Speichenbruch bei Kälte?

[randinneur]

Nabend!

da es jetzt doch mal wieder kalt wird eine kurze Frage an die Physiker:

Ich bin seit dem letzten Jahr wieder mehr auf dem MTB unterwegs. Auf ein paar Touren im letzten Winter hatte ich insgesamt drei Speichenbrüche am Hinterrad (26" mit Alfine) immer wenn es unter die Null Grad Marke ging.

Das gleiche Rad im Sommer: 1500km Radreise, 18kg Gepäck hinten, teilweise über echt ruppiges Gelände und immer mit dem Gefühl: jetzt machts bestimmt gleich "PIING". Passiert ist nichts.

Hat die Temperatur so starke Auswirkungen auf belastete Teile? Werden etwa Speichen bei Minustemperaturen spröde oder ähnliches? Muss ich was beachten? Oder alles nur Pech und ein schlecht gespeichtes Rad?

feinste Grüße!

 

[HarzEnduro]

Oder alles nur Pech und ein schlecht gespeichtes Rad?

Das.

 

[RetroRider]

Stahl "gefriert" bei 1500°C. Ob es +10°C oder -10°C ist, ist Stahl völlig wurscht.

 

[veraono]

Vor allem letzteres.

 

[RetroRider]

Wenn das Laufrad schon geschwächt ist, dann ist es relativ normal, daß viele Speichen in kurzer Zeit reissen. Ein kompetent aufgebautes Laufrad mit steifer Felge bekommt man nicht so einfach kaputt.
Zum Thema Kälte: Es gibt Materialien, die bei Plusgraden elastisch und bei Minusgraden spröde sind. Das sind aber Materialien, die Wasser enthalten, wie z.B. organische Gewebe. Bei Stahlteilen kann man sich ziemlich sicher sein, daß keine Wassereinschlüsse drin sind. Das wäre nämlich aufwendig und teuer, falls es überhaupt möglich ist.

 

[Ganiscol]

http://www.maschinenbau-wissen.de/skript/werkstofftechnik/stahl-eisen/42-kaltzaeher-stahl

Das dürfte aber bei den hiesigen Wintertemperaturen eher keine Relevanz haben. Jedenfalls ist mir das noch nicht aufgefallen. Der Fehler wird also eher im Bereich des Laufradbaus zu suchen sein.

 

[randinneur]

yup, wieder was dazu gelernt. Danke für die Infos!

 

[karsten reincke]

möglicherweise(!!!) gibt es eine mittelbar winterliche Ursache, nämlich die Salzempfindlichkeit von Edelstahlspeichen. Es gab vor einiger Zeit mehrere Berichte darüber, daß Edelstahlspeichen, die mit Auftausalz in Berührung kamen und nicht gleich davon befreit wurden, nach nicht allzu langer Zeit und ohne große Belastung brachen.

http://www.raederwerft.de/index.php?code=1041504

 

[teradsi]

Es ist durchaus möglich, dass in Verbindung mit der geringeren Kerbschlagzähigkeit bei der niedrigen Temperatur und den naturgemäß scharfen Kerben am Gewinde die Betriebsfestigkeit der Speichen abnimmt. Jetzt wäre es noch interessant herauszufinden, wie sich die Speichenspannung mit sinkender Temperatur verändert und ob das Auswirkungen auf die Betriebsfestigkeit hat. Ich könnte mir vorstellen, dass bei abnehmender Speichenspannung in Verbindung mit der geringeren Kerbschlagzähigkeit eine ungünstigere Beanspruchung im Gewinde auftritt, welche zum Versagen führt. Aber für wirklich fundierte Aussagen müsste man wohl eine ordentliche Betriebsfestigkeitsanalyse unter Kenntnis aller Werkstoffe und Geometrien machen, bzw. im besten Fall einen Bauteilwöhlerversuch bei unterschiedlichen Temperaturen. Das versagen von Bauteilen ist auch alles andere als eine deterministisch und vielmehr eine statistische Angelegenheit. Da hat man bei gleichen Bedingungen durchaus eklatante Schwankungen bei den ertragenen Lastwechseln. Insofern ist es vielleicht doch einfach nur Pech

 

[Ganiscol]

Die schreiben da von Spannungsrisskorrosion aufgrund des Magnesium-Chlorid Anteils in Tausalz - allerdings tritt die in der Praxis so gut wie gar nicht bei niedrigen Umgebungstemperaturen auf, wenn ich mich noch recht erinnere. Deshalb haben die ja auch mit heisser MgCl Lösung experimentiert.

Die Lösung wäre also: Lass das Bike in der ungeheizten Garage oder Keller und alles ist gut.

Ich würde mir da mehr Sorgen um Alunippel und zerkratzte oder blanke Aluteile am Bike machen. Das verträgt sich mit Tausalz auch nicht so gut, egal ob kalt oder warm.

