Original geschrieben von Krischan
Ja,
so ungefähr, allerdings
1.
ist das spezifische Gewicht von Titan geringer als Alu und Stahl, aber praktisch lassen sich die leihtesten Rahmen aus Alu bauen. Über das spezifische Gewicht im einzelnen sollen sich mal lieber die Physiker austoben.
2.
ist das Elastizitätsmodul so, dass Titanrahmen am weichsten sind, dann kommt Stahl, dann Alu.
Inwieweit sich das Materialtechnisch bedingt oder von den verwendeten wandstärken bei den heutigen Rahmen abhängt, sollte dir besser auch ein Sachverständiger erklären. Man kann auch recht weiche Alurahmen bauen, die dann aber nicht so lang halten werden.
Also, Alu hat eine Dichte von ca 2.7 Kg/l
Titan 4.5 kg/l
Stahl ca 7.9kg/l
Mit dem Elastizitätsmodul ist das folgendermassen:
die relative Längenänderung delta L/L eines Materials = Zugspannung/ Elastizitätsmodul (Hooksches Gesetz)
Die Zugspannung ist dabei die Kraft delta F, die senkrecht auf den Querschnitt der Fläche delta A wirkt. Somit haben wir:
delta L/L = (delta F/delta A) / Elastizitätsmodul E
Also ist, je grösser das Elastizitätsmodul, desto kleiner die Elastizität des Material gleichen Querschnitts. Das heisst bei kleinem E ist das Material elastischer ("weicher")
In der Literatur findet man für
Duraluminium ein E von 7.3 x 10^10 Newton pro Quadratmeter
Kohlenstoffstahl ein E von 21 x 10 ^10 Newton pro Quadratmeter und für
Titan 10,5 x 10 ^10 Newton pro Quadratmeter
Somit ist bei gleichem Querschnitt Aluminium am elastischsten
Titan ist etwas weniger elastisch
und Stahl ist am wenigsten elastisch
Zudem ist die Zugfestigkeit relevant:
Alulegierungen (schweissbar) haben Zugfestigkeiten bis etwa 450 N / Quadratmillimeter
Stahllegierungen (schweissbar) haben Zugfestigkeiten bis 1400 N / Quadratmillimeter
Titanlegierungen bis etwa 1200 n / Quadratmillimeter.
Bei Aluminium brauchen wir also mehr als den doppelten Rohrquerschnitt, um dieselbe Festigkeit wie bei Titan oder Stahl zu erreichen. Wenn wir den Rohrquerschnitt aufblasen, erreichen wir eine grössere Querschnittsfläche und zudem nimmt die Steifigkeit zu, da zwar Aluminium elastischer ist als Stahl, aber mit grösserem Querschnitt das Rohr auch steifer wird. Weil Alu die kleinere Dichte aufweist im Vergleich zu Stahl, können wir so ein Rohr herstellen, das bei etwas kleinerem Gewicht etwas steifer als ein Stahlrohr (kleineren Querschnitts) ist. Allerdings ist es anfälliger auf Dellen, da die Wandstärke relativ klein ist und die Krümmung der Oberfläche nicht so stark, was einer Delle weniger entgegenwirkt.
Alles in allem kann man sagen, dass mit
Aluminium die leichtesten haltbaren Rahmen gebaut werden können (ca 1250 Gramm für ein leichter 19 Zoll Rahmen)
Titanrahmen am wenigsten auf Korrosion empfindlich sind und am wenigsten Dellengefährdet sind (bei üblicherweise verwendeten Wandstärken), Rahmengewicht bei leichtem 19 Zoll Rahmen ca 1550 Gramm
und Stahlrahmen am einfachsten und vielseitigsten zu verarbeiten sind und einen guten Kompromiss aus Preis, Haltbarkeit und Komfort bieten. Leichte Stahlrahmen in 19 Zoll wiegen um 1700 Gramm.
Gruss
Dani
), aber trotzdem - oder deshalb? - haben mich folgende Bilder echt beeindruckt! Es ist sonst immer die Rede von Vier-Gelenkern, Zwei- oder Eingelenkern - hier ist ein Kein-Gelenker (Rahmenmaterial Titan):
