Kapitel 6: Einspeichen
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Mit Einspeichen bezeichnet man das Verbinden
von Nabe und Felge durch die Speichen. Je nach Art und Zweck des Laufrades gibt es hierzu
mehrere, als Einspeicharten bezeichnete Möglichkeiten.
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Bei den Einspeicharten unterschiedet man grundsätzlich zwischen Radial-Einspeichung (die Speichen verlaufen radial von der Nabe weg zur Felge) und Tangential-Einspeichung (die Speichen verlaufen mehr oder weniger tangential von der Nabe weg und überkreuzen sich dabei ein oder mehrere Male). Während Radialspeichung für die Fahrradanfänge charakteristisch war und heute aus aerodynamischen Gründen bei manchen Rennrädern wieder aufgegriffen wird, etablierte sich die gekreuzte, tangentiale Einspeichung erst mit dem Aufkommen des Niederrades und ist bis heute die Norm geblieben.
Die Bezeichnung Tagential-Einspeichung bezieht sich auf den mathematischen Ausdruck Tangente, mit der das Berühren einer Kurve von einer Geraden beschrieben wird. Und in der Tat "berühren" ja auch die Speichen den kreisrunden Nabenflasch sozusagen als Gerade. Wie in der Skizze zu sehen, ergibt sich durch die tangentiale Stellung der Speiche zum Nabenflansch ein Hebelarm mit der die Speiche dann per Zugkraft Drehmomente zur Felge weitergeben oder besser gesagt übertragen kann. Solche Drehmomente verlaufen beim Antrieb über Kette, Ritzel und Nabenflansch auf die Speichen, bei Nabenbremsen (Rücktritt, Trommel- und Scheibenbremse) über die Bremseinrichtung und Nabenflansch ebenfalls auf die Speichen. Wenn im folgenden auch nur das Antriebsmoment erwähnt wird, so bezieht sich das gleichermaßen auch auf Bremsmomente.
Ein radial eingespeichtes Laufrad vermag übrigens zunächst kein Drehmoment zu übertragen. Erst wenn sich die Felge gegenüber der Nabe etwas verdreht hat, entsteht eine ebenfalls leicht tangentiale Stellung der ursprünglich radial zwischen Nabe und Felge verlaufenden Speichen und erst dann kann auch das radial eingespeichte Laufrad ein Drehmoment zwischen Nabe und Felge übertragen.
Je weiter die Speichen vom radialen Verlauf zwischen Nabe und Felge abgewinkelt werden, um so größer wird zunächst der Hebelarm, mit der die Speiche das Drehmoment übertragen kann. Sein Maximum erreicht die Abwinklung im übrigen bei 90 Grad, dann entspricht der Hebelarm exakt dem Radius des Lochreises, auf dem die Speichenlöcher der Nabe eingebracht worden sind. Diese Maximum erreicht man beim normalen 36 Speichenlaufrad annähernd mit einer sogenannten Vierfachkreuzung, auf die wir weiter unten noch intensiver eingehen.
Was ist diese bereits angedeutete Überkreuzung der Speichen und warum wird sie erforderlich? Nun, auch sie verschafft dem Laufrad ein wieder eine Art Gleichgewicht: In ihrer tangentiale Stellung zur Nabe kann die Speiche nämlich nur dann mit einer Vorspannung beaufschlagt werden, wenn eine andere Speiche einen entgegengesetzten Verlauf besitzt. Die Vorspannung der Speiche würde ansonsten Nabe und Felge wieder zurück in die radiale Stellung zueinander drehen. Und würde man jeweils eine komplette Speichenseite nach recht, die andere nach links oder umgekehrt abwinkeln, so würde ein enormes Drehmoment auf den Nabenkörper einwirken. Beim 36 Speichen-Laufrad mit Niederflanschnabe und unseren 900 N Vorspannung kämen da bei einer 90 Grad Abwinkelung 18 x 9OO N x 22mm = 356400 Nmm oder 356,4 Nm zusammen.
Hinzu käme dann noch das Antriebsmoment, welches sich auf die Vorspannung der nach links abgewinkelten Speichen hinzuaddierte und die nach rechts abgewinkelten Speichen entlasteten würde. Das nun wiederum hätte eine fatale Auswirkung: Die sich bislang im Kräftegleichgewicht zwischen den Achsgegenmuttern befindliche Felge würde durch das Antriebmoment schlagartig zum dem Nabenflansch der nach links abgewinkelten Speichen hinüberwandern, da sich deren Spannung und damit auch deren horizontale Kraftkomponente ja erhöht, die der Gegenseite sich entsprechend verringert.
Also muß man anders vorgehen und die Speichen abwechselnd einmal nach links und einmal nach rechts abwinkeln, wobei sich die Speichen dann überkreuzen. Wirkt jetzt ein Antriebsmoment auf nach links abgewinkelten Speichen ein, so erhöht sich deren Speichenspannung ganau um den gleichen Betrag wie der, um den die nach rechts abgewinkelten Speichen entlastet werden. Summiert man nun die horizontale Kraftkomponente der nach links und der nach rechts abgewinkelten Speichen zusammen, so bleibt die Summe konstant, die Felge verbleibt also auch beim Antritt in der Mitte.
Damit sich die Speichen im Nabenflansch nicht gegenseitig behindern, werden sie wechselweise einmal mit dem Speichenkopf nach außen und einmal nach innen in den Nabenflansch eingefädelt. Variieren läßt sich die Anzahl der Kreuzungsstellen und dem entsprechend unterteilt man die Tangential-Einspeichund in der Anzahl der vorgenommenen Überkreuzungen
1-fach-Kreuzung: Fortlaufend wird eine Speiche (Kopf nach innen) von ihrer Nachbarspeiche (Kopf nach außen) überkreuzt.
Die 1-fach-Kreuzung entlastet den Nabenflansch bereits deutlich gegenüber der Radialeinspeichung. Sie wird eingesetzt, a) wenn der Nabenflasch groß und der Laufraddurchmesser klein ist (Rohloff-Nabe/16"-Laufrad). Effekt: Die Speichen stehen weniger schräg zur Felge und das Speichengewinde wird weniger auf Biegung beanspruchen, vergleiche hierzu die nebenstehende Skizze; b) als Notbehelf, wenn keine längeren Speichen greifbar sind.
2-fach-Kreuzung: Fortlaufend wird eine Speiche mit Kopf nach innen von der jeweils übernächsten mit Kopf nach außen überkreuzt - also der 3. Folgespeiche, wobei sich an zwei Stellen der Speichen Kreuzungen ergeben.
Angewandt und notwendig, wenn die Speichenzahl 20 oder weniger beträgt, da ansonsten die Speichenabwinkelung mehr als 90° betrüge und die Speichen dann auf dem Nabenflansch übereinander liegen würden. Weiterhin wieder bei großen Nabenflanschen (Rohloff-Nabe) sinnvoll.
3-fach-Kreuzung: Fortlaufend wird eine Speiche mit Kopf nach innen von der jeweils dritten Speiche mit Kopf nach außen überkreuzt - also der 5. Folgespeiche, wobei sich dann an drei Stellen Überkreuzungen ergeben.
