Alu-Rohr kalt ovalisieren?

Beiträge
1.795
Hallo,
für mein aktuelles Bastelprojekt möchte ich wieder Rohr-Teile mit Holzteilen verbinden. Ich habe damit sowohl von der Stabilität als auch vom Gewicht sehr gute Erfahrungen gemacht (obwohl ich nicht auf Leichtbau optimiert gebaut habe) und außerdem hab ich keine Möglichkeit zu schweißen oder zu löten, bin aber ziemlich fitt in der Holzverarbeitung.
Das tolle an dieser Bauweise: Man kann völlig freie Rahmenformen erfinden, quasi um die frei angeordneten funktionalen Teile herumfließen lassen, und kann diese an den belasteten Stellen beliebig aufdoppeln und an nicht so belasteten Stellen beliebig fein ausführen. Außerdem kann man durch die Dimensionierung und die Anordnung der Faser eine sehr hohe Steifigkeit erreichen, oder eine hohe Flexibilität, je nach dem was man gerade braucht.

Bei meinem letzten Projekt hatte ich klassische CroMo-Stahl Rohre, da hab ich Hartholz-Rundhölzer reingepresst und dann das ganze durchbohrt und mit viel Gewalt von beiden Seiten die Holzteile aufgeschraubt. Das hat super gehalten, auch nach 5 Jahren draußen in Wind und Wetter ist das Fahrrad stabil und macht alles mit.

Bei meinem jetzigen Projekt hab ich vom Hinterbau sehr breite Alurohre, und mit den Holzteilen zusammen wird mir das ganze zu fett zwischen den Beinen. Ich wollte die Alurohre deshalb kalt sanft ovalisieren, wenn das ohne großen Festigkeitsverlust machbar ist. Kann mich da jemand beraten? Ich habe keine Ahnung was für eine Alulegierung das ist und ob bzw. wie sie gehärtet ist. Halt so ein 0815-Mittelklasse MTB-Rahmen mit ziemlich fetten Rohren.

Wenn ich die absäge und sanft mit dem Schraubstock oval drücke, so vielleicht aus 4cm Breite 3cm mache, ist das ok? Oder schwäche ich das Alu damit extrem? Ich würde dann die ovalen Rohre wieder in dieser Stellung fixieren, indem ich eben ein ovales Rundholz einpresse und von außen wieder die "Seitenwangen" aufpresse. Im Übergang zum Rahmen wären locker 10cm vorhanden, um von oval auf Rund überzugehen.

Bitte keine Diskussion contra Holzrahmen, bin mit der Bauweise sehr glücklich, lediglich die Verbindung Oversized-Alurohr mit Holz-Seitenwangen steht zur Diskussion :D
 
AW: Alu-Rohr kalt ovalisieren?

Hallo mangiari,

auch wenn ich dir jetzt nicht wirklich weiterhelfen kann:

Kannst du mal ein paar Bilder deines letzten Projekts posten (oder per PN weiterleiten)? Ich trage mich nämlich ebenfalls mit 'Bastelgedanken', und auch die Voraussetzungen (keine Möglichkeit zu löten/schweißen, aber Holz...) sind gleich. Bis jetzt konnte ich aber noch nicht wirklich auf Erfahrungsberichte o.ä. zurückgreifen.


Zu deiner eigentlichen Frage: Ich glaube, dass Alu empfindlicher ist als Stahl, was die Kaltverformung angeht (Bei meinen Biegeversuchen mit Massivmaterial habe ich bei Alu sehr viel früher Risse etc. bemerkt.). Je nachdem wie deine Rohre dimensioniert sind (Durchmesser, Wandstärke) musst du abschätzen, ob dir die Reststabilität ausreicht.


Gruß, Fred
 
AW: Alu-Rohr kalt ovalisieren?

Kannst du mal ein paar Bilder deines letzten Projekts posten (oder per PN weiterleiten)?
Hast Du oben die Links nicht gesehen? Schneide das hintere weg, dann landest auf der Einstiegsseite. Dort unter Diashow sieht man ein paar Dinge. Klar technische Details sind es nicht. Aber viel gibt's da auch nicht. Ich habe klassische ChroMo-Stahlrahmen auseinandergesägt und mit Multiplexplatten einen neuen Rahmen gebaut, in dem ich die alten zersägten Fahrradteile eingeklemmt habe. Dabei ist wichtig dass die Rohre innen stabilisiert werden, entweder durch Rohrhülsen, oder wie bei mir durch eingepresstes Rundholz. Dann mehrfach durchbohrt und mit stabilen Schrauben und riesigen Beilagscheiben auf dem Holz einfach fest zusammengezogen.

