Gravelbike aus Stahl - ein Selbstbau / Eigenbau

CanyonMaxiMal

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Servus zusammen!

Nachdem die Abschlussprüfungsphase zum Maschinenbautechniker in Coronazeiten ziemlich langweilig ist, habe ich mir gedacht ich gehe es endlich mal an einen eigenen Gravelrahmen zu bruzzeln... Schon seit fast 3 Jahren ist die Idee im Kopf, jetzt wird sie endlich mal umgesetzt (wenn auch in eher überschaubarem Tempo, bis 2021 ist aber Ziel). Klassischer Stahlrahmen, 28 Zoll, 43 mm Reifenfreiheit, 2x11 Gang, WIG geschweißt, 12 mm Achse, Flatmount, interne Zugverlegung, Carbon Gabel. Erfahrung in den Bereichen Fräsen, Drehen, CNC, WIG und Löten ist berufsbedingt vorhanden und es steht auch einiges an Werkzeug zur Verfügung 8-) . Der erste Schritt wird es erstmal eine vernünfrige Rahmenlehre zu konstruieren. Ich habe noch einige Fragen zum Rohrsatz und drumherum, das passt denke ich sehr gut hier rein...

Ich würde für das Projekt gerne Columbus Rohre benutzen, entweder bezogen von reset-racing.de oder von hier: https://www.custom-academy.de/shop-rahmenbauteile/rohre-1/ Kennt jemand die custom-academy? Erfahrungen? Reset ist halt der "Klassiker".

Erste Frage zu den Rohren: Sollte ich bei einem Rohrsatz bleiben oder lassen sich die Rohre auch miteinander kombinieren? Sprich lässt sich ein ZONA Rohr auch mit einem SPIRIT kombinieren? Es ist sehr schwer hier die Werkstoffe herauszubekommen, ZONA und CROMOR sind ja anscheinend 25CrMo4 (1.7225/1.7218/1.7113???), XCR Edelstahl, soweit klar. Was ist dann mit den anderen Rohren SPIRIT, SL, MAX und LIFE? Auch 25CrMo4, nur anders konfiziert?

Wo bekommt man denn "Tretlagergehäuse" her? Idealerweise mit BSA Gewinde.

Die dritte Frage gilt den Zusatzwerkstoffen. Wenn man hier so bei den bekannten Marken wie Böhler oder ESAB vorbeischaut landet man bei den Vergütungsstählen eigentlich immer bei 1.7339 als Zusatz. Müsste passen?

Mein größtes Problem ist die Riesenauswahl an verschieden gebogenen Kettenstreben o_O. Ich wollte ja ca. bis 43 mm Reifen und Umwerfer fahren können, welche Streben sind dann hier passend? Es gibt MTB S Bend, Cyclocross S Bend, Road S-Bend, 29r Bend und 10° Streben, wo ist da der Unterschied? Ich kann mir irgendwie nichts drunter vorstellen. Vielleicht hat ja jemand Erfahrungen was passt...

Ich sage schonmal vielen Dank ?!
Maxi

Update vom August: Die Custom Academy gibt bis jetzt keine Antwort, egal ob telefonisch oder online. Ich gehe Mal davon aus, dass es hier nichts (mehr) gibt.
 
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Also wo fangen wir an?
Arbeite erst einmal den Rahmen konstruktiv aus. CAD ist an dieser Stelle eine große Hilfe.Danach kann man sich um eine Rahmenlehre kümmern. Muss für den ersten Versuch auch nichts extravagantes sein ne Siebdruckplatte(Schichtholz) als Basis tut es genauso und und ob es für den ersten Versuch verstellbar sein muss stelle ich auch mal zur Diskussion.
Zu der Rohrproblematik, soweit ich das beurteilen kann wären die nicht rostbeständigen Rohrqualitäten untereinander mischbar mit einigen Einschränkungen. Man erreicht damit logischerweise nur die Festigkeit der schlechteren Rohre. Ich würde wenn es nicht notwendig ist einen Mix zwischen den Legierungen meiden. Hängt aber auch ein Stück weit davon ab welche Methode zum fügen genutzt wird. Es macht halt schon einen Unterschied ob man lötet oder schweisst oder Muffen verwendet.
Was die Columbus Rohre angeht ist z.B. Zona ne Variante aus Cromo und Spirit ne mikrolegierte Variante mit noch höherer Festigkeit.

