Carbon vs Alu vs Titan

[CHT]

Ziel der Konstruktion ist allgemein maximale Steifigkeit bei minimalem Gewicht. Am Beispiel eines Rohres kann man damit folgendes festhalten: Zur Maximierung von Torsion- und Biegesteifigkeit ist das Produkt aus E-Modul und Flächenträgheitsmoment zu maximieren, die Wandstärke spielt hierbei eine untergeordnete Rolle, wenn man Knicken und Beulen zunächst ausschließt. Bei vorgegebenem Gewicht ist der Rohrdurchmesser umgekehrt proportional zu Dichte*Wandstärke. Gleichzeitig nimmt das Flächenträgheitsmoment mit der 4. Potenz mit dem Durchmesser zu. Damit ist dieser zu maximieren.

Ja, ja das mag alles richtig sein, nach gängiger Theorie...aber das Problem wird doch nicht ausschließlich sein, einen leichten biege- und torsionsfesten Rahmen zu bauen, er soll doch auch länger als 1 Monat halten...ich sehe die Probleme an den Verbindungsstellen, wie Schweißnähte und Kontaktstellen verschiedener Materialien...Beispiel: Steuerrohrverbindung mit superleichten dünnen Ober- und Unterrohr, dito Tretlager...das sind doch die typischen Schwachstellen und nicht das Rohr direkt...
Analog bei Carbon: da müssen zusätzliche Materialien (mit anderen mech. Eigenschaften, wie T-Koeff. etc.) für Steuerrohr und Tretlager eingearbeitet
werden...es mag sein, dass einige Materialien auf dem Papier und auf seltsamen Prüfständen besser erscheinen als andere, aber in der Praxis wie Tag & Nacht- / Sommer & Winter-Temperaturwechsel, Feuchtigkeitseinflüsse (z.B. tritt unbemerkt Feuchtigkeit in schützende Carbondeckschicht ein, so findet der Rahmen schnell sein Ende) oder wie Salzeinflüsse (Biken am Meer oder im Winter)...

Ich möchte hier nur auf die Spassbremse treten, denn jedes Material hat seine Vor- und Nachteile und verbirgt Risiken...

ICH BIN GESPANNT, OB IN 5 JAHREN EIN 2004er-MTB-CARBONRAHMEN NOCH ZU SEHEN IST ODER OB ALLE BEREITS VERSCHROTTET SIND...

Ich prophezeie, dass gebrauchte Carbon-Rahmen kaum zu verkaufen sind, aber sehrwohl ein Stahl oder Titan-Rahmen...warum nur?

 

[Rölle]

Ich denke auch nicht, dass es Carbon in absehbarer Zeit zu einem größeren Marktanteil im MtB-Bereich schaffen wird und zwar aus genau den Gründen die du geschrieben hast. Allerdings wird allein der optische Reiz und das Image auch weiterhin für Beliebtheit sorgen. Für den Straßeneinsatz oder die Bahn sehe ich allerdings noch viel Spielraum, weil einfach die Belastungen für die Konstruktion besser abgeschätzt werden können und Faktoren wie Steinschlag oder ähnliches nicht so relevant sind.
Im Übrigen gibt es schon Mittel und Wege, Inserts wie Tretlager oder Steuerrohr auch dauerhaft sicher in den Verbund einzubauen, z.B. über elasische Zwischenschichten. Aramid als Oberflächenschutz gegen Steinschlag und eine ordentliche Versiegelung können aber auch einen Carbonrahmen wesentlich alltagstauglicher machen. Alles eine Frage des Aufwandes und somit des Geldes und natürlich des Einsatzzweckes. Ich behaupte aber auch einfach mal, dass manche CfK-Rahmen auf dem Markt nicht undbedingt repräsentativ für das sind, was man mit dieser Technik tatsächlich herausholen könnte. Ich denke da v.a. an so manche wagemutige Monocoque-Konstruktion. Das Verkleben von CfK-Rohren mit Alumuffen kann auch noch nicht das letzte Wort sein.
Zum Thema Alu vs. Titan oder Stahl: Ähnlich wie beim einfachen Rohrquerschnitt kann man an den Verbindungsstellen mit einem leichteren Material eher eine größere Wandstärke realisieren, als mit einem schwereren. Ok, das kann man jetzt auch nicht ganz so pauschalisieren wie beim einfachen Rohr, da können nur echte Tests weiterhelfen. Ich denke nur, dass die Fahrradindustrie in den letzten 10 Jahren in Sachen Alu so einiges dazugelernt hat, was man an der weiten Verbreitung sehen kann. Bei "Exoten" wie Titan gibt es von daher sicherlich noch mehr Nachholbedarf, womit ich aber nichts gegen seine Qualitäten sagen will. Stahl als der wohl bestbekannte Werkstoff hat sein Entwicklungspotential wohl schon so ziemlich ausgeschöpft.