Dabei habe ich die Außenform (obere und untere Außenlinie des Rahmens) mit möglichst weichen Rundungen gemacht und dann oben und unten als Deckel nochmal 2x 4mm Multiplex draufgeleimt. Unter starkem Druck kann man die Biegungen mit dem 4mm Multiplex nachbauen und wenn dann zwei Schichten flächig aufeinander geleimt sind, kann das nicht mehr aus. So entsteht ein viereckiger Kastenrahmen, der in alle Richtungen stabil ist, sowohl auf seitliche Verbiegung wie auch auf Torsion oder senkrechte Verbiegung. Bei dem verlinkten Tandemprojekt hab ich viel zu stabil gebaut.
Beim jetzigen Projekt werde ich noch mehr darauf achten Fleisch nur dort zu haben wo es benötigt ist, also in der Mitte der Seitenwände mit viel Luft arbeiten und nur in den belasteten Randbereichen sehr stark aufdoppeln. Ich werde auf jeden Fall Pläne und auch die Umsetzung dokumentieren, die wird aber noch ne Weile brauchen, da ich gerade mal wieder aus meiner Werkstatt raus muss :mad:

Ich glaube, dass Alu empfindlicher ist als Stahl, was die Kaltverformung angeht
Das ist definitiv so, sonst hätte ich ja nicht gefragt. Ich weiß aber eben nicht ob es nur bei starker Biegung empfindlicher ist und Risse aufweißt, oder ob schon eine sehr milde Formänderung schlecht ist. Zur Not kann ich auch mit den runden Rohren arbeiten, aber schlanker wären sie mir lieber, drum warte ich hier noch auf einen heißen Tipp von einem Alu-Profi ;)
 
AW: Alu-Rohr kalt ovalisieren?

Ich glaube, dass Alu empfindlicher ist als Stahl, was die Kaltverformung angeht (Bei meinen Biegeversuchen mit Massivmaterial habe ich bei Alu sehr viel früher Risse etc. bemerkt.).

Ob sich Alu zum Verformen eignet, hängt auch mit der Legierung zusammem. Bei Hartalu würde ich die Finger davon lassen, bei Weichalu wird Dir die Festigkeit nicht ausreichen. Ich denke, in dem Fall geht nix über Stahl.
 
AW: Alu-Rohr kalt ovalisieren?

bei Weichalu wird Dir die Festigkeit nicht ausreichen

Wie gesagt, das Material das verwendet wird liegt schon vor, da gibt's nichts zu rütteln. Es handelt sich um einen Mittelklasse-MTB-Fully mit ziemlich dicken Alu-Rohren. Aufgesägt hab ich sie noch nicht, kann also nichts zur Wandstärke sagen. Aber eigentlich sollte die Wandstärke bei gegebenem Außendurchmesser eh schon gegeben sein, oder?

Ich weiß jetzt jedenfalls nicht ob ich mich trauen soll diese Rohre zu verbiegen oder nicht. Ich könnte natürlich aus dem Rohr eine kleines Stück extra raussägen, blank schleifen und dann einen Biegetest machen und schauen ab wann ich Risse in der Oberfläche beobachten kann. Kann ich davon ausgehen dass wenn ich an der Oberfläche auch mit Lupe noch nichts sehe, dass dann die Stabilität noch in Ordnung ist?

Alternativ muss ich sonst halt mit der Holzfläche in die Breite gehen, dann kann ich an der Schichtdicke des ganzen Dings wieder einsparen und die Rohre rund lassen. Vielleicht ist das die schlauere Idee.
 
AW: Alu-Rohr kalt ovalisieren?

Solche Rohre sind ausgehärtet und die würde ich nicht verformen.
 
AW: Alu-Rohr kalt ovalisieren?

Solche Rohre sind ausgehärtet und die würde ich nicht verformen.
Hm, das dacht ich mir schon. Von den Aluprofildingern aus dem Baumarkt kenn ich das so, dass die schon bei kleinsten Biegungen an der Oberfläche so erkennbare Risse werfen. Dann muss das halt irgendwie umbaut werden. Bekomm ich schon hin.

Würde mich trotzdem auch über ein paar weitere fachkundige Kommentare freuen.
 
