DIY: Laufradbau - so geht es!

Wie baue ich selbst ein Laufrad das stabil und rund läuft? Letztendlich läuft es auf die folgenden Schritte hinaus:

  • Auswahl des Speichenmusters (wie viele Speichen verwendet man und wie oft sollen sie sich kreuzen?)
  • Berechnung der Speichenlänge (Hierfür gibt es diverse Online-Rechner)
  • Einspeichen des Laufrades
  • Zentrieren und stabilisieren des Laufrads

Man nehme also die gewählte Nabe, die Felge und genügend Speichen und Speichennippel, verbinde alle miteinander und ziehe die Spannung immer weiter an, bis die nötige Steifigkeit erreicht ist und das Rad rund läuft.
So gut, so einfach... Der Teufel steckt bekanntlich im Detail und deshalb solltest Du jetzt weiterlesen!

Früher war es der Normalfall, heute ist es die Ausnahme: Klassische Laufräder.
Aber was sind eigentlich klassische Laufräder?
Abgrenzen kann man sie eigentlich nur gegen die Systemlaufräder. Die Grenzen verschwimmen hier teilweise ein wenig, aber im Groben und Ganzen kann man sagen, dass klassische Laufräder solche sind, bei denen man die einzelnen Komponenten (Felge, Nabe, Speichen und Speichennippel) mehr oder wenig beliebig austauschen und ersetzen kann.

Auch moderne Hochprofilfelgen (LINK ZUM LETZTEN ARTIKEL) kann man durchaus in der Form von klassischen Laufrädern aufbauen. Die Zahl der Speichen ist hier natürlich geringer (meist 16-24 Speichen) als bei einer klassischen, flachen Alu-Felge, wo typischerweise 32 Speichen pro Laufrad verbaut werden. Auch sind die Speichen etwas kürzer (da ja die Felge "länger" ist), nicht rund, sondern flach (Messerspeichen) und im Vorderrad werden sie meist nicht mehr gekreuzt.
Austauschbar sind hier aber weiterhin alle Komponenten einzeln. Insbesondere die Speichen, die am ehesten den Geist aufgeben, sind recht einfach austauschbar.

Auswahl des Speichenmusters

Wie bei fast allen Punkten gilt hier: Das Vorderrad ist einfach, das Hinterrad meist nicht.
Am Vorderrad kreuzt man mittlerweile nur noch in Ausnahmefällen (zum Beispiel bei Scheibenbremsen) die Speichen. Im Normalfall werden die Speichen radial (also direkt von der Nabe zum dichtesten Punkt an der Felge) eingespeicht.
Am Hinterrad hat man hingegen die Qual der Wahl. Zumindest auf der rechten (Antriebsseite) sollte man die Speichen zwei oder sogar dreimal kreuzen, denn hier wird das Antriebsdrehmoment von der Nabe über die Speichen an die Felge weitergegeben. Eine radiale Einspeichung würde dafür sorgen, dass ein Großteil der Pedalkraft in die Verbiegung der Speichen statt auf die Straße geht.
Für die Kraftübertragung von der Nabe auf die Felge ist ein rechter Winkel zwischen den Speichen und dem jeweiligen Nabenflansch optimal. Radial hingegen hat einen Winkel von 0 Grad und damit die schlechtesten Voraussetzungen für eine effiziente Kraftübertragung. Die Speichen werden beim rechten Winkel von der drehenden Nabe direkt "gedrückt" bzw. "gezogen". Ein Auto schiebt man ja beispielsweise auch am besten von hinten und nicht von schräg hinten oder gar von der Seite.
Der Winkel der Speichen hängt von der Anzahl der Kreuzungen, der Höhe des Nabenflansches und der Anzahl der Speichen ab. Bei sehr wenigen Speichen und einem hohen Nabenflansch kann 2-fach die bessere Alternative sein, im Normalfall ist aber 3-fach näher am rechten Winkel.
Je öfter die Speichen gekreuzt werden, desto längere Speichen sind natürlich notwendig. Auf der linken Seite kann man daher durchaus überlegen, Gewicht zu sparen indem man radial einspeicht. Das Drehmoment wird zwar auch durch die linke Seite übertragen, aber wenn die rechte Seite gut gebaut ist, kann sie das Drehmoment auch gut allein übertragen. Ein Vorteil radialer Einspeichung auf der linken Seite ist, dass man dann leichter die Anzahl der Speichen auf der linken Seite reduzieren kann. Mit dieser Maßnahme lässt sich eine gleichmäßigere Speichenspannung erreichen. Die Speichen auf der Antriebsseite stehen deutlich steiler (der Freilauf blockiert den normalen Platz außen an der Nabe), und haben daher bei gleichmäßiger Speichenverteilung deutlich mehr Last zu tragen (um die Speichen aus der Mitte zwischen den Flanschen heraus in die Mitte der Nabe zu ziehen, müssen die Speichen rechts deutlich stärker gespannt werden). Das Resultat ist meist, dass die Speichen auf der linken Seite nicht stark genug gespannt werden können ohne die Speichen rechts so stark zu spannen, dass sie an die Belastungsgrenzen der Felge heran kommen.

Ich persönlich baue neue Laufräder praktisch nur noch nach dem 2:1 Muster. Hierfür bieten sich spezielle Naben an, die dieses Muster unterstützen. Alternativ kann man aber auch einfach eine 24 Loch Felge mit einer 32 Loch Nabe kombinieren. Rechts wird ganz normal eingespeicht, links wird nur jedes zweite Loch der Nabe benutzt.
Diese Anordnung hat gegenüber einer gleichmäßigen Verteilung gleich vieler Speichen auf beide Seiten diverse Vorteile:

  • Gleichmäßigere Speichenspannung
  • Höhere Gesamt-Speichenspannung (da alle Speichen relativ hoch vorgespannt werden können) und daher höhere Stabilität
  • Mehr Speichen tragen das Drehmoment (zumindest gegenüber radialer Einspeichung links)
  • Leicht verbesserte Aerodynamik (mehr Speichen stehen steil und sind damit im "Windschatten" der Felge versteckt)

In allen Fällen bietet es sich an, Messerspeichen zu verwenden, da diese sowohl aerodynamischer, als auch stabiler sind. Messerspeichen können im Mittelteil besser "flexen" und neigen daher nicht so stark zu Speichenbrüchen. Ein Nachteil ist der oft höhere Preis von Messerspeichen gegenüber herkömmlichen Rundspeichen.

Berechnung der Speichenlänge

Die Berechnung der Speichenlänge muss man heutzutage nicht mehr mühsam auf Papier mit Hilfe von Sinus, Kosinus etc. machen. Dafür gibt es diverse Speichenlängenrechner online. Man gibt nur noch die relevanten Werte ein und bekommt die ideale Speichenlänge automatisch berechnet. Relevant sind hier:

  • Der Durchmesser der Felge an den Speichenlöchern, genannt ERD (effective rim diameter)
  • Der Nabenflanschdurchmesser (von einem Speichenloch zum gegenüberliegenden Speichenloch [Mitte-Mitte])
  • Der Abstand des Nabenflansches zur Mitte der Nabe (manche Rechner brauchen stattdessen den Abstand des Flansches vom äußeren Ende der Nabe)
  • Die Länge des Speichennippels (meist 12, 14 oder auch 16mm)

Einspeichen des Laufrades

Hat man alle Teile ausgewählt und beisammen, beginnt die eigentliche Arbeit. Das Vorderrad lässt sich in der Regel (besonders bei radialer Speichung) sehr einfach zusammensetzen. Man achtet vielleicht noch darauf, dass das Label der Nabe direkt unter dem Ventilloch der Felge liegt, aber sonst heißt es nur, die einzelnen Speichen in der Nabe zu verankern und mit der Felge zu verbinden.
Im Normalfall bleibt der Kopf der Speiche auf der Außenseite des Nabenflansches. Das Gewinde bekommt ein bisschen Fett, damit es nicht fest gammelt, und der Nippel wird von außen in den Nippelsitz der Felge geschoben (bei Hochprofilfelgen sollte man hier eine weitere Speiche zum durchziehen benutzen, damit der Nippel nicht im Nirvana der hohlen Felge verschwindet und klappert). Vorerst wird der Nippel nur wenige Umdrehungen angezogen.
Etwas komplizierter ist es am Hinterrad. Hier ist erstmal nicht ganz klar, welche Speiche wie rum in welches Loch der Nabe und dann in welches Loch der Felge gehört.
Grundsätzlich sollte man hier immer am Ventilloch anfangen. Die beiden Nachbarlöcher sollten immer radial, oder noch besser vom Loch weg zeigen. Dies ist nicht nur Konvention, sondern erleichtert später das Ansetzen der Luftpumpe. Normalerweise hat man je nach Einspeichmuster 6-8 Speichengruppen mit je 3 oder 4 Speichen, die sich untereinander kreuzen. Diese Blöcke sollten also nicht durch das Ventilloch getrennt werden.

Auf der Zahnkranzseite werden die Speichen wie oben beschrieben grundsätzlich gekreuzt. Man unterscheidet hier daher zwischen den Druckspeichen und den Zugspeichen. Der Begriff mag erstmal verwirrend sein, da alle Speichen möglichst immer unter Zug stehen sollten, es geht hier aber nicht um die statischen Kräfte im Laufrad, sondern um die Antriebskräfte. Tritt man später in die Pedale, treibt man damit die Nabe an. Die Nabe gibt diese Kraft über die Speichen an die Felge weiter. Und genau hierfür gibt es zwei Varianten:

  1. Zugspeichen leiten diese Kraft weiter, indem sie die Felge "hinter sich her" ziehen
  2. Druckspeichen hingegen drücken die Felge "vor sich her"

Beim Einspeichen muss man nun darauf achten, dass beide Arten voneinander getrennt behandelt werden. Ich persönlich speiche meist zuerst die Zahnkranzseite ein. Hierbei fange ich mit den Zugspeichen an, die ich komplettiere und alle mit dem Kopf in die gleiche Richtung in jedes zweite Loch an der Nabe stecke (an der Felge muss jedes dritte (bei 2:1 Muster) oder jedes vierte Loch genommen werden), bevor ich mit den Druckspeichen weiter mache. Erst danach widme ich mich den (meist radialen) Speichen auf der linken Seite des Hinterrads.
Der Vorteil dieser Vorgehensweise ist, dass ich mir am Anfang keinerlei Gedanken über die Kreuzungen machen muss. Ich habe also erstmal eine zur Hälfte radial eingespeichte rechte Seite des Laufrads. Um das richtige Loch für die kreuzenden Speichen zu finden, verdrehe ich die Nabe, als ob ich in die Pedalen treten würde, und zähle dann von der Felge oder der Nabe aus die zu kreuzenden Speichen ab. Die Druckspeichen kommen nun mit dem Kopf in die andere Richtung liegend in die übrig gebliebenen Löcher auf der rechten Seite der Nabe.
Die Speichen auf der linken Seite des Hinterrads sind nun wieder verhältnismäßig einfach zu verlegen. Bei gekreuzten Speichen werden diese einfach quasi-parallel zu ihren gegenüberliegenden Pendants gelegt. Hierbei sollte natürlich wieder die Ventilloch-Regel beachtet werden. Beim 2:1 Muster kann man sich entscheiden, ob die einzelne Speiche zwischen zwei voneinander weg laufenden Speichen auf der Antriebsseite sitzen soll, oder zwischen zwei sich kreuzenden Speichen. ACHTUNG: Dies muss auch bei der Berechnung der Speichenlänge berücksichtigt werden! Die erste Variante braucht kürzere Speichen als die normale (1:1) Variante, die zweite Variante braucht längere Speichen. Ist die Nabe nicht für 2:1 Muster gebaut, wird einfach jedes zweite Loch ausgelassen.

