Steifigkeit Titan und Alu

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Moin,

ich hatte schon einmal vor kurzem gepostet, dass ich nen Ti-Rahmen aufabauen will. Doch nun stellt sich mir die Fragen wie das mit der Steifigkeit ist.
Ich wiege knapp 84kg. Momentan fahre ich einen Alu-Rahmen. Ich höre aber immer häufiger, dass Ti-Rahmen weich sein sollen. Was ist denn nun dran.

Ich schwanke momentan zwischen einem Ti-Rahmen Custom von cyclomanix oder nen Alu-Rahmen custom von Juchem.

Oder sind nur die teuren Ti-Rahmen wie Merlin, Liespeed etc. steif?
Merkt man das überhaupt?

Mfg Switchback
 
Hi Switchback,

Steifigkeit hängt vom Elastizitätsmodul (bzw. Schubmodul) des verwendeten Materials und der Geometrie eines Bauteils ab. Aluminium hat einen E-Modul von etwa 70GPa, Titan etwa 115GPa (zum Vergleich Stahl 210GPa). Titan hat eine Dichte von etwa 4.5kg/qdm (weshalb es genau genommen kein Leichtmetall ist) und Aluminium hat 2.7kg/qdm. Bei Leichtbaukonstruktionen ist die Sensitivität für Dichteänderungen bedeutend höher, als die Sensitivität für E-Modul-Änderungen, weshalb von zwei gleich schweren Rahmen aus Aluminium bzw. Titan, der Alu-Rahmen bei adäquater Konstruktion steifer ausfällt. (Bevor jetzt hier jemand protestiert, soll er/sie sich z.B. die Euler'schen Knicklasten für zwei gleich schwere zylindrische Stäbe aus Alu, respektive Titan ausrechnen und vergleichen.) Die Streckgrenzen der Materialien - ausschliesslich Faserverbundstoffe, welche aber zusätzlich noch geringere Dichten haben - liegen alle in zu engen Schranken, um den Dichtevorteil von Alu wieder wett zu machen.

Diese theoretischen Erkenntnisse lassen sich z.B. im Flugzeugbau sehr schön auch in der Realität beobachten. Bei Bikes gibt es leider sehr grosse Unterschiede, weil weniger Know-How, einfachere Fertigungstechnik, kleinere Budgets, Designüberlegungen, Trends u.ä. in die Entwicklung einspielen. Entsprechend wird das Materialpotential von kaum einem Bike ausgereizt. D.h. konkret kann man bloss vom Material her nicht auf die Steifigkeit eines Bikes schliessen.

Schliesslich noch eine Frage an Dich: Was erwartest Du von einem steiferen Bike für Vorteile gegenüber einem "weicheren"? Wie steif muss es sein?`

Gruss
Excalibur
 
Nun, weiches bike oder steifes bike? Diese Frage stell ich mir immer wieder. Liest man auch in Foren oder Fachzeitschriften. Hab eaber bisher niemanden gefunden, der mir wirklich erklären konnte was man darunter versteht.
Ich möchte mir nächstes Jahr halt nen Custom Rahmen zulegen und da will man halt nix falsch machen.

Haupteinsatzgebiet werden Touren, teilwise Straße und der ein oder andere Weg abseits sein. Aber keine Sprünge DH, Trials etc. Es ist halt für mich ein reines Sportgerät.

Ich denke, dass man als "Normalverbraucher" zwischen einen steifen oder weichen Rahmen kaum Unterschiede feststellen kann.
 
Excalibur schrieb:
Titan hat eine Dichte von etwa 4.5kg/qdm (weshalb es genau genommen kein Leichtmetall ist)

lautet die definition von leichtmetallen nicht dass sie unter 5gr/cm³ liegen?!

seis drum, geb dir in allen belangen recht.
kleiner exkurs in den maschinenbau
die höhere steifigkeit hängt stark mit dem modernen wort "oversized" zusammen.
bei der konstruktion von bauteilen jeglicher art, geht das flächenträgheitsmoment linear in die steifigkeit ein, und das flächenträgheitsmoment wiederum besteht in der regel aus nem zusammenhang von abstand zum mittelpunkt und geometrie in der dritten potenz, entsprechend sind rohre mit doppeltem durchmesser grob gesagt 8 mal so steif wie ein entsprechend dünneres, während die wanddicke in die steifigkeit nur linear eingeht.
da es aber grenzen für minimale wanddicken gibt(coladose) kann man nicht einfach die durchmesser beliebig groß und die wanddicken beliebig klein machen, so dass bei gegebenem gewicht die steifigkeit sich nur durch leichtere materialien erhöhen lässt.

