Lager sind das Herzstück aller rotierenden Teile an Ihrem Fahrrad, aber wird der Austausch von Stahl gegen Keramik einen Unterschied für Ihre Fahrt machen?
Seit die alten Ägypter beim Bau der Pyramiden eine Plattform aus Baumstämmen benutzten, um riesige Steinblöcke an ihren Platz zu bewegen, haben Lager der Menschheit geholfen, weiterzurollen.
Interessanterweise war das erste offizielle Patent für ein Kugellager für ein Fahrrad. Der französische Mechaniker Jules Suriray baute sie in ein Fahrrad ein, das im November 1869 das erste Stadt-zu-Stadt-Radrennen der Welt, Paris-Rouen, gewann. Heutzutage sind Lager allen Radfahrern besser bekannt als die Dinge, die auseinanderfallen während der Demontage und erfordern Stunden auf Händen und Knien, um unter Werkbänken oder Kühlschränken zu suchen, um sie wiederzufinden.
Abgesehen von der Geschichtsstunde spielen Lager eine große Rolle dabei, wie sich Fahrräder so frei bewegen können. Pedale, Kurbeln, Räder, Steuersätze, Stützräder … wenn es sich dreht, sind Lager das Zentrum davon, und ohne sie hätten wir Mühe, überall schnell zu fahren. Es gibt viele verschiedene Arten von Lagern, daher lohnt es sich, an dieser Stelle einige Definitionen klarzustellen, um Verwirrung zu vermeiden.
Wenn wir uns auf ein „Lager“beziehen, meinen wir eine Komponente, die aus fünf grundlegenden Teilen besteht: Kugeln, Dichtungen, Kugelkäfige, Laufringe und Fett. Das Konzept ist einfach – mehrere Kugeln sind zwischen zwei konkaven Oberflächen (Laufbahnen) eingeschlossen, sodass sie sich mit minimaler Reibung gegeneinander drehen können (eine davon ist normalerweise feststehend). Die Käfige und Dichtungen h alten alles an Ort und Stelle und h alten Schmutz fern, während das Fett das bewegliche System schmiert und schützt.
Die meisten modernen Fahrradanwendungen bevorzugen jetzt „Patronenlager“. Diese abgedichteten Einheiten haben mehrere Vorteile gegenüber den alten „Loslager“-Systemen, die weitgehend auf billigere Low-End-Komponenten beschränkt sind (obwohl einige wenige Top-Level-Teile immer noch das bedingte System mit losen Kugeln, Schalen und Kegeln beibeh alten zu seiner feineren Einstellbarkeit). Patronenlager erfordern im Allgemeinen viel weniger Wartung, und wenn sie sich schließlich abnutzen, verursacht dies normalerweise keine endgültigen Schäden an den Teilen um sie herum. Außerdem können sie leicht ausgetauscht werden.
‚Kugellager‘bezieht sich auf die Kugeln selbst. Kugellager können aus verschiedenen Materialien hergestellt werden, darunter Chromstahl, Edelstahl und – der neuere Einzug in die Fahrradwelt (dazu später mehr) – Keramik, meist Siliziumnitrid (Si3N4). Ein „Hybrid“-Lager ist eines mit Keramikkugeln und Metalllaufringen.
Lager sind nicht gleich Lager, egal woraus sie bestehen. Ich habe einmal gesehen, wie ein Top-Fahrradmechaniker die Lupe eines Juweliers herausnahm, ein anscheinend sauberes, glänzendes Kugellager untersuchte und sagte: „Die baue ich nicht in meine Naben ein. Sie sind wie Kuchendekorationen.“Wie bei den meisten Dingen gibt es bei den Lagern eine Hierarchie und Sie bekommen, wofür Sie bezahlen.
Was herumgeht… ist nicht unbedingt rund
Die billigsten Kugellager sind vielleicht nicht einmal perfekt rund. Lager werden im Allgemeinen nach einer Rundheitsskala eingestuft, die auf Millionstel Zoll gemessen wird. Eine Stahlkugel der Güteklasse 200 bedeutet, dass sie mit einer Toleranz von 200 Millionstel Zoll rund ist. Daher ist eine niedrigere Nummer – zum Beispiel Note 25 – ein viel präziser hergestellter Ball. Für die in Fahrrädern verwendeten Größen variieren die Noten von 2.000 bis 3, wobei alles unter 100 im Allgemeinen als „Präzisionsball“gilt. Dieses Abstufungssystem wird sowohl für Stahl- als auch für Keramikkugeln verwendet, sowie eine weitere Abstufung für die Oberflächenrauheit, wobei Keramik normalerweise ein viel glatteres Ergebnis erzielt – nur einer der inhärenten Vorteile.
