variante mit kurzem Vierkantende.

Der ISO-Vierkant wird vornehmlich von europäischen Herstellern wie Campagnolo, Miche, Mavic und zum Teil auch Stronglight hergestellt. Nach dem JIS-Standard fertigen insbesondere japanische Hersteller wie Shimano. 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 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. Dies soll vermeiden, dass die Kurbel beim Anschrauben zu weit auf den Vierkant gezogen wird. Die resultierenden hohen Spannungen könnten andernfalls zum Bruch der Kurbel führen. Die hochfesten Schrauben oder Muttern, mit denen die Kurbeln auf der Welle befestigt werden, sollen hingegen am Gewinde und an der Reibfläche gefettet und anschließend kräftig angezogen werden (so kräftig, wie es beispielsweise mit einem 200 mm langen Inbusschlüssel möglich ist).

Der Vierkantkonus wurde ursprünglich bereits mit den Glockentretlagern verwendet. In den 1950ern setzten sich die einfacher zu demontierenden Keiltretlager durch. In den 1980ern wurde dann wieder eine leicht variierte Form der Vierkantbefestigung eingeführt. In die nun im Kurbelkopf vorgesehenen Gewindegänge lässt sich ein spezielles Werkzeug einsetzen, das die Demontage wesentlich vereinfacht.

Sechskantkonus

Bei Fahrrädern aus den 1950er Jahren wurde zusammen mit einem Glockenlager auch ein Sechskantkonus genutzt.

Vielzahn

Shimano-Patronenlager BB-5500 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. 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) und Deore XT, Deore LX, Deore, Tiagra und Sora andererseits (Octalink V.2). 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

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; die Technik setzte 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 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

Insbesondere BMX-Räder wurden mit sogenanntem Fauberlager und einem speziellen Kurbelsatz ausgestattet, bei dem beide Tretkurbeln mit der Innenlagerwelle eine durchgehende Einheit bilden. Welle und Kurbeln werden aus einem einzelnen Rundstahl-Stab geformt, der an beiden Übergangsstellen umgebogen wird. Um die komplette Einheit aus Kurbeln und Welle in das Tretlagergehäuse einschieben zu können, benötigt dieses einen größeren Durchmesser als gewöhnlich. Anschließend werden die Lagerschalen und Konen mit Innengewinde von außen über die Kurbeln geschoben und mittels eines Außengewindes auf der Welle eingestellt.

Sonstige

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

Die vorderen Tretlagergehäuse von Tandems (und sehr wenigen Solorädern) werden vergrößert ausgeführt, um die Innenlager in einer exzentrisch Aufnahme im Gehäuse verspannen zu können. Nach dem Lösen der Klemmschraube(n) kann die Aufnahme verdreht werden, um die Kettenspannung zwischen dem vorderen und hinteren Tretlager einzustellen. Exzenter-Tretlager werden auf Englisch auch als EBB (eccentric bottom bracket) abgekürzt.

Tretlagerschaltung

→ Hauptartikel: Tretlagerschaltung

Einige Hersteller bieten Tretlagergehäuse mit integriertem Getriebe als Gangschaltung an. Der Abtrieb erfolgt koaxial oder achsparallel auf das Kettenrad. Es gibt sowohl Systeme, die ein besonders geformtes Tretlagergehäuse benötigen, als auch Systeme, die sich in Standard-Tretlagergehäusen nachrüsten lassen.

Bildergalerie

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

Weblinks

Commons: Innenlager – Sammlung von Bildern

• Grundlagen der Innenlagertechnik. In: Wikipedalia.com
• Workshop Innenlager – MountainBIKE. In: jochen-schweiger.de (PDF-Datei; 291 kB)
• Spezifikationen für ISIS Interface

Einzelnachweise

1. Ralf Rolatschek: Etablierung des Begriffs Innenlager durch Brügelmann. In: Fahrradmonteur.de
2. Siehe auch Sheldon Browns tabellarische Übersicht der verschiedenen Tretlagertypen (englisch)
3. Siehe auch die sehr detaillierten Maßangaben von Sheldon Brown für Innenlager verschiedener Hersteller (englisch)
4. Christian Smolik: Glossar Tretlagerung. In: Smolik-Velotech.de
5. Siehe Anleitung zum (Memento vom 21. Oktober 2012 im Internet Archive) In: Jochen-Schweiger.de, abgerufen am 30. November 2012 (PDF; 362 kB)
6. Tour-Sonderheft „Velowerkstatt“ I, Seite 127 oder II, Smolik
7. Beschreibung Thompson-Lager. In: Scheunenfun.de
8. Siehe Sheldon Browns Lexikon (englisch)
9. andere Reparaturlager auch von Stronglight (JP 1000), Point oder YST
10. Skizzen der neuen, gewindelosen Tretlagergehäuse (PDF; 142 kB)
11. Eine Beschreibung der modernen Lagersysteme findet sich auf der Seite (Memento vom 21. Februar 2014 im Internet Archive), abgerufen am 4. Dezember 2016.
12. Übersicht mit den Maßen moderner Innenlager, ProblemSolversBike.com, USA, abgerufen im Juli 2016
13. Abbildung eines klassischen Konuslagers, hier mit BSA-Lager bezeichnet.
14. 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.
15. Siehe den Artikel von Sheldon Brown über die Demontage von Lagerschalen und Sicherungsringen (englisch)
16. Anleitung (englisch) zum Ein- und Ausbau von Kurbeln und geschraubten Innenlagern (BSA und Hollowtech II) bei Bikeradar.com, abgerufen im Juli 2016
17. Abbildung eines Thompsonlagers.
18. Tipps zu Tretlagern / Getrieben, In: DDR-Fahrradwiki.de. Abgerufen im Mai 2020
19. Oft ist am Gehäuse eine Anschlagkante angeformt. Dann muss die Welle von der anderen Seite aus herausgeschlagen werden, die eine lose Lagerschale besitzt.
20. Sheldon Browns Übersicht über einige gängige Patronenlager (englisch)
21. Tabellarische Übersicht (in englischer Sprache): Adapter zur Verwendung von diversen Kettenblattgarnituren (engl. Crankset) mit abweichenden Innenlagern, Wheels Mfg, abgerufen im Juli 2016
22. Siehe den Artikel von Sheldon Brown über die Varianten der Vierkant-Verbindung zur Kurbel (englisch)
23. Radmarkt über Änderung der ISO 6695
24. Auswechselbarkeit von Vierkant-Kurbelaufnahmesystemen bei Tretlagern auf wikipedalia.com
25. Unterschied zw. Octalink-Version 1 u. 2
26. http://www.sheldonbrown.com/gloss_n-o.html#octalink
27. 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. 
28. wohl auch für gewindelose Gehäuse von Thompsonlagern verwendbar