Gravelbike aus Stahl - Rahmenbau von A bis Z

CanyonMaxiMal

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Jetzt über´n Vatertag mit 4 Tagen am Stück frei will ich wieder bisschen berichten zum Thema Gravelbike:

Nachdem es von Columbus, Reynolds oder Deda selbst leider keine komplett runden ungebogenen Kettenstreben gibt, die ich genau wie konstruiert biegen kann musste eine Alternative her. Hab mich dann für gerade 25CrMo4 Rohre entsprechenden Durchmessers von Tennant Metall entschieden. Die waren mir aber mit 1 mm viel zu dick, also musste ich das Zeug auf 0.7 abdrehen.

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Mit der neuen alten Drehe aus einer Berufsschule im Schwabenländle und entsprechend Dreherfahrung kein Thema. Maschine ist bis auf den durch die Berufsschullehrer versauten 100x überstrichenen Lack in einem unglaublich guten Zustand, musste ich zuschlagen...

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(Und ja der Polo war überladen :D)

Beim Langlaufen am Arber hatte ich irgendwie Kauflaune und hab den nächsten Deal gefixt, woraufhin es noch ein Maschinchen in mein Reich geschafft hat. Ebenfalls aus einer Berufsschule im Stuttgarter Raum.

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Nach anfangs mächtig gezicke mit heißlaufender Spindel inkl. Lagerschaden läuft das Ding wie eine 1, Zustand nahezu neuwertig. Grund für die Probleme war wahrscheinlich, dass meine Vorbesitzer mit normalem Fett anstatt Öl über die Schmiernippel abgeschmiert haben, was logischerweise für so große Lager bei der Drehzahl den Tod bedeutet, vor allem bei unter 10 ° im Winter in meiner Werkstatt. Zerlegen, zusammenbauen, läuft...

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CanyonMaxiMal

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Nicht ganz... Ist eine Macmon M100, identische Qualität, etwas größer, ca. 200 kg schwerer und deshalb stabiler.

Wollte eigentlich eine FP2, die ist aber trotz sehr guter Kontakte in den Werkzeugmaschinenmarkt unbezahlbar.
 
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CanyonMaxiMal

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Rohre biegen ging ja mit dem hauseigenen Rohrbieger super easy. Also Zeichnungen erstellt, in 1:1 drucken lassen und gebogen.

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An der Verbindung Sitzstreben-Sitzrohr-Oberrohr gabs wie bei den letzten zwei Rahmen auch eine Verstärkung aus 32x1.5er 25CrMo4 Rohr. Vorteil: Weniger Verzug, viel mehr Stabilität, kein Knarzen und die Möglichkeit unten ein dünnes Sitzrohr zu benutzen. An den Rohrstummel wurde ein Absatz mit kleiner Fase für eine vernünftige Schweißwurzel gedreht, das Sitzrohr aufgesteckt und dann stumpf ohne Zusatz verschweißt.

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Weiter nachgerüstet hab ich auch an der Vorrichtungsfront. Es gab ein paar Heatsinks für Steuerrohr, Sattelrohr und Tretlager vom Chris aus Nordirland, bin irgendwie über eBay auf seine Kunstwerke aufmerksam geworden und hab ihm gleich einen ganzen Satz abgenommen. Wer hier Interesse hat, ich kann gerne den Kontakt vermitteln. Die Teile sorgen für deutlich reduzierten Verzug. Am T47 Innenlager konnte man beispielsweise die Lagerschalen ohne Gewinde nachschneiden eindrehen.

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Erste handfeste Prototypen aus Kunststoff hatte ich schon Ende Januar bei mir auf dem Schreibtisch liegen. Druckverfahren ist HP MJF. Nicht schlecht für einen ersten Test 8-)

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Damals war auch noch der Plan die Rohre an die 3D-Druck Teile anzulöten, wurde aber dann letzten Endes nach einigen Bruchtests doch verworfen. Geschweißt war deutlich stabiler und obendrein nicht so viel Nacharbeit.
 