 

[MRM]

Ein 10 kg zu bauen ist heute kein Thema mehr...kauf Dir nen schönen Alurahmen, dann hast Du noch Geld für ein paar leichte Anbauteile übrig....

Bin persönlich kein grosser Freund von Carbon an MTB.

 

[Otti]

Ein 10 kg zu bauen ist heute kein Thema mehr...kauf Dir nen schönen Alurahmen, dann hast Du noch Geld für ein paar leichte Anbauteile übrig....

Bin persönlich kein grosser Freund von Carbon an MTB.

Tja, aber Alu hat keinen Charakter.... Mittlerweile bin ich der ansicht, dass carbon ein digitales material ist und vor allem im mtb bereich nur eine vorübergehende (mode)erscheinung ist. Das eine oder andere anbauteil aus carbon wird es sicherlich auch in zukunft geben. Ich habe mich ein bischen auf dem markt umgeschaut, wieviele hersteller carbon mtb herstellen. Ich bin da auf nur ganz, ganz wenige gekommen (Giant, Simplon, Scott - wobei nur Giant und Simplon ein Hardtail herstellen). Und das gibt mir echt zu denken.

Titan ist sicher ein geiles, zeitloses Material. Sehr schwer zu verarbeiten und sehr teuer. Es gibt hier im vlg zu carbon relativ viele hersteller, jedoch vor allen dingen kleine custom made schweisser, die hier ihre leidenschaft verarbeiten.

Alu ist mit sicherheit das vernunftsmaterial schlecht hin für ein mtb. Sehr sehr grosses angebot zu einem verhältnismässig günstigen preis. Jedoch spricht zum einen dagegen, dass es keinen charakter hat, aber häufig auch unter beulenpest leidet (vor allem bei leichtbau).

 

[der alte ron]

Ja und was wird es nun für ein rad ?

 

[Otti]

Ja und was wird es nun für ein rad ?

Es wird ein Alu werden. Ich bin gerade dabei den Markt zu sondieren, aber es soll in etwa so werden:

Alu eloxiert (hardtail)
Gabel Fox F80 Terra Logic
komplett XT
Bremsen: entweder HS33 oder Louise FR
Laufräder: Hügi 240S mit X717
Reifen: Schwalbe Racing Ralph
evtl. Nokon
Richey WCS Anbauteile
Selle Italia SLR

ich hoffe ich komme so bei 10 kg raus (obwohl bei den Bremsen wird es schwierig werden...)

 

[der alte ron]

Es läuft also auf ein specialized s-works HT hinaus oder ?

 

[BikestationBS]

hi naja is vielleicht ein etwas frecher kommentar mit dem ich mich hier einmisch aber ich hab ein radl aufgebaut mit nem rahmen der 2.4 kg mit festgerostetem innenlager wiegt und habs unter 10kg gebracht obwohl ich weniger als 200€ insg. inverstiert hab.. halt keine federgalen aber wer braucht das schon ich fahr die rennen auch ohne.. sag ja a wneg frecher kommentar aber is meine meinung
cu
Manuel

 

[MrHyde]

Mir gefällt Titan nicht. Diese dürren Rohre mit den Schweissnähten, des kanns doch irgendwie nich sein 2004. Ästhetisch ein klares: Nö.

Carbon ist mir auch zu empfindlich. ICh denk schon immer, ob das mal gut geht, wenn ich meine Carbonlefty in meinem schwarzen Auto in der prallen Sonne schmoren lasse... Das Harz weicht auf und am Ars** ist die 1400 euro-Gabel. Hat mir mal einer erzählt.

Gute Nacht,
MH

 

[MrHyde]

Jetzt hab ich mir grad die russischen Titangeschichten angeschaut und irgendwie find ich das Fully doch ganz geil. Bekloppter Name (ДВУХПОДВЕС), aber wirklich ganz korrekt vom Look.

Was kost denn so ein Teil? Weiss das jemand?

 

[ko5tik]

also, name ist nicht bekloppt. es bedeutet einfach "vollgefedert"
einzigste Problem ist das die Firma nichts serienmäsiges hat, obwohl
wenn du weis was du willst ( wie ich ) wirst du da bestens bedient.
( wie mir ergangen ist )

Der Fully ist in Entwicklung - di schweisem mal neues HInterbau und gehen fahren - gefällt es nicht, machen die was anders etc.


Offizielle Preise gibt es auch nicht. Kommt auf perverse wünsche von dem der bestellt...

Inporteur haben die auch nicht. Aber deren KOnkurenz wird von kocmo.de
importiert. ( allerdings hat der Konkurent ( www.rapid-titan.com ) keine Konifizierte Rohre )

 

[Chrissi]

Kann da ja gerne mal intensive Erfahrungen aus einer Sportart einbringen, nämlich Windsurfen, wo schon seit etwa 10 Jahren intensiv Carbon genutzt wird, sei es für Bretter, Masten oder mittlerweile auch Gabeln. Summa summarum hat das Zeug prächtige Eigenschaften, ist aber extrem empfindlich auf punktuelle Belastung. Und da Steine nicht nur an manchen Stränden, sondern auch in den Bergen nun mal recht spitz sein können, sollte jeder und wirklich jeder, der nicht ausschließen kann, dass er irgendwann mal fällt, die Finger davon lassen.

Also wirklich nur was für Poser, die damit in den Biergarten rollen und angeben wollen. So einfach ist das manchmal

Gruß, Christian

 

[CHT]

Chrissi, volle Zustimmung. Danke, dass Du' s mal so deutlich ansprichst...

 

[checky]

NeeNee *kopfschüttel*, ich hatte mal ein Y33 & damit bin ich bei nem Sturz über nen aus dem Boden ragenden Stein geschreddert & es war nur der Lack hin (bei mir wars etwas mehr als der Lack), das Carbonteil hatte nix. Bei dem Sturz aber wäre jeder Alurahmen verbeult gewesen da es ziemlich heftig war.
Weiterhin fahre ich noch heute nen Carbonrahmen (Checker-Pig) den ich über 3 Jahre bei Rennen eingesetzt habe. Das Teil ist Baujahr 1996 & wiegt in 18" 1500 gramm & lebt noch immer & machte noch nie Probs, ist bocksteif (vortrieb pur) & hat schon etliche Stütze, Sonneneinstrahlungen & was weiß ich noch alles mitgemacht, ach ja, auch schon etliche Salzwasserbegegnungen

Ich weiß nicht wo diese ganzen teilweise sehr dummen Halbwahrheiten & Gerüchte über Carbon herkommen, vielleicht daher, dass es zu viele Leutz gibt, die ohne Ahnung von der Materie zu haben einfach mal mit Carbon losbauen. Gute Beispiele hierzu sind GT & Cannondale.
Als (einigermaßen) gutes Positivbeispiel kann man z.B. Scott oder Giant anbringen. Zusammenfassend ist es doch so, dass Carbon das meiste Potential bietet, es aber aus Kostengründen wohl nie (im Radsportbereich) ausgereitz wird. Alu ist hier schon so ziemlich am Limit, aber unschlagbar günstig.......

& nochmal: warum werden z.B. die Monocoques in der F1 aus Carbon gebaut ? Ganz sicher weil Carbon so schlagempfindlich ist & direkt ein Loch drinne ist.

 

[lelebebbel]

der vergleich mit den F1-monocoques braucht aber nen rollstuhl...

-> die F1 boliden fahren auf strassen ohne spitze steine
-> sie fallen selten um - das monocoque selber hat den sinn, bei einem unfall stabil zu bleiben - allerdings hat es selbst dabei keine feindberührung, das übernehmen andere teile drumherum
-> wenns kracht, wird die kraft z.b. durch eine SPLITTERNDE nase des autos aufgefangen
-> also recht genau berechenbare belastungen
das monocoque selber hat dazu vergleichsweise grosse wandstärken, nicht zu verwechseln mit fahrradrahmen
-> wenn bei denen ein million-euro teil nur 2 monate hält oder sicherheitshalber nur ne bestimmte zeit lang eingesetzt wird, is das so kalkuliert. und wenn das monocoque ne macke hat, wirds weggeworfen. wie oft das passiert? mit sicherheit oft genug. beim mtb is das mit dem wegwerfen nicht so einfach...


p.s. ich steh carbon bei mtbs relativ unvoreingenommen gegenüber. kann mir sowas ohnehin nicht leisten. würde aber im zweifelsfall eher zu TI greifen, einfach aus geschmacksgründen (ein rad hat bei mir aus metall zu sein ) und weil mir ein paar gramm mehr völlig schnuppe sind.

 

[Gorth]

Der Vergleich mit einem F1 Auto hinkt garnicht mal so sehr. So ein F1-Wagen rutscht auch mal ins Kiesbett, und was da an Sand mit der Geschwindigkeit an die Oberfläche knallt ist IMHO auch nicht zu verachten, aber ich lasse mich gerne berichtigen.

Weiterhin sollte man sich überlegen ob bei den ganzen Sturz-Diskussionen noch die Relationen stimmen. Wenn jemand erzählt er hätte Angst, dass er bei recht hohen Geschwindigkeit hinfallen könnte und sein Rahmen an einem Stein brechen könnte, dann frage ich mich, ob es bei solchen Streckenbedingungen überhaupt noch Sinn macht sich über den Rahmenbruch Sorgen zu machen oder ob das bei solchen Stürzen eher eine Nebensache ist, da der Fahrer dann selbst aussieht wie Apfelmus. Es stellt sich auch die Frage wie oft derartige Stürze vorkommen und ob die Stürze die die Regel darstellen überhaupt die Carboneigenschaften ausreizen können. Die meisten Carbonrahmen sind ja auf CC-Räder ausgelegt und da sind die Stürze nunmal nicht soo schlimm. Wenn sich jemand einen Carbonrahmen kauft, der sich ohnehin alle 5 Monate beim Fahren den Arm bricht oder die Schulter aufreisst, dann sollte er sich erstmal fragen ob sein Rad dem Einsatzzweck entspricht und nicht die Schuld auf das verwendete Rahmenmaterial schieben.

my 2 cents
Gruß

 

[Chrissi]

