Tech-Talk: Gleitlager in Pedalen - ist das die Zukunft?

Seit einigen Jahren halten Gleitlager am Mountainbike an mehr und mehr Stellen Einzug. Sie ersetzen Wälzlager, geben Konstrukteuren neue Möglichkeiten und verändern Produkteigenschaften. Möglich machen das neue Kunststoffe, die sich selbst schmieren, und so einige Potentiale eröffnen. Besonders am Pedal sind uns in den letzten Wochen einige Gleitlager aufgefallen.


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[Dennis_1337]

Lager werden von der Person ausgelegt, von der sie konstruiert werden

Danke, war mir schon klar Was ich damit sagen wollte ist dennoch, dass ein Gleitlager z.B. unter großer Last schnell einläuft.. sieht man alleine schon an den 0815 Gleitlagerbuchsen die im Dämpfer stecken..die Teflonbeschichtung ist ratz fatz durch.. wie es dann bei einem Gleitlager mit Pb-Sn Legierung aussieht finde ich vom Verschleiß her gut, aber was die Tragfähigkeit bzw Belastbarkeit angeht muss man schon etwas grübeln. Gleitverhalten schön und gut, aber wenn da ein Kerl mit ordentlich Kraft reintritt, will ich nicht wissen wie lange das Lager hält..aber das wurde im Artikel selbst schon erwähnt.. ich will jedenfalls nicht für eine Pedalachse zahlen, deren Lagersitze Geschliffen oder Hartgedreht werden müssen um die Oberflächengüte zu ereichen, die der Lagersitz braucht ~ 1µ.. Solche präzisen Arbeiten lassen sich Maschinenbaufirmen sehr gut bezahlen..
Ob das Konstruktionstechnisch jemand sehr gut hin bekommt wird man ja sehen, wäre ganz Interessant wenn es dann in der Praxis echt funzt.

 

[neikless]

10 Jahre Kugellager wenig Probleme
1 Jahr gleitlager viele Probleme

ICH vermeide in Zukunft Gleitlager

 

[ThunderRoad]

Die Teile am Fahrrad stellen gegenüber anderen Industriezweigen eigentlich kein Hexenwerk dar bzw. die Ursache der Probleme sind nicht technologischer Natur.

Das ist wohl wahr. Wenn man sich etwas Mühe gibt und nicht am letzten Cent spart, kommt man sicher mit beiden Methoden ans Ziel.

Ich habe letztens meine Syncros Meathook aufgeschraubt, weil die auch immer wieder knarzen. Was da zum Vorschein kam, hat mich als Maschinenbauer eher an Kutschenbau im 12. Jh. erinnert als an brauchbare Lagerung.
Auf der Innenseite war eben kein "Industrielager" verbaut, sondern zwischen Achse und Bohrung im Pedal waren eine Handvoll loser Kügelchen verteilt. Übrigends im linken Pedal zwei mehr als rechts . Ausgerieben war im weichen Strangpress-Alu natürlich auch nichts und die Achse hatte eine astronomische Rauhtiefe (grob geschruppte Oberfläche). Für die Lagerung an der Aussenseite des Pedals haben sich die Kanadier noch eines ganz alten Tricks bedient: Konuslagerung. Achse hat einen Konus, der Pedalkörper auch. Kugeln? Gleitlager? Passungen? Vorspannung einstellen? Luxus...kann man für irgendwas um 100€ UVP wohl nicht erwarten...
Erstaunlich, daß die Dinger trotzdem 1500km durchgehalten haben - aber in Zukunft kauf ich meine Pedale doch lieber von japanischen Präzisionsdrehern als von kanadischen Holzfällern...

