ALUMINIUMRAHMEN

Fahrradrahmen, die aus > Aluminiumrohren per > Muffen oder > Schweißen gefügt
werden (BILD 61).

> Aluminium ist als Rahmenwerkstoff insbesondere wegen seiner geringen > Dichte
(spezifisches Gewicht) interessant, die nur rund 1/3 des Wertes von > Stahl
besitzt.

Wegen des ebenfalls dreifach geringeren > Elastizitätsmoduls muß jedoch durch
vergrößerte Rohrquerschnitte oder dickere Wandstärken eine höhere >
Biegesteifigkeit angestrebt werden, um einen flatterfreien Rahmen (s. >
Rahmenflattern) herstellen zu können.

        dickere
        Wandstärke
Mit dicker werdender Wandstärke erhöht sich die Biegesteifigkeit von Rohren
nahezu linear. Daher bringt diese Lösung keinen Gewichtsvorteil gegenüber
Stahlrohren, weil die Wandstärke eines gleichsteifen Alu-Rohres aufgrund des
dreimal geringeren Elastizitätsmoduls dreimal dicker sein muß, um die gleiche
Biegesteifigkeit zu erzielen.

Wegen der hohen Materialfestigkeit ihrer Rohre führen die Firmen Alan und Vitus
die Wandstärken nur doppelt so dick aus wie bei entsprechenden Stahlrohren.

Ergebnis: Sehr komfortable, hochbelastbare und dabei leichte Rahmen, die aber ab
einer > Rahmenhöhe von 55 cm flatteranfällig sind.

        größerer Rohr-
        durchmesser
Vergrößerte Rohrdurchmesser (s. > Oversize) bei geringfügig erhöhter Wandstärke
ergeben leichtere und dabei steifere Aluminiumrahmen. (Beispiel Cannondale: >
Unterrohr 50,8 mm Durchmesser gegenüber 28,6 mm beim normalen Rennrad, bzw. 31,6
beim Mountainbike).

Grund für den Steifigkeitsgewinn ist der exponentielle Zusammenhang zwischen
Rohrdurchmessererhöhung und Rohrsteifigkeit, die sich in der 3. Potenz auswirkt:

Doppelter Rohrdurchmesser vervierfacht also die > Biegesteifigkeit des Rohres
(vgl. BILD 62).

Nachteil ist die größere vertikale Härte der aus solchen "aufgeblasenen" Rohren
gefertigten Rahmen. Der > Fahrkomfort verringert sich also, allerdings erhöht
sich die > Seitensteifigkeit des Rahmens.

        Kompromiß
Sinnvoll erscheint daher ein Kompromiß, wie er von der Fa. Müsing und z.T. auch
von Principia realisiert wird: Man erhöht sowohl die Wandstärke als auch den
Rohrdurchmesser um 30-50% und erreicht einen sowohl hinlänglich komfortablen als
auch leichten und dabei steifen Rahmen.

        Fügemethoden
Das Zusammenfügen von Alurohren zum Rahmen erfolgte ursprünglich (Alan; Vitus)
durch > Klebetechniken (BILD 63), wurde seit ca. 1987 aber durch > Schweißen
(s.a. > Aluminium-Schweißen) verdrängt.

Heute erlebt das Kleben eine Renaissance bei den Rahmen aus > Titanal (BILD 64).

Dabei sind bislang die > Muffen aus geschmiedetem Aluminium, denkbar wären auch
solche aus aus > Carbon. Weitere Einzelheiten zu Rahmen s. > Rahmenbau

Copyright und redaktionelle Inhalte:
Dipl.Ing.FH Christian Smolik 18.05.2000
technische Umsetzung:
Dipl.Ing.FH Jörg Bucher zuletzt am 18.05.2000