Carbon-Rahmen: Wer legt sie eigentlich aus?

[Kadoffel]

Tag zusammen,

vor kurzem habe ich mir überlegt, wie denn eigentlich Carbon-Rahmen konstruiert werden. Insbesondere eine optimale Laminatauslegung zu erreichen ist wohl ein beliebig komplexes Thema.

Doch wo liegen hier eigentlich die Kompetenzen in der Fahrradindustrie? Macht das tatsächlich jeder der OEMs selbst? Das kann ich mir ja kaum vorstellen.
Mir ist nur von Scott bekannt, dass einiges an Know-How über die schönen schwarzen Bauteile besteht - zumindest wird das so vermarktet.

Weiß jemand, wie es da bei anderen Firmen aussieht? Vom den großen Versendern wie Canyon, YT, Radon, bis Cube, Ghost, etc.

 

[anfreund]

Ich zweifel da an der Auslegungskompetenz. Man sieht das ja auch an den Komponenten. Würden sonst so viele Lenker den Syntace-Test nicht bestehen? Oder Sattelstützen?
Wobei natürlich eine betriebsfeste Auslegung nicht ganz so einfach ist. Zahlreiche Forschungen mt mehr oder weniger guten Ergebnissen sprechen da eine klare Sprache. Als Zwischenfazit: es gibt einige recht gut funktionierende Verfahren zur betriebsfesten Auslegung von Faserverbunden, die Ergebisse aktueller Forschungen sind und die die Hersteller noch gar nicht kenne können! Also NEIN, wirkliche Kompetenzen unterstelle ich da keinem Hersteller. Trial & Error können sie aber gut.

 

[zr0wrk]

Trial & Error können sie aber gut.

Ist ja auch in anderen Bereichen ein durchaus erfolgreiches Verfahren.

 

[anfreund]

Eine Bewertung von Einsatzgrenzen und tolerierbarer Fertigungsabweichungen ist damit jedoch nicht möglich. Ist aber auch egal... Der Kunde steht ja sowieso auf Marketinggebrabbel, welches Kompetenzen suggeriert.

 

[Kadoffel]

Ich zweifel da an der Auslegungskompetenz. Man sieht das ja auch an den Komponenten. Würden sonst so viele Lenker den Syntace-Test nicht bestehen? Oder Sattelstützen?
Wobei natürlich eine betriebsfeste Auslegung nicht ganz so einfach ist. Zahlreiche Forschungen mt mehr oder weniger guten Ergebnissen sprechen da eine klare Sprache. Als Zwischenfazit: es gibt einige recht gut funktionierende Verfahren zur betriebsfesten Auslegung von Faserverbunden, die Ergebisse aktueller Forschungen sind und die die Hersteller noch gar nicht kenne können! Also NEIN, wirkliche Kompetenzen unterstelle ich da keinem Hersteller. Trial & Error können sie aber gut.

Die Auslegungskompetenz schätze ich genauso ein. Das merkt man ja auch am Thema Prüfstandsentwicklung, welches mit Sicherheit einen Schwerpunkt in der Bikebranche einnimmt. Beim Stand der Forschung kann ich Dir ebenfalls nur zustimmen.
Wobei es für "einfache" Bauteile wie Lenker und Sattelstützen mit Sicherheit Möglichkeiten gäbe. Wird sich nur schlichtweg nicht lohnen bei den anfallenden Softwarepreisen. Trial & Error klingt immer so negativ. Ich nenne das immer "manuelle Topologieoptimierung":
"Oh, da bricht was, also Material draufpacken!" ;-)

Doch zum anderen Teil der Frage: Beschäftigt sich mit dem Thema Festigkeitsauslegung wirklich jeder Hersteller selbst, oder gibt es dafür große Dienstleister?

