Laufrad · Wissen

Naben

Die Nabe trägt die Lager, hält die Speichen und überträgt am Hinterrad den Antrieb. Ihre Maße bestimmen, wie das Laufrad gebaut werden kann.

Lagerung

Konuslager einstellen: Bei Naben mit Schnellspanner drückt der Spanner die Achse etwas zusammen. Das Lager soll deshalb im ausgebauten Zustand ein kaum fühlbares Spiel haben, das beim Schließen des Spanners verschwindet. Ein zu stramm eingestelltes Lager läuft sich in kurzer Zeit ein.

Prüfen im Rad: Das Rad einsetzen und den Spanner schließen. An der Felge darf seitlich kein Spiel mehr zu fühlen sein, und das Rad muss frei laufen: Steht das Ventil auf drei oder neun Uhr, pendelt es von selbst nach unten. Nachgestellt wird in kleinen Schritten, höchstens eine Zehntelumdrehung am Konus. Die flachen Konusschlüssel haben meist 13 mm vorn und 15 mm hinten. Bei Vollachsen mit Muttern entfällt die Stauchung; dort lässt sich das Lager am eingebauten Rad einstellen, wenn eine Achsmutter fest und die andere gelöst ist.

Schwachpunkt billiger Konuslager: Sind die Gewinde ungenau geschnitten, stehen Konus und Schale nicht sauber zueinander. Die Kugeln müssen dann bei jeder Umdrehung durch eine Engstelle, und das Lager verschleißt schnell.

Wartung: Einfach gedichtete Konuslager wollen bei regelmäßigem Gebrauch etwa einmal im Jahr zerlegt, gereinigt und neu gefettet werden. Gut gedichtete Naben halten deutlich länger durch. Naben mit Schmiernippel lassen sich ohne Zerlegen nachfetten.

Achsen und Achsverbiegung

• Vollachse mit Muttern: einfach und robust, üblich bei Nabenschaltung, Rücktritt und Bahnrad.
• Hohlachse mit Schnellspanner: vorn 9 mm, hinten 10 mm Durchmesser. Der Spanner hält das Rad, die Achse trägt.
• Steckachse: Sie wird durch geschlossene Ausfallenden gesteckt und auf der Gegenseite verschraubt. Vorn sind 12, 15 und 20 mm üblich, hinten fast immer 12 mm. Sie macht Gabel und Hinterbau steifer und setzt das Rad immer an dieselbe Stelle; das ist für Scheibenbremsen wichtig.

Eine dünne Achse biegt sich zwischen ihren Auflagern. Kritisch wurde das bei Hinterradnaben mit Schraubkranz: Mit jedem zusätzlichen Ritzel wuchs der Abstand zwischen rechtem Lager und Ausfallende, die Achse blieb gleich dünn. Das lange freie Stück verbiegt sich oder bricht, vor allem bei sieben und acht Ritzeln. Dickere Achsen ohne durchgehendes Gewinde halfen schon; gelöst hat das Problem die Kassettennabe, die das rechte Lager nach außen in den Freilaufkörper verlegt.

Vorderradachsen verbiegen bei starren Gabeln praktisch nie, weil Last und Hebel klein sind. Federgabeln, deren Holme unabhängig eintauchen, belasten die Nabe dagegen auf Verdrehung; daher die dicken Achsen und Nabenkörper heutiger Vorderradnaben.

Dichtungen und Reibung

• Staubkappe mit Fettpackung: die einfachste Lösung. Ein schmaler Spalt, mit Fett gefüllt, hält groben Schmutz ab. Reibungsfrei, aber pflegebedürftig.
• Labyrinthdichtung: Ineinandergreifende Stege ohne Berührung. Läuft leicht, hält aber Wasser unter Druck nicht ab.
• Lippendichtung: Eine Gummilippe schleift auf der Achse oder am Konus. Dichter, aber mit Reibung, die so groß sein kann wie die des Lagers selbst. Auf Dauer lässt auch sie Schmutzwasser durch; eine zusätzliche Abdeckung davor hilft.
• Gedichtete Industrielager: Die Dichtscheiben sitzen am Lager selbst; oft kommt eine äußere Kappe dazu.

Die Reibung der Lager ist im Fahren winzig: Sie kostet Bruchteile eines Watts, während Kette und Reifen zusammen im zweistelligen Wattbereich liegen. Dreht ein Rad im Montageständer nicht lange nach, liegt das meist an den Dichtungen und sagt wenig über den Lauf unter Last. Was Lager wirklich zerstört, ist eingedrungenes Wasser, etwa aus dem Hochdruckreiniger.