Machen diese winzigen Unterschiede in Rundheit und Oberfläche einen wirklichen Unterschied für den durchschnittlichen Radfahrer? Alan Weatherill vom britischen Komponentenhersteller Hope Technology sagt: „Letztlich führen Kugeln von schlechter Qualität, die nicht perfekt rund oder glatt sind, zu erhöhter Reibung und vorzeitigem Verschleiß aller Lagerkomponenten. Es wird zwangsläufig scheitern. Die Qualität des Balls, unabhängig vom Material, ist der wichtigste Faktor.“
Die Bedeutung von Kugellagern ist viel größer, als ihre Größe vermuten lässt, weshalb die Fahrradindustrie so viel Aufhebens um Keramikkugeln macht. Hier ist der Deal: Keramikkugeln sind im Allgemeinen runder, glatter, härter und leichter als Stahlkugeln, sollten also theoretisch weniger Reibung und eine längere Lebensdauer bieten. Sie sind auch deutlich teurer, daher lohnt es sich, die potenziellen Vorteile von Keramikkugeln genau zu betrachten, bevor Sie sich von Ihrem Geld trennen…
Jacob Csizmadia, Gründer von CeramicSpeed, war die erste Person, die Keramik-Hybridlager im Jahr 2000 im professionellen Radsport eingeführt hat. Die Testdaten von CeramicSpeed behaupten etwas kühn eine Leistungseinsparung von sechs bis neun Watt gegenüber Stahllagern. Wenn das stimmt, ist das ein ordentliches Stück Energie und möglicherweise Zeitersparnis, wenn Sie einfach Ihre Lager austauschen, aber nicht jeder denkt, dass Keramiklager das Wunder sind, das uns manche glauben machen wollen.
Weatherill erklärt, warum Hope das Bedürfnis verspürte, eine Keramiklageroption für seine Naben und Tretlager anzubieten: „Wir haben es getan, weil es von uns [vom Markt] verlangt wurde. Wir haben es nicht aus technischer Sicht gemacht. Vieles davon ist ein Hype. Keramiklager werden in Industriemaschinen verwendet, weil sie sich mit 25.000 U/min drehen, und es gibt erhebliche Vorteile, aber ein Fahrradrad dreht sich nur mit beispielsweise 300 U/min, sodass die Unterschiede zu den sehr hochwertigen Stahlkugeln, die wir bereits verwendet haben, sehr groß sind leicht.'
CeramicSpeed-Direktor Martin Banke ist bestrebt, Weatherills Ansicht zu bestreiten, und verteidigt seine Testdaten mit den Worten: „Keramiklager sind kein Marketing-Hype. Keramikkugeln sind Stahlkugeln bei allen Belastungen am Fahrrad überlegen – entsprechende High-End-Keramikqualität vorausgesetzt.“
Es ist dieses Qualitätsproblem, schlägt Banke vor, das könnte der Grund sein, warum einige Leute immer noch nicht von Keramiklagern überzeugt sind: „Die Qualität von Keramiklagern [anderer Hersteller] variiert. Dies bedeutet, dass einige sehr schlechte, normalerweise billige Lager mit höherer Reibung, höherer Sprödigkeit und kurzer Lebensdauer auf dem Markt sind, und deshalb stellen einige aus gutem Grund immer noch Keramiklager in Frage.“
Als er gebeten wurde, Weatherills Aussage über die Notwendigkeit von Keramikkugeln bei niedrigeren Drehzahlen des Fahrrads zu kommentieren, sagt Banke: „Wenn Sie auf die erste Seite des großen Buches über Hybridlager schauen, würden Sie sagen die Antwort ist nein [sie auf einem Fahrrad zu brauchen]. Eigentlich ist das alles andere als wahr. Es ist richtig, dass Keramiklager ursprünglich für Hochgeschwindigkeitsanwendungen erfunden wurden, wo das geringere Gewicht und die hohe Steifigkeit der Kugeln und die geringe Reibung der Lager es den Maschinen ermöglichten, sich schneller zu drehen, ohne das Lager zu zerstören. Aber wie bei vielen anderen Technologien haben sich Keramiklager auch für Fahrräder als äußerst gute Eigenschaften erwiesen. Auch ein Material wie Kohlefaser wurde ursprünglich nicht für Fahrräder erfunden, sondern wird heute von allen verwendet.“
Als ob man Bankes Standpunkt untermauern wollte, ist Chris King, die US-Marke mit dem vielleicht prestigeträchtigsten Namen für Fahrradlager, ein neuer Eintritt in den Keramikmarkt nach einer anfänglichen Phase der Unsicherheit. In den frühen Tagen des Keramikbooms wollte Chris King nicht einspringen und kämpfte noch einige Zeit gegen die Ecke des Stahls. Aber auch er bietet jetzt Keramik-Upgrades für alle seine Komponenten an, mit Ausnahme von Headsets.
