Voll Stahl Fully - I got 99 problems, but steel ain't one...

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Hallo zusammen,

ich bin schon lange stiller Mitleser hier im Forum, aber jetzt wage ich mich mal aus der Deckung.

Vorgeschichte:​

Begeistert von den vielen schönen Eigenbauten hier im Unterforum, ganz besonders von den fantastischen Stahlfullies von @Mr.T und @Highsider (ohne all die anderen tollen Selbstbauten irgendwie herabsetzen zu wollen), habe ich vor mittlerweile einigen Jahren begonnen ein eigenes Fully zu entwerfen. Stahl war gesetzt, niedrige Einstiegshürde und so, aber sonst?

Eingelenker, Viergelenker, 26“ Laufräder hatte ich ja noch, aber vielleicht doch lieber auf 27“, oder gleich 29“, lang, zwischenzeitlich wurden high pivot bikes wieder modern, kurzer Hinterbau, flach, tief, langer Hinterbau, wieviel Federweg solls denn eigentlich werden? So viele Möglichkeiten. Konzept über Konzept, zwischenzeitlich natürlich auch eine Linkage Lizenz gelöst, alles ins CAD, oh passt ja gar nicht zusammen. Also wieder neu…

Was ich mit diesem konfusen Absatz sagen möchte: Die erste Konzeptphase hat sich durchaus etwas länger hingezogen. Die Abende, an denen ich sicher war, dass ich jetzt Design Freeze mache und es einfach durchziehe, sind sicher zweistellig. Schlussendlich hat es dann geholfen, dass meine Freundin ins Ausland gegangen ist und ihr bike zu einer Deadline fertig sein musste. Also Nägel mit Köpfen gemacht, tatsächlich die Konstruktion eingefroren und begonnen Werkzeuge und Vorrichtungen herzustellen.

Von Null an ist das zeitlich durchaus nicht zu unterschätzen. Bandschleifer, Schweißtisch, Rahmenlehre, Rohrbieger, man braucht dann doch einiges. Und kosten darf es auch nichts als Student. Schlussendlich stand ich gute vier Monate stundenlang in der Werkstatt, bevor auch nur das erste Rohr angeschnitten wurde. Am Ende hat aber alles geklappt, das bike wurde fertig und durfte seine Jungfernsaison gleich in Kanada verbringen. Daraufhin musste auch noch ein eigenes bike her – natürlich – und wenn die Werkzeuge mal da sind, dann geht das auch deutlich schneller. Das war 2019, mittlerweile hat sich noch ein Hardtail hinzugesellt und die Bikes werden schon seit zwei Jahren gefahren. Die ein oder andere Kinderkrankheit musste zwischenzeitlich ausgemerzt werden, aber grundsätzlich hat alles überraschend gut funktioniert. Viele Bikeparktage, Bikeurlaube, einige neue Felgen, und jedes Mal das tolle Gefühl ein einzigartiges bike fahren zu dürfen.
IMG_20190521_112822_HDR.jpg

Nur: N+1, bissl was geht immer noch…

Worum geht es hier eigentlich?​

So viel zur Vorgeschichte, dieser Thread soll sich aber weniger mit den bisherigen Rahmen befassen, sondern vielmehr mit den Zukünftigen. Und diese Episode beginnt vor fast genau einem Jahr, als @Onkel_Bob hier ein unschlagbares Angebot rausgehauen hat: https://www.mtb-news.de/news/fem-hilfspaket/. FEM Analyse for free, mit dem Background von Onkel_Bob kann man so etwas nicht ignorieren. Außerdem mit EFBE evtl. zusätzlich noch die Möglichkeit Bauteiltests durchzuführen. Grandios! Und das Wichtigste: wieder mal die Möglichkeit mit einer Deadline einen Design Freeze zu erzwingen. Genau mein Ding.

