hallo,
wieviel Gewicht wird bei einem Fahrrad aus Carbon eingespart?
danke
Friedrich
PS:noch andere Vorteile?
hallo,
wieviel Gewicht wird bei einem Fahrrad aus Carbon eingespart?
danke
Friedrich
PS:noch andere Vorteile?
3 vill auch 4 kg,allerdings sind diese fahrräder auch ein wenig empfindlicher in der belastung
Moin,
wieviel Gewicht wird bei einem Fahrrad aus Carbon eingespart?
Schaust Du hier z.B. http://www.carbonsports.de/CS_Ueberblick.lasso
Geringes Gewicht: Komplettrad ab 6,8 kg
Zitat:
Mit 1610 Gramm Rahmengewicht ist die Basis für ein sehr leichtes Komplettrad gegeben (RH 55,5). Unser leichtestes Komplettrad in Rahmenhöhe 58,5 wiegt 6,8 kg.
http://www.aegisbicycles.com/home.html
http://flm-bikes.de/02530999320ac4e01/02530999320aca…
http://www.ruesports.com/frames/
danke
Friedrich
PS:noch andere Vorteile?
Hohe Steifigkeit für optimale Kraftübertragung
Optimale Dämpfung durch CARBON SUSPENSION
Hervorragende Aerodynamik
mfg
W.
Hallo Friedrich,
diese Frage läßt sich nicht pauschal beantworten. Im Rennrad-Bereich gibt es Alurahmen mit etwa 1 kg Gewicht, die hervorragende Steifigkeitswerte besitzen (z.B. von Storck). Kohlefaser-Rahmen bieten meiner Ansicht nach mehr Nachteile als nennenswerten Vorteile. Nach einem Sturz oder Unfall muß der Rahmen auf unsichtbare Risse überprüft werden, Reparaturen sind nur selten möglich. Ausgemusterte Rahmen sind Sondermüll, da nicht recyclefähig.
Gute Dämpfung und geringer Luftwiderstand sind keine Carbon-spezifischen Faktoren, die gibt es bei Alurahmen auch. Man nuß nur den geeigneten Rahmen für sich finden.
Da Carbonrahmen derzeit „in“ sind, bekommt man Top-Alurahmen vergleichsweise günstig zu kaufen, da bekommt man unter Umständen deutlich mehr für gleiches Geld.
Übrigens ist das Beispiel von Carbonsports denkbar schlecht, denn ein Rahmengewicht von 1800 gr (!) wurde schon vor 10-15 Jahren mit Stahl erreicht (z.B. Columbus Max-Rohr).
Gruß,
WernerL
hallo,
wieviel Gewicht wird bei einem Fahrrad aus Carbon eingespart?
danke
Friedrich
PS:noch andere Vorteile?
vorab sorry fürs klugscheißen, aber ich reagiere allergisch auf den von (fahrradspezifischen) medien stets betriebenen materialhype (egal bei welchem material) ohne grundwissen. wer nicht weiterlesen möchte, dem sei nur gesagt, dass sich die frage weder mit einer zahl noch generell mit einem „besser“ oder „schlechter als material xyz“ beantworten lässt. der fachkundige leser möge die vereinfachungen entschuldigen.
die formulierung ist schon falsch. ein fahrrad besteht aus so vielen teilen, und nicht alle können aus faserverstärkten kunststoffen hergestellt werden - das ist jedenfalls das, was ich unter dem begriff „carbon“ verstehe, der mit dieser bedeutung nur in der freizeitindustrie und in den medien genutzt wird.
man spricht solchen verbundwerkstoffen aus kohle- oder aramidfasern und meist epoxidharz als matrixmaterial diverse positive eigenschaften zu wie auch negative, was oft mehr auf marketing auf der einen und panikmache und halbwissen auf der anderen seite basiert.
vorteil wie nachteil solcher werkstoffe ist die anisotropie, das heißt die richtungsabhängigkeit der materialeigenschaften. als beispiel stelle man sich ein abschleppseil vor - damit kann man ein auto ziehen, aber nicht schieben. das klingt äußerst banal, beschreibt aber die eigenschaften einer faser: sie hat gute materialeigenschaften was zug in längsrichtung betrifft, aber druck und torsion kann sie nicht aufnehmen.
nebenbei bemerkt: eine dünne faser hat eine wesentlich höhere zugfestigkeit in längsrichtung als ein dicker klotz des gleichen materials. je dünner, desto defektfreier ist die faser und desto näher an die theoretischen materialkennwerte kommt man heran.