bleibt noch die frage ob steif immer gleich gut ist.
wenn du wie du sagst eher touren fährst und keine rennen oder ähnl. dann kann es sogar sein dass ein weicherer rahmen die deutl. bessere wahl für dich ist, weil weich gleichbedeutend ist mit bequem.
ist das gleiche wie bei den autos...ein formel1 wagen hat ein sehr straffes fahrwerk, aber niemand von uns käme auf die idee ein so hartes fahrwerk am eigenen wagen haben zu wollen, wenn er nicht selbst regelmässig mit dem wagen an rennen teilnimmt...gleiches beim bike

steif ist nicht immer gleich zu setzen mit gut!
 
Hi,
Hugo schrieb:
lautet die definition von leichtmetallen nicht dass sie unter 5gr/cm³ liegen?!
Ich kenn's mit unter 4gr/cm³. Nehme an, es lässt sich auch eine "Definition" mit 5gr/cm³ finden, also hängt mich nicht an dieser Bemerkung. Tatsache ist: Titan ist leicht (aber nicht superleicht), zäh, chemisch beständig, temperaturbeständig, teuer und schwer zu verarbeiten. Eine Eigenschaftenkombination, die ziemlich einzigartig ist, aber am Bike kaum nutzbar.
Hugo schrieb:
die höhere steifigkeit hängt stark mit dem modernen wort "oversized" zusammen.
bei der konstruktion von bauteilen jeglicher art, geht das flächenträgheitsmoment linear in die steifigkeit ein, [...]
Das stimmt so nicht! Es gilt ausdrücklich nicht für Bauteile jeglicher Art. Es gilt genau nur für stabförmige, homogene, zylindrische Bauteile mit konstantem Querschnitt über die Länge, die an den Einspannungen entweder keine Wölbbehinderung oder aber einen kreisrunden Querschnitt haben. Für alle anderen Bauteile (und darunter fallen auch Bikerahmen), gilt das so nicht. Der Gedanke, das Material für mehr Steifigkeit möglichst weit weg von der Biege- respektive Torsionsachse zu platzieren, ist hingegen allgemeiner gültig, aber nicht der einzige Effekt, der die Steifigkeit erhöht. Der formale Zusammenhang ist allgemein nicht über Flächenträgheitsmomente möglich, deshalb meine vorsichtige Formulierung im ersten Beitrag.
Hugo schrieb:
bleibt noch die frage ob steif immer gleich gut ist.
Diese Frage wollte ich in meinem ersten Beitrag hier schon anreissen: Die so genannten Fachmagazine und auch etliche andere Exponenten der Branche, schreien immer wieder nach Steifigkeit. Es entspricht natürlich schon einer Ingenieursleistung, mit möglichst wenig Material ein möglichst steifes Bauteil zu konstruieren. Allerdings ist es unseriös, einfach eine maximale Steifigkeit für alles mögliche im Bikebereich zu fordern.
Um den Vergleich zum Motorsport von Hugo noch einmal aufzunehmen: Im MotoGP wird insbesondere die Torsionssteifigkeit des Motorrads als wichtiger Parameter bei der Auslegung angesehen. Bei Kurvenlagen (die in diesem Sport ja extrem sind), können die Federelemente, nur noch eine Bruchteil der Fahrbahnschläge aufnehmen, der Rest muss durch Fahrwerksverwindungen aufgenommen werden. Ein zu steifes Motorrad hat in Kurven (hier sogar asphaltiert) zu wenig Bodenkontakt, weshalb es aus der eigentlich anvisierten Linie läuft. Ein zu weiches Fahrwerk hingegen lässt die Lenkpräzision leiden, die Maschine fährt dann Spurrillen nach und reagiert "verzögert" auf Lenkbewegungen.
Beim Tretbike geht durch Rahmenverwindung auch ein Anteil an Tretleistung "verloren", was von einigen Rennfahrern bemängelt wird. Für Otto-Normalbiker ist dieser Leistungsbruchteil aber verschwindend klein (im Vergleich zu allen anderen "Verlusten" sowieso) und das plus an Gutmütigkeit eines nicht extrem steifen Fahrwerks, macht das in der Regel wett.
Zusammenfassend: Steifigkeit ist für den Normalo-Biker sicher kein Kaufargument, gängige Bikerahmen (vielleicht ausgenommen Superleichtversionen) verfügen für einen 84kg Fahrer über genügend Reserven - Unterschiede gibt's immer, so dass ziemlich jeder nach Geschmack und Bedarf auswählen kann. Der Hype um steife Bikes hat halt noch nicht erkannt, dass es für Steifigkeit eigentlich eine obere und eine untere Schranke geben müsste, nicht bloss eine untere.