Dies ist die häufigste Einspeichart, weil sie bereits nahe an das maximal übertragbare Drehmoment heranreicht und gleichermaßen für Laufräder mit 24 bis 36 Speichen anzuwenden ist. Bei 24-Speichen-Laufrädern beträgt die Abwinkelung der Speichen dann im übrigen genau 90° und erreicht den gleichen Hebelarm wie die 4-fach-Kreuzung bei 32 Speichen.
4-fach-Kreuzung: Fortlaufend wird eine Speiche mit Kopf nach innen von der jeweils vierten Speiche mit Kopf nach außen überkreuzt - also der 7. Folgespeiche, wobei sich dann an vier Stellen Überkreuzungen ergeben.
Beim Hinterrad mit 32 Speichen verlaufen die Speichen dann genau tangential von der Nabe zur Felge, sind also um exakt 90° abgewinkelt (größtmöglicher Hebelarm, größtmöglich zu übertragendes Antriebsmoment. Werden Laufräder mit geringerer Speichenzahl 4-fach gekreuzt, so sind die Speichen mehr als 90° abgewinkelt, der Hebelarm reduziert sich wieder, außerdem liegen die Speichen dann auf dem Nabenflansch übereinander. Werden 36 Loch- Hochflanschnaben per 4-fach-Kreuzung eingespeicht, so treten die Speichen bereits relativ schräg aus der Felge aus (Biegebelastung des Speichengewindes). Da durch den hohen Nabenflansch ja ohnehin ein großer Hebelarm für das Antriebsmoment besteht, ist hier eine 3-Fach-Kreuzung sinnvoller.
Obwohl die jeweils exakte tangentiale Einspeichung - also 3-fach bei 24-Speichen-Laufrädern und 4-fach bei 32-Speichen-Laufrädern und fünffach bei 40 Speichen-Laufrädern - als optimal zu bezeichnen ist, hat sich aus Gründen der einfacheren Einspeichung sowie geringerer Lagerhaltung beim Handel (Speichen verschiedener Längen) die 3-fach-Kreuzung durchgesetzt. Genau genommen verdreht sich übrigens beim Einwirken eines Antriebmomentes durch die Elastizität der Speichen die Felge noch geringfügig gegenüber der Nabe. Dadurch kann die dreifach-Kreuzung ein minimal größeres Drehmoment übertragen, bei der vierfach-Kreuzung im 32 Speichenlaufrad hingegen reduziert es sich minimal, da die Speichen sich etwas über die 90° hinaus abwinkeln.
Ein weitere Variation der gekreuzten Einspeichung besteht darin, die Speichen an der äußeren Kreuzungsstelle zu "unterkreuzen" oder berührungsfrei aneinander vorbei laufen zu lassen. Beim Unterkreuzen wird die Speiche mit dem Kopf nach außen über Speiche mit Kopf nach innen gelegt - die zunächst innere Speiche also nach außen über die zunächst äußere Speiche gelegt. Mit dieser Prozedur erreicht man:
1. Zusätzliche Elastizitäten im Laufrad, die den Fahrkomfort verbessern.
2. Man drückt die Speichenbögen intensiver an den Nabenflansch was der Lebensdauer der Speichen zugute kommt. Speziell bei schmalen Nabenflanschen und zu großen Speichenlöchern ist das Unterkreuzen daher neben der Platzierung von M 3 Unterlegscheiben das Rezept schlechthin gegen Speichenbrüche.
3. Resonanzschwingungen der Speichen, die zum frühzeitigen Speichenbruch führen können, werden drastisch gemindert.
Die beiden letzten Eigenschaften des Unterkreuzens werden übrigens noch intensiver durch das sogenannte "Verlöten" oder "Binden" der Speichen begünstigt. Bei diesem aufwendigen Verfahren umwickelt man mit einem 0,6 mm Bindedraht die Kreuzungsstellen und fixiert deren Stellung mit Weichlot. Das Binden der Speichen verhindert den Speichenbruch infolge von Resonanzschwingungen deutlich besser als das einfache Unterkreuzen und war bis zum Aufkommen aerodynamischer Laufräder nahezu Standard bei den Bahnfahrern. Durch die intensivere Aneinanderkopplung der Speichenpärchen wird nebenbei bemerkt auch die Krafteinwirkung durch Seiten- und Vertikalkräfte gleichmäßiger auf beide Speichenpartner verteilt, was eine spürbare Erhöhung der Seitensteifigkeit der Laufräder bewirkt.
Unterkreuzt man die Speichen nicht, sondern läßt sie berührungslos aneinander vorbei laufen, so werden die Bögen der Innenspeichen (deren Speichenkopf außen auf dem Nabenflansch aufliegt) bei von außen auf das Laufrad einwirkenden Seitenkräften (Wiegetritt) geringfügig in Richtung Aufbiegen belastet. Das führt auf Dauer zu einen vorzeitigen Speichenbruch, außerdem verliert das Laufrad noch ein Quentchen an Elastizität.
Beim Hinterrad (Neben mit dünnem Mittelteil) nehmen die nach links abgewinkelten Speichen der Zahnkranzseite über 90% des Antriebsmoments auf. Da sie zusätzlich noch - bes. im Wiegetritt - mit Seitenkräften beaufschlagt werden, sollten ihr Speichenbogen nach außen weisen. Auf diese Weise vergrößert sich a) ihre Speichenschräge etwas (bessere Aufnahme der zusätzlichen Seitenkräfte), b) ihr Bogen legt sich hierbei inniger an den Nabenflansch und biegt daher weniger schnell auf. Beide Auswirkungen reduzieren daher weiterhin das Speichenbruchrisiko.
Für Nabenbremsen gilt in Grunde das Gleiche, da aber kaum jemand gleichzeitig mit dem Abbremsen einen kräftigen Wiegetritt ausüben wird, ist gleichgültig ob die Bögen der Zugspeichen bezüglich des Nabenflansches außen oder innen platziert sind.
Bei dieser ursprünglichen Einspeichart verbinden wie oben bereits gesagt die Speichen Nabe und Felge in gerader (radialer) Linie. Antriebs- und Bremsmomente kann ein so eingespeichtes Laufrad nur unter Verdrehung der Felge gegenüber der Nabe aufnehmen. Das Ganze wirkt dann wie eine Torsionsfeder, da die Spannung aller Speichen um so mehr ansteigt, je größer die Verdrehung zwischen Nabe und Felge wird. In Verbindung mit Trommel- Scheiben- oder Rücktrittbremsen hat dies ein stotterartiges Bremsverhalten zur Folge: Die Felge verdreht sich gegenüber der Nabe, die Bremse blockiert kurzzeitig, rutscht dann wieder durch, blockiert kurzzeitig und so weiter.
Beim radial eingespeichte Hinterrad hingegen wirkt sich dieses Verdrehen positiv aus, glättet es doch damit die Antriebsspitzen ebenso wie das momentan aktuelle BIKEDRIVE-System. Genauer: Kein Mensch tritt exakt rund. Wenn die Kurbel in etwa horizontal steht, ist die Pedalkraft größer als bei senkrechter Kurbelstellung. Das radial eingespeichte Hinterrad speichert diese Lastspitzen als Federkraft und läßt sie dann wieder in den Antrieb einfließen, wenn die Pedalkraft geringer wird. Glauben Sie nicht? Nun dann schauen Sie sich einmal bei waagerecht stehender Kurbel die oberen Zähne ihrer Kettenblätter an. Deutlich auszumachen sind da höhere Verschleißspuren durch die Lastspitzen unseres unrunden Trittablaufes.
