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Der Fahrradrahmen stellt zusammen mit der Gabel das Grundgerüst des Fahrrades dar. Die gewählten Materialien, Rohrformen und Geometriedaten können ein Rad zu einem wendigen Stadtflitzer oder zu einem sturen Geradeausläufer machen. Für Patienten mit Wirbelsäulenbeschwerden stehen die Besonderheiten der Geometriedaten im Mittelpunkt, um mit dieser maßlichen Grundlage den anatomischen Anforderungen von vornherein gerecht zu werden. Ich gönne uns aber zunächst einen Überblick zum Thema Art der Materialien.

Die Hauptursprungsländer vieler Fahrradkomponenten sind Taiwan und China. So auch für Fahrradrahmen und -gabeln. Seit Jahrzehnten wird unglaublich viel Entwicklungsarbeit von Taiwanesen  geleistet und mehrheitlich in chinesischen Regionen in der Massenproduktion umgesetzt. Der Begriff „Made in China“ darf gerade im Rahmenbereich in den seltensten Fällen als qualitatives Negativ-Kriterium aufgefasst werden.

Die Geschichte des Rahmen- und Gabelbaus ist geprägt durch den Einsatz des Werkstoffes Stahl. Dieser Werkstoffklassiker findet heute noch, sowohl in der Einstiegspreislage mit der so genannten Hiten-Variante, als auch in hochwertigen Einsatzbereichen mit den verschiedenen Cromoly-Varianten Verwendung.

Hiten-Stahl ist in seiner Verarbeitung ein sehr gutmütiger und fehlerverzeihender Werkstoff. Er stellt immer noch die günstigste Möglichkeit dar, Ihnen einen fahrbaren Fahrraduntersatz zu liefern. Der Einsatz dieser Stahlbasisvariante ist in der Regel verbunden mit einer üppigen Dimensionierung der Rohrwandstärken von bis zu 2 mm in den Hauptrohren, so dass viele Fahrräder in der Einstiegspreislage unter Übergewicht leiden.

Neben dem Gewicht der Rohre, spielt die Zugfestigkeit eine wesentliche Rolle. Ein Rahmen aus Stahl soll demnach, gemäß den Fahrrad-Normen DIN79100, 79110 und 79105, mindestens den Präzisionsstahlrohr-Normen DIN2393 (Teil 1 und 2) oder DIN2394 (Teil 1 und 2) mit mindestens 360 N/mm2 Zugfestigkeit entsprechen.

In der Praxis werden gewalzte Bandstähle zu Rohren gerollt, an der Stoßfuge elektrisch verschweißt und kalt nachgezogen. Die Basisstahlvariante bildet die Werkstoffsorte St37-2. In seltenen Fällen wird auf St52-3 zurückgegriffen, um aus Gewichtsgründen unter vergleichbarer Stabilität die Wandstärken zu reduzieren. Allgemein müssen diese Werkstoffe eine hohe Bruchdehnung aufweisen, da viele Hauptrohre in der Massenverarbeitung kalt gebogen werden müssen.

Cromolyrahmen und -gabeln (abgeleitet aus Cromolybdän-Stahl) bieten ein wesentlich besseres Gewichts- / Stabilitätsverhältnis. Der Stahl als Grundstoff erhält so genannte Legierungspartner (Chrom und Molybdän) und verfügt dadurch bei wesentlich geringerem Gewicht über hohe Stabilitätsreserven.

Nahtlos gezogene Rohre mit Wandstärken von hauchdünnen 0,5 mm bis 1 mm können Ihnen mit der richtigen Durchmesserdimensionierung einen hohen flatterfreien Fahrkomfort liefern. Nach DIN17200 sind insbesondere die Sorten 25CrMo4 und darüber hinaus 34CrMo4 für den Einsatz im Rahmenbau geeignet. 25CrMo4 zeichnet sich durch Zugfestigkeiten von 770 N/mm2, einer Streckgrenze von 700 N/mm2 und einer Bruchdehnung von 12 % aus. Für 34CrMo4 gelten die Werte von mindestens 870 N/mm2 für die Zugfestigkeit, 800 N/mm2 für die Streckgrenze und ebenfalls 12 % Bruchdehnung.

Der sicherlich größte Vorteil des Einsatzes von Cromoly-Rohren besteht in der möglichen Reduzierung der Rohrwandstärken und den daraus resultierenden erheblichen Gewichtsersparnissen. Die Verarbeitung dieser Rohrsorten erfordert viel Genauigkeit und Erfahrung. Dies spiegelt sich letztendlich in der Preisstellung wider. Gerne werden auch Fahrräder mit der Bezeichnung Trimoly – Rahmen angeboten. In diesem Fall werden nur die drei Hauptrohre (Sitz-, Unter- und Oberrohr) aus Cromoly-Stahl gefertigt. Wenn Ihnen ein Rad mit Cromoly-Rohren angeboten wird, so lassen Sie sich in jedem Fall genau erklären,  welche Rohre aus welchem Material und mit welcher Wandstärke gefertigt wurde. Hier tun sich erhebliche Qualitäts- und vor allem Preisunterschiede auf!