Zur Beurteilung ob die Streben passen werden würde ich die Maße aus dem Columbus Katalog in das Cad übertragen und das dann prüfen wie es in das Gesamtkonzept passt.

Mit 1.7339 ist man denke ich was die Festigkeit angeht auf der richtigen Seite.
Ich würde aber auch einen Sg3 ein Chance geben. Löten ist dann wieder ein anderes Thema.
 

CanyonMaxiMal

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Ah okay habe das Paper gefunden, du hast mich mit dem Schlagwort "Katalog" auf die richtige Fährte gebracht... Ich würde mich vorerst glaube ich eh für das ZONA Rohr entscheiden, da billig und Auswahl riesig ?

Ganz unten sind die Rohrbiegungen beschrieben.
 

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Ja Zona ist für den Anfang ne gute Wahl da es einen gute Kompromiss aus vielen Eigenschaften darstellt. Je nach Größe des Rahmens und der Rohrdimension würde ich den schon als recht angenehm zu fahren einstufen. Ich habe den Rohrsatz auch für mein erstes Projekt verwendet.

Wenn noch Fragen sind einfach ausformulieren und los geht's.

Tretlagergehäuse gibt's z.B. bei Reset bedenke dabei die Gehäusebreite und die Kettenlinie. Ist abhängig von den Teilen welche nachher verbaut werden sollen und auf welche Standards du dich beziehst.

Da gibt es auch von den Herstellern Sram und shimano extra Dokumentationen welche deren Standards ausführlich technisch beschreiben.
 
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CanyonMaxiMal

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Das mit dem Tretlager blieb noch offen ?. Gibts da Bezugsquellen oder muss ich da selber was drehen? BSA wäre eigentlich meine Wahl, aber Pressfit ist für mich auch okay.
 
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Da gibt es was aus dem Regal lustig wird es erst bei exotischen Werkstoffen.

Mal bei Reset stöbern.
 
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Hallo,
mit Steckachse und flatmount hast Du dir nicht gleich das simpelste Projekt für den Anfang ausgesucht. Es gibt wenig Möglichkeiten zu korrigieren, wenn da was nicht ganz tacko gerade ist. Nimm also evtl. Syntace Ausfaller mit Excenter zum finetuning.

Ansonsten:
Die Rohre kannst Du gut untereinander mischen. Das mache ich fast bei jedem Rahmen. Zum Beispiel bekomme ich bei Deda ein Sitzrohr was ich sehr gern mag, was es in vergleichbarer Abmessung bei Columbus nicht gibt.
Du kannst auch problemlos "rostfreie" Kettenstreben und Sitzstreben an einen normalen Hauptrahmen schweissen.
Nimm die Rohre am Anfang nicht zu dünnwandig. Auch 0,8mm Sitzstreben sind je nach Winkel zum Sitzrohr nicht ganz ohne zu Schweissen.
Notfalls umgehst Du das, indem Du an dieser Stelle lötest.

BSA Gehäuse bekommst Du bei Köhn, ceeway oder einem Rahmenbauer. Drehen lohnt nicht, die Dinger kosten nicht viel.
Evtl kannst Du sie noch erleichtern, wenn die das std. Gewicht zu groß ist. Als Anhaltspunkt. 100g für nen 68mm BSA Gehäuse ist schon sehr leicht. Mit 120g bist Du auf der sicheren Seite.

Recht breite Reifen und 2-fach Kurbel mit schmaler Kettenlinie ist immer nicht ohne.
Nimm am besten ne GRX Kurbel, da hast Du mehr Luft.
Mit ner Zona S-bend Cross Strebe hast Du gute Chancen, dass alles aneinander vorbeipasst.
Je nach Ausfaller und Scheibengröße musst Du bei S-bend hinten aufpassen, dass die Scheibe an der Strebe vorbeigeht.

Viel Erfolg!
 