 

[veraono]

Hab bei einem schlecht aufgebautem und zudem runtergerittenen HR auch schonmal im Winter innert zwei Wochen drei Speichenbrüche an der Stadtschlampe gehabt, bis ich das Problem dann an der Wurzel angegangen bin.
Physikalisch erklären kann ich das auch nicht, war aber schon so, dass die Speichenbrüche erst im Winter bei Schneematsch/Eis auftraten (könnte natürlich auch Zufall gewesen sein).

So oder so, die eigentliche Ursache ist sicher in jedem Fall der schlechte Aufbau, bei einem brauchbar aufgebauten Laufrad passiert das nicht, egal zu welcher Jahreszeit.

 

[Orfitinho]

die Salzempfindlichkeit von Edelstahlspeichen.

Kann man dem irgendwie vorbeugen? Z.B. durch Wachsen der Speichen, oder sowas?

 

[whitewater]

Einer der Gründe, warum ich Leinöl zum Einspeichen verwende. Ich hoffe, daß damit wenigstens zwischen Gewinde und Nippel alles mit verharztem Öl voll ist, und kein (Salz-)Wasser eindringen kann. Die Speichen selber auf Länge zu wachsen ist ein Haufen Arbeit mit zweifelhaftem Erfolg. Macht kaum jemand, die Speichenbrüche durch Salz sind nicht richtig häufig, also wird eine statistisch signifikante Aussage schwer sein, auch wenn es theoretisch was bringen sollte.
Für ein hochwertiges oft gepflegtes Rad ist sicher das damit verbundene regelmässige Putzen der Speichen schon ein wichtiger Punkt. 'ne Winterschlampe, die man einmal im November einwachst, damit dann Ruhe ist, da könnte das Wachs bis jetzt, wo der Frost anfängt, längst (partiell) abgewaschen sein.

Zurück zur Ausgangsfrage: Alfine und 26" ist auch schon eine etwas engere Geometrie, bedingt durch den grossen Nabenflansch. Das erklärt nicht die Abhängigkeit von der Jahreszeit, grundsätzlich muss man da aber schon ein Auge drauf haben, wie schräg die Speichen von der Felge abgehen. Und dann eben Polyax Nippel, die weiter kippen können, die Felge danach auswählen oder gar mit der Anzahl der Kreuzungen runtergehen.

 

[randinneur]

OK, wahrscheinlich treffen sowieso immer mehrere Faktoren aufeinander. Wär ja schön, wenn man ein paar davon vorbeugen kann.

Zurück zur Ausgangsfrage: Alfine und 26" ist auch schon eine etwas engere Geometrie, bedingt durch den grossen Nabenflansch.

Ja, das stimmt. Ist auch noch dreifach gekreuzt, was ja der Stabilität nicht grad zuträglich zu sein scheint. Ich mag aber die Nabe und steh einfach auf 26". Wie gesagt, auch unter hoher Belastung ist lange Zeit nichts passiert. Offenbar bin ich ja nicht der einzige, dem die Speichen unter Winterbedingungen wegknicken...

 

[whitewater]

Naja, 3fach ist halt gut für einen TAW an der Nabe nahe 90Grad, also gute Drehmomentübertragung. Der Abgang an der Felge leidet darunter, da gilt es einen Kompromiss zu finden. Ob 2fach unterm Strich besser ist, weiß ich nicht, aber es wäre eine mögliche Richtung.

 

[codit]

Also bei der Speedhub und 26 MUSST Du 2fach kreuzen. Selbst dann sind Polyax unverzichtbar. Ohne letztere hatte ich vor vielen Jahren (im Winter!) gehäuft mit Speichenbrüchen am Gewindeansatz zu kämpfen. Mit Polyax ist bei 3 Hinterrädern Ruhe.

Weiss nur nicht, ob die Alfine-Nabe eine ähnliche Geometrie hat-

 

[tane]

meine idee zum kälteeinfluss auf evtl. speichenbrüche: da sind doch einige unterschiedliche materialien mit unterschiedlicher dimensioneller veränderung bei temperaturschwankungen zusammengespannt, theoretisch denkbar, daß bei kälte die speichenspannung stark ansteigt, oder? dazu werden die reifen vermutlich härter & zumindest mein fahrstil (noch) wesentlich ungeschmeidiger- das wird alles nicht helfen..

 

[garbel]

Also bei der Speedhub und 26 MUSST Du 2fach kreuzen.

Nö. Ich hab 1x gekreuzt mit CX-Ray, Speichenköpfe nach außen u. U-Scheibchen. Ging nicht anders wegen der Speichenlinie. Die Felge erlaubte leider nur sehr wenig Winkel. Ich hab mir das 3x überlegt, aber mit dem dicken Flansch der Speedub und den nachgiebigen CX-Ray hält das schon 2 Jahre *auf Holz klopf*

 

[codit]

Ok Garbel, habe mich unpräzise ausgedrückt, sollte heißen "musst Du weniger als 3fach kreuzen"