 

[L.Fignon84]

Vorteil sehe ich eigentlich nur darin das ich flache Pedale bauen kann ohne unnötig dünne Achse zu verbauen oder zuviel Material am Käfig wegnehme.
Der Nachteil ist das sie wirklich gut gedichtet sein müssen. Habe schon einige Pedale mit ganz oder teilweiser Gleitlagerung gefahre. Nach spätestens 6 Monaten sind die Lager, meist aber auch die Achse beschädigt und schön Spiel im Pedal. Aktuell gibt es NICHT ein vernünftig gedichtetes Pedal mit Gleitlagern. Stattdessen immer nur leichter und dünner --> Marktlücke.

Also,mein DMV Vaults fahre ich bei regelmäßiger Pflege nun schon 2 Jahre ohne jegliche Probleme.Gut,sie sehen nicht mehr so schön,wie zu Anfang aus,aber sie
funktionieren wie am ersten Tag.
Die Vaults wurden hier im Tread schon mehrmals positiv erwähnt,eben so einmal negativ.

 

[cycophilipp]

Wenn ihr mich als Industriemechaniker fragt würde ich davon abraten.. gleitlager sind - finde ich - nicht für solche Belastungen ausgelegt .. vorallem für die belastungsrichtungen die beim pedallieren wirken. Ich würde beim Wälzlager bleiben... Axial sowie radial belastbar und gut ist... Evtl nadellager.. meine Shimano xt habe ich auch noch nie gefettet.. einfach weil Sie laufen und super gebaut sind. Wer will denn ein Produkt das er ständig auseinander bauen muss und warten muss, oder Teile tauschen ? Ich will fahren.und nicht ständig schrauben müssen - das mache ich schon in der Arbeit ..
Nur meine Gedanken zum Thema

Nichts für ungut - falsch - einerseits. Von IGUS gibt es Gleitlager mit einer zulässigen Flächenpressung von 150N/mm². Die habe ich in einer Pressvorrichtung verbaut, wo auf ein Lager OHNE Lagersitz (nur mit einer Welle durch) 2500N (250kg) gewirkt haben. Die haben keinerlei sichtbare Spuren an der Kontaktstelle bekommen. Das Material kann also was.

 

[TTT]

Mit entsprechendem Aufwand kann man wohl mit beiden Lagern (Gleitlager oder Nadellager) gute Lösungen erreichen. Wenn aber die Gleitlager nur aus Kostengründen eingebaut werden wirds nichts. Aufnahmebohrung H7 und Achse h6 sind Pflicht. Achse gehärtet und geschliffen bzw. hartbeschichtet gehören auch dazu. Dann bin ich aber nicht mehr billiger und so ein Pedal kostet dann in der Herstellung doch gleich mal 70 Cent mehr. Bei den Gewinnmargen müßte man dann doch gleich 100,-€ mehr verlangen...
O.k. etwas sarkastisch aber wenn man sieht für welchen Schrott (Herstellkosten 5 bis 10€) welche Summen aufgerufen und auch noch bezahlt werden muß man sich schon sehr wundern!

Meine Hauptbedenken (ohne daß ich das jetzt recherchiert hätte, ich setze die Lager nur unter gleichbleibenden Bedingungen ein) richten sich gegen die unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten von Kunststoff und Stahl sowie die Wasseraufnahme. Ob so ein Lager von -10°C und 0% Luftfeuchte bis 50°C und 100% Luftfeuchte funktioniert weiß ich nicht. Ein Kugellager damit ersetzen mit entsprechenden Wandstärken wie hier beschrieben kann da eigentlich nur mit Einschränkungen funktionieren...

 

[TTT]

Vorteil sehe ich eigentlich nur darin das ich flache Pedale bauen kann ohne unnötig dünne Achse zu verbauen oder zuviel Material am Käfig wegnehme.
Der Nachteil ist das sie wirklich gut gedichtet sein müssen. Habe schon einige Pedale mit ganz oder teilweiser Gleitlagerung gefahre. Nach spätestens 6 Monaten sind die Lager, meist aber auch die Achse beschädigt und schön Spiel im Pedal. Aktuell gibt es NICHT ein vernünftig gedichtetes Pedal mit Gleitlagern. Stattdessen immer nur leichter und dünner --> Marktlücke.