CanyonMaxiMal

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Recht breite Reifen und 2-fach Kurbel mit schmaler Kettenlinie ist immer nicht ohne.
Nimm am besten ne GRX Kurbel, da hast Du mehr Luft.
Mit ner Zona S-bend Cross Strebe hast Du gute Chancen, dass alles aneinander vorbeipasst.
Je nach Ausfaller und Scheibengröße musst Du bei S-bend hinten aufpassen, dass die Scheibe an der Strebe vorbeigeht.

Viel Erfolg!
Das habe ich gerade beim konstruieren in SolidWorks gemerkt, dass es mit 43 mm Reifenfreiheit fast unmöglich ist alles unterzubringen, sprich vor allem Kurbelarme, Kettenblätter und dann noch die Reifen ?, puuhhh das wird gut eng habe mit verschiedenen Rohren "gespielt".... Evtl. müsste man die Kettenstreben noch ein bisschen ovalisieren, was jetzt nicht meine Traumlösung wäre, ebenfalls die Kettenstreben zu verlängern. Vielleicht gehe ich doch auf 35 oder 38 mm runter. Oder es gibt irgendwo so eine Art Joke, wo man an dem Fillefatz vorbeikommt?

Dropouts schweben mir die vor: https://www.paragonmachineworks.com/dr2086-70-degree-flat-mount-rear-no-eyelets-12-mm-hub.html
 

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Also in der Theorie isser fertig der Rahmen... ;) bzw. in SolidWorks. Das Problem hab ich auch in Griff bekommen, da muss ich einfach minimal von außen einstellen, ist ja eine Recht gängige Methode. Reifenfreiheit ist dann locker 45 mm bei 28 Zoll.
 

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Naja läuft doch schon mal ganz gut an die Sache. Jetzt kannste dir Gedanken machen über die Vorrichtung und wie du diese ausführen möchtest. Sämtliche Daten liegen ja bereits im CAD vor die kann man ja im Vorfeld nutzen.
 

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Ssoooo, gerade mal eine Probeschweißung gemacht mit 0,7er Blech und dann auseinandergerissen. Sowas unter 1 mm schweißt man auch nicht alle Tage. Schaut ganz vernünftig aus meine ich, bin aber leider "nur" CNC/CAM-Programmierer der halt Schweißen kann.

Was sagen denn die Schweißexperten?
 

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Ist ausbaufähig ich würde vorschlagen besorg dir 30x1 Stahlrohr und übe die Vorbereitung und den Ablauf am Rohr bis du dich sicher fühlst. Ist dann nochmal näher am Geschehen die Überei. Die Übung macht dich auch mit dem Gerät vertraut wie es sich dabei verhält.
 
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Da haste dir ja schon viel Arbeit gemacht. Sieht echt klasse aus.

Sieht aus als hättest du Edelstahl geschweißt. CRMO verhält sich da noch etwas anders. Braucht weniger Strom und brennt dir schneller weg. Aber ansich fonde ich die Nähte gut und denke dass die halten werden.

Bin gespannt was du zauberst.
 

CanyonMaxiMal

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Ja genau is ein 1.4301 Blech mit einem Schwarz-Weiß Zusatz geschweißt.

Ich habe mir jetzt Mal auf Ratschlag von einem Bekannten eine 1 mm WIG Nadel und Spannhülse bestellt, er meint dann wird das noch "kontrollierbarer". Jetzt habe ich eine 1,6er.
 
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Das wäre sie meine fertige Rahmenlehre inkl. verstellbarer "Halter", bzw. Auflagepunkte für die Rahmenrohre für jede x-beliebige Rahmengeometrie bis 1,25 m Radstand.

Jetzt werden dann die Rohre bestellt, im nächsten Schritt ausgeklinkt und die ganzen Zugführungen mittels CuSi3 angelötet.

Hier die Bestellliste von Koehn, bzw. reset-racing der Columbus Rohre als Nachtrag für meinen Rahmen. Je nachdem wie man die Züge verlegen will, nicht wie in meinem Fall innen kommen natürlich noch sämtliche Zuganschläge hinzu. Preispunkt etwa 225 €.

Screenshot_20200818-065530.png
 
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Und wieder ein Update ?. Es geht voran, schneller als gedacht, was aber auch daran liegt, dass ich viel weniger für meinen Techniker lernen muss als gedacht.

