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Stahl / Alu


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Hallo liebe Leute,

 

irgendwas hab ich bei die Materialen noch nicht kapiert, vielleicht kann mir wer das Erklären.

Also ALU ist weicher (elastischer) als Stahl, um jetzt ein stabiles Rohr zu erhalten nimmt man einen großen Durchmesser und kann die Wandstärke damit geringer wählen... also hab ich ein typisches ALU oversized (oder ??)

 

aber ?? warum wende ich diesen Trick nicht auch bei Stahl an (von Haus aus steifer) mußte ich doch den ALU Rahmen unterbieten können oder ??

 

schönen Abend noch .....

 

Michael

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aber ?? warum wende ich diesen Trick nicht auch bei Stahl an (von Haus aus steifer) mußte ich doch den ALU Rahmen unterbieten können oder ??

 

 

also wenn ma ein alu rohr mitn einem stahlrohr vergleicht ist das stahlrohr steifer! aber ich glaub einfach dass das gewicht eines oversized stahlrohrs einfach viel zu hoch wäre.....und es sich dadurch ned rechnen würde...(falls das ned stimmt bessert mich bitte aus!)

 

 

flex

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steifigkeit hängt von 2 sachen ab

 

E.... Elastizitätsmodul [N/mm²) je höher umso weniger gibt das material nach.

I.....Trägheitsmoment [cm^4] eine rein geometrische größe - je höher ums steifer.

 

bei gleichen rohrabmessungen ist das stahlrohr steifer da Estahl größer ist als Ealu

 

dann spielt noch das gewicht eine rolle

-> im prinzip die wandstärke des rohres und irgendwann ist da eben das ende.

gibt schon genug rahmen wo man die röhrln mit dem finger locker elastisch eindrücken kann.

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Hallo liebe Leute,

 

irgendwas hab ich bei die Materialen noch nicht kapiert, vielleicht kann mir wer das Erklären.

Also ALU ist weicher (elastischer) als Stahl, um jetzt ein stabiles Rohr zu erhalten nimmt man einen großen Durchmesser und kann die Wandstärke damit geringer wählen... also hab ich ein typisches ALU oversized (oder ??)

 

aber ?? warum wende ich diesen Trick nicht auch bei Stahl an (von Haus aus steifer) mußte ich doch den ALU Rahmen unterbieten können oder ??

 

schönen Abend noch .....

 

Michael

 

 

stahl ist fast drei mal so schwer wie alu.

bei gleichem oversized-rohrdurchmesser wäre die wandstärke des stahlrohres wohl so dünn wie bei einer coladose...

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naja, bin zwar zugegebenermaßen kein Kind der Stahl-Ära, aber WIMRE war doch gerade Tange eine der renommiertesten Firmen, wenn es um leichte Stahlrahmen und Gabeln ging, oder? Vielleicht können die Herren und Damen mit etwas mehr Lebenserfahrung uns an ihrem Wissen teilhaben lassen :D
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naja, bin zwar zugegebenermaßen kein Kind der Stahl-Ära, aber WIMRE war doch gerade Tange eine der renommiertesten Firmen, wenn es um leichte Stahlrahmen und Gabeln ging, oder? Vielleicht können die Herren und Damen mit etwas mehr Lebenserfahrung uns an ihrem Wissen teilhaben lassen :D

 

 

Naja, Tange würd mir da erst weiter hinten einfallen:

 

Dedacchia, Columbus, Reynolds, Mannesmann, von mir auch aus Easton waren und sind Hersteller hochwertigster und leichter Rohrsätze.

 

Was Alurahmen im Vergleich zu Stahlrahmen betrifft:

 

Um die gleiche Steifigkeit zu erzielen, sind zwei Möglichkeiten vorhanden:

 

Die Wandstärke zu erhöhen, was nicht sehr sinnvoll ist, da der Gewichtsvorteil flöten geht.

 

Den Rohrdurchmesser zu erhöhen, wie es ja auch gemacht wurde und wird.