man versucht also, in einem bauteil bündel sehr dünner fasern (sog. rovinge) genau in die richtung zu legen, in der zugkräfte wirken. dazu muss man zunächst überhaupt mal wissen, welche kräfte wirken, was selbst bei einem simplen fahrradrahmen schwieriger ist als es auf den ersten blick scheint. hat man davon eine gute vorstellung, kann man einen rahmen bauen, bei dem man sehr viele fasern in der richtung der zugkräfte liegen, wie sie beispielsweise bei einem starken antritt enstehen. dann fühlt sich der rahmen angenehm steif an und man glaubt, einen besonders guten vortrieb zu haben. gleichzeitig kann man aber eine elastizität des hinterbaus in vertikaler richtung ermöglichen, indem man entsprechend an den richtigen stellen weniger faserbündel einbaut oder fasern nimmt, die sich bei gleicher kraft mehr dehnen lassen. dann fühlt sich das rad trotz hoher steifigkeit komfortabel an. tauchen kräfte auf, die der konstrukteur nicht bedacht hat, endet das meist zügig im versagen des bauteils. entsprechende sicherheiten müssen also auch mit eingeplant werden.
fazit 1: es kommt also bei faserverbundwerkstoffen noch stärker auf den konstrukteur an als bei einem (i.d.r. isotropen) metall. bei einem metallrahmen bringt mehr wandstärke in der regel mehr stabilität, bei einem „carbon“-rahmen kommt es dagegen darauf an, wo und wie die fasern liegen - mehr gewicht ist nicht gleichzeitig ein indiz für mehr stabilität. man muss also dem konstrukteur vertrauen, dass er seine arbeit gut gemacht hat.
wie bekommt man nun zahllose faserbündel dazu, zusammenzuhalten? dazu braucht man eine matrix, also ein verbindendes grundmaterial. das ist meist ein epoxidharz. man legt also im einfachsten fall bündel für bündel fasern in der hoffentlich richtigen richtung übereinander, pinselt zwischen jede lage eine schicht einer mischung aus harz und härter und lässt dann das harz aushärten. damit das bauteil gut wird, muss das harz die fasern gleichmäßig und aus gewichtsgründen möglichst dünn bedecken und soll möglichst vollständig aushärten, überschüssiges harz wird möglichst entfernt. dazu bedient man sich verschiedener verfahren, die i.d.r. umso teurer sind, je besser das bauteil werden soll. auch wenn das harz eigentlich das matrixmaterial ist, liegt sein anteil bei guten fvw deutlich unter 50%. das harz verhindert nur die bewegung der fasern gegeneinander, soll aber keine kräfte allein tragen, denn dafür sind die materialkennwerte im vergleich zu denen der faser in zugrichtung zu schwach. die typische oberfläche mit ineinander verwebten faserbündeln ist wenn nur noch zu optikzwecken mit eingebaut, mittlerweile wird aber aus gewichtsgründen immer häufiger auf diese deckschicht verichtet. das, was so typisch nach „carbon“ aussieht, ist also eher hinderlich für die ausreizung der materialeigenschaften der fvw.
fazit 2: es kommt also bei fvw noch stärker auf den hersteller an als bei einem metall. liegen die fasern wirklich so wie der konstrukteur das wollte? sind alle fasern richtig mit harz bedeckt? ist der harzanteil wirklich nur gerade so groß wie nötig? ist das harz vollständig ausgehärtet? gibt es keine einschlüsse von fremdkörpern oder luft im harz? wird jedes bauteil mit der gleichen sorgfalt hergestellt? diese fragen kann man nicht beantworten, wenn man das fertige produkt mit einer schönen oberfläche sieht. man muss also dem hersteller vertrauen, dass er seine arbeit gut gemacht hat. (hersteller ist in der fahrradbranche i.d.r. ungleich der marke, deren name auf dem bauteil draufsteht!)
wenn also konstrukteur und hersteller gut gearbeitet haben, hat man ein produkt, das genau das gut kann, was der konstrukteur von ihm erwartet. ein rennradrahmen aus carbon wird demnach nicht in der lage sein, zu einem reiserad mit hoher gepäckbeladung umgebaut zu werden. auch auf häufiges umfallen, stürzen oder mit dem rad auf dem autodach in die garage fahren werden leichte bauteile nicht ausgelegt, insofern machen sie das auch nicht mit. es kommt also stark auf den einsatzbereich an, ob fvw einen vorteil verschaffen oder nicht.
nur aufs fahrrad bezogen, wo bieten fvw vorteile und wo nachteile?
