Rahmen

Fahrradrahmen

Der Fahrradrahmen ist das Bauteil eines Fahrrads, das durch seine Konstruktion das Fahrverhalten eines Fahrrads maßgeblich beeinflusst. Nicht nur der Fahrkomfort wird beeinflusst, sondern vor allem auch die Fahrsicherheit.

Fahrradrahmen werden aus Materialien wie Stahl, Aluminium oder Karbon (kohlefaserverstärkter Kunststoff) gebaut. Die unterschiedlichen Werkstoffe bieten Vorteileund Nachteile. Während Stahl zwar schwerer ist als andere Werkstoffe, bietet er den Vorteil, dass er elastischer ist und Belastungen besser verkraftet. Aluminium ist verhältnismäßig leicht. Um eine entsprechende Stabilität zu erhalten, müssen die Rohre über einen wesentlich größeren Durchmesser als Stahlrohre verfügen. Karbon ist zwar extrem leicht. Das Problem an diesem Material ist jedoch, dassBeschädigungen nach einem Sturz oder Aufprall oft nicht erkennbar sind und es zu einem Spontanbruch während der Fahrt kommt.

Wichtig beim Fahrradrahmen ist seine Steifigkeit. Je höher die Steifigkeit eines Rahmens ist, umso geringer ist die Chance, dass sich der Rahmen durch die Einwirkung von Kräften verwindet und instabil wird.

Einwirkende Kräfte auf denFahrradrahmen

Der Fahrradrahmen muss über den Hinterbau Belastungen durch Vertikalkräfte bis zu 9000 Newton (Mountainbike) problemlos auffangen, ohne dass sich dabei Materialrisse oder plastische Verformungen bilden.

Horizontalkräfte, wie sie bei einem Aufprall entstehen, werden vom Rahmen im Bereich des Hinterrads bis zu 2000 Newton ohne plastische Veränderungenaufgefangen; im vorderen Bereich bis zu 1100 Newton. Weitere auf den Rahmen einwirkende Kräfte sind die Seitenkräfte und Antriebskräfte, wie sie vor allem beim Wiegetritt entstehen.

Eine weitere Belastung für den Fahrradrahmen sind die sogenannten Biegemomente, die aus der Kombination von Teilgewichtskraft, Horizontalkomponente und dem Bremsmoment bestehen. Diese treten beim Überrollenvon höheren Hindernissen auf und werden von den beteiligten Rahmenbauteilen durch elastische Ausweichbewegungen im Bereich von einigen Millimetern kompensiert.

Die unterschiedlichen Rahmenbauarten und ihre Eigenschaften

Die am häufigsten verwendete Bauart beim Fahrradrahmen ist der Diamantrahmen bei Rennrädern, Herrenrädern und anderen Sporträdern. DieserRahmentyp bietet optimale Stabilität und Federeigenschaften. Gleichzeitig benötigt die Herstellung des Diamantrahmens den geringsten Materialaufwand, wodurch das Gewicht des Fahrrads beeinflusst wird. Für Damenfahrräder wird der Mixterrahmen verwendet und ein kaum verwendeter Rahmentyp ist der Gitterrohrrahmen.

Diamantrahmen

Der Rahmenvorderbau des Diamantrahmens istein ungleichseitiges Viereck. Dieses Viereck wird aus den Bauteilen Oberrohr, Sattelrohr, Unterrohr und Steuerrohr gebildet. An dieses Viereck werden Sattelstreben und Unterstreben in Form eines Dreiecks montiert. Dadurch ergibt sich eine Raute, die auch für die Namensgebung verantwortlich ist (Raute = Diamond in englischer Sprache).

Durch entsprechende Neigungen der Rohre oderVerlängerungen und Verkürzungen werden Änderungen in der Aufnahme und Weiterleitung der auf den Fahrradrahmen einwirkenden Kräfte sowie allgemeiner Fahreigenschaften bewirkt.

Mixterrahmen

Der Mixterrahmen besitzt grundsätzlich die Grundform des Diamantrahmens. Das Oberrohr wird jedoch in der ungefähren halben Höhe des Sattelrohrs angebracht. Durch diese Abänderung derKonstruktion entstehen am Sattelrohr wesentlich höhere Biegemomente, die jedoch aufgrund der heute üblichen Oversize-Bauweise abgemildert werden können. Bei offenen Damenrahmen fällt das Oberrohr komplett weg. Das Unterrohr hat einen voluminösen Durchmesser und ist geschwungen. Durch eine entsprechende Aussteifung wird auch bei diesen Rahmentypen eine ausreichende Seitensteifigkeit erreicht. DieseFahrräder nennt man auch Tiefeinsteiger.

Gitterrohrrahmen

Gitterrohrrahmen sind extrem aufwendig in der Herstellung, bieten jedoch eine hohe Steifigkeit. Durch die aufwendige Herstellung werden diese Rahmen nur für exotische Fahrradmodelle wie das Moulton oder das Pedersen-Rad verwendet.

Aufbau des Fahrradrahmens

Rahmeneigenschaften bei konstruktiven Änderungen

Durch konstruktive Änderungen wie unterschiedliche Winkelstellungen der Rohre, Verlängerung oder Verkürzung einzelner Rahmenbauteile, ergeben sich unterschiedliche Eigenschaften.

Langer Radstand

Das Geradeauslaufverhalten ist sehr gut.

Kurzer Radstand

Das Fahrrad ist sehr wendig.

Langer Vorderbau

Bei mangelnder Spurtreue ist eine geringe Vorderradbelastung gegeben; die Überschlagsgefahr bei Fahrten bergab wird reduziert.

Kurzer Vorderbau

Verbesserter Geradeauslauf;Vorderrad wird optimaler belastet; konstruktive Maßnahme, um Rahmenflattern zu verhindern. Ist der Lenkausschlag zu groß, kann der Fuß gegen das Vorderrad stoßen.

Kurzer Hinterbau

Das Fahrrad wird wendiger und die Traktion des Hinterrads verbessert. Durch die dabei entstehende Entlastung des Vorderrads wird die Flattergefahr erhöht.

LangerHinterbau

Das Fahrverhalten wird ruhiger.

Steiles Steuerrohr

Dadurch werden die Lenkkräfte reduziert, jedoch die Neigung zum Übersteuern gefördert.

Flaches Steuerrohr

Die Lenkkräfte werden erhöht, was bei Langsamfahrt problematisch sein kann.

Steiles Sattelrohr

Die Seitensteifigkeit des Rahmens wirderhöht.

Flaches Sattelrohr

Eine Reduzierung der Seitensteifigkeit ist die Folge.

Langes Oberrohr

Die Nachteile sind eine reduzierte Seitensteifigkeit des Rahmens und eine mangelnde Spurtreue durch die geringere Vorderradbelastung.

Kurzes Oberrohr

Die Seitensteifigkeit des Fahrradrahmens ist erhöht. Durch diebessere Vorderradbelastung ergibt sich ein verbesserter Geradeauslauf.

Hohes Tretlager

Durch ein hohes Tretlager wird die Seitensteifigkeit des Rahmens erhöht. Gleichzeitig ergibt sich durch die höhere Schwerpunktlage eine geringfügige Verschlechterung der Straßenlage und der Aerodynamik.

Tiefes Tretlager

Durch den tiefen Schwerpunkt ist einegeringfügige Verbesserung der Straßenlage und der Aerodynamik erkennbar. Die Seitensteifigkeit des Fahrradrahmens wird jedoch reduziert.



Verwandte Artikel: