Freilauf und Freilaufkörper: Funktion, Kompatibilitäten und Umbau
Freilauf und Freilaufkörper: Funktion, Kompatibilitäten und Umbau

Freilauf und Freilaufkörper: Funktion, Kompatibilitäten und Umbau

Wie arbeitet der Freilauf an Deinem Rad? Worauf solltest Du beim Umrüsten der Schaltung achten und welcher Freilauf ist mit welcher Schaltung kompatibel?

Der Freilauf ist heute vom Fahrrad (fast) nicht mehr wegzudenken, denn er macht vielen Bikern das Leben leichter. Manche schätzen ihn auch für sein individuelles Klangbild, das in manchen Fällen sogar die Fahrradklingel ersetzen kann. Erfunden hat den Fahrradfreilauf, wie wir ihn bis heute weitgehend kennen, übrigens Ernst Sachs 1889 in einer der deutschen Fahrradmetropolen: Schweinfurt. Wir erklären Dir hier, wie der Freilauf an Deinem Fahrrad arbeitet, worauf Du beim Umrüsten Deiner Schaltung achten solltest und welcher Freilauf mit welcher Schaltung kompatibel ist.

Der Freilauf: Funktionsprinzip und Anwendung

Ein Freilauf ist eine Kupplung, die nur in eine Drehrichtung wirkt. Beim Fahrrad entkoppelt er Kette und Kurbeln vom angetriebenen Hinterrad, sodass sich die Kurbelarme nicht weiterdrehen, wenn man rollt ohne zu treten. Das Hinterrad ist also in der Lage, die stillstehende Kurbel in der Drehzahl zu überholen, weshalb Freiläufe etwas altmodisch auch „Überholkupplung“ genannt werden.
Fahrräder ohne Freilauf gibt es natürlich auch. Sie werden Fixies genannt und sind nicht ausschließlich in Händen urbaner Fahrradkuriere. Auch im Bahnradsport wird meist „fixed“ gefahren. Fixies besitzen eine starre Verbindung von Hinterrad(nabe) und Kurbelgarnitur. Solange sich das Hinterrad dreht, drehen sich auch die Kurbeln. Für Dich als Fahrer bedeutet das, Du musst mit den Beinen kontern, also „gegenhalten“. Das erfordert Kraft und Koordination und verlängert die Bremswege. Im Gelände und mit gefedertem Bike ist es nahezu unfahrbar, auch im Alltag und auf der Radbahn mindestens anspruchsvoll.
Der Freilauf ist also eine ziemlich geniale Erfindung für uns Biker. Wie bei allen Innovationen gab es auch in der Anfangszeit des Freilaufs wilde Kritik, er würde zu Unfällen führen, weil die Menschen das richtige Fahrradfahren verlernten, man verlöre die Kontrolle über das Rad – aber diese Stimmen sind seit ungefähr 100 Jahren verstummt.

Ein zentrales Element am Fahrrad: Vom Freilauf sieht man zwar nicht viel

Ein zentrales Element am Fahrrad: Vom Freilauf sieht man zwar nicht viel

Spürt dessen Arbeit aber jeden Meter, den man beim Fahren nicht in die Pedale tritt.

Spürt dessen Arbeit aber jeden Meter, den man beim Fahren nicht in die Pedale tritt.