Nabenflansche

Am Flansch hängen die Speichen. Für den Laufradbau zählen vier Maße:

• Lochkreis: der Durchmesser, auf dem die Mitten der Speichenlöcher liegen. Kleine Flansche liegen bei etwa 38 bis 46 mm, Naben für Scheibenbremsen bei 44 bis 58 mm, große Flansche bei 68 bis 78 mm und mehr.
• Flanschabstand: der Abstand jedes Flansches zur Mitte zwischen den Anlageflächen der Nabe.
• Lochdurchmesser: heute meist 2,5 bis 2,6 mm für Speichen mit 2,0 mm. Je enger das Loch, desto besser ist der Bogen gestützt; ältere Empfehlungen nennen höchstens 2,4 mm.
• Flanschdicke: Sie muss zum Bogen der Speiche passen. Gut sind etwa 3 mm und mehr. Bei dünneren Flanschen, etwa aus Stahl mit nur 2 mm, gehören kleine Unterlegscheiben unter die Speichenköpfe.

Diese Maße gehen in den Rechner ein. Die Löcher der beiden Flansche sind um eine halbe Teilung gegeneinander versetzt, weil die Speichen an der Felge abwechselnd von links und rechts kommen. Üblich sind 16 bis 36 Löcher, für Reiserad und Tandem bis 48.

• Hoher oder niedriger Flansch: Ein großer Lochkreis gibt den Speichen einen besseren Hebel für Drehmoment und macht sie etwas kürzer. Zur Seite wird das Rad dadurch nur wenig steifer. Große Flansche sind schwerer und deshalb selten geworden; Nabenschaltungen, viele Dynamos und Motoren haben sie aus Platzgründen. Mit großem Flansch höchstens dreifach kreuzen, sonst läuft die Speiche zu schräg in die Felge.
• Ungleich große Flansche: Hinterradnaben mit größerem Flansch auf der Antriebsseite verbessern dort Hebel und Speichenwinkel.
• Weicher oder harter Flansch: In Aluminiumflansche drücken sich die Speichenbögen ein und liegen dann satt an. Wird eine gebrauchte Nabe neu eingespeicht, sollen die Speichen wieder in derselben Richtung in ihren Abdrücken liegen.
• Radiale Einspeichung: Sie zieht geradewegs am Rand des Flansches. Normale Flansche können dabei ausreißen, besonders bei vielen Speichen. Geeignet sind nur Naben mit viel Material außerhalb der Löcher und mit Freigabe des Herstellers.
• Geschlitzte Flansche: für gerade Speichen und Speichen mit Sonderkopf.

Einbaumaße

Die Einbaubreite ist der Abstand zwischen den Flächen, mit denen die Nabe im Rahmen oder in der Gabel anliegt.

Breitere Naben lassen die Flansche weiter auseinanderstehen und vergrößern damit die Stützwinkel. Das Spannungsverhältnis beider Seiten verbessert sich nur, wenn dabei der Flansch der Antriebsseite stärker nach außen rückt als der andere.

Passung: Einbaubreite der Nabe und lichte Weite des Rahmens sollen bis auf etwa einen Millimeter übereinstimmen. Bei größerer Abweichung einen Stahlrahmen vom Fachmann dauerhaft richten lassen, statt ihn bei jedem Einbau aufzubiegen; sonst ermüden die Ausfallenden. Die englischsprachige Literatur ist hier großzügiger: Einen Stahlrahmen um eine Stufe aufzudrücken, etwa von 126 auf 130 mm, gilt dort bei Konusnaben als unbedenklich; gerichtet wird erst bei größeren Sprüngen. Empfindlich sind in jedem Fall Nabenschaltungen und Naben mit Rillenkugellagern, wenn die Ausfallenden nicht mehr parallel stehen. Rahmen aus Aluminium und Carbon lassen sich nicht richten. Nach einer Änderung der Breite die Kettenlinie prüfen.

Richten und prüfen: Ob ein Rahmen aus Stahl ist, zeigt ein Magnet. Beim Richten wird jede Seite einzeln um die halbe Differenz gesetzt, in kleinen Schritten und mit Messen dazwischen. Die Symmetrie prüft eine Schnur, die von einem Ausfallende um das Steuerrohr zum anderen gespannt wird: Ihr Abstand zum Sitzrohr muss auf beiden Seiten gleich sein. Danach müssen die Ausfallenden wieder parallel gestellt werden.