Interessante Ansicht. Also wenn ich als Hardtailfahrer und zugegebenermaßen Trailliebhaber auf meine "Karriere" der letzen 20 Mountainbike-Jahre zurückblicke, komme ich da locker auf ein paar hundert Stürze (gab Zeiten, da habe ich mich pro Tour 3-5 mal flach gelegt). Und die Stürze bei hoher Geschwindigkeit auf Forststraßen sind eigentlich die für das Rad am unbedenklichsten, da Du Dich meist einfach zur Seite ablegst und das Rad so i.d.R. gar nix abbekommt, außer angeschrabbte Hörnchen. Die Stürze, um die es geht, finden also auf den Trails dieser Welt statt, bei wenig Geschwindigkeit und durchaus auch mal mit Feindberührung, für Fahrer wie Material. Und auch wenn ich es nach Jahren des regemäßigen Sturzfluges mittlerweile schaffe, im Flug mich auch noch um mein Material zu kümmern, nicht zuletzt damit mir das Teil nicht nach der Landung um die Ohren fliegt, so lässt sich doch nicht ausschließen, dass das Rad halt doch mal hart aufschlägt. Habe erst einen nagelneuen Vertex-Rahmen auf diese Art und Weise geschrottet.

Im Kern muss natürlich jeder selber wissen, was er mit dem Rad anstellen möchte. Bleibe also (wenigsten für mich) bei der Meinung, wer sich häufiger mal auf die Nase legt, sollte Abstand nehmen von Carbon, definitiv. Und wohl auch von (super)leichten Alurahmen (siehe Vertex). Von Titan weiß ich nicht. Stahl scheint da wohl nicht die schlechteste Lösung. Oder einfach alt und weise werden? Aber das kann (wenigstens bei mir) noch dauern )

Gruß, Christian

 

[m.a.t.]

Im Kern muss natürlich jeder selber wissen, was er mit dem Rad anstellen möchte. Bleibe also (wenigsten für mich) bei der Meinung, wer sich häufiger mal auf die Nase legt, sollte Abstand nehmen von Carbon, definitiv. Und wohl auch von (super)leichten Alurahmen (siehe Vertex). Von Titan weiß ich nicht. Stahl scheint da wohl nicht die schlechteste Lösung. Oder einfach alt und weise werden? Aber das kann (wenigstens bei mir) noch dauern )

So pauschal würde ich das nicht formulieren. Wer oft auf steine stürzt sollte vielleicht bessere keinen Leichtrahmen fahren (<1Kg). Da sind meist die Wandstärken so niedrig, das es leicht das Rohr durchhaut. Bei Wandstärken deutlich unter 1mm kann keiner zaubern. Tendenziell würde ich da sogar am ehesten die Finger von Alu lassen, weil es ja recht weich ist.
Wenn ich zum Beispiel an den Scott Carbonrennradrahmen denke, au weia, der wiegt 900g und ich hatte Angst, den am Unterrohr durch blosses Anfassen einzudellen. Das gleiche beim Scott Scandiumrahmen (~1Kg). Bei Titanrahmen im dem Gewichtsbereich wird das denke ich genau so aussehen. Bei Stahl kenne ich jetzt keine Rohrsorte, wo die Rohre so dünn sind (Foco?).

ciao
matthias

 

[Chrissi]

Guter Punkt, ich betrachte den aktuellen Trend zu immer leichteren Rahmen (egal ob CC, FR oder was auch immer) durchaus mit ein wenig Verwunderung. Die Teile mögen ja im besten Falle noch genauso steif sein wie vor der Gewichtskur, d.h. genauso belastbar auf die definierte Einwirkung eines Fahrers. Aber auch genauso strapazierfähig in Bezug auf Stürze? Mich überkommen da durchaus Zweifel.

