Kranklager

På typiske moderne brukssykler er krankspindelen en separat del fra kranksettet. Dette gir et kranksett med tre hoveddeler: Spindel, venstre krankarm og høyre krankarm med klinge(r). Armene festes til spindelen via enten en vanlig firkantet avsmalning (finnes i to hovedvarianter), kilespor (splines, ulike varianter) eller kilebolt (utdatert).

Eldre kranklager med tre deler består av en spindel med konus mot kulelageret (utover), en fast skål (med konus) på drivsiden, en justerbar skål (med konus) på ikke-drivsiden, samt løse lagerkuler (eventuelt holdt av et bur). Overhaling krever at man fjerner minst en kopp, rengjør koppene, rengjør eller (kanskje mer vanlig) bytter ut lagerkulene, installerer spindelen på nytt og justerer koppene. Designet finnes i dag stort sett på rimelige sykler på grunn av at det er et enkelt og rimelig design, og er også et design som er lett å vedlikeholde.

 

Bayliss Wiley er en type kranklager bestående av en selvbærende enhet som passer inn i et ugjenget krankhus med litt større diameter enn vanlig. Den består av en standardisert spindel og lagre inni en stålsylinder med en noe modifisert lagerskål i hver ende. Sylinderen, lageret og spindelen plasseres inni krankhuset og holdes på plass av lagerkoppene, som hver har en smal flens som bærer mot kanten av krankhuset.^[6]

 

Bayliss-Wiley-type lagre ble introdusert på midten av 1940-årene, og ble brukt på forskjellige engelske sykler i 1950-årene, og på sykkelmodellen Royal Enfield Revelation i midten av 1960-årene. Løsningen ble aldri populær, og hadde rykte på seg for å være trøblete. Mangel på positiv lokalisering gjorde at den kunne rotere i rammen og lagerkoppene kunne løsne. Datidens brukere forsøkte å fikse problemet ved å feste lageret til rammen ved hjelp av lim eller en skrue.^[6]

Mange moderne sykler bruker en krankpatron (engelsk: cartridge bottom bracket). Patron viser her til at enheten er en forhåndsmontert sammenstilling som inneholder spindelen (eller akslingen) så vel som dens lagre, i motsetning til at disse er separerte deler som må monteres hver for seg. Uttrykket «patron» refererer derfor til den funksjonelle monterte enheten, og indikerer ikke hvilken type lager patronen bruker. Enten løse kulelager (justerbar skål og konus) eller andre typer lagre som uforseglede lager eller forseglede lager kan brukes i en patronenhet. Uavhengig av hvilken type lager som brukes, har selve patronen ofte en viss forsegling for å beskytte enheten mot miljøet.

Forseglede krankpatroner består vanligvis av to deler, hvor den ene delen er en sammenstilling av spindelen og lagrene (vanligvis skrudd inn fra drivsiden) og den andre delen er én innskrudd støttekopp (ofte laget av lettmetall eller plast, vanligvis skrudd inn fra ikke-drivsiden) som gir opplagring for patronen mot krankhuset. Andre design kan være tredelte med separat spindel, men med lagerskåler som holder utskiftbare standard industrielle forseglede lagre. Begge løsningene gjør at reparasjon av kranklageret innebærer å ta ut hele patronen fra krankhuset, og installere en ny patron. Selve patronen har som regel også tetninger for å hindre at vann og smuss trenger inn.

De tidlige Shimano LP-kranklagrene fra 1990-årene hadde støttekoppen på drivsiden og brukte lager med løse kuler inni. De kunne demonteres og vedlikeholdes omtrent som justerbare konus- og skållagre.

I løpet av starten av 2000-tallet har det blitt tatt i bruk diverse løsninger med integrerte utvendige kranklagre. Salgsargumentet med disse har vært redusert vekt og økt stivhet sammenlignet med innvendige kranklagre. Krankhus har lenge hatt standard innvendige gjenger med diameter 34.9 mm (ISO/britisk standard) eller 36 mm (italiensk standard). Denne relativt lille diameteren gir begrenset plass, og begrenser enten hvor stor krankakslingen kan være eller hvor store lagrene kan være.Man kan velge mellom å designe store lagre og tynn spindel som gir lite stivhet, eller en tykk spindel med tynne lagre som er lite slitesterke. Utvendige lagre gjør det dermed mulig å bruke en spindel med stor diameter (derav økt stivhet) som kan være hul (derav mindre masse). De gir også større avstand mellom de to lagerflatene, hvilket bidrar til stivhet samtidig som de tillater lettere komponenter (men kan også øke kvakkfaktoren).