 

[anfreund]

Trial & Error klingt immer so negativ. Ich nenne das immer "manuelle Topologieoptimierung":
"Oh, da bricht was, also Material draufpacken!" ;-)

Beim Thema Zwischenfaserbruch ist es ja mit Materialdraufpacken nicht getan. Da müssen die Schichtdicken aufeinander abgestimmt sein... Aber es gibt gute Ingenieurdienstleister, die sich um so etwas kümmern. Hier in Dresden z.B. die Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH www.lzs-dd.de oder die carbolife GmbH www.carbolife.de bzw. im universitären Umfeld das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) https://tu-dresden.de/ing/maschinenwesen/ilk.

 

[matt017]

Ich zweifel da an der Auslegungskompetenz. ...
Also NEIN, wirkliche Kompetenzen unterstelle ich da keinem Hersteller. Trial & Error können sie aber gut.

Respekt! Vermutlich ohne auch mit nur einem Hersteller gesprochen zu haben, einer kompletten Branche die Kompetenz absprechen.
Naja, wenn du Zugang zu neuesten Forschungsergebnissen hast, sind sie sicher dankbar für Input.

Als Zwischenfazit: es gibt einige recht gut funktionierende Verfahren zur betriebsfesten Auslegung von Faserverbunden, die Ergebisse aktueller Forschungen sind und die die Hersteller noch gar nicht kenne können!

Du sagst also, dass es (auch außerhalb der Bike Branche) keine betriebsfesten FKV Bauteile gibt? Auch interessant...

@Kadoffel: Ich glaube nicht, dass sich die Entwicklungsabteilungen von 'großen' OEMs so stark unterscheiden. Ob Scott da jetzt (immer noch) eine herausragende Rolle einnimmt (z. Bsp. im Vergleich zu Cannondale oder Specialized), kann ich mir nicht vorstellen. Von Canyon ist z. Bsp. auch bekannt, dass sie schon länger mit diversen Hochschulen zusammenarbeiten was CFK angeht. Angeblich wird bei denen jede Gabel ins CT gesteckt. Den Aufwand könnte man sich sparen, wenn man sowieso keine vernünftige Auslegung gemacht hat.
Bei stärkerem Interesse kannst du ja auch mal die Cyclitech Konferenz besuchen. Die findet allerdings immer im Dezember und in den USA statt...

 

[anfreund]

Respekt! Vermutlich ohne auch mit nur einem Hersteller gesprochen zu haben, einer kompletten Branche die Kompetenz absprechen.

Vermutlich auch nur eine Unterstellung von Dir? Ohne einigen Hintergrund hätte ich die Kompetenz zur rechnerischen betriebsfesten Bauteilauslegung sicher nicht angezweifelt...

Du sagst also, dass es (auch außerhalb der Bike Branche) keine betriebsfesten FKV Bauteile gibt? Auch interessant...

Ich weiß ja nicht, wo ich das o.ä. geschrieben haben soll, aber jeder liest eben, was er lesen möchte. Dir ist schon klar, dass Betriebsfestigkeit z.B. bei Metallen stark auf Erfahrungen basiert und das wissenschaftliche Fundament teils immer noch sehr löchrig ist? Ich habe die Methoden bei der Entwicklung vermeintlich betriebsfester Bauteile angezweifelt, nicht aber deren Existenz! Und da der Thread-Ersteller von Bikeherstellern sprach/schrieb, bezieht sich das Wort "Hersteller" eben auch auf selbige Branche.

 

[matt017]

Vermutlich auch nur eine Unterstellung von Dir? Ohne einigen Hintergrund hätte ich die Kompetenz sicher nicht angezweifelt...

Richtig erkannt! Deshalb habe ich auch 'vermutlich' vor meine Aussage geschrieben ;-)
Ich bin mir aber ziemlich sicher, dass du nicht die Auslegung von jedem Bikehersteller kennst. Deshalb finde ich es etwas überzogen, allen die Kompetenz abzusprechen.

Ich weiß ja nicht, wo ich das o.ä. geschrieben haben soll, aber jeder liest eben, was er lesen möchte. Dir ist schon klar, dass Betriebsfestigkeit z.B. bei Metallen stark auf Erfahrungen basiert und das wissenschaftliche Fundament teils immer noch sehr löchrig ist? Ich habe die Methoden bei der Entwicklung vermeintlich betriebsfester Bauteile angezweifelt, nicht aber deren Existenz!