Zentrieren

Nachdem alle Speichen über die Nippel mit Nabe und Felge verbunden sind, steht nun der Part an, der viel Fingerspitzengefühl benötigt. Prinzipiell ist auch hier das Vorgehen "logisch", es gibt allerdings so viel parallel zu beachten, dass es dann doch wieder kompliziert wird. Aber von vorn:
Grundsätzlich sollten Speichen im Regelfall nur angezogen und nicht wieder gelöst werden. In Ausnahmefällen kann es aber natürlich auch pragmagtisch sein, mal einzelne Speichen etwas zu lösen (wenn z.B. sehr viele Speichen alternativ gespannt werden müssten). Zunächst werden alle Speichen so weit vorgespannt, dass das Gewinde so gerade im Nippel verschwindet. Nun kontrolliert man die Spannung der Speichen sowie den Rundlauf und die Mittigkeit des Laufrads. Im Idealfall sind alle Speichen so weit gespannt, dass sie nicht mehr "klimpern" und das Laufrad läuft schon relativ gerade und relativ mittig im Zentrierständer.
Leider hat man diesen Idealfall recht selten. Ich persönlich kümmere mich zuerst darum, den Rundlauf und die Mittigkeit ganz grob hinzukriegen. Danach werden die Speichen - falls nötig - noch so weit angezogen, dass sie nicht mehr klimpern und dabei schon ein wenig auf den Höhenschlag geachtet. Hierfür wandere ich mit dem Nippelspanner immer wieder eine komplette Runde um das Laufrad herum und ziehe alle Speichen etwas an. Je nachdem, wie locker sie noch sind, drehe ich hier am Anfang durchaus mal 2-3 Umdrehungen am Stück. Später geht es dann eher um halbe, oder sogar viertel-Umdrehungen.

Sobald das Laufrad erstmal halbwegs mittig und rund (je +/- ca. 3mm) läuft und auch der Höhenschlag klein ist (+/- ca. 2mm) geht es darum, die Speichenspannung langsam und vor allem gleichmäßig zu erhöhen. Erhöht man die Spannung zu ungleichmäßig, so hat man die gegenseitigen Wechselwirkungen nicht mehr unter Kontrolle. Ich persönlich gehe dann nur noch in halbe-Umdrehung-Schritten rum. Je höher die Spannung der Speichen ist, desto kleiner werden dabei die Schritte (halbe, viertel, achtel, ...). Das heißt, ich erhöhe die Spannung nacheinander für jede Speiche um eine halbe Umdrehung und kontrolliere nach jedem kompletten Umlauf den Seiten- und Höhenschlag. Falls irgendwo ein "Schlag" ist, wird dieser korrigiert, bevor der nächste Umlauf startet.

Wer nicht mit Messerspeichen arbeitet, sollte zwischendurch immer wieder das Laufrad "abdrücken". Dazu legt man das Laufrad auf die Seite und stützt die Nabe auf einem festen Untergrund ab. Nun drückt man die Felge rundherum Richtung Boden, um die Speichen auf der "unteren" Seite des Laufrads zu entlasten. Dies dient dazu, dass Speichen, welche in sich verdreht waren, sich lösen und vor allem "entdrehen" können. Mit Messerspeichen ist dies nicht nötig, da diese beim spannen festgehalten werden können.

Wer ein Tensiometer besitzt kann nun kontrollieren, ob die Spannung der Speichen schon ausreichend und vor allem halbwegs gleich verteilt ist. Mit ein bisschen Übung ist dies aber auch ohne solches Spezialwerkzeug gut durch den Widerstand beim Drehen der Speichennippel und einfaches "erfühlen" an den Speichen sauber hinzukriegen.

Irgendwann ist dann die Spannung hoch genug und der Rundlauf so genau, dass das Laufrad fertig ist.

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