Natürlich ist die Angelegenheit gleich mit mehreren Pfedefüßen behaftet: 1. Handelsübliche Naben besitzen zu wenig "Fleisch" oberhalb der Nippellöcher und es kann zu Flanschausrissen kommen. Relativ sicher sind diesbezüglich jedoch momentan aktuelle Campagnolo-Naben, wenn man es bei 32 Speichen beläßt und Korrosionseinflüsse durch regelmäßige Sprühwachs-Konservierung vermeidet. 2. Bei Leichtfelgen unter 400 Gramm kann es zu Nippelausrissen aus dem Felgengrund kommen. 3. Drehen sich die Speichen in den Nabenflanschlöchern, geht der positive Effekt durch Reigungsverlust teilweise wieder verloren. Daher sollten die Speichenbögen - wie es übrigens bei den Z-Speichen von Rödel der Fall ist - eine kleine Fläche im Speichenbogen aufweisen oder noch besser, man steigt auf die Tomo-Naben um, die speziell hierfür ausgelegt sind. 4. Nahezu die Hälfte des Antriebesmomentes "fließt" über die Nabenmitte zum Gegenflansch. Daher muß die Nabe ein kräftiges, sprich verdicktes Nabenmittelteil besitzen.
Weitere Vorteile der radialen Einspeichung: Sie besitzen leichte aerodynamischen Vorteile - es gibt weniger Luftverwirbelungen durch sich kreuzenden Speichen. Bei einem komplett mit radial eingespeichten Laufrädern ausgerüsteten Rennrad "handelt" man bei einer Geschwindigkeit von 40 km/h den "Windnachlaß" mit knapp zwei Watt oder rund 0,5% der Fahrerleistung. Radial eingespeichte Laufräder sind weiterhin seitensteifer, wenn alle Speichenbögen nach außen weisen. Ich habe das einmal an einer vom Sturz verformte Felge ausprobiert: Die Felge hatte im ausgespeichten Zustand eine ausgeprägte "Kartoffelship-Form", so daß sich die einen Enden gut 10 cm vom Boden abhob. Per 4-fach-Kreuzung konnte ich diese Verformung nur bis auf etwa die Hälfte reduzieren. Via Radial-Einspeichung mit den Speichenbögen nach außen gelang es mir dann den Rundlauf bis auf 0,5 mm "hinzuziehen" oder besser gesagt "hinzubiegen".
Nachteile der radialen Einspeichung: Im Gegensatz zur gekreuzten Einspeichung stehen die Radialspeichen einzeln und besitzen nicht die leichte elastische Auslenkung durch die Speichenpartnerin. Deswegen benötigen sie eine höhere Speichenspannung um bei hohen Seitenkräften (Wiegetritt) nicht in den Felgenösen zu "klappern". Dies nun wirkt sich nachteilig auf den Fahrkomfort aus: Es besteht die Gefahr der Spurversetzung (seitliches Wegspringen) in Kurven mit unebenem Fahrbahnbelag.
Außer diesen etablierten Einspeicharten werden gelegentlich noch Sondereinspeichungen für das Hinterrad eingesetzt:
1. Die rechte Laufradseite wird wie gehabt gekreuzt, die linke radial eingespeicht. Im Fahrbetrieb zeigt sich aber, daß dann meist ein Speichenbruch auf der linken Speichenseite, der eigentlich weniger belasteten Seite erfolgt. Ursache: Resonanzschwingungen der einzeln stehenden Speichen. Vermeidung: Hohe Speichenspannung dieser linken Speichenseite die aber beim Hinterrad nur durch a) sehr steife Felgen, oder b) durch relativ mittig eingespeichte Laufräder (z.B. 6fach Zahnkranz plus asymmetrische Felge) erreicht werden kann.
2. Bei der vom dänischen Fahrradhersteller Kildemoes praktizierte Einspeichart des Hinterrades werden die Speichen auf der Zahnkranzseite radial, mit den Speichenbögen nach außen vernippelt, während die linke Speichenseite gekreuzt wird. Mit dieser Methode bekommt das Hinterrad eine größere Seitensteifigkeit, außerdem befreit es die steiler stehenden und damit härter vorgespannten Speichen der Zahnkranzseite vom zusätzlichen Antriebsmoment. Das nun wird von den weniger steil stehenden und damit auch weniger hart vorgespannten Speichen der Gegenseite aufgenommen. Nachteilig wirkt sich dabei aus, daß das gesamte Antriebmoment nun über den Nabenmitte läuft.
Die Kildemoes-Einspeichung sollte daher nur bei Naben mit dickem Mittelteil (Paralax-Naben) eingesetzt werden, da ansonsten die Gefahr einer Verdrehung des Nabenkörpers besteht. Außerdem muß auch der rechte Nabenflansch für die Radial-Einspeichung auf dieser Seite ausgelegt sein (Gefahr von Flanschausrissen). Damit ist die Kildemoes-Einspeichung neben der asymmetrischen Felge ein zweites Mittel um bei den zunehmenden 8-fach-Ritzelbestückung der Hinterräder (vor allem bei 28- und 27-Zoll-Laufrädern) zu einem seitensteifen Hinterrad zu kommen - leider gibt es aber noch keine geeignete handelsübliche Nabe für diese sinnvolle Einspeichart.
Um Felge und Nabe mit den Speichen zu einem Laufrad mit 36 Speichen zu verbinden werden in der Regel zunächst alle Speichen in den Nabenflansch eingefädelt. Anschließend erfolgt die Vernippelung der Speichen in der Felge. Die nun kann wie in unserer Abhandlung pärchenweise erfolgen, oder indem nacheinander zunächst die nach recht und dann die nach links abgewinkelten Speichen vernippelt werden. Da hierbei gerade dem Einspeich-Neuling häufig Verwechselungsfehler unterlaufen, haben wir die Pärchenweise Einspeichung bevorzugt und gehen aus Übersichtsgründen auch noch Seitenweise vor, Speichen also zunächst die Zahnkranzseite und dann die Gegenseite ein. Mit zunehmender Erfahrung und Einspeich-Routine kann dann jeder das Einspeichen ohne weiteres nach eigenem Gusto rationalisieren.
Für die Dreifachkreuzung gehen Sie wie folgt vor, wobei es ratsam ist für das erste Mal die Speichen mit kleinen Klebestreifen zu versehen und diese zu beschriften:
1. Auf einer Nabenseite (beim Hinterrad mit der Zahnkranzseite beginnen) Speichen so in den Nabenflansch einfädeln, daß abwechselnd einmal der Speichenkopf und einmal der Speichenbogen nach außen zeigt.
2. Eine mit dem Bogen nach außen liegende Speiche wird nach links abgewinkelt und als Speiche Nr.1 gekennzeichnet.
3. Nr.1 wird nun von einer Speichen überkreuzt, die fünf Speichenlöcher weiter nach links in den Nabenflansch eingefädelt wurde und deren Kopf nach außen weist. Entsprechend wird diese Speichen nun mit der Nr. 6 versehen.
4.Dieses erste Speichenpärchen wird jetzt links vom Ventilloch (mit einem Freiloch Abstand) in die Felge gefädelt und vernippelt.