En annen tilnærming enn å gå over til gjengede utvendige kranklager kunne vært å standardisere rundt en av de større krankhus-standardene fra BMX-sykler, eller BB30-standarden (montering med presspasning)^[7] opprinnelig introdusert av Cannondale.

Flere implementeringer av eksterne lagre er brakt på markedet.

I ett vanlig design er krankarmen på drivsiden (høyre side) og krankspindelen én integrert enhet, og lagrene er plassert i skåler utenfor krankhuset, skrudd fast i krankhuset. Det finnes en rekke utgaver av dette designet: Shimano sin Hollowtech II, RaceFace sin X-type og FSA sin MegaExo. Navnene X-Type og Hollowtech II brukes ofte generisk for å referere til alle design av denne typen, men er egentlig varemerker for systemene til de selskapene som markedsfører systemene. De utvendige lagrene er kompatible på tvers av produsenter. Med denne nye standarden har det kommet flere kranksett designet for bruk med utvendige lagre fra andre produsenter, for eksempel DMR sin "Ex type" og Charge Bikes sin "Regular"-krank.

I starten av 1990-årene hos Magic Motorcycle, en liten komponentprodusent i USA som senere ble kjøpt av Cannondale og omprofilert til Cannondales sitt CODA-merke (Coda Magic 900 cranks), ble det laget et proprietært utvendig kranklager med overdimensjonert spindel og kranklager. Designet kan minne om de utvendige kranklagrene som som markedsføres av FSA, RaceFace og Shimano. De moderne versjonene av dette systemet brukte samme lagerstørrelse (6805-RS, 25 mm innerdiameter, 37 mm ytrediameter) og det originale monteringsverktøyet passet. Kranken hadde brede og intrikat CNC-maskinerte hule krankarmer laget av to halvdeler som var limt sammen. Cannondale gikk imidlertid bort fra den standarden og utviklet SI-krankene og deres nye BB30 standard for kranklager som ble presset på i stedet for å skrus med gjenger. BB30 må brukes med spesielle rammer, og har et ugjenget krankhus med 42 mm diameter (som er større enn standard ISO-krankhus med 34.9 mm-gjenger) som muliggjør bruk av vanlige forseglede lagre sammen med deres SI-krankarmer (som fremdeles består av to sammenlimte deler av aluminium.

En annen forløper til dagens utvendige lagre og gjennomgående spindler ble utviklet av Sweet Parts, en mikroprodusent av avanserte kranker og styrefremspring. Deres Sweet Wings-kranker fra begynnelsen av 1990-årene hadde en gjennomgående spindel hvor hver krankarm hadde hver et halvrør, og de to halvrørene møttes og ble holdt sammen av en enkelt bolt inni hulrommet til spindelen. Lageret var en innvendig/utvendig hybrid, med lageret på høyre som innvendig lager i krankhuset, mens venstre side var utvendig (og brukte også et 6805-RS forseglet lager).

 

Giga-X-Pipe was Truvativ (senere kjøpt opp av SRAM i 2004) sin tilnærming, og er en utvikling av ISIS Drive-kranklageret, men med lengre spindel og lagrene utenfor krankhuset. Spindelen presses permanent inn i høyre krankarm. Kilesporet (spline) til den venstre krankarmen ligner på de brukt på ISIS Drive-krankarmer, men ermed vilje laget annerledes for å hindre installasjon av eldre ISIS-krankarmer. Argumentet for at systemet ikke var designet for å være kompatibelt med eldre eldre krankarmer var at eksterne lagrene ville gitt endret kvakkfaktor og kjedelinje. Truvativ refererer til dette designet som Giga-X-Pipe, og har også laget et tyngre utvendigt kranklager kalt Howitzer som er mer som et tradisjonelt kranklager ved at spindelen ikke presses permanent inn i høyre krankarm. Også kilesporet på Howitzer ligner på kildesporet til ISIS Drive-standarden, men er også annerledes for å hindre bruk av ISIS Drive kranker med det utvendige kranklageret, hvilket også ville hatt en effekt på kjedelinjen og kvakkfaktoren.

 

I 2006 introduserte Campagnolo et kranksett med utvendig kranklager kalt Ultra-Torque, hvor begge krankarmene er permanent festet til hver sin halvaksling som sammen utgjør spindelen. Disse tres inn i kranklageret hvor de møtes på midten og kobles sammen via en Hirthkobling og en bolt.^[8]

Sykkelrammer som bruker pressede kranklagre har ikke gjenger inni krankhuset, men krankhuset er i stedet en slett sylinder. Kranklageret (vanligvis et standard industrielt forseglet lager) presses direkte inn i rammen. Pressede lagre gir rammeprodusentene stor fleksibilitet i rammedesignet, og kan gi større stivhet og redusert masse.