'Seit ihrer Einführung hat es einen großen Hype um Keramik gegeben, und eine Reihe von Produkten, die auf den Markt gebracht wurden, hatten nicht das Gesamtdesign, um dieses Material zu seiner besten Leistung zu bringen, und gaben daher in einigen Fällen nach Es ist ein schlechter Ruf “, sagt King, Eigentümer des gleichnamigen Unternehmens. „Die Entscheidung, eine Keramikoption anzubieten, war eine bewusste Entscheidung, keine vom Marketing getriebene“, betont er und rechtfertigt den verspäteten Einstieg des Unternehmens in den Keramikkampf mit den Worten: „Qualitätsstahlkugeln und Schmiermittel funktionieren sehr gut, und das haben wir Jahrelange Erfahrung, die dies belegen. Um mehr über die Eigenschaften von Keramikkugeln zu erfahren, haben wir sie umfangreichen Tests unterzogen. Die Entscheidung, eine Keramikoption anzubieten, fiel erst, nachdem wir uns von den echten Vorteilen überzeugt hatten.“
Einer dieser Vorteile, behauptet King, ist, dass „Keramikkugeln eine außergewöhnliche Fähigkeit haben, ihre „wahre“Kugelform unter Belastung beizubeh alten. Dies schafft die Voraussetzungen für eine außergewöhnlich lange und laufruhige Lebensdauer unserer keramikbestückten Bauteile.“
Doch King gibt zu, dass die Leistungsvorteile nicht riesig sind: „Unsere Forschung hat gezeigt, dass unsere Hybridkeramiklager dem anspruchsvollen Verbraucher subtile Vorteile bieten.“Die Vorteile liegen hauptsächlich in der Möglichkeit, leichtere Schmiermittel zu verwenden. King sagt: „In einem King-Hybrid-Keramiklager reduziert die Verwendung einer Keramikkugel den Schmierbedarf, sodass leichteres Fett und weniger davon verwendet werden kann als bei einem vergleichbaren Stahllager. Weniger Schmiermittel bedeutet weniger Widerstand an den Lagern.’
Das fühlt sich an wie das Gebiet der „Grenzgewinne“. Vielleicht könnte mehr Leistung aus den Lagern herausgeholt werden, wenn alle Teile aus Keramik wären und nicht nur die Kugeln? Chris King, Hope und CeramicSpeed bieten alle „Hybrid“-Keramiklager (Keramikkugeln in Stahllaufringen), also wäre Keramik auf Keramik noch besser?
King sagt, er habe „noch nicht beweisen können, dass ein Bedarf an Vollkeramiklagern besteht“, und nennt auch die Kosten als Hauptgrund dafür, nicht auf Vollkeramik umzusteigen. Banke weist darauf hin, dass Keramikrennen spröder sein können und ein größeres Ausfallrisiko aufweisen, also hält auch er an Hybriden fest.
Auf die Frage, was ihrer Meinung nach die Zukunft bringt, stimmen sowohl Banke als auch King darin überein, dass Keramiklager von Dauer sein werden. Banke prognostiziert sogar „einen enormen Anstieg der Anzahl von Aftermarket-Upgrades – viele Leute, die in einem Jahr einen teuren Laufradsatz kaufen, werden wahrscheinlich im nächsten Jahr ein Lager-Upgrade-Kit kaufen“.
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Hände hoch, wenn du das getan hast… stell ein Fahrrad auf einen Montageständer oder dreh es auf den Kopf, lass die Räder oder das Tretlager schnell rotieren und sieh dann, wie lange sie sich drehen. Je länger sie sich drehen, desto besser sind die Lager, richtig?
Es ist ein Trick, der von Herstellern in Fahrradgeschäften und auf Messen verwendet wird, wo die Kunden eingeladen werden, ein Rad oder BB zu drehen und zu staunen, wie es sich eine Ewigkeit lang mühelos dreht. Eine einfache Möglichkeit, dies zu erreichen, besteht darin, das Fett aus den Lagern zu entfernen und ein leichtes Öl zu verwenden, um die Reibung zu verringern und das Drehen zu erleichtern. Es ist etwas, das Straßenrennfahrer, insbesondere Zeitfahrer, früher versuchten, sich einen Vorteil zu verschaffen.
Was dabei natürlich nicht berücksichtigt wird, sind die beträchtlichen Kräfte, die durch das Treten und das Gewicht des Fahrers auf ein Lager wirken. Sobald Sie auf dem Fahrrad sitzen, geschweige denn die Straße hinaufsprinten, werden die Bälle hart in die Rennen gedrückt, und wenn das Schmiermittel dieser Kraft nicht standhält, wird es einfach aus der Kontaktfläche herausgedrückt, was zur Folge hat Kugel läuft ungeschmiert gerade gegen die Oberfläche des Laufrings.
Banke erklärt: „Ein Stahllager ohne Dichtungen, völlig sauber und trocken, könnte sich im Stand sehr gut drehen. Aber sobald Sie Gewicht hinzufügen, berühren die Stahlkugeln die Stahllaufringe und die Reibung nimmt dramatisch zu.“Der gleiche Effekt kann auch erreicht werden, „indem man zu viel Spiel im Lager hinzufügt. Auf der Straße werden Sie Spiel und erhöhten Verschleiß feststellen, und das Lager wird wahrscheinlich schnell ausfallen.’
Die Moral ist: Glauben Sie dem Spin nicht – im wahrsten Sinne des Wortes. Die einzige Möglichkeit, Langlebigkeit und echte, wenn auch marginale Leistungssteigerungen zu gewährleisten, besteht darin, sich der Qualität Ihrer Bälle sicher zu sein.
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