5. Nach links orientiert, das zweite Pärchen bilden: Es ist die nächste Speiche mit dem Bogen nach außen (Speiche Nr. 3) und die nächste mit dem Kopf nach außen (Speiche Nr.8).
6. Das zweite Speichenpärchen wird wie gehabt überkreuzt und ebenfalls nach links orientiert mit je einem Freiloch Abstand in die Felge gefädelt und vernippelt.
7. Es folgen nach gleichem Schema die Speichenpärchen mit den Nr. 5 und Nr. 10, Nr.7 und Nr.12, Nr.9 und Nr.14, Nr.11 und Nr.16, Nr.13 und Nr.18, Nr.15 und Nr.2 sowie Nr.17 und Nr.4.
8.Kontrolle: Alle Speichen mit dem Bogen nach außen müssen nach links abgewinkelt sein und alle Speichen mit dem Kopf nach außen nach rechts und durch das Kreuzen über den nach links abgewinkelten Speichen zu liegen kommen.
9. Die erste Speiche der Gegenseite wird genau unter dem Ventilloch von außen durch den Nabenflansch gefädelt. Ihr Kopf liegt also außen auf dem Nabenflansch. Diese Speiche ist mit R 2 ("R" für Rückseite) gekennzeichnet und wird der Übersicht halber zunächst in das > Ventilloch eingesteckt.
10. Dann Flansch fortlaufend mit Speichen auffüllen - immer abwechselnd eine Speiche mit dem Bogen nach außen, eine mit dem Kopf nach außen.
11. Die Speichen R1 und R6 (die Numerierung verläuft wieder links herum) bilden analog zur bereits eingezogenen Speichenseite das erste Speichenpärchen.
12. Es folgt, wiederum nach links orientiert, das Pärchen R3 und R8, R 5 und R10 und so weiter, bis mit dem Pärchen R17 und R4 alle Speichen in der Felge vernippelt sind.
So, damit wäre das Laufrad eingespeicht. Bei Vorderrädern ist natürlich die Seite belanglos, nach der die Speichen abgewinkelt werden, da hier kein Antriebsmoment übertragen werden muß. Da wir Menschen aber mehr oder weniger "Gewohnheitstiere" sind, ist es ratsam auch hier den gleichen Abwinklung-Modus beizubehalten um Fehler zu vermeiden.
Als nächstes müssen Sie nun a) die Speichenspannung des Laufrades schrittweise erhöhen und b) die Felge mittig zu den Achsgegenmuttern zentrieren. Diese Arbeit sollte unter dem Motto "langsam, daß geht schneller" stehen. Damit ist gemeint, daß nicht wild und unkontrolliert an jedem Speichenippel gedreht werden soll, sondern das jeder Nippel möglichst gleich weit auf das Speichengewinde aufgeschraubt werden muß. Daher macht man diese Tätigkeit möglichst schrittweise, also in einzelnen Umläufen, bei denen jeder Nippel beispielsweise mit jeweils einer oder einer halbe Umdrehung angezogen wird. Der Sinn dieses Vorgehens: Sind später alle Speichenippel gleich lang auf das Speichengewinde aufgedreht, ist das Laufrad nahezu schlagfrei. Ungleichmäßig aufgedrehte Nippel hingegen führen zu einen unrundem Laufrad, an dem dann entsprechend länger Feinzentriert werden muß.
Mit einem kleinen Schraubenzieher drehen Sie zunächst die Speichenippel soweit auf das Speichengewinde, bis das Gewindeende gerade unter den Nippeln verschwindet. Bitte hierbei sehr exakt vorgehen, denn es erspart viel Zeit beim späteren Feinzentrieren. Anschließend ziehen Sie die Nippel auf der Zahnkranzseite beim Hinterrad noch mit exakt zwei weiteren Nippel-Umdrehungen an, damit das Laufrad annähernd mittig steht. Nun das Laufrad in einen Zentrierständer einspannen und die Mittigkeit des Laufrad überprüfen. Das geschieht bei einigen Zentrierständern automatisch, kann aber auch durch eine Meßlehre gemessen werden. Als Behelf ist dies auch durch eine Peilung möglich: Sie peilen mit einem Auge so an der Felge vorbei, daß sich die vordere und die hintere Felgenkante decken und messen mit einem Maßstab den Abstand dieser Flucht zur Außenkante der Gegenmutter aus. Er muß auf beiden Seiten gleich groß sein.
Ist der Abstand einer Seite größer, so werden hier die Speichen um eine halbe, bei größeren Abweichungen um eine ganze Umdrehung weiter angezogen und wiederum mit einer Messung die Mittigkeit kontrolliert. Und so weiter, bis die Felgenmitte genau zwischen Achsmuttern liegt. Nun gleichmäßig bei jeder Speiche mit jeweils einer halben Umdrehung die Speichenspannung erhöhen. Reicht die Speichenspannung noch nicht aus einen weiteren Durchlauf mit ebenfalls einer halben Umdrehung vornehmen. Als Anhalt für eine hohe Speichenspannung kann ein leicht knarrendes Geräusch dienen, welches sich beim Anziehen der Nippel einstellt. Wer (besserer Fahrkomfort) aus Gründen eine mittlere Speichenspannung bevorzugt, sollte nun die Speichenippel wieder eine halbe Umdrehung zurückdrehen. Und nochmals sei es wiederholt: Je gleichmäßiger hierbei vorgegangen wird und um "runder" läuft das Laufrad bereits.
Feinzentrieren: Es erfolgt nun die bisweilen zeitraubende Tätigkeit des Feinzentrierens.Viele Radler trauen sich gerade an diese Arbeit nicht heran, weil sie glauben, daß dabei mit geheimnisvollen Tricks gearbeitet wird. Dem ist nicht so, die Sache ist im Prinzip sehr einfach: Wird eine Speiche angezogen, so verkürzt sich der Abstand zwischen Felge und Nabe, so daß die Felge a) seitlich zu dem Nabenflansch hin wandert, an dem die Speiche eingehängt ist (Seitenschlag), b) die Felge taucht etwas ab, entfernt sich also aus dem runden Lauf nach innen hin (Innenschlag). Umgekehrt, wenn eine Speiche gelockert wird. Sie wandert dann weg von dem jeweiligen Nabenflansch und bezüglich des Rundlaufes nach außen.
In der Praxis nun sind in der Regel gleich mehrere Speichen nebeneinander "zu locker" oder "zu fest", so daß sich der Schlagbereich über mehrere Nippellöcher hinzieht. Dann werden im Bereich des Schlages auch mehrere nebeneinander liegende Speichen angezogen oder gelockert. Und das ist bereits alles. Auch routinierte Profis machen nichts anders, sie besitzen lediglich ein Feingefühl dafür bei welcher Speichenspanung und Felgensteifigkeit die Speichen um wieviel halbe oder ganze Umdrehungen anzuziehen sind.
Doch zurück zu unserem Laufrad. Als erstes wird der Höhenschlag herausgezogen, wobei die bislang erreichte Speichenspannung möglichst erhalten werden sollte. In den Bereichen, in denen die Felge nach innen "schlägt", wird die Speichenspannung beider Speichenseiten um eine halbe Umdrehung gelockert, dort wo sie nach außen "schlägt" entsprechend um eine halbe Umdrehung erhöht. Auch hier ist es ratsam wieder in einzelnen Umläufen zu arbeiten. Ist der Rundlauf auf ca. 1,5 mm hergestellt, geht es an die Seitenschläge.