En ulempe er at montering og demontering av pressede kranklagre i utgangspunktet krever dyrt spesialutstyr.^[9][10][11] Noen hobbymekanikere monterer og demonterer selv med enkle håndverktøy, men det er en viss risiko for å skade rammen. En annen ulempe med pressede lagre er at mange brukere rapporterer at de begynner å knirke etter en viss tid. En tredje ulempe er at det etterhvert finnes svært mange konkurrerende og inkompatible standarder for pressede lagre introdusert av ulike sykkelprodusenter.

De nåværende pressede standardene (og produsentene som utviklet dem) er:

• BB30 (Cannondale) – 42 mm krankhus^[12]
• PF30 (SRAM) – 46 mm krankhus^[12]
• BB90 og BB95 (Trek) – 37 mm krankhus^[12]
• BB86 og BB92 (Shimano) – 41 mm krankhus^[12]
• BB79 (Cervelo sin BBRight) – 46 mm krankhus^[12]
• BB386EVO (FSA og BH Bicycles) – 46 mm krankhus^[12]

På BB30 (Cannondale), BB90 og BB95 (Trek) presses lagrene direkte inn i rammen. På PF30 (SRAM), BB86 og BB92 (Shimano), BB79 (Cervelo) og BB386EVO (FSA) er lageret plassert i en nylonkopp som presses inn i rammens krankhus.

Pressede standarder krever vanligvis todelte kranksett, eller i det minste en spindel som tres gjennom etter at lagrene er montert. På grunn av fast spindellengde og -diameter kan det hende at kranksett laget for bruk med en standard for presset lager ikke er kompatible med en annen. For eksempel vil et kranksett laget spesielt for BB30 ikke passe i et BB86-kranklager og -ramme. Det er andre tilfeller hvor tredjeparts adaptere kan brukes til å montere et kranksett laget for en standard til en annen. For eksempel kan et Shimano todelt Hollowtech II-kranksett (med 24 mm ytterdiameter på spindelen) passe inn i en ramme laget for BB30-kranklager (42 mm indre diameter) ved hjelp av ettermarkedsadaptere.

I tillegg til de forskjellige måtene å passe kranklager inn i rammen, er det flere måter å koble til sveiv armer til kranklager spindel. Shimano introduserte et proprietært splined kilespor grensesnitt kalt "Octalink". Flere andre produsenter (King Cycle Group, Truvativ og Race Face) opprettet en "åpne " standard kalt " ISIS Drive "eller bare" ISIS", For Internasjonal Splined kilespor Interface Standard.^[13]

Kilebolt er en av de eldste standardene for å feste krankarmer til spindelen. Metoden anses nå som foreldet i utviklede land, men er fortsatt i vanlig i utviklingsland.^{[trenger referanse]} Spindelen er en sylinder, med en sekantiell flate for å feste kranksettet. Kranken har på sin side et hull for å passe på spindelen, samt et tverrgående hull for kilebolten. Selve splinten er sylindrisk med en side slipt flatt med en vinkel, og daner dermed en kile som passer mot spindelens flate. Når spliten strammes gir dette en enkelt og effektiv kobling. En ulempe er at koblingen normalt ikke kan strammes nok uten bruk av et spesialverktøy kalt splintpresse (cotter pin press)^[14] som er en type skrutvinge. Kilebolter kan også monteres med improviserte verktøy designet for andre formål, som for eksempel en endeleddavtrekker eller hammer, med blandede resultater.

All lasten kommer på ett veldig lite område på kilebolten, og flaten deformeres plastisk under normal bruk, slik at splinten må byttes ut regelmessig. Hvis det ikke gjøres blir både kranken og spindelen slitt og må også byttes ut. Syklisten vil få et forvarsel når det er på tide med utskiftning i form av en karakteristisk knirkelyd som aldrende kilebolter får kranken til å lage.

 

 

Firkantspor var en stund den mest populære og eneste typen feste mellom krank og spindel (utenom kilebolt). Grensesnittet består av en spindel med konisk firkantspor som monteres i passende koniske firkantspor i hver av krankarmene. Metoden er fortsatt brukt i stor utstrekning.^[15]

Det finnes hovedsakelig to typer firkantspor som ikke er kompatible, nemling JIS-standarden (Shimano og flere) og ISO-standarden (Campagnolo og flere). Begge har kon med 2-graders avsmalning, men med ulik bredde på flaten på enden av spindelen. Noen spindler med firkantspor har hann-gjenger i endene og festes med muttere, mens andre har hunn-gjenger og festes med bolter.

