Der Austausch des Freilaufkörpers: Ein umfassender Leitfaden

Noch vor wenigen Jahren gab es außer zur Wartung der Lager eigentlich keinen Grund, den Freilaufkörper am Hinterrad zu demontieren. Doch seit es die SRAM 1×11-Antriebe gibt, sind Fahrer, die eine dafür passende Kassette auf ihrem Laufrad nachrüsten möchten, mindestens einmal damit konfrontiert.

Der Freilauf am Fahrrad

Man sieht ihn nicht, aber man hört ihn mehr oder weniger laut surren, sobald man mit dem Pedalieren aufhört und das Fahrrad vor sich hin rollt: den Freilauf. Gäbe es diesen Freilauf nicht, wäre das Radfahren nur halb so schön. Denn dann würden sich die Tretkurbeln samt Pedale immer ohne Unterlass drehen. Doch zum Glück sorgt eben dieser Freilauf dafür, dass wir zu jeder Zeit selber entscheiden können, wann wir in die Pedale treten und wann nicht.

Der Freilauf ist nichts anderes als eine Kupplung zwischen der Hinterradnabe und dem Antrieb. Pedalierst du vorwärts, wirkt er als Mitnehmer und überträgt das Drehmoment. Pedalierst du rückwärts oder gar nicht, rutscht sie durch. Dann „überholt“ das Hinterrad den Antrieb.

Bei einer Hinterradnabe für Kettenschaltung befindet sich dieser Freilauf auf der rechten Seite und nimmt die Kassette (das Ritzelpaket) auf.

Freilauf-Arten

Es gibt einige konstruktive Varianten, je nach Einsatzzweck:

• Sperrklinken-Freilauf: Federnd gelagerte Sperrklinken verhaken sich in den Zähnen der Außenhülse und bilden eine formschlüssige Verbindung. Häufigste Variante im Fahrrad-Bereich.
• Zahnscheiben-Freilauf: Zwei Scheiben mit feiner Verzahnung werden per Feder axial gegeneinander gedrückt. Sehr robuste Kupplung wegen großflächiger Überdeckung in der Verzahnung. Kommt z. B. bei DT Swiss zum Einsatz.
• Walzen- / Rollen-Freilauf: Mehrere Rollen werden an die Außenhülse gepresst und erzeugen eine kraftschlüssige Verbindung. Einsatz eher im Kfz-Bereich.
• Klemmkörper-Freilauf: Viele kleinere Klemmkörper werden gedreht und klemmen sich dadurch fest. Kann 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 Sperrklinken, die gefedert gelagert sind. Sie rutschen in Freilauf-Richtung über die innenseitige Verzahnung der Außenhülse. In Mitnahme-Richtung dagegen 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. Nach vorne ist der Freilaufkörper sehr gut vor Schmutz geschützt (Kassette, Dichtung, Nabenlager). Doch auf der Rückseite trägt der Freilauf lediglich einen einfachen, schmalen Dichtring zwischen Innenkern und Außenhülse.

Solange dieser Dichtring exakt in Position sitzt, besteht für das untere Kugellager im Freilauf keine Gefahr. Allerdings schleift diese Dichtung im Betrieb an den Metallflächen entlang und somit verschleißt sie im Laufe der Zeit, wenngleich auch nur geringfügig.

Den stärksten Verschleiß am Freilauf bewirkt aber eine mechanische Überlastung durch zu hohe Kräfte beim Pedalieren (zum Beispiel in steilen Anstiegen). Denn die Kraftübertragung im Inneren des Freilaufs erfolgt ausschließlich über die Sperrklinken.

Und 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. Dann hast du mehr Gefühl in der Hand, wenn du auf Schäden untersuchst. Hast du Schäden erkannt und unternimmst dann nichts, kann der Freilauf unterwegs plötzlich und unerwartet seinen Dienst versagen: Er blockiert oder rutscht komplett durch.

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. Sie darf nicht verloren gehen.

Die Prüfung des Freilaufs auf größere Schäden und ein Zerlegen des Freilaufs erfordern nicht die Demontage des Freilaufs von der Hinterradnabe. Im Gegenteil: Das Laufrad samt Nabe fungiert quasi als Schraubstock, während du den Freilauf auseinander nimmst. 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 (durch Aufschieben hebt sich die Dichtung aus ihrem Bett), reinigst von außen (so weit das möglich ist) 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). Du kannst aber auch nach kompatiblen Freiläufen suchen, die auf Hinterradnaben anderer Baureihen verbaut werden.