Was während der Arbeit von und mit Onkel_Bob herauskam, dazu gibt es beizeiten Details. Für heute erstmal so viel: es war super interessant und hat das Design an Teilen des Rahmens maßgeblich beeinflusst.

Dann kam allerdings erstmal der Umzug in eine neue Werkstatt, viele technische Detailarbeiten, neue Werkzeuge und neue Möglichkeiten. Material heraussuchen, bestellen und hoffentlich geliefert bekommen.
Wo stehe ich jetzt, ein Jahr später? Das Design ist finalisiert, das Material größtenteils vorhanden, die Zeichnungen sind in der Mache und alles steht in den Startlöchern. Gut, manche Teile haben etwas Lieferverzug, aber es geht trotzdem endlich los!

Das heißt: Kleinserie mit 5 Rahmen, das Design deutlich mehr auf Fertigung ausgerichtet als noch bei den beiden ersten Prototypen, trotzdem alles in einer 1.5qm (gefühlt) Gemeinschaftswerkstatt im Garagenstyle hergestellt. Alles Hobby, auch wenn ich mich manchmal frage, wieweit Hobby eigentlich geht… Zumindest habe ich noch einen anderen Job :D

Das Konzept​

Wie schon erwähnt, ist Stahl das Material der Wahl. Hauptgrund ist die Fertigbarkeit. Grundsätzlich bin ich allen Werkstoffen gegenüber offen. Richtig oder falsch? Gibt es eh nicht, nur Einflussfaktoren, die mal mehr in die eine und mal in die andere Richtung zeigen. Bambusrad? Geil. Carbon? Spannend! Titan? Das wäre mal was!

Jetzt, nach den zwei Prototypen muss ich allerdings zugeben, dass ich Stahl als Rahmenmaterial subjektiv einfach toll finde. Als Herausforderung, klassisches Rahmendesign und schlanke Rohre mit modernen Geometrien und Kinematiken zu kombinieren, einfach mal etwas anders zu machen, und sich in absoluten Detaillösungen zu verlieren. Den Rahmen einen Touch von Handwerk mitzugeben, trotzdem moderne Bikes zu bauen die man ordentlich schredden kann. Das kann Stahl in meinen Augen hervorragend.

Ob mir das am Ende gelingt, das werden wir sehen – ihr dürft natürlich gerne kommentieren, kritisieren und beurteilen. Oder einfach mitlesen und ein bisschen Bilder gucken, ich werde mich bemühen auch fürs Auge etwas Material hochzuladen.

Zum Threadtitel: 99% des Rahmens sollen aus Stahl sein, also ein Ganzstahlfully. Aufgrund der Umlenkwippe war das durchaus eine Herausforderung, aber ich denke ich habe eine ganz interessante Lösung gefunden. Die Zahl ist trotzdem mehr sinnbildlich gemeint, nachwiegen werde ich wahrscheinlich nicht.

Zum Bike selbst:
Steelbike Assembly 27r _render#4_1.jpg


Steelbike Assembly 27r _render#2_1.jpg


Ein Enduro bike habe ich bereits, der Nachfolger ist dann erst wieder das übernächste Projekt. Dieses Mal geht es um ein Trailbike, oder einfach gesagt ein Mountainbike. Es muss gut rollen und schnell zu treten sein, auch mal technisch bergauf gehen, ab und an über Flowlines im Bikepark gescheut werden können. Aber es muss nichts richtig können. Das ist ok für mich.

Die Laufradgrößenfrage kann ich nicht endgültig beantworten, darum mache ich einfach beides. 27“ und 29“. Auf 27“ habe ich richtig Lust, schnell und wendig, gut in der Luft. Mein Enduro ist auf den typischen Hometrails etwas sperrig und im flachen zu träge, da sollte das eine willkommene Abwechslung werden. Trotzdem passt 29“ natürlich hervorragend zu einem kurzhubigen Trailbike, also wird das auch mal probiert.