Nabe verbreitern: Eine Konusnabe lässt sich mit Distanzscheiben zwischen Konus und Kontermutter an einen breiteren Rahmen anpassen. Kommen die Scheiben nur auf die rechte Seite, muss die Felge neu eingemittet werden, und das Rad wird durch die stärkere Schüsselung schwächer; Scheiben auf der linken Seite wirken umgekehrt. Eine Schnellspannachse muss je Seite nur zwei bis drei Millimeter ins Ausfallende ragen; bis etwa fünf Millimeter Zuwachs genügt deshalb meist die alte Achse.

Hinterradnaben nach Antrieb

• Starre Nabe: Das Ritzel ist aufgeschraubt und mit einem Konterring gesichert. Echte Bahnnaben haben dafür ein eigenes Linksgewinde. Auf dem Gewinde einer Schraubkranznabe lässt sich ein starres Ritzel nur behelfsmäßig sichern. Naben mit Gewinde auf beiden Seiten lassen sich wenden.
• Schraubkranznabe: Der Freilauf steckt im Zahnkranz, der als Ganzes auf ein Gewinde an der Nabe geschraubt wird. Einfach und billig. Nachteile sind die weit innen liegende rechte Lagerung, der schwierige Ausbau und die vielen verschiedenen Abzieher. Das englische, das italienische und das genormte Gewinde sind nahezu gleich und untereinander verwendbar; das alte französische passt nicht und zerstört das Nabengewinde. Übliche Einbaubreiten: fünf Ritzel 120 mm, sechs und sieben 126 mm, acht 130 mm. Woran man den Schraubkranz erkennt: Dreht man die Ritzel rückwärts, bleibt die Verzahnung für den Abzieher stehen. Bei der Kassette dreht sich der Verschlussring mit.
• Kassettennabe: Der Freilaufkörper gehört zur Nabe; die Ritzel werden als Paket aufgeschoben und mit einem Ring verschraubt. Die Achse ist bis nach außen abgestützt, Ritzel lassen sich einzeln tauschen, und zum Speichenwechsel genügt es, das Paket abzunehmen. Frühe Kassettennaben gab es schon in den 1950er Jahren; durchgesetzt hat sich die Bauart seit den 1980ern. Es gibt mehrere, untereinander nicht passende Aufnahmen; Nabe und Kassette müssen vom selben System sein.
• Rücktrittnabe: Antrieb, Freilauf und Bremse in einem Gehäuse. Beim Zurücktreten schiebt ein Steilgewinde einen Konus in einen geschlitzten Bremsmantel, der sich spreizt und innen an der Nabenhülse reibt. Das Bremsmoment stützt sich über einen Hebel am Rahmen ab. Sehr betriebssicher, aber mit mäßiger Bremskraft, verzögertem Ansprechen und Überhitzung auf langen Abfahrten. Ein Rad mit Rücktritt braucht deshalb eine gute zweite Bremse.
• Nabenschaltung: Ein Planetengetriebe in der Nabe mit zwei bis vierzehn Gängen, wahlweise mit Rücktritt. Planetenräder laufen um ein feststehendes Sonnenrad und treiben ein Hohlrad; je nachdem, welches Teil mit Ritzel und Nabenhülse gekoppelt ist, ergibt sich ein Schnellgang, ein Berggang oder der direkte Gang. Vorteile: Schalten im Stand, wenig Wartung, geschlossener Kettenkasten oder Riemen möglich. Nachteile: Gewicht, aufwendigerer Radausbau und je nach Gang etwas mehr Reibung als bei der Kettenschaltung. Die Achse braucht eine Verdrehsicherung im Ausfallende. Bei älteren Naben mit Rücktritt hängt die Bremskraft vom eingelegten Gang ab.
• Kombinierte Naben: eine Nabe mit drei Gängen, die zusätzlich eine Kassette für die Kettenschaltung trägt. Die Nabe ersetzt dann Umwerfer und mehrere Kettenblätter.

Freilaufmechanik: Am weitesten verbreitet sind Sperrklinken, die in einen Zahnring fallen. Daneben gibt es zwei gegeneinander gedrückte Zahnscheiben und Klemmkörper, die lautlos und ohne Leerweg greifen. Je feiner die Verzahnung, desto kleiner der Leerweg beim Antreten.