Für Demontage und Montage eines Freilaufkörpers muss die betreffende Hinterradnabe übrigens eingespeicht sein. Sonst fehlt dir der Gegenhalt beim Festziehen oder Lösen der Hohlschraube. Bedenke das, wenn du von einer kompletten Hinterradnabe den Freilauf lösen willst. Dann musst du die Nabe erst in eine beliebige Felge einspeichen (aber nicht vollständig zentrieren).

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, dann hast du quasi einen Schraubstock für die anstehenden Arbeiten.
• Breite unter deiner Baustelle einen Stofflappen oder ähnliches aus, damit dir beim Zerlegen keine Lagerkugeln verloren gehen.
• Entferne die stirnseitig über der Lagerschale platzierte Dichtung mit einem kleinen Hebelwerkzeug. Achte darauf, dass du die filigrane Dichtlippe nicht beschädigst.
• Mit dem Werkzeug TL-FH40 von Shimano (Freehub Removal Tool) entfernst du die stirnseitig montierte Lagerschale (die beiden gegenüberliegenden Aussparungen am oberen Rand der Lagerschale nehmen das Werkzeug auf). Alternativ kannst du dir auch ein passendes Werkzeug selber bauen. Achtung: Linksgewinde.
• Hast du die Lagerschale entfernt, kannst du Lagerkugeln und Außenhülse entnehmen. Dabei fallen dir garantiert viele kleine Kugeln aus dem unteren Lager entgegen. Denke also an die Unterlage zum Auffangen.

Je nach Freilauf-Variante sind noch Zwischenscheiben verbaut. Lege alle demontierten Bauteile so geordnet ab, dass du bei der späteren Montage nicht in der falschen Reihenfolge montierst.

Am zerlegten Freilauf kannst du nun nach Schäden suchen und gegebenenfalls reparieren. 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 (darauf hoffen, dass sich nicht die Kontermutter der linken Seite zuerst löst)
• 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)
• Wenn das Kugellager defekt ist: Mit einer Zange den Sprengring entfernen und das defekte Lager von hinten mit einem rundem Holzstab und einem Gummihammer vorsichtig austreiben, danach ein neues Lager vorsichtig einschlagen, ohne dabei zu verkanten
• Freilaufkörper wieder aufstecken und per manueller Drehung prüfen, ob die Sperrklinken wieder korrekt laufen
• Abdeckhülse und Kontermutter wieder montieren
• Kontermutter festziehen

Freilaufkörper passend zu Kassette und Nabe: So findest Du den richtigen Freilauf

Wenn auch die Wahl des richtigen Freilaufs beim Neukauf eines Rades, einer Hinterradnabe oder eines Systemlaufradsatzes ein wichtiger Faktor ist - beim Umbau, Upgrade oder Tuning spielt der Freilaufkörper sogar die Hauptrolle. Er stellt eine Vielzahnverbindung zur Kassette her, auf die Deine Beinkraft über die Kette übertragen wird. Dabei gibt es verschiedene Standards.

Wenn Du also Deinen Antriebsstrang tunen oder umbauen willst, musst Du besonders auf den Freilaufkörper achten. Es gibt zwei wichtige Kriterien bei der Wahl:

1. Er muss für die gewünschte Kassette geeignet sein
2. Er muss auf Deine Hinterradnabe passen

Die meisten Nabenhersteller bieten Umrüst-Kits für die Montagestandards verschiedener Kassetten- bzw. Antriebshersteller an. Rüstest Du Deinen Antrieb innerhalb der Produktpalette desselben Herstellers um, etwa von einem Shimano-Zehn- auf Elffach-Antrieb oder von SRAM-Elf- auf Zwölffach, kommst Du oft um den Tausch des Freilaufkörpers herum.

Entscheidend ist aber die Freilaufkompatibilität der gewünschten Kassette.

Umbau des Freilaufkörpers: am besten werkzeugfrei

Wie genau der Umbau des Freilaufkörpers vonstattengeht, ist von Nabenhersteller zu Nabenhersteller verschieden. Viele Hersteller wie Hope, DT Swiss, SRAM oder Shimano ermöglichen einen werkzeugfreien Umbau: Der Freilaufkörper ist einfach gesteckt. Ob das bei Deiner Nabe auch so ist oder wie ein Wechsel stattdessen funktioniert, verrät Dir die Bedienungsanleitung oder unser Service-Team.