Det finnes flere konkurrerende standarder for spindler med kilespor. Verktøyet som kreves for å installere og fjerne disse kranklagrene har ironisk nok også ofte et kilespor i stedet for spor for vanlig håndverktøy.

 

Octalink-systemet bruker en spindel hvor kilesporet består av 8 kiler som gir kontaktareal mellom krankarmen og spindelen. Octalink finnes i to varianter: Octalink v1 og Octalink v2, og de to er ikke kompatible med hverandre. Forskjellen mellom de to kan sees av dybden på monteringssporene på spindelen, med 5 mm lange kilespor på v1 og 9 mm lange kilespor på v2. Shimano 105, Ultegra 6500 og Dura Ace 7700-kranksett passer til v1-spindler, mens senere komponenter til terrengsykler bruker den dypere rillede v2. Systemet er proprietært og beskyttet av Shimano-patenter og lisensavgifter.

ISIS Drive eller International Splined Interface Standard er en gratis og fritt tilgjengelig spesifikasjon for kilespor til krank og krankspindler. Den ble laget av King Cycle Group, Truvativ og Race Face. Spesifikasjonen med kildekode og designdokumenter kan modifiseres og redistribueres.

Kranklagre til BMX-sykler har ofte en spindel med enten 19 mm, 22 mm eller 24 mm i diameter. Noen har kilespor (splines) for å feste krankarmene, og form og antall kiler varierer mellom produsenter og modeller av kranksett og spindler.

Kranklagre har flere viktige størrelsesparametere:

• Innvendig diameter på krankhuset (og evt. type gjenger)
• Bredde på krankhuset
• Spindellengde

Det finnes et par standard bredder på krankhus som rammeprodusentene forholder seg til. Mindre bredde gir grunnlag for lavere kvakkfaktor.

• 68 mm er standardbredde på de fleste landevegs- og terrengsykler. På terrengsykler har 68 mm vært vanlig siden fra og med 1995.
• 70 mm har tidligere vært brukt på «italienske» landevegssykler.
• 73 mm var vanlig på terrengsykler før 1995.
• 83 mm er brukt på noen utforsykler
• 100 mm er brukt på tjukksykler.

Spindler kommer i et større spekter av lengder (102-140 mm), og er dimensjonerte for å matche ikke bare bredden til krankhuset, men også typen kranklager og kranksett. Spindelen kan for eksempel være lengre for en 3-delt krank, kortere for en 1-delt krank, og så videre. Spindellengden og kranksettets utforming bestemmer kvakkfaktoren.

Det finnes flere standarder for diameter og gjengetype på krankhus i sykkelrammer. De fleste standardene (unntatt eldre italenske og franske sykler) har høyregjenger på drivsiden og linksgjenger på ikke-drivsiden. Dette er motsatt av hva som er vanlig på pedaler, og gjøres av samme årsak, nemlig at gjengene ikke skal skru seg opp mens man trår, men i stedet skal stramme seg.

Den mest kjente og utbredte standarden er BSC/ISO-standarden som har gjengedimensjonen M34.798×1.058, altså en diameter på 34.798 mm og gjengestigning på 1.058 mm. Denne bruker høyregjenger på høyre side, og linksgjenger på venstre side.

Franske gjenger var per 2015 sjeldne, men det var likevel en viss støtte for komponenter på ettermarkedet.^[16] Ifølge en artikkel av Parktool fra 2019 var den franske standarden da ansett som foreldet.^[17] Italienske gjenger var også sjeldne å komme borti per 2017, men det var fortsatt god støtte fra mange komponentprodusenter, inkludert toppmodeller av girgrupper fra Shimano og Campagnolo.^[18]

ISO-standarden for krankhus med cirka 35 mm diameter setter en begrensning på diameteren til krankspindelen og lagrene, og med utviklingen av utvendige lagerdesign har dette angivelig blitt en betydelig begrensning.^{[trenger referanse]} Følgelig kan design med utvendige lager være mindre holdbare enn design med innvendige lager.^{[bør utdypes]} For å løse dette problemet har flere produsenter kommet med nye proprietære standarder for krankhusdimensjoner som gjør det mulig å bruke lagre med større diameter, og mange av disse har brukt lagre som er presset i stedet for skrudd inn i krankhuset. En av de mest kjente har vært Cannondale sin BB30, hvor navnet refererer til at spindelen er 30 mm diameter (mens det ugjengede krankhuset har 42 mm innerdiameter). ^[19] Et par av de konkurrerende ugjengede standarder for presspasning har brukt krankhus med 46 mm innerdiameter. Rundt 2015 kom T47-standarden som er gjenget med 47 mm gjenger. Det er mulig å gjenge opp eksisterende rammer med 46 mm pressede lagre til T47.

