MTB Frame Development – Episode 7: Vorrichtung, Geometrie und Rohrtoleranzen

MTB Frame Development – Episode 7: Vorrichtung, Geometrie und Rohrtoleranzen

In Episode 7 der Kavenz-Serie „MTB Frame Development – From Idea to Reality“ dreht sich alles um ein Bauteil, das im fertigen Bike unsichtbar bleibt, für die Qualität des Rahmens aber entscheidend ist: die Vorrichtung – kurz gesagt, der Jig.

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MTB Frame Development – Episode 7: Vorrichtung, Geometrie und Rohrtoleranzen

Was sagt ihr zur bisherigen Entwicklung des neuen Kavenz-Rahmens?
 

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Re: MTB Frame Development – Episode 7: Vorrichtung, Geometrie und Rohrtoleranzen
Oh Mann, komische Bezeichnung, das ist halt die Spannvorrichtung für den Klebeprozess, ich denke immer da kommt noch groß was.....
 
Das mit der Form der Carbonrohre ist schon interessant.
Find ich auch! Und als unbedarften einfach spannend dass so etwas erst währendessen aufkommt - zeigt irgendwie auch wieder, wie gut runde Rohre sind 😅

Rein optisch betrachtet finde ich die compotec-Rohre unfassbar schön!

Schade dass die ursprüngliche Designform der Rohre so viel zusätzliche Bearbeitungsschritte und To Dos nach sich zieht.
 
Vor allem kann das Rahmendreieck gar nicht so schwer sein, wie ich gedacht hätte. Er hat es ja mehr oder weniger mit einer Hand halten bzw. frei abstützen können.
 
Die zwei Aluschinen in L-Form ohne Strebe oder einen vollen Rahmen als Basis für Hochpräzision sehe ich kritisch, besonders auf die Dauer. Die gedruckten Fixierteile wird man auch regelmäßig tauschen müssen.
 
Mal wieder hochinteressante Einblicke 👍

Warum hatten sie sich im Entwicklungsprozess gegen runde Karbon Rohre entschieden?

Das mit den ovalen Rohren sieht sexy aus, aber scheint doch einige Probleme im Fertigungsprozess zu verursachen. Ist der funktionale Benefit das wert?

Was sagen die Maschinenbauer dazu?

M.
 
Was sagen die Maschinenbauer dazu?
Ob Maschinenbauer da die richtigen sind? Interessant wäre ja auch die Frage, ob man von diesem Zusammenziehen nicht sogar profitieren kann, wenn sie die Rohre aufstecken statt hineinschieben würden. Ich meine ja, dass das eine bewusste Entscheidung gewesen war, sie hineinzuschieben. Weil, würden sich die Rohre dann zusammenziehen, würden sie ja umso fester halten (wäre zumindest anzunehmen).
 
Ob Maschinenbauer da die richtigen sind? ...
Ja.
Genosse @Dahigez kann da sicher auch noch was grundsätzliches zu beitragen.

Für den Rest, also gefühlte und erlebte Fakten, logische und unlogische Deduktion usw. ist der gesunde Menschen/Forenverstand natürlich immer eine weitere Quelle der Inspiration und Erkenntnis🤗

M. (Studienabbrecher mit Baumschul-Diplom)
 
Wenn die CFK-Rohre durch das Fertigungsverfahren INNEN sehr genau sind, hätte ich dies genutzt und die Rohre über das Alu gestülpt. Das ist nicht genauso stabil, aber meiner Meinung nach überwiegen die Vorteile. Atherton fixiert ja außen und innen, wie machen die wohl die Rohre?
 
Ja.
Genosse @Dahigez kann da sicher auch noch was grundsätzliches zu beitragen.

Für den Rest, also gefühlte und erlebte Fakten, logische und unlogische Deduktion usw. ist der gesunde Menschen/Forenverstand natürlich immer eine weitere Quelle der Inspiration und Erkenntnis🤗

M. (Studienabbrecher mit Baumschul-Diplom)
1) Ich möchte mich gegen den Eindruck erwehren, ich sei Maschinenbauer. :)

2) Ich verfolge die Serie nicht, sonst entsteht nur wieder das “Ein neues Bike wäre eigentlich ganz schick” Syndrom - und eigentlich bin ich mit meinem aktuellen Bike-Setup sehr zufrieden. Deshalb kann ich nur beschränkt hier zielführend beitragen.

3) Warum Rohre bei gleichem Materialeinsatz stabiler sind als Vollprofile, sollte klar sein (wer noch rätselt, schaut sich einfach die notwendige Längung verschiedener Bereiche von Rohr bzw. Vollprofil an - gilt übrigens ähnlich für andere Hohlprofile, nur nicht so universell wie beim Kreis). Auch klar ist aber, dass sich die Stabilität dabei auf die Belastung des gesamten Rohrs bezieht hinsichtlich Biegung, nicht auf die Stabilität des Rohrs hinsichtlich punktueller Belastung - bei letzterem ist es dann eher anders herum. Während also ein Rohr immer steifer wird, je dünnwandiger - aber dabei mit größerem Durchmesser - es wird (wir wollen ja den Materialeinsatz konstant halten), umso empfindlicher wird es für punktuelle Belastung.

