Het balhoofdlager

Het balhoofdlager.

De vorkbuis draait in de buitenbalhoofdbuis door midden van een cup/conus lager, zie afbeelding 34. Een cup/conus lager is een lager dat in alle richtingen krachten kan opnemen doordat de loopvlakken van de lagers schuin staan. Dit in tegenstelling tot axiaal of radiaallagers. De meeste lagers op een fiets zijn dan ook als cup/conus lager uitgevoerd. Door de schuine loopvlakken is het lager ook makkelijk demonteerbaar te maken en in te stellen.

Een goed functionerend balhoofdlager is van essentieel belang voor een goed stuurgedrag van de fiets. Het balhoofdlager functioneert goed als de cups recht in de balhoofdbuis geperst zijn, het loopvlak van de cups en conussen zuiver is, de vorkconus goed recht op de voorvork is geperst, de kogels zuiver zijn, het lager goed afgesteld is, het lager schoon is en het lager van voldoende kogellagervet is voorzien.

Op een balhoofdlager komen zeer grote krachten, zowel in axiale als radiale richting. Van belang is dan ook dat de kogels en kogelbanen voldoende hard zijn om deze krachten op te vangen. Bij de belasting op de vork is te zien dat de krachten die het lager uitoefent op de vork vooral groot zijn door de stoot en rembelasting. Een extra nadeel van de balhoofdlager is dat het zeer weinig draait. De kogels drukken altijd op dezelfde plek op de cups en conussen.

Een standaard balhoofdlager bestaat uit een vaste conus die op de voorvork geperst wordt, kogels of kogelringen, vaste boven- en ondercups die in de balhoofdbuis geperst worden, een stelconus die op de vork geschroefd wordt en waarmee het lager gesteld wordt, een borgring en een borgmoer die tegen de borgring gedraaid wordt om het lager te borgen. Zie afbeelding 35.

In veel lagers worden voor een snelle montage kogelringen gebruikt. Nadeel hiervan is dat het aantal kogels dat in het lager geplaatst worden afneemt, waardoor de kracht per kogel groter is.
Aanbeveling verdient het dan ook om het lager te vullen met losse kogels.
Dit geldt zeker voor het onderste lager omdat hier de grootste drukkrachten op komen.

Om de grote drukkrachten op te vangen zijn er ook balhoofdlagers met naaldlagers. Zie afbeelding 36a en afbeelding 36b. in plaats van op kogels rollen deze lagers op kleine cilinders (naalden) waardoor er in plaats van een puntcontact een lijncontact ontstaat. Het roloppervlak is veel groter waardoor naaldlagers veel grotere krachten kunnen opnemen. Bij kogellagers kan het voorkomen dat, door de groter krachten, er putten in de cup en conus bij de voorvork geslagen worden. Meestal is dan ook alleen dit lager van als naaldlager uitgevoerd. De naaldlagers worden niet los in het lager geplaatst maar zijn in een speciale kooi gemonteerd.
Een balhoofdstel met naaldlagers heeft speciale cups en conussen met een vlakke roloppervlak voor de cilinders.

Shimano levert een ‘cartridge’ balhoofdstel waarbij cups, conussen en lagers in een afgesloten unit zitten.

In de balhoofdbuis en op de voorvork wordt het huis geperst voor de vaste lagers, zie afbeelding 37. Bij de ahead set is de constructie van het balhoofdstel duidelijk anders, zie afbeelding 38. De binnen balhoofdbuis van de voorvork voor dit balhoofdstel is niet voorzien van schroefdraad. Inwendig wordt een starlock in de balhoofdbuis geschoven. De bovenste balhoofd cup wordt op de vorkbuis geschoven. Daarna worden de veerring, de bovenafdichting, borging, eventuele kabelgeleider en de speciale stuurpen op de vorkbuis geschoven.
Het geheel wordt met een inbusbout en de starlock gesteld en vastgezet. Hiermee worden zowel het lager als de stuurpen vastgezet. De stuurpen wordt daarna nog met een aparte boutje vastgezet om te voorkomen dat die tordeert. Door het gebruik van de veerring is het lager altijd spelingsvrij afgesteld, ook onder sterk wisselende belastingen.

Als bijvoorbeeld door de grote drukkrachten het onderste lager 1 mm wordt ingedrukt, zal de bovenste balhoofd cup normaal gesproken ook 1 mm naar boven komen waardoor het bovenste lager speling krijgt.
Door het gebruik van de veer wordt de balhoofd cup echter continu tegen de kogels gedrukt.
Net als de brackets en naven worden tegenwoordig ook balhoofdsets gebruikt met vaste lagers en cilindrische passingen.
De lagers worden in de balhoofdbuis geperst. De cilindrische voorvork wordt op dezelfde wijze geborgd als bij de aheadset.
Deze lagers zijn onderhoudsvrij. Als ze niet meer goed functioneren moeten ze in zijn geheel vervangen worden. (Zie afbeelding 39) voor een typische afdichting van het balhoofdlager.

Bij een onderhoudsbeurt moet gecontroleerd worden of het balhoofdlager nog soepel en spelingsvrij loopt.
Als dit niet het geval is moet het lager gedemonteerd worden en het defect verholpen worden.
Versleten onderdelen moeten vervangen worden. Het is in ieder geval verstandig om het lager goed schoon te maken, de kogels te vervangen en het lager opnieuw af te stellen.
Als de loopvlakken van de cups en conussen onregelmatigheden vertonen dienen deze ook vervangen te worden.
Bij duurdere balhoofdstellen is het loopvlak van de cups beter gehard en zuiverder gepolijst waardoor ze minder slijtage vertonen en soepeler draaien.

Voor technische pagina’s over het balhoofd kunt u naar de volgende pagina’s toe.
Balhoofd vervangen.
Balhoofdlager monteren en demonteren.
Balhoofdonderhoud.