Sperrklinke vs. Zahnscheibe

Freiläufe am Fahrrad sind meist entweder mit sogenannten Sperrklinken (engl. pawl drive) oder als Zahnscheibenfreiläufe konstruiert. In einem Sperrklinkenfreilauf wird mithilfe von Federn ein Formschluss hergestellt. Zwei oder mehr federgestütze (Sperr-)Klinken sind entgegen dem Uhrzeigersinn im Freilauf verbaut. Beim Treten sperren sie und das Rad dreht sich. Pedaliert man nicht, sperren auch die Klinken nicht und das Rad läuft frei. Es gibt unterschiedliche Prinzipien, wie viele Klinken ein Freilauf besitzt, bzw. wie viele davon gleichzeitig greifen. Je feiner die Rasterung des Klinkeneingriffs, desto kleiner ist der Eingriffs- oder Auslösewinkel. Der Leerweg der Kurbel sinkt und nach dem Rollen hat man nahezu sofort wieder Kraftschluss. Das ist vor allem für Trial-, Mountain- und Gravelbiker wichtig. Am Renn- oder Triathlonrad, wo Du ohnehin eine konstante Pedalumdrehung anstrebst, ist das weniger entscheidend. Hier können weniger, dafür größere Sperrklinken durch höhere Robustheit und Widerstandsfähigkeit gegen Deine Beinkraft glänzen.
Das zweite bedeutende Konstruktionsprinzip ist der Zahnscheibenfreilauf (engl. ratchet drive). Vor allem DT Swiss und Shimano setzen auf dieses Prinzip, das hohe Wartungsarmut und mechanische Belastbarkeit verspricht. Nach Auslaufen eines DT-Swiss-Patents im Jahr 2019 kommen mittlerweile mehr und mehr Ratchet-Konstruktionen auf den Markt. Hier greifen während des Tretens zwei Zahnscheiben ineinander. 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. Allerdings sind oftmals nicht so kleine Auslösewinkel möglich.

Es gibt zwei grundsätzliche Konstruktionsprinzipien beim Freilauf: Es gibt den Sperrklinkenfreilauf.

Es gibt zwei grundsätzliche Konstruktionsprinzipien beim Freilauf: Es gibt den Sperrklinkenfreilauf.

Und es gibt den Zahnscheibenfreilauf.

Und es gibt den Zahnscheibenfreilauf.

Beim Sperrklinkenfreilauf sorgen kleine, federgelagerte Klinken für Kraftschluss oder Freilauf.

Beim Sperrklinkenfreilauf sorgen kleine, federgelagerte Klinken für Kraftschluss oder Freilauf.

Diese Sperrklinken greifen im Nabeninnern in ein Raster ein und übertragen so die Tretkraft auf das Laufrad.

Diese Sperrklinken greifen im Nabeninnern in ein Raster ein und übertragen so die Tretkraft auf das Laufrad.

Beim Zahnscheibenfreilauf greifen zwei Zahnscheiben ineinander.

Beim Zahnscheibenfreilauf greifen zwei Zahnscheiben ineinander.

Bei Zahnscheibenfreiläufen ist die Kontaktfläche deutlich größer und der Freilauf ist auch bei großem Krafteintrag sehr robust.

Bei Zahnscheibenfreiläufen ist die Kontaktfläche deutlich größer und der Freilauf ist auch bei großem Krafteintrag sehr robust.

Beim Umbau zählt der Freilaufkörper: So findest Du den richtigen Freilauf

Während die Wahl des richtigen Freilaufs beim Neukauf eines Rades, einer Hinterradnabe oder eines Systemlaufradsatzes wichtig ist, spielt beim Umbau, Upgrade oder Tuning der Freilaufkörper (engl. „driver body“ oder auch „rotor“) die Hauptrolle. Denn der eigentliche Freilauf ist heute konstruktiv Teil der Hinterradnabe und in ihrem Inneren vor Dreck gut geschützt. Früher war das anders und der Freilauf steckte im Ritzelpaket – auch Schraubkranz genannt. Der moderne Freilaufkörper sitzt auf dem Freilauf und stellt eine Vielzahnverbindung zur Kassette her, auf die Deine Beinkraft über die Kette übertragen wird. Wenn Du also Deinen Antriebsstrang tunen oder umbauen willst, musst Du besonders auf den Freilaufkörper achten. Viele Naben sind über verschiedene Freilaufkörper mit mehreren Montagestandards (siehe unsere Tabelle unten) kompatibel. Allerdings gibt es nicht für jede Nabe einen passenden Freilaufkörper für jeden derzeit existierenden Standard. Oder anders gesagt: Auf eine Shimano-Dura-Ace-Hinterradnabe mit einem Freilaufkörper für eine XD-kompatible Kassette von SRAM werden wir wohl noch etwas warten müssen.

