Der Rahmen ist die Seele des Fahrrads

Der Fahrradrahmen bezieht sich auf das Skelett des gesamten Fahrrads, das die Richtigkeit und den Komfort der Fahrhaltung maßgeblich bestimmt und beeinflusst. Materialien Rahmenmaterialien haben sich vom ersten Chrom-Molybdän-Stahl über Aluminiumlegierungen bis hin zur Verwendung von Verbundwerkstoffen wie Kohlefasern weiterentwickelt. Andere umfassen Scandiumlegierungen, Magnesiumlegierungen, Titanlegierungen usw. Die Industrie entwickelt weiterhin neue Materialformeln und verbessert Rohrverbindungsstücke und Strukturdesigns. Fähigkeiten und innovative Verarbeitungstechnologie, nur um den Rahmen leichter, stärker, komfortabler und schlanker und schöner zu machen.

Es gibt zahlreiche Mythen über Rahmenmaterialien, die seit langem falsch sind. Die Realität ist, dass Sie durch die Wahl des richtigen Rohrdurchmessers, der richtigen Wandstärke und der richtigen Rahmengeometrie aus jedem der verfügbaren Rahmenmaterialien einen Rahmen bauen können, der Ihren Anforderungen an die Fahrqualität entspricht.

Steifigkeit, Festigkeit und Gewicht

Festigkeit und Steifigkeit sind zwei Eigenschaften, bei denen Menschen oft Fehler machen. Um die Unterschiede zwischen Rahmen aus unterschiedlichen Materialien zu verstehen, ist es notwendig, die Unterschiede zwischen diesen beiden Eigenschaften zu klären. Angenommen, ein Ende einer Metallstange ist an einer Vorrichtung befestigt und am anderen Ende wird ein bestimmtes Gewicht angebracht, um die Metallstange vorübergehend zu biegen. Wenn das Gewicht entfernt wird, nimmt der Metallstab sofort wieder seine ursprüngliche Form an. Wenn verschiedenen Materialien das gleiche Gewicht hinzugefügt wird, treten unterschiedliche Biegegrade auf. Das ist Starrheit. Nehmen Sie außerdem an, dass das am anderen Ende des Metallstabs hängende Gewicht schwer genug ist, um eine dauerhafte Verformung des Metallstabs zu verursachen. Das heißt, wenn das Gewicht entfernt wird, ist der Metallstab immer noch gebogen und kann nicht vollständig in seine ursprüngliche Form zurückkehren, die sogenannte Nachgiebigkeit. ). Die Kraft, die dazu führt, dass ein Material nachgibt, ist von Material zu Material unterschiedlich. Das nennt man Stärke.

Steifheit

Die Steifigkeit beeinflusst die Fahrqualität des Rahmens, da der Rahmen beim normalen Fahren am meisten Angst vor Verformung hat. Die Steifigkeit wird durch den Elastizitätskoeffizienten des Materials bestimmt. Wichtig ist, dass der Elastizitätskoeffizient nichts mit der Qualität des Metalls und der Zusammensetzung seiner Legierung zu tun hat. Beispielsweise haben alle Stahlsorten im Wesentlichen den gleichen Elastizitätskoeffizienten.

Stärke

Die Festigkeit hängt von der Haltbarkeit des Rahmens ab, nicht jedoch von der Fahrqualität. Die Festigkeit wird durch die Streckgrenze des Materials bestimmt. Die Streckgrenze steht in engem Zusammenhang mit der Qualität der Rahmenrohre, dem Wärmebehandlungsprozess und der Legierungszusammensetzung (einige Marken und Typen).

Gewicht

Neben Festigkeit und Steifigkeit ist auch das Gewicht ein Thema. Das Gewicht wird ebenso wie die Steifigkeit nur geringfügig von der Legierungszusammensetzung des Materials beeinflusst.

Beachten Sie, dass Steifigkeit und Gewicht nichts mit der Materialqualität, der Wärmebehandlung oder der Legierungszusammensetzung zu tun haben. Beispielsweise haben alle Automobilstahlrohre, von billigen Fahrrädern aus dem großen Laden bis hin zu Fahrrädern, die Tausende von Dollar kosten, den gleichen Elastizitätsmodul von 30 und ein Gewicht von 490.