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CanyonMaxiMal

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Ultra gerne :love:

Mein Ziel mit dem Thread ist es vor allem Rahmenbau-Neulinge oder die die sich tiefer dafür interessieren abzuholen und eine Art kostenlose Anleitung von 0 bis zum fertigen Bike zu bieten. Ich war auch in keinem sündhaft teuren Kurs, habe den überwiegenden Teil an Wissen durch Aus- und Weiterbildung im Maschinenbaubereich, sehr viel spezielles aus dem Netz. Sowas detailliertes hat aber gefehlt...
 
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CanyonMaxiMal

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:lol: Internet ist grad wieder sehr flott hier in Niederbayern. Digitalisierung und 5G sei Dank. Für die Paar Fotos im Upload ne satte ½ Stunde. Normaler Samstag Vormittag halt...

Auch die Rahmenlehre bekam einige Updates und ist mittlerweile echt sehr brauchbar und ansehnlich. Ist alles aus dem Kopf und über laufende Verbesserungen entstanden, konstruiert wurde hier gar nichts. Neu sind eine Halterung für die Sitzstreben und ein Reifendummy für sämtliche Reifenbreiten von 30 bis XXX mm.

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Schweißkünste wurden weiter verbessert. Parameter sind wie in Beitrag #61 beschrieben. Mit der Zeit wird man einfach immer besser, lernt kleine Kniffe und ist weniger zimperlich auf dem Fußpedal, ergibt in Folge schönere Nähte (auch ohne Heatsinks oder Formieren).

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Bisschen was zum Hartlöten gibts dann doch: Flaschenhalterösen und Zugführungen. Die Zugführungen sind diesmal ebenfalls von mir konstruiert und 3D-SLM-gedruckt aus 1.4404. Ein kleines feines Detail wie ich finde. Kostenpunkt überschaubar, etwa 20 € pro Stück.

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Die Teile haben unten eine Erhöhung, sodass sie in ein 8 mm Langloch passen. Langloch fräsen, auflöten, fertig. Als Lot wurde Fontargen A320 (Silberlot) mit passendem Flussmittel verwendet, zu bekommen unter anderem bei "Sonderlote.de". Brenner hab ich klassisch Acetylen-Sauerstoff mit kleiner Düse, reduzierende Flamme. Bin kein Profilöter, aber wird ganz vernünftig ;)

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CanyonMaxiMal

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Der Reifendummy ist ne schicke Idee :daumen:
Finde ich auch, vor allem kann man so schön sehen wie mittig Sitz- und Kettenstreben wirklich sind.

Klasse Arbeit. Laufen die Züge innerhalb offen? Oder kommt noch ein Rohr dazwischen?
Danke ☺️ Die lasse ich offen laufen, klassisch mit Schaumstoffhülle ums Kabel gegen Klappern. 3 durchgehende Führungsrohre schlagen schon stark aufs Gewicht.
 
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epic2006

einfach kann jeder
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83646 Mad Tölz
Alter Schwede, das ist hier mal ganz großes Kino! Viel sehenswerte Handarbeit mit richtig schönen Ergebnissen. Was mir am meisten imponiert ist das „Machen“, ohne sich (zumindest hier nicht sichtbar) in Kleinigkeiten zu verkopfen.
Die Schweißnähte sind eine wahre Augenweide und stehen diesen in keiner Weise nach (ok, Titan, aber trotzdem):
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und sind allemal schöner wie diese (teurer Ti Rahmen, könnt mich jetzt ärgern…):

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Ich würde bei Dir direkt bestellen wollen, wenn ich Bedarf hätte…

Danke für‘s teilhaben lassen,

Gruß Gerrit
 
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Ja, wirklich großes Kino!! #Respekt wirklich!

Sag, könntest Du mich mit Deinem WIG-Brenner ein wenig influencen?
Fußpedal? weil klein und ohne Knopf?
Ich mein, den hab ich schon mal bei Pithy Bikes gesehen?

Wie gehst Du bei der Geometrie vor, machst Du sowas wie Bikefitting vorher?
Oder nach ner grobe Formel: Abstand zwischen Daumen und Zeigefinger mal Nasenlänge?