Um nicht zu sagen, ich gehe mal davon aus, dass dieser Trend all denjenigen entgegenkommt, die sich nie auf die Nase legen. Aber gehört das nicht zum Sport? Wie soll man denn sonst besser werden? Immer verweigern an kniffligen Stellen? Das kann's wohl nicht sein, oder? Dann doch lieber den Erfolg geniesen, sich an einer Stelle ein Dutzend mal flach zu machen und sie dann irgendwann zu meistern )

Und einen von der Geometrie sportlichen (vergleichbar RM Vertex) und (!) robusten Rahmen kenne ich leider nicht mehr, das war vor den Zeiten des globalen Leichtbaus schon mal anders. Mittlerweile ist nur noch leicht, sportlich und empfindlich oder robust (und ein bißchen schwerer) und komfortabel. Schade auch .... :-((

Bleibt wohl doch nur ein Custom-Rahmen. Jetzt habe ich mir aber schon wieder ein neues Vertex zugelegt, fährt auch zu geil das Teil. Das nächste mal vielleicht.

Schönen Gruß, Christian

 

[nimmersatt]

ich hatte auch schon einen 2,2kg Stahlrahmen, bei denen durch hochgewirbelte Steine Beulen ins Unterrohr gedengelt wurden (von der Grösse vergleichbar einem mittelharten Einschlag der Hörnchen/Lenker ins Oberrohr) - meine Titanrahmen zeigen sich da gänzlich unbeeindruckt...

Titanrahmen in der 1600g Liga (für 19") haben i.d.R. Rohre mit durchgehend 0,9mm Wandstärke und sind recht resistent gegen Beulen.

Also mit einem Leichtbaurahmen der 1300g Klasse egal welchen Materials sollte man schon etwas pfleglich umgehen wenn er langfristig Freude bereiten soll - das schliesst für mich das Erfahren gewisser spassbringender Pfade und Strecken aus, da fliegt hin und wieder das Rad ein paar Meter weit

mein Trek Carbon Strassenhobel hat aber schon einige bedenkliche Stürze hinter sich (Fremdeinwirkung), die Zeit dass ich das Ding mal ausmustere ist aber noch nicht erreicht - nur die Gabel hab ich vorsichtshalber in Rente geschickt.

 

[peter_schoen]

Mal mein Senf dazu:

Ich denke mal in 90% aller Fälle ist Alu das beste.
Es ist leicht, bei entsprechendem Rohrdruchmesser steif und zusammen mit Carbon das einzige Material das bei vertretbarem Gewicht wegen des geringen Gewichtes große Rohdurchmesser erlaubt.

Wer relativ leicht ist ist mit Alu-Scandium-Legierungen sicher auch nicht schlecht beraten.

Titan: Außer haltbarer würde ich sagen taugt das bei Mtb nicht mehr als Scandium.
Es ist nicht so steif wie Alu (ich weiss das es als Metal steifer ist aber net als Rahmen) und wenn ein Rahmen so steif ist is er schwerer.
Bei leichten Fahrern könnten sich allerdings gewichtsvorteile ergeben da der Rahmen nicht so steif sein muss - siehe LiteSpeed.

Carbon: Wozu wenns Alu gibt - den Steifigkeitsunterschied merkt man doch net, stabiler ist es auch nicht und auch nicht leichter (soll ja Leute geben die wegen nem 50 gr leichteren Rahmen gleich mal ne Stange mehr Geld ausgeben).
Und dass die anfällig für Schäden durch steinschlag sind das geben selbt die Hersteller zu (frage mal bei einem nach was die für ne Bike-Expedition empfehlen würden, Alu oder Carbon, werden dir garantiert sagen Alu genau aus diesem Grund)

Den einzigen Vorteil könnte ich bei Fullies sehen, da komplexere rahmendesigns möglich sind.

Ausgereitzt ist meiner Meinung nach keiner dieser Werkstoffe. Alu und Magnesium haben sicher noch Potential durch die Weiterentwicklung von Legierungen!

Meine Wahl:
Alu-Maßrahmen. Denn ein Maßrahmen aus Alu hat meiner Ansicht nach mehr Vorteile als jeder Carbon- oder Titanrahmen "von der Stange".


Beste Grüße,
Peter

 

[XC_Freund]

Titanrahmen von der Stange? wo gibt es denn sowas?