Jeder, der Ihnen sagt, dass eine bestimmte Stahlmarke (oder Aluminium oder Titan) leichter oder steifer sein wird, lügt. Der Unterschied zwischen Rohren unterschiedlicher Qualität (gleiches Material) liegt in der Streckgrenze, nicht im Gewicht oder in der Steifigkeit. Aus der obigen Tabelle ist ersichtlich, dass bei gleichem Rohrdurchmesser und gleicher Wandstärke die Steifigkeit des Aluminiumrahmens nur ein Drittel der des Stahlrahmens und die des Titanrahmens nur halb so steif ist Stahlrahmen. Die Streckgrenze von Aluminium ist im Vergleich zu Stahl oder Titan recht fragil, was bedeutet, dass es anfälliger für Beschädigungen ist. Vom Gewicht her beträgt ein Aluminiumrahmen mit den gleichen Spezifikationen nur ein Drittel eines Stahlrahmens und ein Titanrahmen etwa die Hälfte des Gewichts eines Stahlrahmens.

Das Obige ist nur ein allgemeiner Vergleich und bedeutet nicht viel, da niemand die gleichen Spezifikationen verwenden wird, um Rahmen aus diesen drei verschiedenen Materialien zu bauen.

Das tatsächliche Fahrrad wird entsprechend den Materialeigenschaften in die Berechnung einbezogen und der Durchmesser und die Wandstärke jedes Rohrs ausgewählt, aus dem der Rahmen besteht. Zu diesem Zeitpunkt hängt der Rohrdurchmesser hauptsächlich von der Steifigkeit des Rahmens ab, und die Rohrwandstärke hängt hauptsächlich von der Festigkeit ab (der Rohrdurchmesser hängt auch davon ab), und der Rohrdurchmesser und die Wandstärke beeinflussen das Gewicht des Rahmens rahmen.

Rahmenhersteller müssen das Verhältnis zwischen verschiedenen Rohrdurchmessern und Wandstärken sowie der Steifigkeit, Festigkeit und dem Gewicht des Rahmens abwägen, um Kompromisse zu schließen.

Stahl und Titan

Wenn Sie sich die obige Tabelle noch einmal ansehen, können Sie sehen, dass ein Titanrahmen fast so stark ist wie ein Stahlrahmen, aber nur halb so schwer und halb so steif wie ein Stahlrahmen. Aufgrund der geringeren Steifigkeit eines solchen Rahmens fühlt es sich etwas rutschig an, insbesondere bei Langstreckenfahrten mit Last. Rahmenhersteller können größere Rohrdurchmesser verwenden, um die Steifigkeit zu erhöhen, was zwar etwas mehr Gewicht mit sich bringt, aber immer noch leichter ist als ein typischer Stahlrahmen.

Stahl und Aluminium

Normalerweise beträgt die Steifigkeit und das Gewicht eines Aluminiumrahmens nur ein Drittel eines Stahlrahmens, und die Festigkeit beträgt nur die Hälfte. Aus diesem Grund wird der Aluminiumrahmen natürlich immer dicker, nur um die richtige Stärke zu erreichen. Festigkeit und Steifigkeit, und ein solcher Rahmen ist immer noch leichter als ein Stahlrahmen.

Große und dünne Rohre

Die Vorteile großer Rohrdurchmesser lassen sich auch auf Stahl übertragen, tatsächlich gibt es jedoch eine Grenze. Wenn Sie einen Rahmen aus Stahlrohren mit einem Durchmesser von zwei Zoll bauen, können Sie einen Rahmen bauen, der stärker ist, als irgendjemand braucht, und solange die Rohrwände dünn genug gezogen werden, kann er auch sehr leicht sein. Warum machen das also keine Hersteller? Es gibt zwei Gründe:

- Je dünner die Rohrwand, desto schwieriger ist eine gute Verbindung. Wenn Sie sich die allgemeinen doppelt gezogenen Rohre ansehen, können Sie feststellen, dass die Mitte dünner und die beiden Enden dicker sein können, um das Schweißen zu erleichtern.

