Langsames Einlassen auf einen Umstieg aufs Liegerad
- Ersteller Scottade
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Ok, und wie viele Stahlrahmen sind schon in den vergangenen 150 Jahren gebrochen?
Die Dauerfestigkeit eines Bauteils ist abhängig von dessen konstruktiver Auslegung bzw. Dimensionierung! Maschinenbau 1. Semester....
Sprich: bricht es unerwartet früh, war es zu schwach dimensioniert! Die Materialwahl ist dabei eher sekundär.
Grundsätzlich kann man nämlich - ausreichende Dimensionierung vorausgesetzt - mit den üblichen Aluminiumlegierungen dauerfeste Fahrradrahmen bauen, wie unzählige Beispiele im Alltag belegen.
Kannst ja mal darüber nachdenken, wenn du das nächste Mal im Urlaubsflieger sitzt (der größtenteils aus Alu besteht)....
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Dauerfestigkeit
Unterhalb einer bestimmten maximalen Beanspruchung und ohne das Auftreten zeitabhängiger Schadensmechanismen (wie z. B. Korrosion) können einige Materialien (theoretisch) unendlich viele Schwingungen (Lastwechsel) ertragen. Bauteile, die einem realen Betriebseinsatz unterliegen, zeigen diese Verhalten nur in Ausnahmefällen und unter bestimmten Voraussetzungen. Meist wird das Bauteil nicht dauerfest, sondern betriebsfest ausgelegt, außerdem zeigen Werkstoffe mit kubisch flächenzentriertem Kristallgitter, darunter viele Nicht-Eisen-Metalle wie Aluminium, keine Grenzschwingspielzahl. Hier ist auch bei geringen Belastungsamplituden bei hohen Lastspielzahlen mit Ermüdungserscheinungen zu rechnen. Gleiches gilt für hochfeste Stähle:
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Wo bei den regelmäßigen Wartungen turnusgemäß hochbelastete Aluteile ausgetauscht werden, weil sie eben nicht dauerfest sind. Die wissen inzwischen (normalerweise), wie lange das hält und tauschen vorher aus.Kannst ja mal darüber nachdenken, wenn du das nächste Mal im Urlaubsflieger sitzt (der größtenteils aus Alu besteht)....
Die Comet ist damals ganz überraschend auseinandergebrochen, weil das noch nicht verstanden war.
Gruß,
Tim
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Dir ist schon klar, dass solche Bauteile meist aus Gewichtsgründen auf eine begrentzte Lebensdauer ausgelegt werden? Das ist kein Beleg für deine abenteuerliche These, dass Alu angeblich keine Dauerfestigkeit haben soll!
Wie gesagt: es ist eine reine Auslegungsfrage ob ein Bauteil dauerfest ist oder eben nur eine begrenzte Lebensdauer hat - es ist keine Materialfrage - zumindest nicht bei metallischen Werkstoffen.
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Hast du denn den Wikipedia-Text nicht gelesen - oder glaubst du ihn einfach nicht? Eventuell auch den Absatz davor.
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die Älteren unter uns erinnern sich noch an den japanischen Flieger, der aufgrund von extremen Kurzstreckeneinsätzen im Alu geschwächt, sein Leitwerk teilweise verlor und erst nach langem Kampf der Piloten abstürzte. Ein Mensch hat überlebt.
http://www.aerotelegraph.com/der-schlimmste-flugzeugabsturz-der-geschichte
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Ich glaube, die Verwirrung kommt aus den unterschiedlichen Deutungen des Begriffs Dauerfestigkeit. Die bedeutet, daß ein Bauteil bei Unterschreiten der Belastung, die der Dauerfestigkeit zugeordnet ist, unendlich viele Schwingspiele aushält, ohne zu versagen.
Bei kubisch flächenzentrierten Werkstoffen ist eine solche Grenze nicht gegeben, stattdessen wird dort mit Betriebsfestigkeit gearbeitet. Man legt zur Auslegung fest, wieviel Schwingspiele welcher Belastung zur benötigten Lebensdauer ausgehalten werden müssen und legt darauf das Bauteil aus. Bei Schwingspielen über 10^7 wird dann oft von Dauerfestigkeit gesprochen. Das sind bei 10 Hz Schwingfrequenz aber gerade mal 11,57 Tage Lebensdauer.
Man kann das Bauteil aber auch z.B. für 10^9 Lastspiele auslegen, das sind bei 10 Hz dann schon 3,17 Jahre Lebensdauer. Für ein Auto (=Stehzeug) vollkommen ausreichend, das wird so für 8000 h ausgelegt, das sind bei 60 km/h etwa 500.000 km. Von der amerikanischen Norm für Kraft6fahrzeuge sind sogar nur 160.000 km vorgesehen, 100.000 Meilen.