Um auch hierbei die Speichenspannung zu halten, arbeiten wir mit Anziehen und Lockern. Schlagbereiche nach rechts werden beispielsweise durch "Lockern der Speichen" auf dem rechten Nabenflansch herausgelassen, Schläge nach links durch "Anziehen der Speichen" auf dem rechten Nabenflansch herausgezogen. Beim nächsten Umlauf macht man es dann umgekehrt und lockert bei Linksschlägen die linke Seite und Anziehen der linken Seite bei Rechtsschlägen. Dieses Vorgehen hat den Vorteil, daß man auf einer Speichenseite bleibt, was etwas schneller geht als mit dem Speichenschlüssel ständig die Seite zu wechseln. In mehreren Umläufen sind auch hierbei die Seitenschläge auf zunächst 1,5 mm zu begrenzen.
Mit dieser Ungenauigkeit von 1,5 mm in Rundlauf und Seitenschlag haben Sie bereits die Norm für Fahrräder unterboten, die in der DIN 79100 für Fabrik-neue Fahrräder auf maximal 2 mm begrenzt ist. Für das eigne Fahrrad - vor allem bei sportlicher Nutzung - reichen diese Werte nicht aus, da muß eine Rund- und Seitenschlag-Genauigkeit von unter 0,5 mm angestrebt werden. Dazu wird es jetzt aber erforderlich, daß Höhen- und Seitenschläge sozusagen in einem Arbeitsgang beseitigt werden:
Schlägt ein Felgenbereich nach außen und gleichzeitig nach rechts, so ziehen Sie im Schlagbereich nur die linken Speichen an. Dadurch wird die Felge nach innen gezogen und wandert auch gleichzeitig nach links. Das Gleiche - nur andersherum - wenn ein Außenschlag sowie ein Schlag nach links vorliegt (Anziehen der rechten Speichenseite). Liegt hingegen ein Innenschlag mit einem Schlag nach rechts vor, so werden im Schlagbereich die rechten Speichen gelockert.
Letztlich kann es noch Ungenauigkeiten geben bei denen die Höhe stimmt, aber die Felge beispielsweise nach rechts schlägt. Dann werden einfach die rechten Speichen im Schlagbereich leicht gelockert und entsprechend die linken Speichen angezogen, so daß die Felgenhöhe gleich bleibt. Stimmt hingegen die Seite und beult die Felge nach außen oder innen so werden auch hierbei im Schlagbereich beide Speichenseiten angezogen oder gelockert.
Recken: So jetzt wird noch einmal die Mittigkeit der Felge zwischen den Achs-Gegenmuttern kontrolliert und gegebenenfalls korrigiert und dann kommt ein ganz wichtiger Arbeitsgang: Das Recken des Laufrades. Dazu wird die Nabenachse auf den Boden gelegt (um Beschädigungen von Boden und Achse zu vermeiden legen Sie bitte ein Stück Holz dazwischen), die Felge an zwei gegenüber liegenden Stellen mit den Händen ergriffen und soweit kräftig in Richtung Boden gedrückt bis die unteren Speichen sich gerade entspannen. Das ganze wird nun Speiche um Speiche, also beim 36 Speichenlaufrad 18 mal durchgeführt, so daß jeweils beide sich gegenüberliegende Speichen kräftig gereckt werden. Nun das Laufrad umdrehen und gleichermaßen die Gegenseite recken.
Dieses Vorgehen hat den Zweck die Speichenbögen möglichst eng an die Bohrungen im Nabenflansch anzulegen, ja sie sollen sich dort sogar plastisch eindrücken. Das ist das sicherste Mittel die Speichenbögen auf Druck zu belasten und ein Aufbiegen der Bögen im Fahrbetrieb zu verhindern. Den Sachverhalt und die Problematik von Materialvorbelastung und das "Um die Ecke"-leiten der Speichenkraft hatten wir bereits im Kapitel Speichen erörtert. Weiterhin setzen sich die Speichenippel beim Recken in den Felgenbohrungen oder Felgenösen, so daß gereckte Laufräder in der Regel nicht bereits nach kurzem Fahrbetrieb nachzentriert werden müssen. Das beim Recken deutlich hörbar klingende Knarr-Geräusch, liegt an den geringfügigen Torsionsverdrehungen der Speichen durch das Anziehen der Speichenippel, die nun bei der Entlastung der unteren Speichen zurückfedern.
Übrigens propagieren einige Einspeich-Profis das Anbiegen der Bögen in den Nabenflansch mit einem Gummihammer und auch das Setzen der Speichenippel wird mittels Döpper und Hammer vorgenommen. Zu dieser Tätigkeit ist jedoch ein hohes Maß an Erfahrung und Feingefühl nötig, da ein etwas zu kräftiger Hammerschlag die Bogen zu weit biegt, so daß er sich im Fahrbetrieb wieder aufgezogen wird und das genau soll ja tunlichst vermieden werden. Nach meine Erfahrung legen sich die Speichenbögen durch die hohe Reckbelastung hingegen exakt an den Nabenflansch an - sozusagen mit natürlichem Bogenverlauf.
So, nun noch einmal kurz nachzentrieren, denn einige Speichen konnten sich bereits vor dem Recken schon an den Nabenflansch anschmiegen, "längen" sich also weniger durch das Recken und müssen noch etwas in ihrer Spannung korrigiert werden. Das Laufrad wäre Fahrbereit. Im Fahrbetrieb können sich nun beim völligen Entspannen der Speichen (Schlagloch) die Nippel eigenmächtig lockern. Einfachstes Mittel dagegen wäre eine hohe Speichenspannung. Die Erfahrung zeigt aber, daß dies nicht immer ausreicht.
Die sicherste Vorbeugung: Jeweils ein Tröpfchen Schraubenkleber "Mittelfest" zwischen Nippel und Speichengewinde einziehen lassen. Die Speichen lassen sich nach dem Aushärten des Schraubenklebers immer noch "satt-gehend" verdrehen, das eigenmächtige Lockern jedoch wird damit unterbunden. Im übrigen verhindert der Schraubenkleber, das sich mit der Zeit Straßenstaub, Schmutzwasser im Winter Straßensalz per Kapilarwirkung in den Gewindegängen zwischen Nippel und Speichen einnistet. Dort können sie dann im Laufe der Zeit beide Bauteile schier unlösbar miteinander verkitten, so daß ein eventuell nötiges Nachzentrieren mit einem Speichenknaller endet.
Aus dem gleichen Grunde hatte man früher übrigens die Speichenenden vor dem Vernippeln in Leinöl getunkt. Mit dem Ausharzen des Öles erreichte man eine ähnliche Wirkung wie mit dem Schraubenkleber mittelfest. Einige Profimechaniker drücken, ebenfalls als Sicherheit vor dem Nippellockern die Speichenippel vor dem Aufschrauben mit einer Zange leicht oval, so daß eine leichte Klemmwirkung zwischen Speichengewinde und Nippel vorliegt.
Nach 50 bis 100 Fahrkilometer sollte es abermals auf Rundlauf überprüft werden, aber in der Regel "stehen" gereckt Laufräder".
