Der Freilauf ist eine Kupplung zwischen der Hinterradnabe und dem Antrieb. Er ermöglicht es, dass die Tretkurbeln sich nicht ununterbrochen drehen müssen. Pedalierst du vorwärts, wirkt er als Mitnehmer und überträgt das Drehmoment. Pedalierst du rückwärts oder gar nicht, rutscht sie durch.
Freilauf-Arten
Es gibt verschiedene Bauarten von Freiläufen, die sich je nach Einsatzzweck unterscheiden:
- Sperrklinken-Freilauf: Hier verhaken sich federnd gelagerte Sperrklinken in den Zähnen der Außenhülse. Dies ist die häufigste Variante im Fahrradbereich.
- Zahnscheiben-Freilauf: Zwei Scheiben mit feiner Verzahnung werden per Feder axial gegeneinander gedrückt. Diese robuste Kupplung wird beispielsweise bei DT Swiss eingesetzt.
- Walzen- / Rollen-Freilauf: Mehrere Rollen werden an die Außenhülse gepresst und erzeugen eine kraftschlüssige Verbindung. Dieser Typ wird eher im Kfz-Bereich verwendet.
- Klemmkörper-Freilauf: Viele kleinere Klemmkörper werden gedreht und klemmen sich dadurch fest. Dieser Typ kann ein hohes Drehmoment aufnehmen.
Am Fahrrad kommt hauptsächlich der Sperrklinken-Freilauf zum Einsatz, bei hochwertigen Naben (DT Swiss) auch der Zahnscheiben-Freilauf.
Aufbau Sperrklinken-Freilauf
Der Innenkern trägt mehrere gefederte Sperrklinken. Sie rutschen in Freilauf-Richtung über die innenseitige Verzahnung der Außenhülse. In Mitnahme-Richtung greifen die Sperrklinken in diese Verzahnung und bilden eine formschlüssige Verbindung zwischen Innenkern und Außenhülse. Damit ermöglichen sie die Übertragung des Drehmoments von der Kassette an die Hinterradnabe und das Fahrrad rollt. Gegeneinander gelagert sind Innenkern und Außenhülse über zwei Kugellager mit sehr vielen kleinen Kugeln (bei uns 72). Die Außenhülse trägt außenseitig Zahnnuten und nimmt damit formschlüssig die Kassette auf. Stirnseitig trägt der Freilaufkörper die Außenlagerschale des rechten Nabenlagers und nimmt über ein Innengewinde die Abschlussscheibe der Kassette auf.
Wie entsteht Verschleiß am Freilaufkörper?
Wie alle Komponenten am Fahrrad unterliegt auch der Freilauf einem Verschleiß. Die wesentlichen Einflussgrößen hierbei:
- Der Freilaufkörper ist nach vorne sehr gut vor Schmutz geschützt (Kassette, Dichtung, Nabenlager).
- Auf der Rückseite trägt der Freilauf lediglich einen einfachen, schmalen Dichtring zwischen Innenkern und Außenhülse.
- Der stärkste Verschleiß am Freilauf wird durch mechanische Überlastung durch zu hohe Kräfte beim Pedalieren (zum Beispiel in steilen Anstiegen) bewirkt.
Die Kraftübertragung im Inneren des Freilaufs erfolgt ausschließlich über die Sperrklinken. Deren Kontaktfläche zur Außenhülse beschränkt sich auf wenige Quadrat-Millimeter. Da kommt es im Laufe der Zeit zu Deformationen, im schlimmsten Fall zum Bruch einer Sperrklinke.
Verschleiß erkennen
Wenn das frische metallische Surren der schlagenden Sperrklinken dumpfer wird oder ganz ausbleibt, ist es an der Zeit für eine genauere Prüfung. Nehme das Hinterrad aus dem Fahrradrahmen und drehe an der Kassette. Wenn sie an bestimmten Stellen im Umlauf abgebremst wird oder in anderer Form ungleichmäßig auf dem Freilaufkörper abrollt, sind Austausch oder Reparatur fällig. Bist du dir nicht sicher, entferne die Kassette vom Freilauf.
Ganz gleich, wie stark der Verschleiß ist: Du musst den Freilauf dann auswechseln oder reparieren.
Freilauf demontieren
Um an den Freilaufkörper einer gängigen Shimano-Nabe zu gelangen, musst du zunächst die Kassette, die Hohlachse und die Lagerkugeln auf beiden Seiten der Hinterradnabe entfernen. Dazu benötigst du Konusschlüssel, Kettenpeitsche und den passenden Kassettenabzieher. Der Freilaufkörper ist per Hohlschraube auf dem Nabenkörper verschraubt. Hier benötigst du zur Demontage einen Inbusschlüssel mit 8 / 9 / 10 / 12 / 14 mm (je nach Freilauf-Variante). Achte auf die dünne Metall-Unterlegscheibe, wenn du den Freilauf vom Nabenkörper trennst.
Die Prüfung des Freilaufs auf größere Schäden und ein Zerlegen des Freilaufs erfordern nicht die Demontage des Freilaufs von der Hinterradnabe. Doch für Reinigung und Schmierung im Bereich der rückseitigen Dichtung musst du den Freilauf natürlich von der Nabe abschrauben.