- Wenn die Rohrwand außerdem zu dünn ist, kann es leicht zu Dellen kommen, und einige an der Oberfläche angeschweißte Endpunkte der Leitungen werden nicht richtig abgestützt.

Steifigkeit und Fahrqualität

Viele Leute würden Sie glauben machen, dass die Rahmensteifigkeit wenig mit der Fahrqualität zu tun hat. Schauen wir uns einige verschiedene Standpunkte an:

Torsions-/Seitensteifigkeit (Torsions-/Seitensteifigkeit) Diese hängt hauptsächlich mit der Kraft vom Pedal zusammen. Jeder Rahmen verfügt über eine elastische Kraft am Tretlager, die dem Aufbringen einer Pedalkraft standhält. Diese Elastizität ist spürbar und viele Fahrer glauben, dass dadurch die Kraft beim Treten verringert wird. Tatsächlich stimmt das nicht, denn das Metall des Rahmens ist eine sehr effiziente Feder und die Kraft wird irgendwann zurückgeführt, und der Verlust wird recht gering sein. Die meisten Fahrer empfinden dieses elastische Gefühl jedoch als unangenehm und bevorzugen einen stabileren Teil des Rahmens. Dies ist besonders wichtig für größere und schwerere Fahrer oder diejenigen, die gerne im Stehen stehen und das Fahrrad pumpen.

Fahrradrahmenmaterialien werden hauptsächlich in vier Typen unterteilt: Stahl, Aluminiumlegierung, Titanlegierung und Kohlefaser. Die schnelle Differenzierungsmethode ist wie folgt:

1.Aluminiumlegierung:

Die Aluminiumlegierung fühlt sich empfindlich, leicht und äußerst steif an, überträgt aber auch jede Vibrationsreaktion auf den Boden, was zu leichten Einbußen beim Komfort führt. Es ist relativ günstig und in vielen Rahmenstilen erhältlich, was es zu einer beliebten Kaufentscheidung für jedermann macht.

2.Titanlegierung:

Die Eigenschaften einer Titanlegierung sind der Kombination aus Aluminiumlegierung und Kohlefaser sehr ähnlich. Es kann eine ähnliche Elastizität wie Kohlefaser aufweisen und die Leichtigkeit und Steifigkeit einer Aluminiumlegierung genießen. Das Besondere daran ist, dass es aufgrund des plötzlichen Ausdehnungskoeffizienten nicht möglich ist, die Metalloberfläche zu lackieren. Glücklicherweise korrodiert und oxidiert Titan nicht leicht und auch die Farbe ist einzigartig. Aber auch der Preis liegt außerhalb der Reichweite der ersten beiden.

3.Legiertes Stahlmaterial:

Stahl ist das traditionellste Rahmenmaterial für Fahrräder. Moderne verschiedene legierte Stähle können hinsichtlich Steifigkeit, Elastizität, Übertragung und Stabilität gute Ergebnisse erzielen. Der einzige Nachteil besteht darin, dass Stahl einen Gewichtsmangel aufweist und schwerer als die oben genannten Materialien ist. Im Allgemeinen sind legierte Stahlmaterialien relativ günstig, und die Giant-Bora-Serie ist ein typischer Vertreter. Der Preis für hochwertige Rahmen aus Chromstahl und Chrom-Molybdän-Stahl ist jedoch nicht günstig und kann nicht mit den Materialien aus legiertem Stahl verglichen werden, die an Straßenständen gekauft werden.

4. Kohlefaser:

Eigenschaften von Kohlefaser: Elastizität, stabiles Fahrgefühl, gute Nachhaltigkeit bei Langstreckenfahrten und hoher Komfort. Der Nachteil ist, dass der Preis etwas hoch ist. Während sich immer mehr Fahrer für Carbonrahmen entscheiden, weil sie einen leistungsstärkeren Rahmensatz bieten und ein gutes Fahrerlebnis bieten.