AW: Alu-Rohr kalt ovalisieren?

Würde mich trotzdem auch über ein paar weitere fachkundige Kommentare freuen.
Kurzfassung: Tüfti hat Recht.

Beim Kaltverformen wird das Material spröder. Auch wenn während der Verformung keine Risse auftreten, ist die Gefahr dass später da ein Dauerschwingbruch auftritt zu hoch. Und so nen Bruch ist bei Alu immer was extrem ekliges, weil er sich kaum bis gar nicht ankündigt, die Rissausbreitung zu schnell ist.
 
AW: Alu-Rohr kalt ovalisieren?

Ok, ok, ich lass die Rohre wie sie sind, hab mir das ja auch schon selbst gedacht, deshalb die Nachfrage. Mal schauen ob ich die Woche schon dazu komme das erstandene Hinterteil zu vermessen und zu modellieren, damit ich die vordere Hälfte und deren Parameter genau planen kann. Irgendwie ist der Kalender schon wieder so voll... :eek:
 
AW: Alu-Rohr kalt ovalisieren?

Wie schon weiter oben erwähnt, kommt es auf die Legierung an, inweit sich das Alu gefahrlos kalt verformen lässt...... aber verformen lässt sich jede Legierung.
Je härter, desto weniger , ist dann bestimmt schon bekannt.
Nachträglich härten lässt sich Alu übrigens nicht, und evt Haarrisse oder Oberflächenrisse sind in der Regel nur Risse der Eloxierung, die meines Wissens als einzigste Behandlung die Oberfläche etwas härter werden lässt... hängt aber auch von der Legierung ab ;)
Das Alu leichter beim biegen versprödet und reist als Stahl... halte ich eher für ein Gerücht ;)
Je reiner das Alu , desto weniger Gefahr dabei, ebenso bei Bleizusätzen in der Legierung, die auch das Eloxieren positiv beinflussen.
Da es sich eh um ein Bastelprojekt handelt, wo oft ein praktischer Versuch dich mehr weiter bringt, als alle Therorie....... mach es einfach.
Falls es nicht klappt.... hätte ich vermutlich noch paar Rahmenrohre für dich , wo mit Sicherheit auch was ovales bei ist.
Gruß Frank
 
AW: Alu-Rohr kalt ovalisieren?

Super, danke für diese Einschätzung. Was hälst Du von folgendem Vorgehen:

Ich säg mir von dem Rohr zwei gleich große Proben runter, ovalisiere eine davon wesentlich stärker als ich das später mit dem ganzen Rohr vor habe, und bringe sie dann wieder möglichst exakt auf die runde Form zurück.

Jetzt unterziehe ich die beiden Proben einem Belastungstest. Sollte sich da kein erkennbarer Unterschied zeigen würde ich das Rohr doch ovalisieren.

Hört sich das sinnvoll an, oder entstehen so Schwächungen völlig willkürlich und die Tatsache dass es einmal ohne ging, heisst nicht dass das ovalisierte Rohr auch auf Dauer so stabil bleibt wie das Orginal?
 
AW: Alu-Rohr kalt ovalisieren?

Ein vergleich wäre zwar interessant, aber mir wäre das die Mühe nicht wert, zumindest würde ich auf das zurückbiegen verzichten und dann vergleichen.

Die Einwände zur Festigkeit von Aluminum halte ich eher für total überzogen.
Bei Quads werden z.B. kompletten Fahrwerke , A-arms und Schwingen aus Aluminium gefertigt und es hält.

So dürften ja dann selbst die Alufelgen an unseren Rädern nicht dauerhaft halten ;)
Gruß Frank
 
AW: Alu-Rohr kalt ovalisieren?

Die Einwände zur Festigkeit von Aluminum halte ich eher für total überzogen.
Bei Quads werden z.B. kompletten Fahrwerke , A-arms und Schwingen aus Aluminium gefertigt und es hält.

So dürften ja dann selbst die Alufelgen an unseren Rädern nicht dauerhaft halten ;)
Werden die denn kalt gebogen? Alu ist natürlich ein super Werkstoff. Mir geht's ja nur drum ob ich den fertig gehärteten einfach so nochmal verbiegen soll. Ich gehe davon aus, dass die Rohre gebogen werden *bevor* sie gehärtet wurden.
 
AW: Alu-Rohr kalt ovalisieren?