Nach einiger Betriebszeit können sich bei den spannungsgeladenen Speichenlaufräder kleine Störungen im Gleichgewicht der Kräfte einstellen, das Laufrad schlägt und muß nachzentriert werden. Wer hier nun frisch und unbedacht ans Werk geht, kann gegebenenfalls mehr Schaden als Nutzen anrichten. Daher zunächst einige grundlegende Gedanken hierzu: Speichen können nicht selbständig festziehen, sondern nur lockern. Das kann durch das ober beschriebene Nippellockern geschehen, oder durch weiteres "Setzen" der Speichen in Nabenflansch und Felgengrund/-Öse. Seiten- und Höhenschläge von gefahrenen Laufrädern sollten daher nur durch "Anziehen" der Speichen heraus zentriert werden.
Sollte nun doch einmal ein Lockern der Speichen nötig sein, um einen Tiefenschlag herauszulassen, so ist dies ein eindeutiges Indiz, daß die Felge in diesem Bereich einen so deftigen Stoß "mitbekommen" hat, das sie plastisch verformt wurde. Den Tiefenschlag durch Speichenlockern zu eliminieren heißt aber nicht anderes, als den übrigen Speichen eine Mehrlast aufzubürden, während die Speichen im Tiefenschlag-Bereich sozusagen nur die Nippel- und Flanschlöcher ausfüllen. Selbst wenn so ein Laufrad wieder rund läuft, ist es durch die ungleich hohe Speichenspannung extrem Speichenbruch gefährdet. In solch einem Fall gibt es daher nur eine sinnvolle Maßnahme: Die Felge muß ausgetauscht werden.
Und noch ein Tip: Korrosion und Schmutz im Spalt zwischen Speichengewinde und Nippel erhöht die Reibung und nicht selten "knallt" eine Speiche beim Zentrier-Versuch. Aus diesem Grunde sollten Sie bei Laufrädern mit langer Betriebszeit oder korrodiertem Aussehen die Speichenippel zunächst lösen und erst dann nachspannen.
Aus Gründen besserer Windschnittigkeit empfiehlt es sich insbesondere beim Zeitfahren und im Triathloneinsatz, die Speichenanzahl möglichst zu minimieren, beim Reiserad und Tandem hingegen kann es aus Gründen besserer Speichenbruch-Sicherheit ratsam sein die Speichenanzahl zu erhöhen. In der folgenden Tabelle sind daher Richtwerte aufgeführt, die abhängig vom Fahrradtyp und Fahrergewicht bei 28 Zoll Kasten- oder Tropfenfelgen mit einem Mindestgewicht von 450 Gramm Gewicht nicht unterschritten werden sollten.
TABELLE: Minmale Speichenanzahl (für Felgen á 450 Gramm)
Fahrergewicht | Vorderrad | Hinterrad | |||
Kastenfelge | Tropfenfelge | Kastenfelge | Tropfenfelge | ||
Rennrad Tria-Rad Mopuntainbike |
bis 60 kg | 24 | 20 | 28 | 24 |
bis70 kg | 28 | 24 | 32 | 28 | |
bis 80 kg | 32 | 28 | 36 | 32 | |
bis 90 kg | 32 | 28 | 36* | 36 | |
über 90 kg | 36 | 32 | 36* | 36 | |
Reiserad mit mehr als 30 kg Gepäck | bis 70 kg | 36 | 32 | 36* | 36 |
über 70 kg | 36* | 36 | 40* | 40 | |
Tandem | zus. bis 140 kg | 36* | 36 | 40* | 40 |
zus. über 140 kg | 40 | 36 | 48 | 40* |
* 3-D-Speichen verwenden
Weitere Speichen-Minimierungen sind nur mit den Extremen-Tropfenfelgen (siehe Kapitel Sonder-Laufräder) oder bei kleinem Laufraddurchmesser sinnvoll.
Weil nun aber spezielle Naben und Felgen mit entsprechend wenigen Speichenlöchern schwer oder gar nicht zu finden sind, besteht die Möglichkeit durch Auslassen von Speichenlöchern in Nabe und Felge ein Laufrad mit geringerer Speichenanzahl einzuspeichen.
Schneller mit weniger Speichen
Laufradsätze mit verringerter Speichenanzahl verbessern spürbar die Windschnittigkeit eines Velos. Durch die aufkommenden 26 Zoll Renn- und Triathlon-Velos und 24 Zoll Laufräder bei den Vorderrädern einigen Zeitfahrmaschinen wird dieses an sich alte Thema wieder aktuell, kann man doch die Speichen noch weiter reduzieren. Das Problem hierbei: Man läuft sich im wahrsten Sinne des Wortes bereits die Hacken ab, um 24 Speichen- Naben und -Felgen zu erwerben. Schier aussichtslos aber ist es 20-, 18 oder gar 16 Loch-Ausführungen aufzutreiben. Bis Hersteller und Handel in der Lage sind, derartige Feinheiten zu liefern, müssen wir in die Trickkkiste greifen und aus normalen Material solche Spezialitäten anfertigen.
Mögen bei diesem Thema Sicherheitsexperten auch gleich warnend den Finger heben, so bitte ich zu bedenken, daß es besser ist solche Reduktionen nach bereits bewährtem Muster durchzuführen und die Grenzen solcher Unterfangen aufzuzeigen, als wild drauflos zu experimentieren. Das Prinzip solcher Speichenminimierungen mit normalem Material ist einfach: Man läßt in regelmäßigen Abständen ein Speichenloch in Nabe und Felge frei und verringert so die Speichenanzahl. Das Ganze darf natürlich nur mit den verwindungssteifen Tropfenfelgen durchgeführt werden, außerdem haben finden Sie zum Schluß dieser Abhandlung nochmals das Thema Sicherheit angesprochen.
24 Loch aus 36 Loch: Da auf jeder Nabenseite ja nur die Hälfte der Speichen untergebracht werden, ergibt sich beispielsweise bei einer 36er Nabe die Speichenzahl von 24, wenn jedes dritte Speichenloch freigelassen wird. Für eine Radialeinspeichung ist der Käse damit sozusagen bereits gegessen, in der Felge erfolgt dann ja nur die jeweils gleiche Folge von freigelassenen Nippellöchern. Fertig ist das Laufrad. Komplizierter wird die Angelegenheit jedoch, wenn die Speichen gekreuzt werden. Bei der abgebildeten symmetrischen Version fädeln Sie einfach die dreifach gekreuzten Speichen über drei Nippellöcher in die Felge ein und lassen wieder drei Nippellöcher zum nächsten Pärchen frei - überspringen also jeweils zwei Nipplellöcher. Auf der Gegenseite erfolgt die gleiche Einspeichung, so daß letztendlich jeweils zwei nebeneinander liegende Nippellöcher "besetzt" sind und eines freigelasen wird.
Eine andere Variante bietet sich für Hinterräder an. Hier wird die Gegenseite wieder dreifach gekreuzt, die Speichen mit dem üblichen Abstand (ein Nippelloch freilassen) mit der Felge verbunden. Der Abstand von Speichenpärchen zu Speichenpärchen beträgt aber vier Nippellöcher, also drei Löcher freilassen. Auf der Ritzelseite werden die Speichen wieder dreifach gekreuzt, nun aber über jeweils vier Nippellöcher in der Felge. Die Pärchen flankieren damit die Speichen der Gegenseite. Der Vorteil dieser Methode liegt darin, daß die Speichen die Asymmetrie des Hinterrades sozusagen automatisch herbeiführen, es kann also mit gleich langen Speichen gearbeitet werden. Zudem stehen die Speichen der Zahnkranzseite nun exakt tangential, können also die Kettenkräfte optimal aufnehmen. Die erforderliche Speichenlänge entspricht in beiden Fällen der einer normalen 24 Loch Einspeichung, also: L = Di/2.