Vielen Dank!
 

CanyonMaxiMal

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Servus Gerrit @epic2006 !

Danke dir und Grüße nach Tölz... ist ja ums Eck. Vielleicht kommt ja iwann mal was aus Titan ;)

Titannähte sollten mindestens so schön sein wie bei Stahl, weil das Material i.d.R. dicker ist, Titan ein sehr flüssiges Schmelzbad hat und die Hitze besser an der Schweißstelle bleibt (½ Wärmeleitfähigkeit von Stahl). Dadurch lässt es sich zwangsläufig leichter schweißen. Wenn Titannähte wirklich unschön sind würde ich die Finger von lassen.


@Wooty

Geo und Größe sind ja 2 verschiedene Sachen. Bei der Geo weiß ich durch 13 Jahre Erfahrung genau was ich will. Die Größe lässt sich sehr schön am Canyon Größenrechner bestimmen. Entsprechendes Fahrrad raussuchen, deine Werte eingeben und dann hast ein Ergebnis zur groben Orientierung bezogen auf eine bestimmte Radgattung.
 
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CanyonMaxiMal

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Das Thema 3D-Druck Gravelbike muss ich heut und morgen zum Abschluss bringen, da es kaum geboren ist schon wieder ein paar erste hundert Kilometer auf dem Buckel hat...

Mitte Mai waren die SLM-Teile mit 2 Wochen Verspätung alle da, da bei einem Teil mächtig zu viel von der Stützstruktur weggeschliffen wurde. Die Teile sind alle vom Ye von 3DPBS: https://www.3dpbs.com/

Habe mich letzen Endes für 3DPBS entschieden, da es preislich und menschlich sehr gut passte und vor allem weil er viel Erfahrung mit 3D-Druck im Rahmenbau hat, damit wohl so ziemlich der einzige in dem Segment. Beim Bau hat sich dann noch ein guter Kontakt zu zwei 3D-Druck-Firmen, eine am Chiemsee, eine in Spanien, entwickelt, bei denen ich wohl die nächsten Teile ordern werde, einfach um einen Vergleich zu haben. Ich werde berichten! Die Preise gehen enorm weit auseinander, teilweise zahlt man das fünffache für ein und das selbe Teil bei Anbietern die keine 300 km weit voneinander entfernt sind. Hier lohnt es sich wirklich viele Angebote einzuholen.

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Material: Alle Teile wurden aus 1.2709 (Maraging 300) gefertigt, mit am CAD konstruierter variabler Wandstärke ohne Infill, Waben oder sonstigen Späßchen. Der Großteil ist einfach hohl, hinten am Dropout mit ein paar Verstrebungen. Die kleine Überlappung am Ende um das Rohr einzufädeln war sehr hilfreich. 1.2709 eignet sich aufgrund der guten mechanischen Eigenschaften, hoher Zähigkeit und guter Schweißbarkeit in der Theorie hervorragend für Stahlrahmen. Wie sich das Zeug auf Dauer draußen im Dreck verhält wird sich zeigen, bin aber sehr zuversichtlich.

Optional stand 1.4542 (17-4) zur Wahl, Eigenschaften und Schweißen nahezu identisch, aber halt noch teurer, da rostfreier "Hyperstahl". Auf 1.4404 (316) Rostfrei zu gehen, wie es viele andere Rahmenbauer machen, würde mir Kopfschmerzen bereiten. Ganz einfach wegen der sehr geringen Materialwerte und fehlender Dauerfestigkeit. Es gibt auf Amiseiten einige Bilder zu unschön gebrochenen 316-Teilen...

Schweißen: Die Wulst am Stoß zwischen Rohren und SLM-Teil (siehe Teil oben) war eigentlich als Schweißzusatz gedacht, wurde aber nach einigen Schweißversuchen verworfen. Nicht wegen Rissen, Haltbarkeit, etc, sondern weil der 2709 sehr flüssig wird beim Schweißen Einbrandkerben und Unterstand verursacht. Zwecks Zusatz hatte ich Kontakt zu EWM, es wurde vom Metallurgen ganz klassisch zu ER312 geraten.