Nun mal langsam. Weiter oben schreibst du:

Wobei natürlich eine betriebsfeste Auslegung nicht ganz so einfach ist. Zahlreiche Forschungen mt mehr oder weniger guten Ergebnissen sprechen da eine klare Sprache. Als Zwischenfazit: es gibt einige recht gut funktionierende Verfahren zur betriebsfesten Auslegung von Faserverbunden, die Ergebisse aktueller Forschungen sind und die die Hersteller noch gar nicht kenne können!

Ich lese daraus, dass es 'funktionierende Verfahren' gibt, die aber der Wissenschaft vorbehalten sind. Ergo kann ein Bikehersteller sie nicht haben (oder ein anderer Hersteller). Wenn du etwas anderes sagen wolltest, kann das natürlich sein. Ich jedenfalls kann da nichts anders rauslesen.

Naja, will die Diskussion über Methoden auch nicht ausufern lassen.
Ich bin mir ziemlich sicher, dass es mittlerweile einige Hersteller gibt, die ihre Rahmen/Komponenten auf einem recht hohen Niveau selbst auslegen können (natürlich nach dem Stand der Technik, was es nicht gibt, können sie nicht anwenden...). Beweißen kann ich es natürlich nicht (nicht meine Branche). Aber wenn man die Sachen etwas verfolgt (über Marketing gebabbel hinaus), kann man den Eindruck bekommen.
Ab und zu findet man ja auch mal Artikel oder Berichte darüber. Oder eben mal die Vortragsliste der erwähnten Cyclitech durchstöbern. Da bekommt man ja einen Eindruck, was da gerade so en vogue ist.

 

[zr0wrk]

Dir ist schon klar, dass Betriebsfestigkeit z.B. bei Metallen stark auf Erfahrungen basiert und das wissenschaftliche Fundament teils immer noch sehr löchrig ist?

Ich dachte, so funktioniere Wissenschaft: Erfahrung -> Modellbildung -> Verfikation oder Falsifikation des Modells mittels weiterer Erfahrungen -> andere oder genauere Modelle -> weitere Verfikation ...

Wenn man zwar weiß, was ziemlich gut funktioniert, aber noch kein Modell entwickelt hat, mit dem sich das ausreichend beschreiben lässt, ist man wohl noch am Anfang dieses Prozesses. Meinst du, dass die wissenschaftlichen Modelle für Faserverbundstoffe, auf die du anspielst, denen, die für Metalle vorliegen, überlegen sind? Dass sie also etwa das Verhalten von CFK genauer vorhersagen können als das von vergleichbaren Metallteilen? Da wäre ich ehrlich gesagt überrascht.

Ich habe die Methoden bei der Entwicklung vermeintlich betriebsfester Bauteile angezweifelt, nicht aber deren Existenz! Und da der Thread-Ersteller von Bikeherstellern sprach/schrieb, bezieht sich das Wort "Hersteller" eben auch auf selbige Branche.

Du wirst zugeben, dass sich das so liest, dass (dir bekannte) Wissenschaftler Erkenntnisse haben, die die Bike-Hersteller nicht haben (können). Die Annahme, dass diese Erkenntnisse dann auch anderen Herstellern (noch) verborgen sind, liegt nahe.

Aber unabhängig davon werden ja nicht vermeintlich betriebsfeste Bauteile entwickelt, sondern solche, die bis zum Beweis des Gegenteils als betriebsfest gelten. Wenn dazu ein Rechenmodell entwickelt wird, gilt das auch nur bis zum Beweis des Gegenteils als korrekt.

 

[Geisterfahrer]

Gut, dass meine Carbonteile nicht wissen, dass sie von inkompetenten Stümpern mit steinzeitlicher Methodik ausgelegt wurden. Bitte verratet es ihnen auch nicht!

 

[Filosofem]

Weil oben Syntace und deren Testverfahren genannt wurden:
Es ist seit den 90ern so, dass Syntace-Lenker auf der Syntace-Testmaschine in den "Fachzeitschriften" am besten abschneiden.
Besonders aufschlussreich war das immer für gleich legierte EA-70-Lenker in der gleichen Gewichtsklasse von 150g (für Flatbars). Nicht.