Etwas Werkzeug brauchst Du, um vorher das Rad auszubauen und die Kassette zu demontieren. Beim Umrüsten musst Du darauf achten, dass Freilaufkörper und Kassette zueinander passen.

Übersicht: die gängigsten Montagestandards

Damit Du beim Einkauf den Überblick behältst, haben wir die gängigsten Montagestandards und Kassettenkompatibilitäten kurz zusammengefasst.

• Shimano MTB (HG): Der Shimano-Hyperglide(HG)-MTB-Standard ist für Acht-, Neun-, Zehn- und Elf-Gang-Mountainbikekassetten von Shimano und diversen anderen Herstellern geeignet, bei denen das kleinste Ritzel mindestens elf Zähne hat (auch SRAM, aber nicht SRAM XD oder XDR). Der Platz für die Kassette ist 34,9 Millimeter lang und hat neun Rillen. Shimano bezeichnet den Standard auch als „HG spline M“.
• Shimano Road (HG): Der Shimano-Hyperglide(HG)-Road-Standard ist für Acht-, Neun-, Zehn-, Elf- und Zwölf-Gang-Rennradkassetten von Shimano und diversen anderen Herstellern geeignet, bei denen das kleinste Ritzel mindestens elf Zähne hat (auch SRAM, aber nicht SRAM XD oder XDR). Der Platz für die Kassette ist 36,75 Millimeter lang und hat neun Rillen. Acht- bis Zehnfach-Kassetten kannst Du mit Hilfe eines Spacers montieren. Shimanos Bezeichnung ist „HG spline L“.
• Shimano Road Zwölffach (HG+): Shimanos Zwölffach-Dura-Ace-Hinterradnaben verfügen über einen spezifischen Freilauf, der in Kombination mit Dura-Ace-Laufrädern ausgeliefert wird. Die Zwölffach-Kassette greift hier in 18 Rillen, die 37,65 Millimeter lang sind. Shimano nennt den Freilauf „HG spline L2“.
• Shimano Micro Spline: Mit dem Schritt zu Zwölf-Gang-MTB-Antrieben hat Shimano den Micro-Spline-Standard eingeführt. Er erlaubt die Verwendung eines kleinsten Ritzels mit zehn Zähnen und ist kompatibel mit Zwölf-Gang-MTB-Kassetten von Shimano. Die Kassette sitzt auf 23 Rillen, die 26 Millimeter lang sind. Shimano lizensiert die Verwendung der Micro-Spline-Technologie an andere Hersteller von Kassetten oder Hinterrad-Naben.
• SRAM XD: Der XD-Standard wurde von SRAM mit der Einführung der Elf-Gang-MTB-Antriebe als offener Standard eingeführt, um die Verwendung von Kassetten mit einem kleinsten Ritzel mit zehn Zähnen oder weniger (z. B. e*thirteen mit einem Neuner-Ritzel) zu ermöglichen. Er ist kompatibel mit Elf- und Zwölf-Gang-Kassetten von SRAM und diversen Drittanbietern.
• SRAM XDR: Im Gegensatz zu SRAM XD hat der XDR-Standard eine um 1,85 mm vergrößerte Aufnahme. Er ist zur Verwendung von Kassetten mit einem kleinsten Ritzel von zehn Zähnen oder weniger gedacht und kompatibel mit SRAM-Road-12-Gang-Kassetten. Bei Verwendung eines 1,85-mm-Abstandshalters (Spacer) ist er rückwärts-kompatibel mit SRAM-XD-Kassetten (s. o.).
• Campagnolo: Der italienische Hersteller Campagnolo verwendet einen eigenen Freilauf-Standard mit acht unterschiedlich geformten Rillen, auf denen die Kassette sitzt. Es passen Kassetten der Neun-, Zehn-, Elf- und Zwölffach-Rennradgruppen.
• Campagnolo N3W: Seit 2020 gibt es von Campagnolo einen weiteren Freilauf: N3W. Der Freilaufkörper hat die gleiche Verzahnung wie der klassische Campa-Freilauf mit acht Rillen. N3W ist allerdings kürzer, um Platz für die kleinsten Ritzel (neun und zehn Zähne) von 13-fach-Kassetten zu lassen. Mit einem Adapter ist N3W kompatibel mit älteren Kassetten aus dem Hause Campagnolo.
• Singlespeed/Fixie: Für Singlespeed- und Trial-Bikes gibt es spezielle Naben mit schmalen Freilaufkörpern, die meist ausreichend Platz bieten, um mit Spacern die Kettenlinie anzupassen. Eine nachträgliche Umrüstung auf eine Schaltung mit Kassette ist bei solchen Naben allerdings nicht möglich.