Igus behauptet, dass einige Materialien unempfíndlich gegen Schmutz sind. Dichtungen braucht es dann nicht, wenn auch die Achsen entsprechend hart (gehärtet oder beschichtet sind). Für die Preise, die da verlangt werden, ließen sich auch Nadellager ohne Innenring umsetzen, bei denen die Lauffläche direkt auf der Achse sitzt. Baut dann immer noch minimal höher als ein Gleitlager aber niedriger wie ein Pedalkörper, der die notwendige Steifigkeit mitbringt.

 

[Dr_Stone]

Für die Preise, die da verlangt werden, ließen sich auch Nadellager ohne Innenring umsetzen, bei denen die Lauffläche direkt auf der Achse sitzt.

Womöglich wäre auch eine Achse mit einer bruchfesten
Keramikschicht auf den Gleitflächen möglich.

Dichtungen braucht es dann nicht, wenn auch die Achsen entsprechend hart (gehärtet oder beschichtet sind).

Was hierbei am wirtschaftlichsten ist, ist etwas schwer zu nennen.
Wenn die Produktionsmenge ausreichend groß ist, könnte man für die
Achse auf Hybrid-Maschinen setzten - sprich: Drehen und Härten in
einem Durchgang. Das drehen, schleifen und härten wäre bestimmt
auch möglich, ohne das Werkstück umzuspannen. Für eine maximale
Effizienz könnte man auch noch auf eine Maschine mit automatischer
Werkzeug-Kalibrierung setzen. Spätestens jetzt sollte sich auch eine
teurere Maschine rechnen.

 

[NoStyle]

Ist es nicht so, dass Gleitlager generell nur bei Teilrotationen Sinn machen, wie z.B. bei Hinterbauten? Und bei Vollrotationen Kugel/Wälz-Lager eigentlich besser dafür geeignet sind?

 

[Piktogramm]

@NoStyle: Dem ist nicht so

Es gibt verschiedene Typen an Wälzlagern und Gleitlagern, alle haben ihre Vor- und Nachteile und keine Lösung ist perfekt. Unterm Strich geht es also darum, daraus eine bestmögliche Lösung zu stricken. Das ist die ganze Schwierigkeit und überfordert viele Hersteller anscheinend maßlos.


@Dr_Stone: Oh Gott, hör bitte auf mein deinen Wunschträumen aus Fantasialand -.-

 

[Dr_Stone]

Ich nannte nur den heutigen technischen Stand.
Also, wo ist dann das Problem?


Heutige hochmoderne und gut bezahlbare Technologien
überfordern scheinbar auch Einige.

 

[TTT]

Ich nannte nur den heutigen technischen Stand.
Also, wo ist dann das Problem?

Dass sich die Bikebranche zwar gerne inovativ und "Highend" gibt aber letzendlich doch überwiegend aus Bastelbuden eher geringerer Qualifikation besteht und solche "Stand der Technik"-Lösungen meist Wunschdenken sind. Bei den großen, die das KnowHow haben wie Shimano hat man das Gefühl, es wird absichtlich nicht genutzt, einerseits weil man es nicht nötig hätte, zum Andern, damit man Jahr für Jahr neue Innovtionen unter die Leute bringen kann.

 

[Piktogramm]

Es ist nicht das Problem, dass die Bikebranche nicht den aller neusten Shit verbaut. Vielmehr wie TTT schon schreibt, dass die ganzen Bastelbuden (teils auch internationale Bastelbuden mit hunderten Mitarbeitern) an der Umsetzung wesentlich älterer, bewährter Dinge versagen.

Da können Teile noch so lustig Beschichtet werden, der Kram würde trotzdem nicht funktionieren... im Industriellen Bereich werden sich solche Beschichtungen auch gern gespart, da die Beschichtung allein nur in vergleichsweise seltenen Fällen einen Mehrwert bietet, der um Verhältnis zum Aufreis steht.