Alles, was aus diesen Tests zu lesen ist, ist: Syntace-Lenker sind für den Einsatz auf Syntace-Testmaschinen optimiert. Ganz große Klasse.

 

[anfreund]

Da sich die Diskussion mehr um das Wort "vermeintlich" im Zusamenhang mit "betriebsfest" dreht: bei der rechnerischen Auslegung bzw. beim experimentellen Test werden üblicherweise geraffte Fahr-/Prüfzyklen gefahren. Bei der Raffung (Verkürzung der Zeitdauer) sind Annahmen zu treffen und bei der Überlagerung der Lastrichtungen in mehrkomponentigen Test sind weitere Annahmen zu treffen, die dazu führen, dass ein Bauteil dort versagt, aber in Realität nicht oder aber genau umgekehrt. Es wird also der Nachweis erbracht, dass eine Bauteil mit hoher Wahrscheinlichkeit den echten Betrieb überstehen kann. Ob es tatsächlich betriebsfest war, sieht man dann eben erst im Betrieb.

Die Anspielung auf die Metalle zielte auf die langen Erfahrungen auf diesem Gebiet ab, die trotzdem noch keine zuverlässige rechnerische betriebsfeste Auslegung erlauben. Einen Vergleich zu FKV habe ich an der Stelle gar nicht gezogen und werde ich auch nicht. Könntet ihr euch (@zr0wrk und @matt017) bitte mal auf die Sachen beschränken, die geschrieben wurden und nicht irgendwas hinein interpretieren?

 

[anfreund]

Weil oben Syntace und deren Testverfahren genannt wurden:
Es ist seit den 90ern so, dass Syntace-Lenker auf der Syntace-Testmaschine in den "Fachzeitschriften" am besten abschneiden.
Besonders aufschlussreich war das immer für gleich legierte EA-70-Lenker in der gleichen Gewichtsklasse von 150g (für Flatbars). Nicht.

Alles, was aus diesen Tests zu lesen ist, ist: Syntace-Lenker sind für den Einsatz auf Syntace-Testmaschinen optimiert. Ganz große Klasse.

Die anderen Hersteller kennen diesen Test auch sehr genau. Warum schaffen z.B. so wenige Hersteller den DH 2002.4 Zyklus?

 

[zr0wrk]

Die Anspielung auf die Metalle zielte auf die langen Erfahrungen auf diesem Gebiet ab, die trotzdem noch keine zuverlässige rechnerische betriebsfeste Auslegung erlauben. Einen Vergleich zu FKV habe ich an der Stelle gar nicht gezogen und werde ich auch nicht.

Genau das habe ich auch nicht behauptet, sondern gefragt. Dann habe ich inzwischen dank deiner Antwort zumindest teilweise verstanden, was du sagen willst. Allerdings scheint mir der Thread nun auf einmal müßig.

Könntet ihr euch (...) bitte mal auf die Sachen beschränken, die geschrieben wurden und nicht irgendwas hinein interpretieren?

Nein, das kann man nicht. Lesen heißt immer interpretieren, wofür deine Interpretation meiner Frage als Behauptung ein schönes Beispiel ist. Wenn beim Empfänger nicht das ankommt, was der Sender meinte, muss das nicht am Empfänger liegen.

 

[R.C.]

Die anderen Hersteller kennen diesen Test auch sehr genau. Warum schaffen z.B. so wenige Hersteller den DH 2002.4 Zyklus?

Weil es keinen Grund gibt (ausser ein paar deutschen Zeitschriften), ihn schaffen zu wollen. Offensichtlich ist das bestehen dieses Tests nun mal irrelevant fuer die Haltbarkeit von Lenkern (in der Praxis).