Wenn dann aber diese Lebensdauer deutlich überschritten wird oder die Belastung größer ist als ausgelegt, wird irgendwann etwas brechen. Bei kfz-Metallen reicht da schon die längere Nutzung, ohne erhöhte Belastung. Für den Bruch der Balatancouch im Nachbarthread brauchte es schon die stärkere Belastung.
Gruß,
Tim
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Mal den Ball flach halten. Es geht dabei um die eher theoretische Grenzschwingspielzahl. Wir reden hier aber über Fahrradbau!
Diese extrem hohen Lastwechselzahlen werden doch bei Fahrrädern nicht erreicht.
Ja, natürlich zerbröselt Alu irgendwann, aber das ist doch nicht der Punkt. Ob ein Material für Fahrradrahmen geeignet ist oder nicht wird doch nicht durch diese eher theoretische Betrachtung festgestellt, sondern es reicht völlig, wenn der Rahmen nicht während der anvisierten Lebensdauer bricht - sprich: betriebsfest ist.
@TimB hatte ja Alu eher allgemein als untauglich für Fahrradrahmen dargestellt und das mit der Dauerfestigkeit begründet (und eher die Grenzschwingspielzahl gemeint). Es reicht aber völlig, wenn ein Rahmen die anvisierte Lebensdauer schafft. Und das ist auch mit Alu bei Fahrrädern problemlos möglich. Das Alu-Rad meines Nachbarn hat kürzlich die 30k-Kilometer-Marke hinter sich gebracht, der Rahmen sieht noch top aus, was will man denn mehr?
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Natürlich könnte man auch in Alu dauerfest bauen. Es sind allerdings genügend Brüche von Alu-Fahrradkonstruktionen bekannt. Ob von K*ttler-Rädern, oder dem einen oder anderen Liegeradrahmen, -sitz, -schwinge. Auch Alu-Einbauteile in VM gehen mal kaputt. Müssen sie natürlich nicht, aber wenn ich die Wahl hätte, würde ich Stahl oder Carbon vorziehen. Ein Schreibtischsportler wie ich bekommt soetwas wahrscheinlich dennoch nicht kaputt.
Zu einer dauerfesten Alu-Schweißkonstruktion gehören neben der Dimensionierung auch aufwendige Nachbehandlungsschritte, mindestens Spannungsarm glühen, Richten des Rahmens und nochmals erwärmen und ggfs. nochmals Richten. Das ist sehr teuer und macht wohl vermutlich kein Liegeradhersteller. (Und jetzt dürfen wir auf den Gegenbeweis gespannt sein).
Man kann auch darauf verzichten und sehr viel dicker dimensionieren, dann ist allerdings der Gewichtsvorteil gegenüber Stahl dahin.
Zu einer dauerfesten Alu-Schweißkonstruktion gehören neben der Dimensionierung auch aufwendige Nachbehandlungsschritte, mindestens Spannungsarm glühen, Richten des Rahmens und nochmals erwärmen und ggfs. nochmals Richten. Das ist sehr teuer und macht wohl vermutlich kein Liegeradhersteller. (Und jetzt dürfen wir auf den Gegenbeweis gespannt sein
). Man kann auch darauf verzichten und sehr viel dicker dimensionieren, dann ist allerdings der Gewichtsvorteil gegenüber Stahl dahin.
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Ich kann dir nur eines raten: Schau dir mal Cruzbike an!
Ich fahr eine Vendetta (das ist die Rennsemmel), aber es gibt auch viel aufrechtere Varianten..!
Einfach grandios!
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Ninja, 30 Mm sind ja bei einem Vielfahrer eher noch nicht überragend viel. Wenn man nur ein Rad hat und um die 10 Mm / Jahr fährt, sind das grade mal 3 Jahre.
"Aussehen" hat wohl eher mehr mit der (kosmetischen und konservierenden) Pflege zu tun; weniger mit grundsätzlichen Werkstoffeigenschaften.
Einen Fahrradrahmen mit locker 10 Jahren oder mehr Lebenserwartung. Bei 30 Mm überstandener Laufleistung würde ich von "gut eingefahren" sprechen, aber sicher nicht "staunen, dass er noch gut aussieht".
-Andreas
Da die Anforderungen und Umstände meinen sehr ähnlich sind, würde ich mir als Alternative auch frontangetriebene Räder mit beweglichem Tretlager ansehen (z.B. von Cruzbike oder Hifly Velomo).
Ich bin erst mit 48 (aufgrund von Wirbelsäulenproblemen) auf ein Liegerad umgestiegen (M5 Tieflieger), fahre schnelle Strecken (60-100km) am Wochenende ohne Gepäck. Nach 3 Jahren habe ich eine Vendetta von Cruzbike gekauft und würde nicht wieder auf ein heckgetriebenes Liegerad zurückgehen. Die wesentlichen Vorteile des Antriebskonzeptes sind für mich: schnell, wendig, steifer Rahmen, keine lange Kette, einfach an unterschiedliche Größen anpaßbar. Ähnlich wie beim normalen Rennrad ist Wiegetritt möglich, d.h. die Arme bringen auch etwas PS auf die Strasse (gefühlte 3-5%).