20 Loch aus 36 Loch: Sollen 36 Speichen-Naben und -Felgen auf 20 Speichen Laufräder getrimmt werden, so ist das bei Radial-Einspeichung ebenfalls kein Problem. Die Speichen werden mit jeweils einem Loch Zwischenraum in die Nabe gefädelt, wobei aber an zwei gegenüber liegenden Stellen zwei Speichen nebeneinander liegen.
In die Felge werden die Speichen nun mit zwei und drei Nippellöcher Zwischenraum eingelegt, siehe Bilder. Entsprechend gestaltet sich das Speicheneinlegen auf der Gegenseite, wobei die nebeneinander liegenden Speichen in der Nabe um 90 Grad gegenüber der ersten Flanschseite versetzt liegen. Auch das Vernippeln in der Felge erfolgt wie auf der zuerst eingelegten Seite, wobei nun vier Stellen entstehen, an denen jeweils zwei Speichen ohne Abstand nebeneinander liegen. Ansonsten besteht zwischen den einzelnen Speichen jeweils ein Loch Freiraum in der Felge. Auch hierzu finden Sie nebenstehend wieder Bilder, um den Sachverhalt besseren nachvollziehen zu können. Die benötigte Speichenläge beträgt: L = 1/2 Di - 1/2 Dt + 1.
18 Loch aus 36 Loch: Jetzt aber noch die Möglichkeit (nur bei voluminösen 26 Zoll Felgen machbar) mit nur 18 Speichen zu operieren. Leider ist hier ein Kreuzen nicht möglich: Aus jeweils neun Speichen auf jeder Seite können nur vier Pärchen gebildet werden, die neunte Speiche würde übrig bleiben. Eine Radial-Einspeichung dagegen ist durchaus mit 18 Speichen möglich. Hierzu wird ja einfach jedes zweite Speichenloch ausgelassen, entsprechend in der Felge nur die Löcher einer Felgenseite benutzt.
Nun bekunden ja offene Nippellöcher in der Felge auf den ersten Blick, daß es sich bei unserem Machwerken um ein Provisorium handelt. Offene Nippellöcher betätigen sich zudem als Schmutzfänger, hier sollte also etwas geschehen. Bei ungeösten Felgen kann man nach gründlicher Entfettung der Felge (Alkohol oder Spüli) ein farbiges Isolierband über die Löcher kleben. Mit entsprechendem Farbton kann hier entweder Ton in Ton zum Velo gearbeitet werden, oder Sie können mit Kontrastfarben Akzente setzten. Durch das Aufbringen von Lenkerband sind wir Radler ja bereits zu Wickelspezialisten geworden, dürften also von dieser Arbeit nicht überfordert werden. Wichtig nur: Das Band ohne Spannung aufkleben. Ein gedehntes Isolierband zieht sich nach und nach wieder etwas zusammen, die ganze Mühe wäre umsonst gewesen.
Geöste Felge eignen sich nicht für dieses Unterfangen, da die erhabenen Nippelverstärkungen den glatten Sitz des Bandes unmöglich machen. Die für unsere Minimierungen prädestinierten Tropfenfelgen aber besitzen ja in der Regel keine Ösen mehr. In der Bildfolge ist auch dieser Vorgang zum besseren Nachvollziehen dokumentiert. Das Bekleben muß natürlich vor dem Einspeichen erfolgen. Die zu benutzenden Felgenlöcher schmelzen Sie dann mit einem erhitzen, verkehrt herum auf eine Speiche geschraubten Speichenippel ein.
Laufräder mit minimierten Speichen müssen eine hohe Speichenspannung erhalten, sonst leiden sie an mangelnder Seitenstabilität und es besteht sogar Flattergefahr. Daher kommen Sie um mit 2 mm DD-Speichen nicht umhin. Sie können aber auch - und das vergrößert den aerodynamischen Vorteil nochmals - statt der üblichen runden Speichen noch Säbelspeichen einziehen. Um sich nun die umständlicher Prozedur des Auffeilens der Nabenlöcher zu ersparen, können Sie die Z-Speichen von Rödel verwenden, die einfach in den Nabenflansch eingehakt werden.
Wieviel halten nun Laufrädern mit verminderter Speichenanzahl aus? Zunächst allgemeines zu geringen Speichenzahlen: Prinzipiell sollten unterhalb 28 Speichen die Felgen bereits deswegen sehr stabil sein, damit der Bruch einer Speiche nicht mit dem Zusammenbruch des Laufrades endet. Ab 24 Speichen daher nur Tropfenfelgen mit einem Gewicht von mindestens 450 Gramm einsetzen. Bei 70 bis 75 Kilogramm schweren Radler mit einigermaßen "zivilisierter" Fahrweise kann man folgende Richtwerte festlegen:
1. Bei üblichen 28 Zoll Drahtreifen-Felgen ist mit 24 Speichen im Vorderrad und 28 im Hinterrad die Grenze des Machbaren erreicht. Mit 27 Zoll Schlauchreifen-Felgen können im Vorderrad minimal 20 Speichen, im Hinterrad 24 Speichen gefahren werden.
2. Bei den 26 Zollfelgen rücken durch den kleineren Durchmesser die Speichen enger zusammen, die Speichenschräge nimmt zu und die Felge ist an sich durch den engeren Biegeradius bereits stabiler. Hier sind bei besonders kräftigen Schlauchreifen-Tropfenfelgen vorn 18, hinten 20 Speichen möglich. Für Drahtreifen sollte bei 20/24 Schluß sein.
3. Um mit weniger Speichen die gleiche Vorspannung der Felge zu erzielen, muß jede der verbleibenden Speichen strammer angezogen werden. Bereits aus diesem Grunde stets 2 mm DD-Speichen verwenden.
4. Sicherheitshalber sollte nun der Speichenwechsel im kürzeren Intervall erfolgen: Im Hinterrad alle 2.000 Kilometer, im Vorderrad alle 3.000 bis 5.000 Kilometer.
5. Wer aus Gründen der Fahrdynamik leichtere Felgen verwendet, muß zum einen bei höheren Geschwindigkeiten mit leichtem Flattern der Laufräder rechnen, und sollte zum anderen aus Sicherheitsgründen den Speichenwechsel bereits alle 500 Kilometer vornehmen.
6. Pro 10 Kilogramm mehr an Körpergewicht sollten die Speichenzahlen um jeweils vier erhöht, zumindest aber bei gleicher Speichenanzahl der Wechselturnus der Speichen halbiert werden.