Die Geometrie birgt keine Überraschungen. Nicht allzu lang, das mag ich nicht. Ich fahre viel übers Heck. Ein schön kurzes Sitzrohr für eine lange Variostütze und meine Stummelbeine, mittelmäßig flacher Lenkwinkel, mittelmäßig langes Rear Center. Wie gesagt, keine Überraschungen. Ganz in Stein gemeißelt sind die Daten noch nicht, aber der grobe Entwurf sieht so aus:

27":
Steelbike Assembly 27r _geometry.jpg


29":
Steelbike Assembly 29r _geometry.jpg

Das 29“ könnte noch etwas mehr BB drop bekommen, ansonsten bin ich schon recht zufrieden.



Für heute ist das erstmal genug. Ich werde in den nächsten Wochen und Monaten den Fortgang des Projektes thematisch zusammengefasst dokumentieren. Also z.b. Kinematik, Onkel_Bobs FEM Analyse, Lagerung, Rohrsätze, Rahmenlehre und was mir sonst noch alles einfällt.

Zeitplan? Gibt es nicht.

Wie gesagt, das ist Leidenschaft, wenn ich im Sommer auf dem neuen bike sitze, dann bin ich glücklich. Wenn nicht, dann bin ich trotzdem glücklich. Schauen wir mal wie alles so läuft, Herausforderungen warten sicherlich genug. Aber ich bin mehr als zuversichtlich, dass wir das hier hinbekommen 😉

Bis dann, einen schönen Abend!
 

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Kinematik:​


Heute geht es um ein weiteres grundlegendes Konzept des Rahmens: die Hinterbaukinematik. Auch hier gibt es natürlich unzählige Ansätze: Eingelenker, short link, der gute alte Horst, allerlei Linearführungen (hauptsächlich von Yeti :p) und vieles mehr. Die Entscheidung für ein Konzept fiel allerdings relativ schnell und hatte gar nicht unbedingt mit der Performance der Kinematik zu tun.

Erstmal aber eine kleine Einführung für diejenigen, die sich noch nicht so sehr mit der Funktion von Bikehinterbauten auseinander gesetzt haben.

Vorsicht hierbei: Ich bin kein Kinematikexperte und vieles im folgenden Text stellt meine persönliche Einschätzung dar. Das Thema ist so umfangreich, dass sich unter vier Leuten sicher fünf Meinungen finden werden. Wenn ich etwas falsch beschrieben habe korrigiert mich gern :) :

In der Regel bedeuten mehr Gelenke auch mehr Freiheitsgrade bei der Kinematikauslegung. D.h. es wird potentiell einfacher, mehrere Anforderungen an den Hinterbau unter einen Hut zu bekommen. Als vereinfachtes Beispiel: Ein simpler Eingelenker ist eigentlich recht gut auf Antriebsneutralität hin zu optimieren. Will man gleichzeitig eine einigermaßen progressive Kennlinie erzeugen, dann kommt man ohne zusätzliche Hebel die den Dämpfer ansteuern meist nicht weiter. Will man den Anti Rise, also das Verhalten des Rahmens während des Bremsens, nun auch noch einstellen, dann braucht man ein weiteres Gelenk in der Kettenstrebe und landet schon bei short- oder Horstlink Konzepten. Es gilt also zu entscheiden wie kompliziert man die Konstruktion machen möchte, um alle Wünsche an die Kinematik zu erfüllen.

Natürlich kann man sehr geschickte Drehpunkte wählen und mehrere Anforderungen 'in einem Schuss' lösen, aber irgendwo sind dann halt auch Limits am Rahmendesign erreicht: Zu lange Links, ein durchgehendes Sitzrohr, Reifenfreiheit und vieles mehr müssen zusätzlich berücksichtigt werden. Interessanterweise ändern sich diese Randbedingungen ständig (z.b. durch 29“, 1x Antriebe, Variostützen etc.), sodass 'alte' Konzepte auch plötzlich technisch wieder interessant werden können. Ich denke da etwa an diverse High-pivot bikes, die ein regelrechtes Revival erleben.