Nachteile: Zumindest Cruzbike ist relativ teuer (ca. 2500 € für Rahmenset Vendetta), Umgewöhnung erforderlich, das Anfahren braucht mehr Übung, Soviel ich weiß gibt es keinen Cruzbike-Händler in Deutschland. Die Cruzbiker im Forum helfen aber ggf. mit Probefahren. Auf der Spezi in Germersheim ist meist ein französischer Cruzbike-Händler. Zum Velomo mit Frontantrieb gab es hier im Forum auch einen Thread
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Ja, und bei 3 Mm/a sind's dann 10 Jahre. Wer hätte das gedacht?
Das sagst DU. Aber du hast den Rahmen nicht gesehen. Klar - ich habe jetzt auch keine professionelle Werkstoffprüfung gemacht aber für gewöhnlich kann man schon recht gut einen guten von einem abgeranzten Rahmen unterscheiden.
Naja, bei einem 500 Euro-Alu-Rad ist das vielleicht nicht erstaunens- aber sicher erwähnenswert.
Und übrigens: der von mir als Beispiel genannte Rahmen entspricht doch genau deiner Forderung: 10 Jahre alt, 30 Mm drauf und ist noch gut in Schuss. Er wird also noch mehr Kilometer schaffen.
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Nochmal für die Leute ohne Werkstoffkunde-Hintergrund:
Bei der Diskussion um Dauerfestigkeit geht es darum, ob ein Werkstoff bei beliebig niedriger Belastung auch tatsächlich beliebig viele Belastungszyklen aushält.
Bei Aluminium ist das nach derzeitiger Kenntnis nicht der Fall. D.h. egal wie niedrig die Belastung: Irgendwann kommt es zum Bruch.
Bei anderen Werkstoffen ist unklar, ob sie sich ebenfalls so verhalten.
Es geht bei der Diskussion um Dauerfestigkeit NICHT darum, ob ein Fahrradrahmen aus einem gewissen Werkstoff ein Fahrradfahrerleben überdauern kann.
Bei der Diskussion um Dauerfestigkeit geht es darum, ob ein Werkstoff bei beliebig niedriger Belastung auch tatsächlich beliebig viele Belastungszyklen aushält.
Bei Aluminium ist das nach derzeitiger Kenntnis nicht der Fall. D.h. egal wie niedrig die Belastung: Irgendwann kommt es zum Bruch.
Bei anderen Werkstoffen ist unklar, ob sie sich ebenfalls so verhalten.
Es geht bei der Diskussion um Dauerfestigkeit NICHT darum, ob ein Fahrradrahmen aus einem gewissen Werkstoff ein Fahrradfahrerleben überdauern kann.
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Zum Thema ALU:
Mir hat mal ein Radhersteller,der das gleiche Modell in Alu und in Stahl gebaut hat , gesagt,
Daß sie bei Stahl mehr Probleme mit Rost als bei Alu mit Bruch haben...
Irgendwas ist als immer...
meines Wissena gibt es aber keine Federn aus Alu, oder?
Mir hat mal ein Radhersteller,der das gleiche Modell in Alu und in Stahl gebaut hat , gesagt,
Daß sie bei Stahl mehr Probleme mit Rost als bei Alu mit Bruch haben...
Irgendwas ist als immer...
meines Wissena gibt es aber keine Federn aus Alu, oder?
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Doch, gibt es. Die richtige Legierung, richtig dimensioniert, kann ganz hervorragend funktionieren.
Siehe hier.
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Wo steht da etwas von Aluminiumfedern? "Alloy" ist eine Legierung und nur wenn von "aluminum alloy" die Rede wäre, ist es eine Aluminium Legierung.
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Technisch ist das korrekt, und auch beim erwähnten Federlieferanten Hypercoils steht nichts von Aluminium (jedenfalls nicht für die Federn).
Ich bin mir allerdings nicht ganz sicher, mit welcher Brille man hier lesen muss. Aus (US-)englischen Foren kenne ich "alloy" als Synonym für "Aluminium", z.B. wird bei Nippeln zwischen "brass" und "alloy" unterschieden, bei Rahmen und Felgen zwischen "steel" und "alloy".
Ich bin mir allerdings nicht ganz sicher, mit welcher Brille man hier lesen muss. Aus (US-)englischen Foren kenne ich "alloy" als Synonym für "Aluminium", z.B. wird bei Nippeln zwischen "brass" und "alloy" unterschieden, bei Rahmen und Felgen zwischen "steel" und "alloy".
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