Krankhøyden er den vertikale avstanden fra midten av krankhuset til bakken, og påvirker hvor høyt rammen går klar hindringer. Det er en viktig parameter når rammen designes, og gir et utgangspunkt for hvor høyt rytteren kommer til å sitte på sykkelen. Sammen med lengden på krankarmene bestemmer den sykkelens bakkeklaring mens man trår.

Høyt krankhus kan være nyttig på terrengsykler for å gå klar hindringer som steiner og røtter. Særlig på fastdrevsykler bør krankhuset være høyt nok til å forhindre at pedalene kommer i kontakt med bakken når man lener seg i svinger, men dette oppnås ikke alltid. Høyere krankhus er også vanlig på temposykler. Det gir et høyere tyngdepunkt, og sykkelen vil føles mindre stabil i svinger.

Lavt krankhus gir et lavere tyngdepunkt og en sykkel som føles mer stabil i svinger, men med økt fare for at pedalene går nedi bakken i svinger. Det gjør det også mulig å lage en større diamantramme uten at den får en ubehagelig overrørshøyde.

Et eksentrisk innfesting er en sylindrisk plugg eller lagerkopp som passer inn i et forstørret krankhus. Pluggen er maskinert for å bruks med et typisk kranklager, men forskjøvet fra midten av pluggen slik at man ved å rotere pluggen kan endre plasseringen av kranklageret og dermed justere kjedespenningen. Når kjedet er riktig justert festes pluggen med for eksempel settskruer, en klemmemekanisme, en ekspanderende kile i pluggen, eller pluggen kan ha en venstre og høyre halvdel som hver klemmes mot utsidene av krankhuset ved hjelp av bolter som forbinder de to halvdelene.

Indrediameteren på krankhus for eksentriske lagre varierer mellom produsenter fra 42 mm til 55 mm (nominelt).

Eksentriske lagre brukes der det krever presis justering av kjedespenning, som for eksempel timingkjedet på tandemsykler, altså kjedet som forbinder krankene til fremre og bakre rytter. De kan også brukes på sykler som ikke har mulighet for å justere akslingens plassering i bakgaffelen på grunn av vertikal gaffelende eller skivebremser bak, og som ikke har kjedestrammer eller kjedegir bak, som for eksempel ettgirssykler eller sykler med navgir.

Krankhus og kranklagre har endret seg drastisk ettersom produksjon av sykkelrammer og deler har utviklet seg. Flere produsenter har prøvd seg på nye standarder, og utviklingen har vært utfordrende med tanke på rammedesign og ettermarkedsdeler, samt med tanke på vedlikehold og bytte av deler.

Rundt 2001 produserte Shimano proprietære kranklager-komponenter med patenter. Da produsenter av sykkelrammer tok i bruk disse patenterte kranklagrene i design av krankhuset gjorde det at ettermarkedsprodusenter slet med å lage kranklagre som passet i alle sykler som brukte originale Shimano-deler.

I 1998 gikk selskaper som RaceFace, Chris King og Truvativ (senere kjøpt opp av SRAM i 2004) sammen om å lage en åpen standard for kranklagre. I 2001 resulterte dette i ISIS Drive-standarden som ble publisert med åpen kildekode og inneholdt alle spesifikasjonene som behøvdes for å lage kompatible produkter. Rammeprodusenter tok til seg ideen og laget sykler for ISIS Drive-standarden som åpnet opp for et bredere marked. Suksessen viste seg å være kortvarig på grunn av svakheter, og bransjen så behov for å utvikle bedre løsninger.

I 2019 lager Shimano både ikke-proprietære og proprietære kranklagre som HollowTech II og BBR60. Mange ettermarkedsprodusenter lager konverteringssett for kranklagre som gjør det mulig å bruke andre typer kranksett med en gitt lagerstandard (for eksempel en BB/PF30-krank i festet på en trappet 22/24 mm spindel).^[24][25]

• ISO 6695: Cycles – Pedal axle and crank assembly with square end fittings – Assembly dimensions. International Organization for Standardization, Geneva, 1991. (også: British Standard BS 6102-14)
• ISO 6696: Cycles – Screw threads used in bottom bracket assemblies. 1989. (også: British Standard BS 6102-9)
• ISIS drive

• Sykkelen(no)s krankhus og kranklager guide - Sykkelen.no