Mit diesen Grundlagen im Hinterkopf sah die Entscheidung für meinen Rahmen dann aus sieht wie folgt:

1. Eingelenker
Linkage_überblick.JPG
Der Gedanke in die hoch belastete Kettenstrebe ein weiteres Gelenk einzubauen war mir zu riskant. Bevor ich das mache möchte ich erst mehr Erfahrungen mit Stahlfullies sammeln. Alleine schon den seitlichen Hinterbauflex so einzustellen, dass sich das Bike ausgewogen fährt wird mit zusätzlichem Gelenk schwieriger. Ganz zu schweigen von der Herausforderung an die Festigkeit der ganzen Konstruktion. Also: Erstmal soll der Hinterbau aus einem Stück bleiben. Dabei liegt der Anti-Squat (Neutralität beim Treten) um die 100% ("kein Wippen") auf dem 50er Ritzel der Kassette und etwas niedriger ("Straffer Hinterbau unter Kettenlast") auf dem 10er Ritzel. Die Berechnung ist etwas tricky, etwa weil man dafür den Schwerpunkt von Fahrrad und Fahrer braucht. Problem hierbei: gar nicht so leicht zu messen wenn der Rahmen noch nicht fertig ist ;) Außdem ist die Realität dann doch komplexer als eine einfache statische Berechnung. Aber als Anhaltswert ist die Linkage-Abschätzung schon ganz gut.
Linkage_AS_CR34.JPG
Wenn ich den Anti Sqaut einstelle bedeutet das wie oben beschrieben im Umkehrschluss, dass ich die Bremseigenschaften nicht kontrollieren kann. Typischerweise ziehen sich Eingelenker beim Bremsen zusammen, und das ist hier natürlich nicht anders: Der Anti Rise liegt um die 100% (0% bedeutet komplett neutral auf der Bremse, 100% bedeutet komplett geometrieerhaltend) und reduziert sich beim Einfedern auf ca 80%.
Linkage_AR.JPG
Das bedeutet zumindest, dass der Einfluss der Bremse beim Einfedern weniger wird. Für ein Trailbike kann ich damit ohne Probleme leben.


2. Abgestützter Eingelenker
Linkage_extended.JPG

Linkage_full travel.JPG
Was mich dann doch sehr am klassischen Eingelenker stört ist die nicht vorhandene Progression der Kinematik und die Querkräfte auf den Dämpfer. Außerdem wollte ich die Dämperkräfte in den Tretlagerbereich einleiten, dafür muss der Dämpfer aber im Rahmen stehen. Darum war für mich klar: den Hinterbau am Sitzrohr abstützen und gleichzeitig über eine Hebelei die Progression der ganzen Geschichte einstellen. Dazu gibt es eine große Wippe und ein kleines Link.
Steelbike Assembly2.jpg
Das Übersetzungsverhältnis zwischen 2.9 und 2.5. ist zwar eher auf der hohen Seite aber noch ok.
Linkage_lev ratio.JPG
Die Plattform im SAG Bereich ist ganz witzig anzuschauen, wenn man sich allerdings die tatsächliche Hinterbaukurve und nicht nur die Ableitung derer ansieht sollte klar sein, dass das entscheidende Element der Dämpfer ist und nicht die winzige Änderung in der Steigung der Kurve. Wichtig war mir hier primär etwas Progression ins System zu bekommen.
Linkage_forces.JPG
Passend zum Konzept eines schnellen Trailbikes bekommt der Hinterbau etwas weniger Federweg als die 140mm Gabel. Mit einem kleinen 190er Dämpfer ist der Hub am Heck sowieso begrenzt. Ich habe versucht auf ein Übersetzungsverhältnis von 2.5 zu kommen, schlussendlich sind dann aber 2.7 und 125mm Federweg draus geworden.