Die Bremsaufnahme vom Ausfallende ist angeschweißt und soweit, so gut alle Rohre ausgeklinkt. Genaue Anpassungen kommen noch. Die Knete Schweißnähte halten jedenfalls, auch bei 30 Grad ?. Steuerrohr und Sitzrohr kürzen, Kettenstrebe eindrücken, und die Verbindung der Streben zu den Ausfallenden drehen und Löcher in die Rohre bohren wo sie zusammenlaufen werden dann meine nächsten Schritte.

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CanyonMaxiMal

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Es geht in Richtung Schweißen... ?

Als erstes habe ich meine Sitz- und Kettenstrebenenden drangebruzzelt, die ich mir am Sonntag Morgen vor 6 Uhr bei einem guten Kumpel gedreht habe — kein Auge mehr zu gebracht. Ganz einfache "Endstopfen" aus 1.4301 mit einem kleinen Absatz vom Rohrinnendurchmesser und außen dem äußeren Rohrdurchmesser. Die Rohre dann ganz simpel mit einem 1.4370 Schwarz-Weiß Zusatz angeschweißt.
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Nachdem mir die Zugführungslösung von gestern nicht wirklich zugesagt hatte, habe ich das heute nochmal verbessert. Die Idee von gestern jeweils einfach 3 Löcher in den Rahmen zu knallen war mir dann doch irgendwie zu riskant. Also heute die Reste vom gekürzten Steuerrohr genommen und nochmal als Verstärkung draufgeschweißt (vielleicht ein bisschen überdimensioniert, aber voll okay):
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Next Step waren dann endlich Mal ein paar "echte" Nähte, angefangen habe ich mit der Verbindung Sitzrohr - Tretlager, jetzt die Kettenstreben. Nachdem diese angeheftet waren schlug die Stunde der Wahrheit für die Freigängigkeit an Kettenblättern und Kurbelarmen. Auf dem Foto ist eine Ultegra mit 34 Zähnen verbaut, die wie Arsch auf Eimer vorbeigeht, in dem Zusammenhang gut, dass ich die Kettenstreben etwas eingedellt habe! Zwischen Kurbel und Kettenstrebe sind's ca. 5-6 mm, das müsste ja auch im Sprint reichen wenn man kurz 800 Watt auf die Kette gibt? Oder was meint ihr, geht sie an? Wie viel sich ein Stahlrahmen verwindet kann ich nicht sagen, da fehlt mir die Erfahrung.
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Wo ich mir noch unschlüssig bin sind diese Verstrebungen an Ketten- und Sitzstreben von links nach rechts. Bringt das was von der Steifigkeit her? Schutzblech wird bei mir nicht verbaut werden.

Danke für eure Hilfe ???
 
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CanyonMaxiMal

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Bis auf den Lack und 4 Kabelbinderführungen für die Kettenstreben (die erst in 6 Wochen lieferbar sind) habe ich es gestern fertig bekommen des gute Stück ?? Vllt. hat ja noch jemand welche rumliegen aus Stahl oder VA?

Als Farbe ist ein VW Farbton angedacht, nämlich savanna gold metallic glänzend. Ein Goldgelb, etwas dunkler wie die Akzentfarbe von MTB-News, warum? Weil ich irgendwie noch nie ein gelbes Bike hatte ?

Für's erste Rad finde ich gar nicht so schlecht... Die anfängliche Idee mit komplett innen Verlegten Zügen habe ich letzten Endes doch verworfen, da die leider nicht durchs BSA Tretlager durch wollen. Und jeweils zwei Mal die Streben anzubohren ist mMn auch nicht das goldene vom Ei. Die Verstärkung an der Zugausleitung am Unterrohr wollte ich erst verlöten, was dann wahrscheinlich wegen falschem Lot richtig in die Hose ging und ich da unten dann ein Blechstück rausgetrennt habe, ein neues einpassen und Verschweißen musste. Hier habe ich dann, zurecht, auch aufs Schweißen vertraut.