 

[anfreund]

Über die Amplitude beim Sprung/Schlag kann man sicherlich streiten. Ich gehe davon aus, dass diese Lastspitze sich vornehmlich auf den Schlag bezieht, der auftritt, wenn man sein Rad im artgerechten Eisatz mal "wegwirft". Bei einem Sturz oder Einschlag in einen Baum etc. ist es immer schön, wenn der Lenker dann noch zum Heimfahren taugt.
Dass es leichte (und gleichzeitig breite) Lenker gibt, die diesen Test schaffen, zeigt ja, dass man Bauteile darauf auslegen kann...

 

[R.C.]

Dass es leichte (und gleichzeitig breite) Lenker gibt, die diesen Test schaffen, zeigt ja, dass man Bauteile darauf auslegen kann...

Nocheinmal, da du es anscheinend beim ersten Mal nicht verstanden hast: es gibt fuer die Hersteller keinen Grund, diesen Test bestehen zu wollen.

 

[warsaw]

Cannondale hat vor ein paar Jahren doch damit geworben das deren Rahmen auch Schrottflintenschüsse aushalten und das auch vorgeführt. Kein Anderer Hersteller
kann da mithalten oder hat es versucht.

Wobei mir jetzt kein Lenker bekannt ist der nach einem Sturz sich pulverisiert und sich garnicht mehr zum Fahren eignet

 

[anfreund]

Nocheinmal, da du es anscheinend beim ersten Mal nicht verstanden hast: es gibt fuer die Hersteller keinen Grund, diesen Test bestehen zu wollen.

Ich hatt Dich schon beim ersten mal verstanden. Aber klär mich mal bitte über einen sinnvollen Test auf, der eine Bewertung der Betriebssicherheit erlaubt!

Cannondale hat vor ein paar Jahren doch damit geworben das deren Rahmen auch Schrottflintenschüsse aushalten und das auch vorgeführt. Kein Anderer Hersteller
kann da mithalten oder hat es versucht.

Wobei mir jetzt kein Lenker bekannt ist der nach einem Sturz sich pulverisiert und sich garnicht mehr zum Fahren eignet

Das Abkleben des Carbongeröhrs mit dicker Folie oder sonstigen Protektoren zeigt doch, dass da gewisser Nachholbedarf besteht. Gegen das Anbringen einer impaktresistenten Schicht im Laminat spricht rein gar nichts. Der Rest ist Marketingblabla...

Achja, ein gebrochener Lenker ist nicht wirklich zum Fahren geeignet, wenn man dann zwei halbsolange Stücken hat...

 

[R.C.]

Aber klär mich mal bitte über einen sinnvollen Test auf, der eine Bewertung der Betriebssicherheit erlaubt!

Kann ich nicht und will ich auch gar nicht.

 

[anfreund]

Hab ich mir irgendwie gedacht...

Aber auch egal. Ich geh im Moment davon aus, dass die Schärfe des Test auch deswegen angezweifelt wird, weil man dann vielleicht zugeben müsste, dass die eigenen Produkte doch nicht ganz so toll wie beworben sind. Womit wir wieder bei der Kompetenzfrage des Threadersteller gelandet sind.

 

[warsaw]

Gut wobei dir Wahrscheinlichkeit das der Lenker an zwei Stellen bricht auch schon eher selten ist. Und selbst dann lässt sich mit Kabelbindern und einem Ast was basteln für die Heimfahrt oder ein Lenker aus Stahl das lässt sich zu not auch zurecht biegen bis zuhause oder einen Lenker von Syntace fahren

 

[R.C.]

Ich geh im Moment davon aus, dass die Schärfe des Test auch deswegen angezweifelt wird, weil man dann vielleicht zugeben müsste, dass die eigenen Produkte doch nicht ganz so toll wie beworben sind.

Du verstehst offensichtlich noch immer nicht.
Ich probier's nocheinmal anders: da die Kunden, denen der Preis relativ egal ist und der Syntace-Test wichtig, bereits von Syntace abgegrast werden (so viele sind das nun mal nicht) gibt es fuer die anderen Hersteller keinen Grund, den Test bestehen zu wollen.

 

[anfreund]

Ich glaube, Du verstehst nicht und wir solten im Sinne des Threaderstellers die Diskussion via PN weiterführen. Ich bin hier raus...