3. Low pivot design
Um die Raderhebungskurve etwas nach hinten auszurichten könnte man das Hauptlager anheben . Das bedarf aber eine Kettenumlenkung und passt für mich gar nicht zu einem Trailbike. Erstens will ich keine Umlenkrolle, die mir die Schaltperformance und das Gefühl auf der Kette beeinflusst. Und zweitens geht es mir ja nicht darum ein Bike zu bauen, das über alles hinwegbügelt. Dann könnte ich auch gleich mehr Federweg vorsehen oder die Geometrie entsprechend abfahrtslastig verschieben.

BTW: Ja, die Kinematik ist den Focus bikes sehr ähnlich. Ich habe sie aber das erste mal während der ICB community bike Entwicklung gesehen, das war noch bevor Focus das F.O.L.D System vorgestellt hat. Also schon geklaut, aber woanders :p

Das war jetzt nochmal ein Haufen Theorie, aber ich möchte auch ein bisschen zeigen was alles läuft bevor es überhaupt mal um die Auskonstruktion des Rahmens geht. Jetzt können wir also schon mal einschätzen welchen Charakter das Bike und die Federung haben wird. Nächstes mal geht es dann um ein etwas praktischeres Thema. Bis dahin ein gute Woche!
 
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Hi @flufo,
ich wusste es: Eingelenker sind nicht tot :)

Und die Kurven zum Übersetzungsverhältnis hast Du ja super hinbekommen. Mit meinem Eingelenker-Enduro bin ich immer noch superglücklich, aber ich habe natürlich genau das Problem, das Du oben angesprochen hast: ohne zusätzliche Hebeleien bekommt man keine Progression hin. Bei meinem Enduro rettet es der Federweg von 200mm in Verbindung mit einem progressiven Luftdämpfer.

Eine Frage noch: die Maximalkraft von <1000N am Hinterrad kommt mir etwas wenig vor. Ist das irgendwie skaliert oder bist Du wirklich so leicht?

Gruß
Onkel_Bob
 
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Ha, der @Onkel_Bob hat die Achsenbeschriftung gelesen. Ich nicht muss ich zugeben :) Die Kräfte sind natürlich etwas arg niedrig, so sieht es realistischer aus:
wheel rate.JPG

~50kg am Hinterrad bei Radlastverteilung 2:1 geht schon eher in die richtige Richtung.

Jetzt ist allerdings in der Grafik eine absolut lineare Stahlfeder hinterlegt, das ist also von der Realität (es soll ein Super Deluxe reinkommen) relativ weit entfernt. Was ich damit eigentlich zeigen wollte: Die Leverage Ratio Kurve sieht zwar krass aus, hat aber weniger Einfluss auf den Hinterbau als man zunächst annehmen würde. Die tatsächliche Kraft-Weg Kurve des Hinterbaus ist nämlich von der Leverage Ratio Kurve gar nicht mal so beeindruckt. Da geht es eher um die generelle Tendenz, also degressiv vs. linear vs. progressiv. Die Nuancen, die dieser Schwung in der in der Leverage Ratio Kurve erzeugt, gehen in Realität ziemlich in der Charakteristik des Dämpfers unter. Ich will nicht sagen, dass man sich nicht an der Kennlinie verkünsteln soll. Aber für die Performance des Hinterbaus ist es wahrscheinlich besser lieber erstmal den Dämpfer zu tunen ;)
 
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Heute geht es mit dem ersten Teil los!

Da eh noch einige Rohre in Zulauf sind (ob die Unterrohre jemals ankommen werden...?) wird der Hinterbau als erstes in Angriff genommen. Dort sind einigie Dreh- und Frästeile vorgesehen und die sind oftmals ein ordentlicher Zeifresser. Also frisch ans Werk, damit hier was vorangeht!