Freilaufkörper und Kassette: Worauf Du beim Umrüsten achten musst

Dein „Ansprechpartner“ für den richtigen Freilaufkörper ist der Nabenhersteller. Die meisten bieten Umrüstkits für die Montagestandards unterschiedlicher Kassetten-, bzw. Antriebshersteller an. Rüstest Du Deinen Antrieb innerhalb der Produktpalette desselben Herstellers um, etwa von Shimano zehn- auf elffach oder von SRAM elf- auf zwölffach, kommst Du meist um den Tausch des Freilaufkörpers herum. Entscheidend ist aber die Freilaufkompatibilität der gewünschten Kassette. Deshalb kannst Du in unserem Shop auch alle Kassetten nach „Freilaufkompatibilität“ filtern.

Kurz: Du suchst einen Freilaufkörper, der a) auf Deine Hinterradnabe passt und b) für die gewünschte Kassette geeignet ist.

Beim Umrüsten musst Du darauf achten, dass Freilaufkörper und Kassette zueinander passen.

Beim Umrüsten musst Du darauf achten, dass Freilaufkörper und Kassette zueinander passen. © bc GmbH & Co. KG

Umbau: 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. Ob das bei Deiner Nabe auch so möglich ist, verrät Dir die Bedienungsanleitung oder unser Service-Team.

Materialien: Alu, Stahl, Titan

Freilaufkörper werden aus verschiedenen Materialien angeboten. Aluminium-Freiläufe etwa sind recht leicht, können aber bei Verwendung mit (Kassetten aus) einzelnen Ritzeln 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.

Beim Freilaufkörper kommen 3 Materialien zum Einsatz (v. l. n. r.): Aluminium, Titan oder Stahl.

Beim Freilaufkörper kommen 3 Materialien zum Einsatz (v. l. n. r.): Aluminium, Titan oder Stahl. © bc GmbH & Co. KG

Übersicht: Die gängigsten Montagestandards

Damit Ihr beim Einkauf den Überblick behaltet, haben wir die gängigsten Montagestandards und Kassettenkompatibilitäten kurz zusammengefasst und erklärt. Wer es eilig hat, springt direkt zu unserer Übersichtstabelle.

Shimano (Hyperglide) MTB

Der Shimano Hyperglide MTB-Standard ist für 8- / 9- / 10- und 11-Gang-Mountainbike-Kassetten von Shimano und diversen Fremdanbietern geeignet, bei denen das kleinste Ritzel elf Zähne oder größer ist (auch SRAM, aber nicht SRAM XD oder XDR).
Achtung: Bis zu max. 10-Gang-Varianten sind auch verwendbar mit Shimano Road-kompatiblen Kassetten.

Shimano (Hyperglide) Road

Der Shimano Hyperglide Road-Standard ist für 8- / 9- / 10- und 11-Gang-Rennrad-Kassetten von Shimano und diversen Fremdanbietern (auch SRAM, aber nicht SRAM XD oder XDR) geeignet, bei denen das kleinste Ritzel elf Zähne oder größer ist. Für die Verwendung von Shimano 8- bis 10-fach Road- bzw. 11-fach-MTB-Kassetten sind Spacer erforderlich.
Achtung: Bis zu max. 10-Gang-Varianten sind auch verwendbar mit Shimano MTB-kompatiblen Kassetten.

Shimano Micro Spline

Mit dem Schritt zu 12-Gang-MTB-Antrieben hat Shimano den Micro Spline-Standard neu eingeführt. Er erlaubt die Verwendung eines kleinsten Ritzels von zehn Zähnen und ist kompatibel mit 12-Gang-MTB-Kassetten von Shimano und einigen Fremdanbietern. Shimano lizensiert die Verwendung der Micro Spline-Technologie an andere Hersteller von Hinterradnaben oder Kassetten. Dieser Prozess stellt eine hohe Qualität sicher, sorgt aber in der Einführungsphase der neuen Technologie für eine relative geringe Zahl an Angeboten.
Achtung: Nicht verwendbar mit SRAM-XD- und XDR-kompatiblen Kassetten.