Also bitte bitte bitte, hör auf mit dem propagieren von irgendwelchen Technikdetails, die keine Aussage über die Haltbarkeit zulassen!

 

[Dr_Stone]

Ich bin mir dieser Sache bewusst. Dennoch ist es es kein Fehler
diese Dinge zu nennen. Und das es an der Umsetzung scheitern
kann, sieht man bereits auf der ersten Seite. Oder wieso denkt
man, dass ich zwei Methoden genannt habe? Sprich: Einmal die,
mit dem Beschichten, und die, mit dem härten?

Bei den großen, die das KnowHow haben wie Shimano hat man das Gefühl, es wird absichtlich nicht genutzt, einerseits weil man es nicht nötig hätte, zum Andern, damit man Jahr für Jahr neue Innovtionen unter die Leute bringen kann.

Das ist ein Teil davon, wie ein Wirtschaftssystem funktioniert.
Wenn es nichts Neues gibt, reduziert sich der Handel auf dem
Markt. Zusätzlich führt es dazu, dass das Interesse an einer
Firma sinkt. Marketing eben.
Zusätzlich stellt sich aber auch die Frage, welche Technologien
man einsetzten kann, damit die Herstellung wirtschaftlich bleibt.
Das größte Ziel eines jeden Unternehmens ist es auch, dass die
Maschinen und Sonstiges so lange genutzt werden können, wie
es geht.

Die eigentliche Frage wäre jedoch: "Was passiert, wenn Firmen
sofort das technologisch fortschrittlichste und Qualitativ beste
auf den Markt bringen"? Hierbei gibt es dann das Problem, dass die
Konkurrenz eine innovativere oder bessere Alternative haben kann.
Im schlimmsten Fall auch noch günstiger. Wenn man gerade alle
Maschinen für die Herstellung der Produkte ausgetauscht hat, ist
dies natürlich eine Katastrophe.

 

[RaffaelF]

Neue Technik braucht doch immer etwas bis die Kinderkrankheiten ausgemärzt sind.
Wenn die ersten Modelle einfach schlecht verabeitet sind oder systematische Fehler enthalten, heißt das nicht, dass das Konzept schlechter ist.

Metalle sind zwar wohl erprobt aber ich denke in Zukunft wird es bedeutend mehr in die Richtung Kunststoffe mit zusätzlichen Eigenschaften gehen.

Man muss sich nur mal vorstellen, wie die Welt aussähe, hätte man Carbon zu skeptisch gegenüber gestanden...

 

[SofusCorn]

Kunststoffe stehen auf jeden Fall hoch im Kurs oder irgendwelche Kunststoff+X-Legierungen. Als Chemiker fühlt man sich echt verarscht, wenn bei jedem Jobangebot "Polymerchemie" erwünscht ist und man damit nie was am Hut hatte.

Ansonsten stimme ich TTT/Piktogramm zu: Das werden wohl eher Klitschen sein. Die kleine Bikebranche kann man nicht mit sowas wie der Autobranche vergleichen, wo Millionen in Entwicklung fließen und viel für Know-How bezahlt wird. Das sieht man schon daran, dass scheinbar nur die wenigsten Pros vom Biken leben können, während im Autosport Pros fast schon zu gut davon leben.
Die Ingenieure mit Topabschlüssen und super praxiserfahrung/praktika und co werden sich als Traumjob eher sowas wie Audi/BMW oder Siemens/Bosch suchen, wo es das große Geld gibt. In den kleinen Bikebereich gehen dann eher die Leute, die eh schon eine Affinität hierzu haben und hier ihr Hobby leben wollen.
Dann muss man sich auch mal überlegen, wenn man den Kram selbst herstellen will, kostet so manch eine Maschine ein Vermögen. Unsere Werkstatt z.B. arbeitet mit fast 20 Jahre alten Fräs- und Drehmaschinen, weils funktioniert. Der Chef wünscht sich auch ne moderne Laser whatever CNC-Fräse, mit der viele Standardbauteile easy on-mass hergestellt werden könnten. Aber dafür wird halt kein Geld bereitgestellt und im Endeffekt würd es sich dann trotz all der Vorteile doch nicht "lohnen".
Kurz: nur weil etwas möglich ist, wird oder kann es noch lange nicht umgesetzt werden. Häufig durch fehlendes Know-How oder finanziellen Spielraum.