Protagonist ist die Klemme links am Hauptlager. Wie genau der Lageraufbau aussieht zeige ich wenn alle Teile dafür fertig sind. Jetzt soll es erstmal um das Teil ansich gehen.
pivot left.JPG


Das Rohteil ist eine einfache 2D Form aus einer Platte. In meinem Fall wurde es drahtgeschnitten und sieht so aus:
2D Teil.jpg

Drahtschneiden ist ziemlich cool; automatisiert und sehr sehr genau. Im Vergleich zum Wasserstrahl- oder Lasersschneiden muss die Passung in der Mitte nicht mehr nachgearbeitet werden. Das nimmt man gerne mit. Das Teil per Hand zu fräsen wäre mir zu aufwändig gewesen, darum mache ich nur die Arbeitsschritte selbst, die aus dem Rohling das fertige 3D Teil machen.

Schritt eins: Bohrung für die Klemmschraube
IMG_20210517_182751.jpg

Werkzeug bereit? Antaster, Zentrierbohrer, Kernbohrer, Gewindeschneider, Durchgangsbohrer, Fräser. Auf gehts

Antasten
Antasten.jpg


Zentrieren
zentrieren.jpg


Bohren und Aufbohren
bohren.jpg


Gewindeschneiden
gewindeschneiden.jpg


Flachsenken
flachsenken.jpg


Ich habe gleich noch ein paar Teile mehr gemacht. Falls später irgendwas schiefgeht oder einfach zum rumspielen
1ter schritt.jpg


Schritt zwei: Innenkontur andrehen
Das Loch ist mit absicht etwas außermittig, da die Klemme auf der Innenseite ein Feature hat, das später noch wichtig werden soll. Um dieses anzubringen wird die Klemme auf der Drehbank festgeschraubt und von hinten überdreht

überdrehen.jpg


am Ende bleibt innen ein Ring stehen und die Klemme ist schön mittig
2ter schritt.jpg


Schritt 3: Rundungen anschleifen
Dazu gibt es zwei Hilfswerkzeuge: Ein Sockel, um die Klemme vernünftigzu halten und eine Radiuslehre, damit am Ende alle Teile gleich werden.
Sockel.jpg

lehre.jpg


Am Bandschleifer lässt sich damit recht schnell ein Radius anschleifen
3ter schritt.jpg



Schritt 4: Saubermachen
Zuletzt müssen noch die Grate runter und alles sollte ein bisschen hübsch gemacht werden. Wird zwar vorm Schweissen nochmal gründlich gesäubert und am Ende gestrahlt und beschichtet, aber ich finde auch zwischendrin sollten die Teile nach was aussehen. Und dann ab in die Kiste damit
4ter schritt.jpg



Es fehlen noch einige weitere Kleinteile, aber das war eines der aufwändigeren und außerdem ist aller Anfang schwer ;) Ich freue mich dass es endlich losgeht!

Schönen Abend!



PS: Fotos sind kagge, sorry dafür. Hatte nur mein Handy in der Werkstatt dabei, das ist mit wenig Licht und kleinen Teilen etwas überfordert. Ich gelobe Besserung ;)
 
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Super Sache! Da lese ich gerne mit.
Aber eine Frage schonmal. Sind am 650B Rad wirklich 653 mm Stack geplant?
 
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Haha, ja das Problem kenne ich @Mausoline . So viele Bikes auf dem Markt zur Auswahl und trotzdem ist es schwierig das Richtige zu finden. Irgendwas ist dann doch immer nicht ganz so wie man es gerne hätte ;)

@danimaniac Ne das ist wohl ein Fehler, 653mm ist falsch. Scheinbar war die Skizze nicht vollständig aktualisiert als ich den Screenshot aufgenommen habe. Der Stack beim 27er ist 601mm und damit etwas geringer als beim 29er. Dafür ist der Reach etwas länger um das auszugleichen. Ich habe das Bild oben geupdated, jetzt passt es.
 