Maße / Nachbearbeitung: Sämtliche Durchmesser und generell Maße passen eigentlich +-0.2 mm genau, die Lage im Bauraum und Wegschleifen der Stützstrukturen sorgen für die größten Abweichungen. Achsen, Auflageflächen und Bremsfläche habe ich natürlich an der Drehe fein gemacht und Schweißflächen etwas poliert.

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CanyonMaxiMal

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Rohre Ablängen, Ausklinken, Zuschneiden: Glaube da habe ich noch nicht allzu viel drüber gequatscht hier im Thread. Ich kaufe stinkeinfache billige HSS-Lochsägen von eBay und spanne die auf der Fräse mit der Gewindeschraubaufnahme von ParagonMachineWorks. Das läuft dann einigermaßen rund bis halbwegs unrund, kommt einem beim Sägen sogar sehr entgegen, da der Schnitt dann eine größere Fläche einnimmt. Die drücke ich dann mit so 200-400 Drehzahl und 15-40 Vorschub ins Rohr rein. Ohne Schmierung, braucht es nicht. Ich weiß denke ich als CAD/CAM-Programmierer für 5-Achser und einigen tausend Teilen Erfahrung recht gut was ich mache an der Fräse... Rohre gespannt mit "Tubeblocks". Durchmesser der Lochsäge nehme ich ca. 1-2 mm kleiner wie den Durchmesser des auszuklinkenden Rohrdurchmessers, wegen der leichten Unrundheit. Rohrlängen übernehme ich 1:1 aus dem CAD, kleinere Anpassungen gehen mit der Halbrundfeile.

Irgendwann lagen dann alle Teile da auf nem riesen Haufen und haben sich aufs Schweißen gefreut :love:

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Ziemlich geil, jetzt musst du das fertige Bike aber mal in voller Pracht zeigen :)
Habe mich letzen Endes für 3DPBS entschieden, da es preislich und menschlich sehr gut passte und vor allem weil er viel Erfahrung mit 3D-Druck im Rahmenbau hat, damit wohl so ziemlich der einzige in dem Segment. Beim Bau hat sich dann noch ein guter Kontakt zu zwei 3D-Druck-Firmen, eine am Chiemsee, eine in Spanien, entwickelt, bei denen ich wohl die nächsten Teile ordern werde, einfach um einen Vergleich zu haben. Ich werde berichten! Die Preise gehen enorm weit auseinander, teilweise zahlt man das dreifache für ein und das selbe Teil. Unabhängig davon wo die Firma sitzt und fertigt, hier lohnt es sich wirklich viele Angebote einzuholen.
Bieten die auch Nachbearbeitung an? Ich überlege schon länger auch einen Rahmen aus SLM-Teilen und CFK-Rohren zusammenzutüddeln, habe aber fürs Gewindeschneiden oder Lagersitzfräsen keine Ausrüstung und nicht die nötigen Kontakte. Alles aus einer Hand zu kriegen wäre schön, ohne sich in Unkosten zu stürzen. Und das Material scheint nicht auf der Seite von 3dpbs gelistet zu sein, wurde das dann extern gedruckt?

Material: Alle Teile wurden aus 1.2709 (Maraging 300) gefertigt, mit am CAD konstruierter variabler Wandstärke ohne Infill, Waben oder sonstigen Späßchen. Der Großteil ist einfach hohl, hinten am Dropout mit ein paar Verstrebungen. Die kleine Überlappung am Ende um das Rohr einzufädeln war sehr hilfreich. 1.2709 eignet sich aufgrund der guten mechanischen Eigenschaften, hoher Zähigkeit und guter Schweißbarkeit in der Theorie hervorragend für Stahlrahmen. Wie sich das Zeug auf Dauer draußen im Dreck verhält wird sich zeigen, bin aber sehr zuversichtlich.