Durch das Loch zwischen den Flaschenhaltergewinden fädle ich einen Kabelbinder ein, der mir dann die Züge immer schön klapperfrei auf Spannung hält. Die Schweißnähte in der Kehle sind immer sehr schön geworden, desto weiter es in Richtung I-Naht geht, umso mehr "Dreck" hat es mir von unten in die Naht gezogen, obwohl ich innen wie außen alles penibelst angeschliffen und gereinigt habe; gut zu sehen an der Naht am Unterrohr-Steuerrohr oder rechts am Tretlager ?. Da ist wohl einfach das Problem mit der Oxidation der Nachtrückseite und dann den Rückständen in der Naht. Das wäre auch ein Punkt den ich beim nächsten Rahmen anders machen würde, da werde ich wohl formieren um das auszumerzen.

Der nächste Rahmen wird dann ein 1:1 Ersatz für mein Canyon Endurace.


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Zusammengefasst - Was würde ich in Zukunft anders machen?
• Mehr Zeit lassen, jeden Tag ein bisschen was
• Versuchen die Rohre noch genauer auszuklinken, auch wenn's mächtig Zeit kostet, Löcher beim Schweißen kosten umso mehr Nerven ?
• Das Steuerrohr erst zum Schluss kürzen oder ein anderes Verbauen, da der Verzug zu den Rändern hin doch nicht unerheblich ist
• Anderes Tretlager verbauen, z.B. ein PF30 um die Züge komplett innen zu führen
• Formieren um die Aufschwemmungen vor allem in den stumpfen Nähten zu vermeiden
• Die Schweißparameter optimieren, zum Schluss mit Erfahrung wurden die natürlich immer besser. Bin letztlich über ein amerikanisches Forum bei 80-100 A im Puls, 30 % Pulszeit, 10 A (8%) Hintergrund, 2 Hz, recht spitz angeschliffene 1.6er Elektrode und einer 15 mm Glasdüse mit 7-8 l gelandet; evtl. sogar noch mehr Strom und weniger Pulszeit

Bis es komplettiert ist wird es wohl noch zwei Monate in Anspruch nehmen mit dem Warten auf die Führungen und Lackieren. Ausstattungsmäßig wollte ich für mein Daily auf die Shimano GRX 400 oder 105 und durchdachte Anbauteile zurückgreifen, es soll ja das Pendelrad für 20 km einfach Sommer wie Winter werden.

Ah ja Gewicht: Laut Küchenwaage 1970 g mit Ausfallende
Die Geo orientiert sich sehr stark an modernen Gravelbikes à la Open WIDE oder Rose Backroad, nur ein etwas flacherer Lenk- und steilerer Sitzwinkel war mir wichtig.

Es kommt bestimmt wieder oder was von mir ??
Grüße!
 
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Sehr cool und danke fürs teilen! Sieht bestimmt edel aus mit dem gelb. Viel Spaß beim Aufbau und mit dem Rad.
 

CanyonMaxiMal

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Der Rahmen ist seit letzter Woche zurück vom Lackierer, die Farbe ist gerade unter Sonnenschein wirklich ein Augenschmaus, dann kommt das Metallische richtig schön durch. Jetzt brauche ich noch eine passende gebrauchte 1⅛" Carbongabel und ein paar Kleinteile, dann kann das Umschreiben von meinem Rose Backroad Ultegra Di2 schon losgehen ?. Gewicht komplett fertig liegt bei 1990 Gramm.
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Schweißen bin ich auch immer wieder Mal am üben und habe wirklich gute Schweißparameter gefunden für meine CrMo Proberohre (0,6/0,8 mm). Auch ohne formieren super Ergebnisse. Mit Formierung natürlich gerade im flachen Bereich der winkeligen Verbindungen viel weniger Dreck in der Naht und dadurch eine bessere Nahtqualität.
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Hallo,
das sieht doch sauber aus!
Und eine schöne Farbe.
Nasslack ist ja auch sagenhaft leicht im vergleich zu Pulver.
Da hat man schnell mal auch mal Richtung 100g mehr, je nach Schichtanzahl und Dicke.
Wie hoch bist Du da mit der Pulsfrequenz gegangen? Zwischen 2 und 3Hz?
Grüße
 

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Habe mich auch gewundert, dass der Lack so leicht ist. Wenn die Waage stimmt sind es ca. 40-50 g Lack. Die oben angegebenen 1970 g waren schon vorbereitet für den Lackierer... Aber auf die paar Gramm sollte man bei Stahl eh keinen Wert legen :p

Die Pulsfrequenz liegt bei 2 Hz, genau!
 
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