Neben dem Einsatz von Stahl, ist der heutige Rahmenbau geprägt durch den Einsatz von Aluminium. Aluminium bringt im Vergleich zu Stahl bei gleichem Volumen etwa nur ein Drittel auf die Waage. Allerdings werden Rohre aus Aluminium niemals so filigran wie Stahl dimensioniert werden können, da sie im Rohzustand nur eine Zugfestigkeit von ca. 280 – 320N/mm2 aufweisen. Um Stabilitätsprobleme zu vermeiden, müssen Aluminiumrohre in der Wandstärke, vor allem aber im Durchmesser, wesentlich größer dimensioniert werden. In den meisten Fällen ist insofern der angekündigte Gewichtsvorteil hin. Für Aluminium sprechen allerdings die Rostfreiheit des Materials und die damit bei normalen Klimabedingungen verbundene absolute Wartungsfreiheit. Aluminium kann im Rahmenbau nicht in reiner Form verarbeitet werden. Um das Material überhaupt verarbeiten zu können und eine ausreichende Festigkeit zu erreichen, muss auf Legierungspartner wie Magnesium- und/oder Silizium-Bestandteile zurückgegriffen werden.

Sie werden von verschiedenen Fahrradanbietern in Zusammenhang mit der Rahmenqualität Begriffe oder Zahlenkombination wie Alu 6061, 7005 oder 7020 hören oder lesen. Dabei handelt es sich ebenfalls um eine Qualitätskennzeichnung des Rahmenmaterials. Eine genaue Definition der chemischen Zusammensetzung würde Sie an dieser Stelle nur langweilen, wird auf Wunsch aber gerne nachgereicht. Im Allround- und Komfortradbereich sind die alltagsrelevanten Qualitätsunterschiede dieser Aluminiumsorten nicht nennenswert. Wünschenswert ist im höherwertigen Bereich allerdings der Einsatz von nahtlos gezogenen Alu-Rohren, um stabilitätsoptimierte Rahmen herzustellen. Sinnvollerweise sollten dünnwandige Unterrohre mit einem Verstärkungsblech (sog. Gusset) zum Steuerrohr versehen werden.

Die Bezeichnungen 6061, 7005 bzw. 7020 werden häufig ergänzt durch den Zusatz T4 und/oder T6. Diese Kürzel kennzeichnen einen unbedingt erforderlichen und schonenden Abkühlungsprozess der noch heißen geschweißten und relativ weichen Rahmen. Durch dieses stundenlange Herunterkühlen der Rahmen entspannen die Rahmenrohre und vor allem die Schweißverbindungen, womit eine gleichmäßige Aushärtung gewährleistet wird. Dieser Prozess kann die Stabilität und Haltbarkeit eines Rahmens entscheidend beeinflussen.

Neben den „Materialklassikern“ Stahl und Aluminium begegnet uns im hochpreisigen Bereich ebenfalls verstärkt der Werkstoff Carbon. Die Vorteile dieses Materials sind neben der edlen Optik in einer zusätzlichen Gewichtsersparnis zu sehen. Obwohl mittlerweile zahlreiche Rahmenhersteller viel Erfahrung im Umgang mit Carbonmaterial gesammelt haben ist es selbst für Experten fast unmöglich die Spreu vom Weizen hinsichtlich Rohstoff- und Verarbeitungsqualität zu trennen. Es bleibt ein Restrisiko, dass vor dem Hintergrund der Alltagstauglichkeit eines Fahrrades bedacht sein sollte. Den Liebhabern des Trendigen unter Ihnen wünsche ich viel Spaß, sich mit dem modernen Material auseinanderzusetzen. Die „Langfinger“ in Ihrer Nähe wird es freuen!

Nachdem in den letzten Jahren die Federgabeltechnik in den Fahrradbau Einzug gehalten haben, so sind bei fast jedem Anbieter im Allround- und Komfortradsegment wieder einige Modelle mit starren Gabeln zu finden. Die Gabel ist besonderen Stabilitätsanforderungen unterworfen. Insbesondere allzu aggressive „Bremsmanöver“ setzen den Bereich um den Gabelkopf enormen Kräften aus. Hier wird bei starren Gabeln in Anlehnung an den Rahmenbau durch die entsprechende Rohrform und eine üppige Dimensionierung Rechnung getragen.

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