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Mein Problem ist eher die Größe und die Nichtauswahl bzw. die nicht vorhandenen Testmöglichkeiten ;)
Hm, das ist glaube ich tatsächlich eine Lücke. Das erste Bike habe ich für meine Freundin gebaut, weil die Räder auf dem Markt in den kleinen Rahmengrößen doch sehr seltsame Geometrien haben. Superlange Kettenstreben bei kurzem Reach und hohem Stack. Das fand ich unfair und das Feedback zum orangenen bike (Bild im ersten Beitrag) in größe 'ziemlich klein' war sehr positiv. Scheint sich wohl ausgewogen und wendig zu fahren. Ich kann das ja leider selbst nicht beurteilen, bin zu groß. Was ist eure Meinung zu den ganz kleinen Rahmengrößen? Passt da grundsätzlich was nicht an der balance?
 

Mausoline

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Hm, das ist glaube ich tatsächlich eine Lücke. Das erste Bike habe ich für meine Freundin gebaut, weil die Räder auf dem Markt in den kleinen Rahmengrößen doch sehr seltsame Geometrien haben. Superlange Kettenstreben bei kurzem Reach und hohem Stack. Das fand ich unfair und das Feedback zum orangenen bike (Bild im ersten Beitrag) in größe 'ziemlich klein' war sehr positiv. Scheint sich wohl ausgewogen und wendig zu fahren. Ich kann das ja leider selbst nicht beurteilen, bin zu groß. Was ist eure Meinung zu den ganz kleinen Rahmengrößen? Passt da grundsätzlich was nicht an der balance?

Genau das Problem, kurzer Reach - hoher Stack -> steiles Ansteigen vom Oberrohr o_O sollte man mal nach vorne absteigen/abrutschen müssen 😱 auwei ... Wenn dann mal ein kleines Bike zur Verfügung steht, vor allem die Ladiesrahmen, ist man dermaßen eingeklemmt zwischen Sattel und Oberrrohr :spinner:

Also ;) ich würd bei dir eins bestellen.
 
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Vielleicht bau ich aus den extra Teile nochmal einen kleinen Rahmen ;) Wäre schon interessant zu hören wie sich das dann mit geringerer Körpergröße fährt.

Aber vorher müssen noch ein paar Baustellen abgearbeitet werden. Heute der rechte Hauptlagerknoten, nachdem letzes mal ja der Linke fertig wurde. Es geht um dieses Teil:
CAD MP right.JPG


Das Teil ist aus zwei Einzelteilen zusammengesetzt. Der Grund ist der folgende: Als Mountainbiker kennen wir ja strong-light-cheap - choose two. Bei Stahl ist das ganz ähnlich, alles kann man nur sehr schwer gleichzeitig bekommen. In diesem Fall geht es um Korrosionsbeständigkeit-Festigkeit-Bearbeitbarkeit-Schweisseignung-Verfügbarkeit.
1. Das Teil hat eine Passung und ein Gewinde für die Hauptlagerwelle. Dort kann ich keine Oberflächenbeschichtung auftragen. Rosten darf es aber auch nicht, sonst ist die Passung im Eimer. Also Edelstahl.
2. Und dann braucht es auch noch einen höherfesten Stahl, weil das Gewinde muss ja ordentlich was halten.
3. Außerdem, ganz wichtig, muss das Material mit der Drehbank bearbeitbar sein.
4. Die CroMo Rohre des Hinterbaus müssen dauerhaltbar angeschweisst werden können.
5. Und zuletzt muss ich ihn irgendwo kaufen können. Der beste Superduperstahl bringt mir nichts, wenn ich mindestens 500kg direkt bei SSAB abnehmen müsste.