 

[TTT]

Ich bin mir dieser Sache bewusst. Dennoch ist es es kein Fehler
diese Dinge zu nennen. Und das es an der Umsetzung scheitern
kann, sieht man bereits auf der ersten Seite. Oder wieso denkt
man, dass ich zwei Methoden genannt habe? Sprich: Einmal die,
mit dem Beschichten, und die, mit dem härten?

Ich fands gut! Meine Antwort war eher als launiger Kommentar gedacht. Ein bischen Sarkasmus über eine Branche, die sich selbst gern als hochtechnologisch darstellt muß erlaubt sein, wenn man sieht wie weit man eigentlich dem Stand der Technik hinterherhinkt. Unbestritten sind viele Inovationen und tolle Ideen da, an der technischen Umsetzung wird die Kluft zwischen Wunschdenken, Anspruch und Wirklichkeit meist deutlich. Firmen wie Magura, Ergomo, Fox, Avid und wie sie alle heißen verkörpern für mich die Mischung aus Genie und Arroganz. Tolle Ideen, zum teil tolle Produkte aber nicht in der Lage eine durchgehende Qualitäts und Produktentwicklungsstrategie umzusetzen, zu überheblich um Kritik ernst zu nehmen und die eigenen Produkte zu hinterfragen.
Es gibt sie die kleinen guten Firmen, die eine Idee oder auch bewährte Konzepte erfolgreich und gut umsetzen. Aber spätestens dann treten die Großen auf den Plan und und überspringen einfach mal eine Entwicklungsstufe um wieder Herr der Lage zu sein. Manchmal geht das zum Glück auch schief und ein Neuer kann sich etablieren. Magura hat sicher mal so angefangen, aktuell fällt mir Power2max dazu ein. BOR würde ich auch so einschätzen.
Im großen und ganzen kann sich aber Shimano darauf beschränken scheibchenweise die Entwicklung voranzutreiben, obwohl sie bei der derzeitigen Entwicklungsgeschwindigkeit ohne weitere Inovationen die gängige Technik für die nächsten 5 bis 10 Jahre bereits - wenn vielleicht auch nicht auskonstruiert - so doch zumindest technologisch bereits in der Schublade hat um ständig eine Nasenlänge vorraus zu sein. Eine komfortable Lage...

 

[TTT]

Zusätzlich stellt sich aber auch die Frage, welche Technologien
man einsetzten kann, damit die Herstellung wirtschaftlich bleibt.
Das größte Ziel eines jeden Unternehmens ist es auch, dass die
Maschinen und Sonstiges so lange genutzt werden können, wie
es geht.

Die eigentliche Frage wäre jedoch: "Was passiert, wenn Firmen
sofort das technologisch fortschrittlichste und Qualitativ beste
auf den Markt bringen"? Hierbei gibt es dann das Problem, dass die
Konkurrenz eine innovativere oder bessere Alternative haben kann.
Im schlimmsten Fall auch noch günstiger. Wenn man gerade alle
Maschinen für die Herstellung der Produkte ausgetauscht hat, ist
dies natürlich eine Katastrophe.