Gruss
Excalibur
 
Excalibur schrieb:
Steifigkeit ist für den Normalo-Biker sicher kein Kaufargument
Das sehe ich anders. Denn abseits aller theoretischen Ueberlegungen laesst sich die Steifigkeit eines Fahrradrahmens ja durchaus "erfahren". Im Rennrad- Bereich fuehrte der Steifigkeitswahn bereits vor Jahren zu Rahmen, die ich nicht mehr angenehm zu fahren fand.

Andere freuten sich unglaublich ueber diesen Trend, da ihnen vorher alle Rahmen auf schnellen Abfahrten zu "flatterig" waren.

Im MTB- Sektor ist die Bandbreite an unterschiedlichen Konstruktionen und Materialien noch etwas groesser, und ich kann nur jedem empfehlen abseits aller STW- Ratios moeglichst viele unterschiedliche Konstruktionen aus unterschiedlichen Materialien Probe zu fahren, um seinen Traumrahmen zu finden.

Da - wie bereits erwaehnt wurde - die Materialeigenschaften in der Bikebranche nur selten maximal ausgenutzt werden entscheidet die Konstruktion mindestens genauso sehr ueber das Fahrverhalten wie das Material, ein steifer Stahlrahmen kann steifer sein, als ein (in dem Fall muss man sagen schlecht konstruierter) Alurahmen.

Fast alles bisher gesagte bezieht sich natuerlich nur auf ungefederte Rahmen.

Anders sieht es aus, wenn die Absorption von Stoessen ueber Federelemente erfolgen soll, wie es ja auch in dem MotoGP- Beispiel der Fall ist: Die Steifigkeit des Hauptrahmens ist dort auf einem Niveau, das in der Bikbranche bisher niemand erreicht hat, da verwindet sich uberhaupt nichts - so lange das Motorrad sich nicht in Schraeglage befindet ist ja auch genau das gewollt, naemlich dass saemtliche Bewegung des Hinterrads auf den Daempfer uebertragen wird - denn nur dann kann man das Fahrwerk ueber diesen gezielt abstimmen. In Schraeglage wird dann viel ueber Walkarbeit des Reifens kompensiert - aber hier kommen Fahrer und Fahrwerk immer wieder an ihre Grenzen, da wird ja nach wie vor ziemlich wild gedriftet...

Schraeglage kommt beim MTB hingegen nicht vor. Insofern kann es bei vollgefederten Bikes nicht schaden, maximale Steifigkeit von Hauptrahmen und Schwinge zu fordern, tritt hier Verwindung in hohem Masse auf kann man seine schoene Fahrwerkskonstruktion in die Tonne kloppen.
 
switchback schrieb:
Moin,


Ich schwanke momentan zwischen einem Ti-Rahmen Custom von cyclomanix oder nen Alu-Rahmen custom von Juchem.

Oder sind nur die teuren Ti-Rahmen wie Merlin, Liespeed etc. steif?
Merkt man das überhaupt?

Mfg Switchback


ich möchte Deine Euphorie ja nur ungern bremsen, aber Du solltest die Auswahl der möglichen Hersteller lieber noch mal gründlich überdenken:

1. Juchem ist für seine Qualität eher berüchtigt, als berühmt; es gab auch hier schon threads zu diesem Pfu-scher; kann aus eigener Erfahrung nur sagen: Hände weg! Die Rahmen, die mein befreundeter Händler in seiner Gutgläubigkeit bestellt hatte, entsprachen nie den Maßen, die bestellt waren; einer war sogar so schief, dass die Sattelstütze nicht eingebaut werden konnte. Trotz vernichtender Gutachten über die mangelhafte Ware hat Herr Juchem das aber gar nicht eingesehen, so dass es zum Prozess kam. Juchem wurde auch verurteilt und sollte den Kaufpreis zurückzahlen. Dies hat er natürlich auch nicht eingesehen, und sich in die Insolvenz geflüchtet, nachdem er den Betrieb auf seine Frau umgeschrieben hatte. Es hat Jahre gedauert, bis das Geld mit Hilfe des Gerichtsvollziehers in kleinen Beträgen wieder da war.