Freilauf reinigen und fetten
Ist der Freilaufkörper in Ordnung, kannst du ihn in sehr eingeschränktem Rahmen reinigen und fetten. Dazu entnimmst du die rückseitig eingelegte Dichtung, reinigst von außen die Lagerkugeln und fettest die Kugeln mit einem guten Wälzlagerfett. Achte darauf, dass nach dem Fetten möglichst kein direkter Kontakt zwischen dem aufgetragenen Lagerfett und der Dichtung zustande kommt. Verwende für die Dichtung selbt am besten ein Teflonfett.
Den passenden Freilauf finden
Benötigst du einen neuen Freilauf, dann orientiere dich an der Bauteile-Bezeichnung der Hinterradnabe (zum Beispiel FH-T780). Daraus kannst du die Teilenummer für den Freilauf ermitteln (zum Beispiel Y-3CZ98050). Für Demontage und Montage eines Freilaufkörpers muss die betreffende Hinterradnabe übrigens eingespeicht sein.
Sperrklinken-Freilauf zerlegen
Wenn du es dir zutraust, kannst du den Freilauf auch zerlegen. Das ist im Rahmen der regelmäßigen Wartung zwar nicht vorgesehen und dort auch nicht nötig, aber es ist sinnvoll, wenn du größere Beschädigungen vermutest und dir nicht gleich einen neuen Freilauf kaufen willst.
Shimano-Freilauf
Bei Shimano-Freiläufen gehst du dabei folgendermaßen vor:
- Belasse den Freilauf auf dem Laufrad.
- Entferne die stirnseitig über der Lagerschale platzierte Dichtung mit einem kleinen Hebelwerkzeug.
- Mit dem Werkzeug TL-FH40 von Shimano (Freehub Removal Tool) entfernst du die stirnseitig montierte Lagerschale (Achtung: Linksgewinde).
- Hast du die Lagerschale entfernt, kannst du Lagerkugeln und Außenhülse entnehmen.
- Am zerlegten Freilauf kannst du nun nach Schäden suchen und gegebenenfalls reparieren.
- Als Schmiermittel für die Sperrklingen eignet sich ein nicht zu viskoses Fett.
- Spannend wird es dann bei der Montage des zerlegten Freilaufs: Du fettest die Laufrille für das untere Kugellager am Innenkern, setzt dort so viele Kugeln auf, dass für eine Kugel Luft bleibt, legst in der Außenhülse oben innenseitig nach dem Fetten alle restlichen Kugeln in die Lager-Laufrille schiebst den Außenring gaaaaanz vorsichtig über das Innenteil und hoffst darauf, dass alle aufgelegten Kugeln dabei an ihrem Platz bleiben. Danach schraubst du die Lagerschale wieder auf und drückst die Dichtscheibe wieder ein. Achte darauf, dass sie beim Einsetzen nicht verkantet.
- Löse den Freilauf nun von der Nabe und drücke von hinten den Dichtring wieder in die Nute zwischen Außenhülse und Innenkern.
DT Swiss - Freilauf
Beim DT Swiss Freilauf sieht der Ablauf beim Zerlegen etwas anders aus:
- Nabe mit linker Kontermutter in Schraubstock einspannen
- Kontermutter rechte Seite lösen
- Kontermutter und Abdeckhülse rechte Seite entnehmen
- Freilaufkörper von der Nabe ziehen
- Jetzt hast du freie Sicht auf die Sperrklinken und das Nadellager vom Freilauf
- Draht am Haken per kleinem Schraubenzieher anheben und radial verdreht ablegen
- Sperrklinken vorsichtig unter dem Draht hervorziehen
- Draht wieder ins Bett zurückschieben, damit er nicht übersteht
- Nadellager (Gehäusering und Nadeln) abziehen, dabei darauf achten, dass keine Nadel verloren geht und der Lagerring nicht aus Versehen bricht (Kunststoff)
- Alles reinigen und fetten
- Nadellager wieder aufstecken (für das Einsetzen der Nadeln ist eine Pinzette sehr hilfreich)
- Sperrklinken unter dem Drahtring einsetzen
- Haken vom Drahtring wieder in Position schieben
- Kugellager im Freilaufkörper prüfen (Rillenkugellager 28 x 10 x 8 mm)
- Freilaufkörper wieder aufstecken und per manueller Drehung prüfen, ob die Sperrklinken wieder korrekt laufen
- Abdeckhülse und Kontermutter wieder montieren
- Kontermutter festziehen
Schraubkranz vs. Kassette
Ältere Mehrgangfahrräder haben einfache Hinterradnaben mit einem Gewinde auf der rechten Seite des Nabenkörpers. Ein Schraubkranz hat ein passendes Gewinde, das auf dieses Nabengewinde passt. Das Laufrad unterscheidet sich massiv von der moderneren Kassette (bzw. Freilaufnabe oder Freehub ®), bei der sich der Freilaufmechanismus in der Nabe selbst befindet. Ein Standard-Schraubkranzfreilauf wird auf das Außengewinde einer Nabe geschraubt.
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