Also ist eine Lösung verschiedene Stähle zu verwenden, und zwar jeweils genau da wo ihre Eigenschaften sinnvoll genutzt werden können. Für den Lagerpunkt bedeutet das: Innen ein hochfester Edelstahl, gut zu bearbeiten aber schlecht schweissbar. Und außen ein unlegierter Baustahl. Gut mit dem Hinterbau zu verschweissen, muss keine besonders hohe Festigkeit aufweisen weil ausreichend Querschnitt vorhanden, und dass er rostet ist egal weil er wird ja später beschichtet.

Verbunden werden die beiden durch Löten, damit bleibt der Edelstahl unter den Temperaturen bei denen ein Aufhärten auftreten würde. Umgangssprachlich gesagt wird er beim Schweissen spröde, beim Löten aber nicht.

Ok genug geschrieben, Zeit für mehr Bilder!

1. Das Innenteil

Werkzeug vorbereitet?

werkzeug vorbereiten.jpg


Absägen
absägen.jpg


Einspannen
einspannen.jpg


Außenkontur aufdrehen
außenkontur.jpg


Innengewinde rein (geht dann doch nicht so einfach wie es hier aussieht. Ich habe erstmal mit dem Gewindemeissel gearbeitet und nur die die letzten 1/10tel mit dem Gewindebohrer fertig geschnitten. Sonst sind die Schneidkräfte zu hoch, das ist immerhin ein M16 Feingewinde!)
innengewinde.jpg


Abstechen
abstechen.jpg


Umdrehen und Rückseite fertigstellen
1st part umdrehen und rückseite bearbeiten.jpg


Und das ganze noch ein paar mal wiederholen - Innenteil fertig
1st part ready.jpg



2. Das Außenteil

Noch ne Stange
(Die Lünette parkt da nur fürs Foto und wird schon richtig verwendet, keine Sorge ;) )
noch ne stange.jpg


Noch mehr drehen, aber das ist jetzt auch eher spanend als spannend (hoho sorry musste sein), darum keine Fotos. Raus kommt dabei ein ungleiches Pärchen:
innen und außenteil.jpg



3. Verlöten

Innen schön Flussmittel auftragen
damit das Edelstahlteil keinen Schaden davon trägt. Hab extra für euch die Seite mit den eBikes als Unterlage genommen^^
flussmittel.jpg


Dann verlöten. Ich habe die Hitze hauptsächlich von außen zugeführt, darum ist das Außenteil etwas verkohlt. Das hätte ich besser hinbekommen können, aber da muss ich auch erstmal wieder etwas üben. Auf alle Fälle ist das Edelstahlteil nicht zu heiß geworden und das Gewinde ist unbeschädigt und sauber geblieben.
verlöten.jpg


Einmal gegenchecken: Auf der Rückseite sieht man schön, dass das Lot durch den ganzen Spalt gekrochen ist
durchgelötet.jpg


3. Fertig bearbeiten

Außenkontur fertigstellen.
Dazu habe ich einen kleinen Dorn gedreht, das das Teil defininiert aufnimmt
rückseite bearbeiten.jpg


Und als allerletzes die Innenpassung reiben. Das kommt ganz zum Schluss, da sich die Einzelteile beim Löten ja doch minimal verziehen können. So kann ich sicher sein, dass die Passung auch passt. Wie es sich ja allein vom Namen her schon gehört.
reiben.jpg


Da gibt es jetzt sicherlich noch andere sinnvolle und wahrscheinlich auch noch bessere Bearbeitungsreihenfolgen. Erst Löten und dann Gewinde schneiden, erst Rückseite und dann Vorderseite bearbeiten, oder wie auch immer. Wenn jemand noch gute Idee hat mache ich das für die nächsten Rahmen vielleicht anders. Aber so hat es jetzt erstmal gepasst, Gewinde und Passung fluchten perfekt, das Löten hat gut funktioniert und ich bin sehr zufrieden mit dem Ergebnis.

Fertig für heute!
fertig.jpg
 
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