Wenn man nun ein Rohr insgesamt belasten will, dann muss man die Kraft ja irgendwo einleiten. Wenn man einen Fahrradrahmen und dabei dann die Rohrverbindungen durch Muffen betrachtet, dann bleibt die Flächenbelastung bei steigendem Rohrdurchmesser theoretisch gleich, weil mit dem Rohrdurchmesser ja auch die Muffe wächst und damit die Fläche, die belastet wird. Das gilt aber nur theoretisch, weil dabei keine Passform mit eventuellen Toleranzen berücksichtigt wird. Es ist aber offensichtlich, dass mit steigendem Rohrdurchmesser und entsprechend größerer Fläche an den Verbindungen, die möglichst zueinander passen muss, die Toleranzen kleiner werden sollten. Für die Fertigung eines Rahmens sicherlich ein nicht zu vernachlässigender Aspekt.

Dazu dann noch eine kleine Bemerkung zu einem anderen Beitrag, der mir beim Überfliegen aufgefallen ist: Wenn die Rohre schrumpfen, dann ist ein Stülpen über ein massives Verbindungsprofil aus Metall eher keine gute Idee, weil bei einem ursprünglich formschlüssigen Überstülpen natürlich Spannungen entstehen würden, die für die Stabilität des Rohres sicherlich nicht förderlich sind (hier spielt dann wieder die Flächenbelastung eine Rolle). Du hast dann zwar eine feste Verbindung vom Metall zu einem Teil vom Rohr, aber ein stark geschwächtes Rohr am Übergang - nicht gut. Daher lieber das Rohr stecken und die Differenz mit einem Kleber ausgleichen, der im Optimalfall aufgrund seiner Eigenschaften - ein wenig Verformbarkeit/Elastizität - die Verbindung ohne große Verspannung herstellt. (Eventuell könnte man hier noch den Einfluss der Temperatur betrachten.)

Und abschließend: Die Steifigkeit von Rohren hängt vom Durchmesser ab, ovale Rohre haben unterschiedliche Durchmesser in verschiedene Richtungen und damit auch unterschiedliche Steifigkeit in verschiedene Belastungsrichtungen. Bei hochovalen Rohren ist der Unterschied beträchtlich. Bei einem Fahrrad will man Steifigkeit des Rahmens nicht in alle Richtungen gleich (wurde auf MTB News erst kürzlich im Trailbike Test wieder deutlich), wobei das je Ausrichtung des Fahrrads auch unterschiedlich sein kann, was man im Einzelnen will. Gleichzeitig ist der Rahmen im Gesamtsystem Fahrrad nur ein Aspekt hinsichtlich Steifigkeit - und wahrscheinlich auch nicht der dominierende (ob es einen dominierenden gibt, ist eine andere Frage; wenn es einen dominierenden gibt, ist das wahrscheinlich eine Schwachstelle - insgesamt kommt es wohl für ein gutes Resultat auf eine gelungene Zusammenstellung an). Dass ovale Profile grundsätzlich Sinn ergeben im Fahrradrahmen (und nicht nur beim Renner wegen Aerodynamik), ist also klar, ob es einen gewissen Mehraufwand rechtfertigt oder ob der Mehraufwand eventuell im Hinblick auf das Endprodukt nicht effektiver an anderer Stelle eingesetzt würde, ist eine höchst individuelle Frage, die jeder Hersteller für sich beantworten muss.

So, ich hoffe, das reicht erst mal als „grundsätzlicher Beitrag“.
 
Die zwei Aluschinen in L-Form ohne Strebe oder einen vollen Rahmen als Basis für Hochpräzision sehe ich kritisch, besonders auf die Dauer. Die gedruckten Fixierteile wird man auch regelmäßig tauschen müssen.
Die Aluprofile kann man hinten noch recht einfach versteifen wenn die Steifigkeit als nicht ausreichend eingestuft wird. Mehrere Rahmen bauen, vermessen, nachbessern falls nötig. Die Druckteile sind robust/verschleißfest genug, da wird man nicht oft, wenn überhaupt, was tauschen müssen. Schau dir sonst mal die Printfarm von Prusa in Prag an, wenn man da dauernd Teile tauschen müsste, würde man die Krise bei der Anzahl an Druckern bekommen. Man will so oder so eine Halterung aus Kunststoff, damit man sich die gefrästen Aluteile nicht zerkratzen kann und man somit nicht (optischen) Ausschuss produziert. Außerdem sind wir immer noch in der Entwicklungsphase, alles andere als gedruckte Halter wäre rausgeworfenes Geld ohne Mehrwert.
 
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