Ich bin zu lange aus dem Serienmaschinenbau draußen um mir jeder meiner Aussagen sicher zu sein, glaube aber nicht, daß diese Überlegungen eine Rolle spielen. Auch mit 15 Jahren Abstand zu Mittel- und Großserienprodukten und einem genauen Gespür für die Herstellkosten vermute ich die Gewinnmargen von den Großen Shimano, Sram, Fox, Avid, etc auf um die 1000%. Maschinen sind da schnell amortisiert. Ich hasse Monopolstellungen aber die technologische Dominanz von Shimano nötigt auch mir Respekt ab! Die beherrschen den Markt so locker in vielen Bereichen, daß sie blöd wären, aktuell ausgereizte Highendprodukte auf den Markt zu bringen. Diese würden innerhalb kurzer Zeit kopiert und die Innovationen für die nächsten Jahre müßten wirklich hart erkämpft werden. Manchmal begehen sie dabei einen Fehler:
Dual Control war so einer. Der Versuch neben der technologischen und preislichen Marktführerschaft auch noch ein Monopol über Inkompatibilitäten mit anderen Herstellern zu schaffen ging zum Glück für uns Verbraucher total in die Hose. Sram hätte sonst nie seine heutige Stellung erlangt. Zugleich zeigt es aber auch, daß Shimano jederzeit kontern kann und locker einen Gang hochschalten kann, wenn nötig. Die aktuellen Bremsen zeigen, daß keine Monopolstellung nötig ist. In meinen Augen sind diese sowohl von der Funktion alsauch vom Preis/Leistungsverhältnis konkurenzlos. Die Gewichte können die sich als Innovationen immer noch für die nächsten Jahre in Reserve halten, da sich die Konkurrenz hinreichend mit exorbitanten Preisen für anfällige Systeme selber disqualifiziert...

 

[TTT]

Aber um auf das eigentliche Thema Gleitlager in Pedalen zurück zu kommen. Für das untere und im Spezialfall mittleren Qualitätssegment können diese bei entsprechender Ausführung eine Option sein. Für das Highend-Segment sind sie gegenüber Wälzlagern in entsprechender Ausführung wie von mir angesprochen und von Dr_Stone näher ausgeführt keine Alternative! Ein Pedalkörper braucht nun einmal eine gewisse Bauhöhe und in diesen läßt sich ein Nadellager ohne Innenring einbringen. Damit entfallen alle technischen Vorteile des Gleitlagers für diese Anwendung.

 

[Hansharz]

meine straitlines haben soviel Reibung, dass sich das Pedal raustaumelt, dem ist schier nicht beizukommen..
mit austauschbaren Kugellagern waer mir mehr gedient, harziges fet rein unf gut ist

 

[US.]

Welche Erlebnisse hattet ihr mit Gleitlagern, vor allem in Pedalen?

Straitline AMP habe ich für eine Saison gefahren.
Dabei haben sich einige Problemstellen gezeigt:
-Pedale neigen zum Quietschen. Ist abstellbar, kommt aber immer wieder.
-Der Schuh steht auf der Anlaufscheibe und hindert diese am Rotieren. Dadurch gräbt sich der Seegerring, der alles zusammenhält, tief in die Anlaufscheibe ein.
-Reibung ist zu hoch. Dies führt zu ständigem Lockern der Pedale. Müssen mit Locktite reingeklebt werden, zumindest bei Kurbeln mit Stahlinsert.
-Standfläche ist relativ klein. Gut; das sieht man auch vorher ;-)

-Heftiges Spiel nach einer Saison ohne Regenfahrten (!) und ohne Dampfstrahler. Wackelt wie ein Kuhschwanz und vibriert
-Rebuilt Kit (25€‚¬) hat das Problem nicht beseitigt, da die Titanachse hinüber ist ("Bissl Spiel ist normal")
Gut; auch das hätte man vorher wissen können. Titan ist als Lagermaterial für ein Gleitlager schlichtweg ungeeignet.

Als Garantiefall nicht anerkannt.
Gruß, Uwe

 

[_Alex_]

Fahre seit ca. 1,5 Jahren die Straitline AMP mit CroMo Achse bisher bis auf das gelegentliche quitschen keine Auffälligkeiten. Nehme diese aber vorsorglich gelegentlich auseinander um die Lageraussenseiten vom Schmutz zu befreien. Die Demontage des Körpers von der Achse finde ich gut gelungen und schnell machbar.