Alu lässt sich nicht nachträglich härten! Nur die Oberfläche mit wenigen µm tiefgang wird durch eloxieren etwas härter.

Da ist also nichts vorher weich und wird später gehärtet.
Die meisten Alurohre/profile werden in der Fertigung kalt verformt.

Wenn du mein 40x30 Vierkantrohr von meinem Eigenbau als Rohling gesehen hättest, würde fast jeder beim biegen glauben, das die extrem scharfkantigen Ecken am ehsten Risse beim biegen enstehen würden. Da war aber nichts. Die ecken wurde erst später mit einem etwa 5mm starken Radius versehen.

Gruß frank
 
AW: Alu-Rohr kalt ovalisieren?

Ich komme aus der Matallbranche und kann sagen, das Alu sehr unterschiedliche Biegefestigkeiten und und zugfestigkeiten habe.
Diese Rissen kommen bei den Baumarkt teilen davon, das Das Alu EL(ektrisch)OX(idi)ert wurde, also Elektrochemisch oxidieren (Rosten) lassen, diese dah einen Höhere Härte und schmelztemperatur als das alu selbst.
Mein alter Baron Rahmen war aus 6061'er Alu, welches nach dem Biegen und schweißen Wärembehandelt werden muß damit es einen Höhere festigkeit hat. mein neuer Rahen ist aus 7005'er Alu welcher wieder andere eigenschaften aufweist.
Alu hat eine kleinere zugfestigkeit als Stahl und wird deswegen Oversize (übergroß) gebaut um gleiche Stabilität zu bekommen.

Alu Härten ist eigentlich nicht richtig, den die Zug-Festigkeit wird gesteigert.
Das Alu wird getempert wobei jede Legierung wieder andere temperaturen und Zeiten haben.

Mal einen "kurzen überblick"
 
AW: Alu-Rohr kalt ovalisieren?

Das die Rohre aus dem Baumarkt für viele anwendungen einfach nur Müll sind, dürfte eh jedem klar sein.
Kennt man die Legierung und die Quelle ist zuverlässig, ist Alu ein toller Werkstoff.
Auch die geringere Festigkeit lässt sich durch grössere Querschnitte und /oder Materialstärken ausgleichen und gegenüber Stahl immer noch an Gewicht sparen.
Kleine Mengen kann man übrigens hier gut kaufen: www.wilmsmetall.de
Tempern bzw. Wärmebehandlung von Alu geschieht meines Wissens aus anderen Gründen, und eine Härtung wird nicht erreicht.
Das die Oxidschicht, die selbst bei Reinaluminium die Oberfläche bedeckt, einen höheren Schmelzpunkt hat, ist eigentlich nur zum schweissen wichtig.
Alu hat je nach Legierung 600-700 Grad, die Oxidschicht bis zu 1500Grad. Daher wird Alu in der Regel auch mit Wechselstrom geschweisst, da dieser besser die Oxidschicht aufreisst, die eh nur wenige µm stark ist.
Hier soll aber eh nicht geschweisst werden ;)
Gruß Frank
 
AW: Alu-Rohr kalt ovalisieren?

Bei den gehäusen die wir eloxieren lassen kommt ein Auftrag von 15 µm aber eine Schichtdicke von 30µm ergibt da es noch 15µm in das material wächst.
wir verwenden z.b. 7022 und 7082 an alu.

Mein Baron Rahmen hatte Ermüdungsrisse, da gebraucht gekauft wurd auch nicht nachvollziehbar war was er gelaufen hat.
 
AW: Alu-Rohr kalt ovalisieren?

Oh mann, hängt euch nicht am Wort "Härten" auf. Alu wird "vergütet" und hat dann eine höhere Zugfestigkeit *und* Härte. Das führt im Endeffekt zu höher belastbaren Rohren.

Selbst der Erfinder des Vergütens nannte es "Härten". Siehe:
http://de.wikipedia.org/wiki/Duraluminium


Ausserdem haben die üblichen Alulegierungen eine geringere Bruchdehnung als CrMo, und genau das bedeutet ja, dass die Zunahme der Härte/Sprödheit beim Kaltumformen schneller vonstatten geht. Selbst wenn man noch unterhalb der Bruchdehnungsgrenze bleibt, ist das Endergebnis ja ein festerer/spröderer Werkstoff, der schon mehr Gefügefehlstellen (Versetzungen) aufweist als der CrMo bei gleicher Umformung.
 
Zurück
Oben Unten