7. Radial-Einspeichungen belasten den Speichenflansch erheblich. Kommt durch verminderte Speichenanzahlen noch höhere Speichenspannung hinzu, muß irgendwann mit einem Flanschausriß gerechnet werden. Daher zur Radial-Einspeichung nur absolute Top-Naben verwenden. Campa-Naben besitzen mehr "Fleisch" über den Speichenlöchern und dürften daher zum Radialeinspeichen besser geeignet sein als die Naben anderer Hersteller. Trotzdem: "Sicher ist sicher", und daher sollten Sie radial eingespeichte Naben nach einer Saision auswechseln. Die können Sie dann noch anderweitig verwenden - was sicherer ist, als auf den Flanschausriß zu warten. Ferner sollten Sie die Speichenbögen nach außen weisen lassen, dann ist die Seitensteifigkeit höher und es kann mit etwas geringerer Speichenspannung gearbeitet werden. Noch besser, Sie verwenden spezielle Radial-Naben, wie die Tomo-Nabe.
Berücksichtigt man, daß zwischen den einzelnen Speichen nie mehr als ein Speichenloch freigelassen wird, ist unser Ansinnen Speichen einzusparen durchaus haltbar. Die höchsten Belastungen bekommt die Felge stets durch die Speichenippel, jene Stellen also in denen die Vorspannungen durch die Speichen in die Felge eingeleitet werden. In der Mitte zwischen zwei Speichen ist der Felgenstreß dagegen geringer. Also schadet dort ein Loch in der Felge wenig, so wie es ja auch durch das Ventilloch bei üblichen Einspeichungen nie zum Bruch kommt. Beim Zentrieren wird ferner immer ein Gleichgewicht der Speichenkräfte hergestellt. Nebeneinander liegenden Speichen kommen daher mit geringerer Spannung aus, strapazieren die Felge also nicht zusätzlich.
Für die nicht voll besetzten Naben ist in der gekreuzter Einspeichart der asymmetrische Speichenabstand hinsichtlich höherer Belastungen unerheblich. Bei Radial-Einspeichung sieht das anders aus: Bei nebeneinander liegenden Speichen ist der verbleibende Steg zwischen zwei Speichenlöchern kleiner als der beispielsweise einer 24 Loch Nabe. Entsprechend höher ist demnach die Gefahr das dort ein Flanschausriß stattfindet.
Je nach Felgen- und Nabendurchmesser, Speichenanzahl und Einspeichart benötigen wir unterschiedlich lange Speichen. Die Speichenlänge kann entweder aus Tabellenwerken entnommen oder aber errechnet werden. Außerdem besteht die Möglichkeit die Längen mittels Richtwerte auf etwa +/- 1 mm genau zu ermitteln.
Bevor die Speichenlängen an sich ermittelt werden können, gilt es zunächst einige dafür wichtige Maße ist ermitteln. Das sogenannte Felgeninnenmaß "Di" ergibt sich aus dem Nipppelsitz der Speichen und läßt sich wie folgt nach der Rödelmethode ermitteln:
1. Zwei Speichen durch Kürzen der Speichenkopf-Seite auf exakt 250 mm ablängen.
2. Nippel soweit aufdrehen, bis das Speichenende bündig mit Unterkante des Nippelschlitzes abschließt.
3. Beide so hergestellte "Meßspeichen" durch zwei gegenüberliegende Felgenlöcher einführen und Abstand "X" zwischen den Speichenenden ausmessen.
4. Abstand "X" zu den Längen der Meßspeichen (2 x 250mm = 500mm) hinzuzählen. Bei kleineren Felgen überlappen sich die Speichenenden, dann ist diese Maß abzuziehen.
5. Das Ergebnis ist das Felgeninnenmaß "Di".
Weiterhin muß noch der Teilkreisdurchmesser "D2", sowie der Abstand vom Nabenflansch zur Mitte zwischen den Achs-Gegenmuttern, das Maß "W" ("Wl" und ""Wr") ermittelt werden. Diese Maße sind aus der nebenstehenden Skizze zu ersehen und können mit einer Schieblehre gemessen werden.
Methode DT Swiss: Ausgehend von den oben ermittelten Werten "Di", "D2" und "W" ermittelt der schweizer Speichenhersteller die erforderliche Speichenlänge aus Tabellenwerken. Die erforderlichen Längen ergeben sich dann in Abhängigkeit von der gewünschten Speichenanzahl sowie der praktizierten Kreuzungsart. Im nebenstehenden Kasten ist der Ermittlungsvorgang anhand einer Hinterrad-Niederflanschnabe und einer 28 Zoll-Felge nachzuvollziehen.
Rechnerische Ermittlung der Speichenlänge: Wurzel aus L = r1² + r2² + w² - 2r1 x r2 x cos ß minus -1/2 y
mit:
L = gesuchte Speichenlänge in mm
r1 = Halber Felgeninnendurchmesser in mm (1/2 Di)
r2 = Halber Lochkreisdurchmesser der Nabe in mm (1/2 D2)
w = Abstand Nabenflansch/Felgenmittelachse in mm (wl = linke Seite; wr = rechte Seite)
ß = 360° x Kreuzungsart/Speichenzahl pro Flansch
y = Speichenlochdurchmesser der Nabe in mm
So messen Sie das Felgenmaß "Di": Bremsinnenzug halbwegs stramm durch die Felge führen und Innenkante des aufgefädelten Speichennippels markieren. Dann Abstand auf Bowdenzug ausmessen und 10 mm (Nippel-Schaftlänge) hinzuzählen.
Faustformel für Speichenlängen
Einfache, auf etwa +/- 1 mm genaue Bestimmungsmethode für Speichenlängen bei Niederflanschnaben, die sich auf den halben Felgeninnendurchmesser (1/2Di) bezieht.
Speichenanzahl | Kreuzungsart | ||
2-fach | 3-fach | 4-fach | |
36 | ½ Di - 14 | ½ Di 8,5 | ½ Di 2,5 |
32 | ½ Di - 13 | ½ Di - 6 | ½ Di 1,5 |
28 | ½ Di - 12 | ½ Di 2,5 | * |
24 | ½ Di 10,5 | ½ Di 1,5 | * |
20 | ½ Di 8,5 | * | * |
* Keine sinnvolle Kreuzungsart, da die Speichen über 90 Grad hinaus abgewinkelt werden und sich außerdem am Nabenflansch gegenseitig behindern
Anmerkungen:
1. Die Speichenlängen für die Zahnkranzseite ist bei 7fach Zahnkränzen um 1 mm bei 8- und 9fach-Kränzen um 1,5 mm kürzer. 2. Korrekturwerte für größeren oder kleineren Teilkreisdurchmesser.
Korrekturwerte pro 10 mm größeren oder kleineren Teilkreisdurchmesser:
Speichenanzahl | Kreuzungsart | ||
2-fach | 3-fach | 4-fach | |
36 | 3,6 | 2,2 | 0,5 |
32 | 3,3 | 1,6 | 0,4 |
28 | 2,8 | 0,8 | * |
24 | 2,1 | 0,4 | * |
20 | 1,4 | * | * |
* Keine sinnvolle Kreuzungsart, da die Speichen über 90 Grad hinaus abgewinkelt werden und sich außerdem am Nabenflansch gegenseitig behindern
Anmerkung: Korrekturwerte bei größeren Teilkreisdurchmesser von der Speichenlänge abziehen, bei kleinerem Teilkreisdurchmesser entsprechend hinzuaddieren.
Als Richtwert für die Radialeinspeichung gilt: L = ½ Di ½ Dflansch + 2,5
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Copyright und redaktionelle Inhalte:
Dipl.Ing.FH Christian Smolik 1994 -
03.08.1999
technische Umsetzung:
Dipl.Ing.FH Jörg Bucher zuletzt am
18.05.2000