2. Cyclomanix mag ja ganz nett sein, aber mit custom hat das wenig zu tun. Diese Firma stellt auch selber gar keine Rahmen her, sondern vertreibt dieselben Rahmen, die von tausend anderen Labels auch vertickt werden. Der Titan-Rahmen ist ein ganz gewöhnlicher Fernost-Rahmen, baugleich mit dem Chaka Scud Ti-tan. Eine Maßfertigung ist nicht vorgesehen, die angegebenen Geometrie-Werte sind dubios. Zur Krönung hat der Rahmen auch noch einen integrierten Steuersatz. :kotz:

Wenn schon günstigen Titan, dann eher Airborne (Modell Lancaster ab 951 €), sahen auf der eurobike recht gut verarbeitet aus.

Zur Steifigkeit kann man allgemein sagen, dass Standard-Alu-Rahmen steifer sind, als Standard-(Günstig)-Titan Rahmen. Ob man es beim Fahren spürt, kann man im Voraus nicht sagen, es kommt dann schon auf eine Probefahrt an.

Wenn custom für Dich bedeutet, dass Du die Anbauteile selber aussuchen darfst, kannst Du jeden einzeln erhältlichen Rahmen nehmen.
Wenn Du custom allerdings ernst meinst, das heißt eine Maßanfertigung des Rahmens, bist Du schnell in einer ganz anderen Preisschiene. Günstig wäre bei Titan gerade noch Rewel für knapp 1.500 €, allerdings sind die Rohre von minderwertiger Güte.
Wenn Geld keine Rolle spielt, ist natürlich Seven erste Wahl: der günstigste Rahmen Modell VERVE kostet 2.699 €, darin ist die Maßanfertigung aber schon enthalten. Bei Seven kannst Du außer der Geometrie auch die Steifigkeit und den Komfort des Rahmens auswählen, sodass es kein Problem ist, einen Titan-Rahmen zu bauen, der steifer ist als ein Alu-Rahmen.

Wenn Du lieber einen Alu-Rahmen nehmen willst und eh schon im Raum HD suchst, dann geh lieber mal zu German Möhren. Der lässt auch custom-Rahmen in Alu bauen, die kosten lt. homepage ab 915 €. Die Qualität ist über jeden Zweifel erhaben.
 
Also ich fahr auch nen TI Rahmen.
Hab auch schon Stahl und Alu Rahmen gefahren.
Hab keine Probleme mit ihn bis jetzt.
 
@mx5

Danke für deine ehrliche Antwort. Die prons mit Juchem habe ich auch erst seit kurzem Erfahrung. DA scheint ja einiges schief zu laufen. Und obwohl er in der Presse, doch immer wieder gute Kritiken bekommt.

Ich dachte immer, das cyclomanix Ti-Rahmen in ner Custom Version selbst schweißen :confused:

Mit Custom meine ich nur den Rahmen.

Des Weiteren bin ich nicht unbedingt Im Kreis HD auf der Suche. Da ich momentan in HH lebe , würde ich ja gern ein custom Rahmenhersteller im näheren Umkreis suchen. Der einzige, der mir gefallen könnte, wäre Pulcro, aber da sieht es ja momentan auch nicht so gut aus. Wiesmann etc. ist mir zu elitär und Wartezeiten sind nicht akzeptabel, auch wenn es ne kleine Edelschmiede, ist zumindestens meine Meinung.

Mfg


Meine Tendenz geht immer mehr zu Nicolei
 
Hallo zusammen,

also die Cyclomanix Homepage suggeriert zumindestens, daß sie die
Rahmen selber bauen. Es sind auch Bilder eines Produktionsprozeßes
(Schweißen, Löten, Lackieren) drin und die Leute, die das dort
machen, sehen nun so gar nicht asiatisch aus. Dazu gibt es Exkurse
über das optimale Schweißen, Rahmengeometrien, optimale Oberrohrlängen und individuelle Anpassung usw. Ist das alles nur gefakt? Weiß jemand mehr?
Wollte nämlich demnächst dort auch wegen eines Custom-Rahmens vorstellig
werden. Wenn die mir dann allerdings einen Standard Asia Rahmen
als Custom für teuer Geld unterschieben wollen, sehe ich davon
doch lieber ab. Auf der anderen Seite habe ich bis jetzt nur positives
über den Laden gehört. Bin aber jetzt auch mächtig verwirrt :confused:

Grüße, Carcassonne
 
Mahlzeit!

ich möchte cyclomanix ja nichts unterstellen, aber wenn ich die Rahmen und deren Preise so anschaue, sehe ich größtenteils Chaka und andere Kinesis-Produkte, die von tausend anderen Firmen auch vertrieben werden.