Optional stand 1.4542 (17-4) zur Wahl, Eigenschaften und Schweißen nahezu identisch, aber halt noch teurer, da rostfreier "Hyperstahl". Auf 1.4404 (316) Rostfrei zu gehen, wie es viele andere Rahmenbauer machen, würde mir Kopfschmerzen bereiten. Ganz einfach wegen der sehr geringen Materialwerte und fehlender Dauerfestigkeit. Es gibt auf Amiseiten einige Bilder zu unschön gebrochenen 316-Teilen...
316L von SLM-Maschinen ist eigentlich gar nicht so übel, aus dem SLM-Drucker hat es gänzlich verschiedene Werte für Streck-/Dehngrenze als Guss- oder Strangmaterial. Wir haben dieses Jahr welches von Renishaw- und EOS-Maschinchen getestet und das war bei der Dauerhaltbarkeit (>1 Mio. Zyklen) und Zugtest ziemlich gut. Braucht man 17-4 beim Rad überhaupt? Wenn schnödes Alublech 6061-T6 für normale Räder ausreicht, dann doch auch eins mit 316L-Teilen ;)
 

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@ONE78 Danke, der Metallhaufen wiegt mit Lack in meiner Größe 2100 g geradeaus. 200 g wären vielleicht Luft nach unten, lieber hab ich bisschen Reserve.


@Guts Spanende Bearbeitung habe ich selbst in meiner Werkstatt gemacht, das können die wenigsten Betriebe komplett machen. Und wenn, dann kostet das richtig. Weißt du eh wahrscheinlich. Bei einfacheren Sachen könnte ich mit meinen manuellen Babys aushelfen, Lagersitze mit zueinander fluchtenden Bohrungen müssen auf ne CNC.

Mit 1.2709 und 1.4542 erkauft man sich halt für einen überschaubaren Aufpreis die doppelte Festigkeit, oder anders: "die Hälfte" an Gewicht. Der Test mit 1.4404 klingt interessant. Wenn mans genau wissen wollen würde müsste ich zwei identische Rahmen bauen mit beiden Materialien und die auf nen Prüfstand stellen bis es was zerlegt. Schön wärs, aber wo soll das Geld herkommen :p. FEM bringt einen ja an der Schweißnaht leider nur sehr bedingt weiter.
 
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CanyonMaxiMal

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Das ist ja mal hammergeil :daumen: - nur ... wo ist der Bestell-Button :confused: ? ?

Und es ist ein "Hexenbesen" und keine Schneeschaufel :D.
Stimmt :) Mein Erstling war mit Schneeschaufel.

Der weitergehende Plan und Traum wäre wirklich auf kurz oder lang einen Bestell-Button für Interessierte ins Leben zu rufen, notfalls per PN ;) Bis jetzt bin ich ein kleines unbekanntes schwarzes Schaf unter vielen weißen Schafen.

@BikenderBayer Danke!
 

ONE78

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Dickes B
warum hast du eigentlich die teile vom yoke einzeln gedruckt? bauraum vom drucker?

ein einteiliges yoke sollte doch sowohl von der steifigkeit als auch vom schweißen deutlich besser sein?
 

epic2006

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83646 Mad Tölz
Der weitergehende Plan und Traum wäre wirklich auf kurz oder lang einen Bestell-Button für Interessierte ins Leben zu rufen, notfalls per PN ;) Bis jetzt bin ich ein kleines unbekanntes schwarzes Schaf unter vielen weißen Schafen.

@BikenderBayer Danke!

Es ist halt nicht unbedingt unbedenklich das Hobby zum Beruf zu machen, weil es dann leicht in Stress umschwenken kann.

Du scheinst recht jung und strukturiert zu sein, also probier‘s. Wenn’s schiefgeht hast Du ?3? Jahre in den Sand gesetzt, so what… Ist halt sehr viel Zeug im Hintergrund das man nicht unbedingt auf dem Schirm hat und vorher regeln sollte, aber auch dafür gibt es Leute die sich auskennen ( ich nicht), aber halt dafür auch Devisen sehen wollen…

Ich persönlich fände es spannend und würde vermutlich dem Reiz des Bestellbuttons schwer widerstehen können…

Die Ergebnisse sprechen auf jeden Fall für Dich!

Gruß Gerrit
 
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