wenn es um leichtbau geht, kommt man bei vielen teilen nicht mehr um fvw herum, weil die spezifischen materialkennwerte besser sind als die vieler anderer materialien. als beispiele wären zu nennen: rahmen, gabeln, sattelstützen, lenker. in manchen bereichen des radfahrens ist leichtbau eher untergeordnet und der nutzer verlangt eher bedingungslose stabilität, zum beispiel bei alltags- oder reiserädern. wenn es um den sportlichen aspekt und um wettkämpfe geht, bei denen weniger gewicht einen vorteil verschafft, wie beim rennrad und bei den mtb-disziplinen cross country und marathon, werden grundsätzlich immer mehr bauteile aus fvw gefertigt.
insbesondere bei bauteilen, die durch reibung einem verschleiß unterliegen, eignen sich fvw eher schlecht. kettenblätter gibt es zwar aus fvw, aber an alu- oder gar stahlteile reichen sie in der haltbarkeit nicht heran.
felgen leiden unter dem schlechten reibwert, besonders bei nässe. wer auch am rennrad maximale verzögerung will, sollte alu-felgen fahren. wer jetzt an die „carbonbremsscheiben“ aus der formel 1 denkt: ganz andere geschichte, anderes material und nicht aufs rad übertragbar.
wie bei der tour de france gesehen, hat ein laufrad das vollständig aus fvw bestand (hersteller: carbonsports, früher lightweight) den zusammenprall mit einem unvorsichtigen hund nicht überlebt. solche außergewöhnlichen belastungen hat der konstrukteur aus gewichtsgründen nicht eingeplant. erschwerend kommt hinzu, dass sich fvw in aller regel vor dem bruch nicht sichtbar plastisch, also bleibend, verformen. wo ein metallteil verbiegt, wird die energie beim fvw durch den bruch abgebaut. im motorsport nutzt man das bei den sicherheitskäfigen aus, die durch das zersplittern zu kleinsten partikeln eine energie abbauen können, die bei metallen eine deutlich größere knautschzone verlangen würde.
die gefahr des nichtverbiegens liegt nun in der scheinbaren äußeren unversehrtheit eines bauteils nach einem crash (beispielsweise sturz und einschlag des lenkers auf den boden), während im inneren einzelne faserlagen bereits voneinander getrennt sind (delamination), sich risse gebildet haben etc. so dass bei einer neuen mäßigen belastung (schlagloch) ein bauteil (lenker) unvermittelt bricht.
dies passiert aber bei sinnvoll konstruierten bauteilen auch im schlimmsten fall nicht so, wie man das vom unfall in der formel 1 kennt. es gibt zwar kein verbiegen, aber verfärbungen an der oberfläche, knackgeräusche und geringere steifigkeit können anzeichen für eine beschädigung sein. kommt es dann zum bruch, können eingebaute aramidfaserlagen (sehr reißfest, unter dem handelsnamen kevlar sehr bekannt) das bauteil zumindest noch halbwegs zusammenhalten. in der formel 1 sind die vielen kleinen splitter teil des sicherheitskonzepts, am rad wird man soetwas eher nicht erleben.
um zur frage nach der gewichtssersparnis zurückzukommen und nicht völlig abzuschweifen, die kann man für einzelne teile mäßig beantworten, für ein ganzes rad gar nicht. ein leichter mtb-rahmen aus fvw (beispiel: scott scale) wiegt um die 1030g in einer mittleren rahmenhöhe, ein rahmen aus einer aluminiumlegierung mit geringem scandiumanteil wiegt mindestens 100-150g mehr (besipiel: scott team issue scandium). allerdings hat man außer der masse in der regel kein objektives bewertungskriterium. die seitensteifigkeit alleine beispielsweise sollte, sofern in tests angegeben, auch nicht überbewertet werden.
man kann teile in der regel nicht völlig objektiv vergleichen und daher auch nicht sagen, ob ein teil aus fvw absolut gleichwertig ist zu einem anderen teil aus alu- oder titanlegierungen ist. man kann höchstens gewichtsvergleiche anstellen und dabei fällt das geringere gewicht der fvw auf, ohne dabei etwas über gleichwertige funktion auszusagen.
ich hör an der stelle mal auf, weil ich sowieso schon zuviel geschrieben habe. als kurzes fazit sei gesagt, dass man ohne schraubererfahrung und drehmomentschlüssel, genügend dicken geldbeutel für qualitätsprodukte, grundlegenden kenntnissen über schwächen des materials und ein wachsames auge auf sein sportgerät besser die finger von „carbon“ lässt.