Davon, dass sie die Rahmen selber bauen, steht konkret auf der homepage nichts; andererseits stimme ich Dir zu, dass die Texte einen solchen Eindruck suggerieren sollen. Von Maßrahmenfertigung steht definitiv auch nix drin, nur dass sie dem Kunden helfen wollen, den für ihn passenden Rahmen zu finden. :D

Wenn Du genaues wissen willst, geh doch einfach mal hin und frag konkret nach. Kannst uns ja dann berichten.

Grüße
MX5
 
@mx5
Wo Du recht hast, hast Du recht. Hab' jetzt auch mal das Chaka Scud
Titan mit dem Cyclomanixs Titan HT verglichen: Angebotene Rahmengrößen,
Geometrien identisch. Optisch bis in die Details auch exakt gleich (Art und Position der Anlötteile, die Ausfallenden, usw.). Der einzige Unterschied:
Der Chaka Rahmen ist runde 200,- Teuronen günstiger. Wieder eine Illusion bezüglich "deutscher Handwerkskunst" weniger...
 
lautet die definition von leichtmetallen nicht dass sie unter 5gr/cm³ liegen?!

seis drum, geb dir in allen belangen recht.
kleiner exkurs in den maschinenbau
die höhere steifigkeit hängt stark mit dem modernen wort "oversized" zusammen.
bei der konstruktion von bauteilen jeglicher art, geht das flächenträgheitsmoment linear in die steifigkeit ein, und das flächenträgheitsmoment wiederum besteht in der regel aus nem zusammenhang von abstand zum mittelpunkt und geometrie in der dritten potenz, entsprechend sind rohre mit doppeltem durchmesser grob gesagt 8 mal so steif wie ein entsprechend dünneres, während die wanddicke in die steifigkeit nur linear eingeht.
da es aber grenzen für minimale wanddicken gibt(coladose) kann man nicht einfach die durchmesser beliebig groß und die wanddicken beliebig klein machen, so dass bei gegebenem gewicht die steifigkeit sich nur durch leichtere materialien erhöhen lässt.

bleibt noch die frage ob steif immer gleich gut ist.
wenn du wie du sagst eher touren fährst und keine rennen oder ähnl. dann kann es sogar sein dass ein weicherer rahmen die deutl. bessere wahl für dich ist, weil weich gleichbedeutend ist mit bequem.
ist das gleiche wie bei den autos...ein formel1 wagen hat ein sehr straffes fahrwerk, aber niemand von uns käme auf die idee ein so hartes fahrwerk am eigenen wagen haben zu wollen, wenn er nicht selbst regelmässig mit dem wagen an rennen teilnimmt...gleiches beim bike

steif ist nicht immer gleich zu setzen mit gut!
Ja, Du sprichst da was Wesentliches aus. Steif ist nicht immer gleich gut. Gerade Alu geht für mich gar nicht mehr...da wird halt "Exkurs Maschinenbau" die Wandstärke dann hochgefahren, um die gleichen Festigkeitswerte ins Technische Datenblatt schreiben zu können. Dann wird das Ding aber super "hart" und da...wir werden ja alle nicht jünger (falls das geht, bitte Kommentar) hätte ich gerne schon "bequem" Man übersieht auch die Geschichte von der "Rekuperation". Klar wird bei Verwindungen des Rahmens ein Teil der Energie einfach als Wärme abgegeben, aber der größte Teil als: "Zurückbiegen".
Ich selbst fahre auch einen Battaglin Rahmen, klar, in der Mitte fast Dosenstärke...aber unglaublich schnell im Antritt, da kommt natürlich auch andere Sachen, beschleunigte rotierende Masse usw...
Aber egal, wir reden ja davon, daß Du über ein Hindernis drüber ratterst und hast keinen Dämpfer..
Es hilft auch die Kombi: Battaglin und breitere Reifen und weniger Luftdruck. Eine Kombination würde aber auch helfen: Hoher Luftdruck und bessere Straßen...
 
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