Materialien: Alu, Stahl, Titan

Freilaufkörper werden in verschiedenen Materialien angeboten. Aluminium-Freiläufe sind sehr weit verbreitet. Sie sind leicht, können aber bei Verwendung mit Kassetten, die aus einzelnen Ritzeln bestehen, durch die Antrittskraft Kerben bekommen. Bei vielen Kassetten sitzen darum fast alle Ritzel auf einem Träger mit voller Freilaufbreite.

Stahlfreiläufe sind robuster, aber schwerer. Ganz noble Naben kommen auch mal mit Freilaufkörpern aus Titan, die geringes Gewicht und Robustheit miteinander verbinden.

Zahnscheibe

An den meisten Fahrrädern sind Freiläufe entweder mit sogenannten Sperrklinken oder als Zahnscheibenfreiläufe konstruiert.

• Sperrklinkenfreilauf: hat an dem Teil, der in der Nabe sitzt, mehrere kleine Sperrklinken, die von Federn nach außen gedrückt werden. Ein verzahnter Ring im Nabenkörper bildet das Gegenstück. Trittst Du in die Kurbel, greifen die Sperrklinken fest in die Verzahnung und bewegen so die Nabe mit. Da die Sperrklinken und die Verzahnung nur in eine Richtung zueinander passen, kann sich die Nabe vorwärts drehen, auch wenn der Freilaufkörper stillsteht (wenn Du rollst, ohne zu treten). Dann rutschen die Klinken über die Zähne im Nabenkörper - meist deutlich hörbar. Es gibt unterschiedliche Ausführungen, wie viele Klinken ein Freilauf hat und wie viele davon gleichzeitig greifen. Bekannte Beispiele für hochwertige Naben mit Sperrklinkenfreilauf sind die Modelle des englischen Herstellers Hope.
• Zahnscheibenfreilauf: Vor allem DT Swiss und Chris King setzen auf dieses Prinzip, das geringen Wartungsbedarf und mechanische Belastbarkeit verspricht. Hier greifen während des Tretens zwei Zahnscheiben ineinander, die von Federn aufeinandergedrückt werden. Eine davon sitzt im Nabenkörper und die andere im Freilaufkörper. Anders als bei Sperrklinkenfreiläufen greifen bei Zahnscheiben immer alle Zähne gleichzeitig. Das sorgt für eine sehr große Kontaktfläche und macht die Freiläufe auch bei hohen Krafteinträgen sehr robust. Auch hier passt die Verzahnung nur in eine Richtung. In die andere Richtung rutschen die Zahnscheiben hörbar übereinander.

Wie viele Rastpunkte hat Deine Nabe und wie laut ist sie?

Je feiner die Rasterung des Klinkeneingriffs oder der Zahnscheiben ist, desto mehr Rastpunkte hast Du bei jeder Umdrehung der Nabe zur Verfügung. Der Eingriffs- oder Auslösewinkel beim Treten wird geringer. Anders gesagt: Der Leerweg der Kurbel sinkt und nach dem Rollen hast Du nahezu unmittelbar wieder Kraftschluss.

Die Rasterung ist auch verantwortlich für das Geräusch, das Du beim Dahinrollen hörst. Je mehr Rastpunkte Deine Nabe hat, desto höher wird das Surren. Wie definiert und laut Dein Freilauf klingt, hängt von den Details ab, wie der Hersteller die Zahnscheiben oder Sperrklinken dimensioniert hat - und von der Schmierung. Kassette, Felgen und sogar der Rahmen können das Geräusch als Resonanzkörper noch verstärken. So hat jedes Bike seinen individuellen Road- oder Trail-Soundtrack.

Übersichtstabelle: Welcher Freilauf ist mit welcher Kassette kompatibel?

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