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Carbon – hält was es verspricht?

Bild von admin
Die Slogans der Marketing-Experten der Bike-Hersteller lauten:
Carbon – leichter, steifer, besser.
Die Antwort auf die Frage, ob es den Tatsachen entspricht, lautet jein.
 
Argumente die für Carbon sprechen:
-          Geringeres Gewicht
-          Dünnere Wandstärken bei Rohren
-          Höhere Flexibilität als Alu, Stahl und Titan
-          Coole Optik, Hightech Aussehen
 
Argumente die gegen Carbon sprechen:
-          Geringere Steifigkeit
-          Höherer Preis
-          Größere Bruchanfälligkeit bei Stürzen und Steinschlägen
-          Verkürzung der Lebensdauer durch UV-Bestrahlung und Wasser
 
Zum Zeitpunkt des gegenwärtigen technischen Entwicklungsstandes sind die Gewichtsersparnisse bei Rahmen und Komponenten eher marginal. Die für die Herstellung verwendeten Kohlefasermatten können in der Längsrichtung höhere Belastung als in der Querrichtung aufnehmen. Da der Einbau der Kohlefasermatten dem Kräfteverlauf folgen muss, gestaltet sich die Entwicklung der Rahmen und Komponenten ziemlich schwierig.
 
Aus diesen Gründen und aus Gründen der Sicherheit (Sicherheitsreserven) werden die Wandstärken bei Rahmen und Komponenten höher gewählt und somit die Vorteile des Materials zur Nichte gemacht. Aktuell können bei Carbon-Rahmen zum vergleichbaren Aluminium-Rahmen Gewichtsersparnisse bis ca. 200 Gramm realisiert.
 
Um bei den Carbon-Rahmen und Komponenten hohe Steifigkeitswerte bei niedrigem Gewicht und geringer Wandstärke der Rohre zu erreichen, nutzen die Hersteller die Prinzipien der Statik und erhöhen die Außendurchmesser der Rohre im Vergleich zum Stahl oder Aluminium. Diese so genannte Oversized-Bauweise lässt sich jedoch nur schwer am Hinterbau von Fullsuspension-Bikes realisieren, da die Rohrdurchmesser der Ketten- und Sitzstreben viel kleiner dimensioniert sind als die Rohre des Hauptrahmens.
 
Das führt dazu, dass die STW-Werte (Verhältnis von Steifigkeit zu Gewicht) viel niedriger, bis 20%, als die von vergleichbaren Alurahmen sind.Deswegen bauen die meisten Hersteller den Hauptrahmen aus Carbon und den Hinterbau aus Aluminium.
 
Zum Vorteil werden jedoch die dünnen Ketten- und Sitzstreben bei Carbon-Hardtails. Hier gelingt es die Kombination aus geringem Gewicht, hoher Steifigkeit und gewisser Portion an Sitzkomfort aus kontrolliertem Flex an den Ausfallenden zu realisieren. Einige Hersteller erreichen durch durchdachte Konstruktionen sehr hohe Lenkkopfsteifigkeit bei gleichzeitig messbarem Zugewinn am Komfort am Sattel.
 
Durch die gute Formbarkeit des Werkstoffes Carbon werden die Gestaltungsmöglichkeiten erweitert. Neue Rahmen-Formen und Rohrquerschnitte können entwickelt werden. Eine coole Optik ist beim Kauf eines neuen Bikes nicht zu vernachlässigen und oft ausschlaggebend.
 
Carbon hat als Rahmenmaterial jedoch einen großen Nachteil. Die Bruchfestigkeit ist um einiges geringer als beim Stahl oder Aluminium. Somit können bei Stürzen bzw. durch Steinschläge Haarrisse und kaum sichtbare Schäden am Rahmen und Komponenten entstehen, die im Nachgang zum Bruch oder zum Versagen der Bauteile führen können. Durch die geringe Bruchfestigkeit ist es dringend notwendig bei der Montage auf die Klemmkräfte zu achten und immer einen Drehmomentschlüssel zu verwenden.
 
Weiterhin gibt es bis heute noch keine erschöpfenden Studien über die Einwirkung von UV-Licht und Wasser auf den Werkstoff Carbon. Die aktuellen Erkenntnisse zeigen jedoch auf, dass durch UV-Einwirkung sowie Wasser die Lebensdauer von Carbon-Bauteilen verkürzt wird. Da Carbon ein Kunststoff ist, reagiert er auch empfindlich auf Kontakt mit aggressiven Substanzen (z.B. DOT-Bremsflüssigkeit).
 
Beim Carbon müssen Sie sich die Gewichtsersparnisse jedoch teuer erkaufen. Durch eine energieintensive Produktion sowie hohen Anteil an Handarbeit sind Rahmen und Komponenten aus Carbon im Vergleich zu konventionellen Werkstoffen (Alu, Stahl) um einiges teurer.