Naben für Bremsen

• Scheibenbremse: Die Scheibe sitzt links, entweder mit sechs Schrauben oder auf einer Verzahnung mit Verschlussring. Der linke Flansch rückt dafür nach innen; auch das Vorderrad wird dadurch asymmetrisch.
• Trommel- und Rollenbremse: Ein Nocken drückt Bremsbacken von innen gegen eine Trommel. Die Bremse sitzt geschützt in oder an der Nabe und stützt sich über einen Arm an Gabel oder Rahmen ab. Wetterunabhängig, aber schwer und bei langen Abfahrten wärmeempfindlich.

Bei allen Bremsen in der Nabe läuft das Bremsmoment über die Speichen, und es ist größer als das Antriebsmoment. Solche Räder werden gekreuzt eingespeicht, nicht radial. Dasselbe gilt für die Antriebsseite und für Nabenmotoren. Gabel und Rahmen müssen für die Abstützung der Bremse gebaut sein.

Weitere Bauarten

• Nabendynamo: Vorderradnabe mit eingebautem Generator, oft mit größerem Flansch. Läuft dauernd mit geringem Widerstand mit.
• Nabenmotor: Antrieb in der Nabe, sehr großer Flansch und entsprechend kurze Speichen, oft nur einfach gekreuzt.
• Teilbare Naben: Die Nabe besteht aus getrennten Blöcken, die eine Steckachse zusammenhält. Beim Radausbau bleiben Freilauf, Ritzel und Kette im Rahmen. Für Zerlege- und Reiseräder und für den schnellen Radwechsel.
• Naben mit radialen Schlitzen: Statt Löchern hat der Flansch Schlitze, in die gerade Speichen ohne Bogen eingelegt werden. Das geht nur radial und belastet am Hinterrad die Felge stark.
• Naben mit Nocken statt Flansch: An jedem Nocken hängen zwei gerade Speichen, die in entgegengesetzte Richtungen laufen. So sind gerade Speichen und gekreuzte Einspeichung zugleich möglich.
• Naben für radiale Einspeichung: mit breitem Rand außerhalb der Löcher gegen das Ausreißen und teils mit Nuten, die die Speichen führen.
• Schlüssellochflansch: Länglich erweiterte Löcher auf der Antriebsseite erlauben es, eine Speiche zu tauschen, ohne den Zahnkranz abzunehmen. Hat sich nicht durchgesetzt.
• Naben für Scheiben- und Verbundräder: ohne Speichenflansche, fest mit dem Radkörper verbunden, teils mit tauschbaren Einsätzen für vorn und hinten.

Werkstoffe

• Stahl: billig und schwer, an einfachen Rädern und bei Nabenschaltungen; für Achsen der Normalfall. Stahlflansche sind hart und oft nur etwa 2 mm dick; der Speichenbogen liegt dann schlecht an.
• Aluminium: der Normalfall für den Nabenkörper. Hochwertige Naben sind kalt geschmiedet oder aus dem Vollen gedreht, einfache gegossen.
• Carbon: als Mittelteil des Nabenkörpers zwischen Flanschen aus Aluminium. Spart wenige Gramm für viel Geld. Flansche ganz aus Carbon sind aufwendig und selten.
• Kunststoff: an sehr einfachen Rädern und Kinderfahrzeugen. Dem Zug der Speichen hält Kunststoff allein nicht stand; tragfähige Ausführungen haben eingebettete Metallflansche.
• Freilaufkörper: Aus Aluminium ist er leicht, aber die Ritzel graben sich in die Stege ein. Stahl und Titan halten das aus.

Tipps

• Neue Konusnaben sind ab Werk oft zu stramm eingestellt und knapp gefettet. Vor dem Einspeichen prüfen.
• Lagerspiel am eingebauten Rad prüfen: die Felge seitlich bewegen. Fühlbares Kippen heißt nachstellen oder Lager tauschen.
• Den Freilauf nur mit dünnem Öl oder dem vorgesehenen Spezialfett schmieren. Dickes Fett lässt die Sperrklinken bei Kälte kleben.
• Vor dem Kauf von Speichen die Nabe selbst messen. Tabellenwerte für Lochkreis und Flanschabstand stimmen nicht immer.
• Wird eine Achse mit Distanzstücken verbreitert, muss sie auf beiden Seiten noch sicher im Ausfallende sitzen.
• Bei Naben aus Übersee auf metrische Lagergrößen achten, damit es später Ersatz gibt.