SRAM XD

Der XD-Standard wurde von SRAM mit der Einführung der 11-Gang-MTB-Antriebe als offener Standard eingeführt, um die Verwendung von Kassetten mit einem kleinsten Ritzel von zehn Zähnen oder weniger (z. B. e*thirteen mit einem Neuner-Ritzel) zu ermöglichen. Er ist kompatibel mit 11- und 12-Gang-Kassetten von SRAM und diversen Drittanbietern.
Achtung: Nicht verwendbar mit Shimano-kompatiblen Kassetten. Nicht verwendbar mit SRAM-XDR-Kassetten (12-Gang-Road).

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.).
Achtung: Nicht verwendbar mit Shimano-kompatiblen Kassetten.

Campagnolo

Vom legendären italienischen Hersteller Campagnolo gibt es verschiedene Generationen von Freiläufen: Erstens den klassischen 8-Gang-Freilauf, zweitens die weitläufigen für 9- bis 12-Gang-Rennrad-Kassetten und den aktuellen N3W-Freilauf für 13-fach-Kassetten.
Achtung: Nicht verwendbar mit Shimano- oder SRAM-kompatiblen Kassetten.

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. Der schmale Freilauf erlaubt breiter stehende Nabenflansche, die den Bau symmetrischer und steiferer Laufräder ermöglichen. Er schränkt aber die Flexibilität ein, weil mit solchen Hinterradnaben eine nachträgliche Umrüstung auf eine Schaltung mit Kassette nicht möglich ist. Andersherum kannst Du aber Freilaufkörper für Shimano Road, MTB und SRAM (nicht XD oder XDR) mit entsprechenden Spacern und Singlespeed-Ritzeln zum Ein-Gang-Betrieb umrüsten. Singlespeed-Ritzel haben einen breiten Fuß, um den Freilaufkörper zu schonen.
Bei Bahnrädern und Fixies wird das Ritzel direkt auf den Nabenkörper geschraubt und mit einem gegenläufigen Konterring gesichert. So wird verhindert, dass sich das Ritzel ohne Freilauf selbst von der Nabe schraubt. Bei hochwertigen Bahnradnaben wie etwa von Miche wird das Ritzel auf einen Trägerring gesteckt, wodurch sich die Übersetzung leicht wechseln lässt.
Vereinzelt gibt es auch Singlespeed-Naben mit Schraubgewinde. Für diese Bauweise benötigst Du ein Ritzel mit integriertem Freilauf, sprich ein Freilaufritzel.

Übersichtstabelle: Welcher Freilauf ist mit welcher Kassette kompatibel?

Welche Art des Freilaufs? Welche Kassetten passen vom Profil? Welche Kassetten passen von der Anzahl der Ritzel? Spacer benötigt?
Shimano (Hyperglide) MTB Shimano, SRAM (außer XD/XDR) und Fremdanbieter (SunRace, OneUp Components, u. a.)  8-/9-/10-fach Kassetten (Road und MTB), zusätzlich Shimano 11-fach MTB-Kassetten  
Shimano (Hyperglide) Road Shimano, SRAM (außer XD/XDR) und Fremdanbieter (Rotor, Miche, u. a.) 11-fach Road
8-/9-/10-fach Road benötigen Spacer;
11-fach MTB mit Spacern
Ja. 1,85 mm Spacer für 8-/9-fach Kassette; 1,85 UND 1 mm Spacer für 10-fach Kassette
Shimano 12-fach Micro Spline Shimano 12-fach (bislang nur MTB)  
SRAM XD SRAM und div. Fremdanbietern (e*thirteen, KCNC, u. a.) 11-/12-fach Kassetten  
SRAM XDR  SRAM 12-fach Kassetten (Road)  Ja. 1,85 mm Spacer für SRAM XD-Kassetten
Campagnolo 7-/8-fach  Campagnolo 7-/8-fach Kassetten  
Campagnolo 9-/10-/11-/12-fach Campagnolo Ultra-Drive 9-/10-/11-/12-fach Ultra-Drive Kassetten  
Campagnolo N3W Campagnolo N3W 13-fach, mit dem Adapter-Kit (78166) passen auch 11- & 12-fach Kassetten von Campagnolo