 

Stahlrohre werden mittlerweise auch oversized, allerdings ist das Potential bzgl. Gewichtseinsparung nicht so groß wie bei Alu: Man müsste die Wandstärke derart verringern, dass die Dellgefahr sehr groß ist, res. die Verarbeitung mittels Schweißung oder Harlöten diffizil wird. Dank neuer Legierungen wird es aber hier sicher noch Fortschritte geben.

 

Im Gegensatz zur Entwicklung diverser Alulegierungen, die im Fahrradbau schon ziemlich ausgereizt sind.

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Naja, Tange würd mir da erst weiter hinten einfallen:

 

Dedacchia, Columbus, Reynolds, Mannesmann, von mir auch aus Easton waren und sind Hersteller hochwertigster und leichter Rohrsätze.

 

Was Alurahmen im Vergleich zu Stahlrahmen betrifft:

 

Um die gleiche Steifigkeit zu erzielen, sind zwei Möglichkeiten vorhanden:

 

Die Wandstärke zu erhöhen, was nicht sehr sinnvoll ist, da der Gewichtsvorteil flöten geht.

 

Den Rohrdurchmesser zu erhöhen, wie es ja auch gemacht wurde und wird.

 

Stahlrohre werden mittlerweise auch oversized, allerdings ist das Potential bzgl. Gewichtseinsparung nicht so groß wie bei Alu: Man müsste die Wandstärke derart verringern, dass die Dellgefahr sehr groß ist, res. die Verarbeitung mittels Schweißung oder Harlöten diffizil wird. Dank neuer Legierungen wird es aber hier sicher noch Fortschritte geben.

 

Im Gegensatz zur Entwicklung diverser Alulegierungen, die im Fahrradbau schon ziemlich ausgereizt sind.

 

heißt das, dass wir in zukunft eventuell wieder mit leichten stahlrahmen rechnen können?

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Wenn ich als Radl-Noob was dazu sagen darf:

 

das Verhältis von Zugfestigkeit zur Dichte ist bei folgenden Materialien (alle Daten und Materialien von der Reynolds Page):

 

X105 (Alu): 252

853 (Stahl): 179

6AL-4V (Titan): 237

MZM (Magnesium): 145

 

soll heißen dass Alu das beste Verhältniss von der Zugfestigkeit zum Gewicht hat. Ein Rohr aus Alu dass die gleiche Zugfestigkeit hat wie ein Rohr aus Stal ist also leichter. Knapp nach Alu kommt Titan, dann Stahl und als letztes Magnesium. Die verhältnisse werden ned recht viel anderes aussehen wenn man statt der Zugfestigkeit die Biegefestigkeit nimmt.

 

Die steifigkeit erhöht sich bei allen Materialien um den selben wert wenn man den Rohrdurchmesser erhöht. Allerdings hilft eine vergößerung des Rohrdurchmessers nur gegen Biegung, auf Zug ist nur der reine Materialquerschnitt interessant.

 

Was auch noch zu beachten ist, dass sich Titan, Alu und Magnesium bie gleicher Belastung stärker verformen als Stahl (weil deren E-Modul kleiner als der von Stahl ist).

 

mfg Wolfgang

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Stahlrohre werden mittlerweise auch oversized, allerdings ist das Potential bzgl. Gewichtseinsparung nicht so groß wie bei Alu: Man müsste die Wandstärke derart verringern, dass die Dellgefahr sehr groß ist, res. die Verarbeitung mittels Schweißung oder Harlöten diffizil wird.

 

Bezüglich Dellgefahr - ich habe einen Heavy Tools Stahlrahmen aus 1996 gerade außer Dienst gestellt. Der ist aus einem Tange Ultimate Superlight MTB Rohrsatz - also schon ein recht guter Rohrsatz (teilweise 3-fach konifizierte Rohre). Dort sind die Wandstärken der Rohre schon so weit ausgereizt, daß der Rahmen in seiner Einsatzzeit schon einige Dellen abbekommen hat. Werde morgen ein paar Bilder dieser Schrammen hier reinstellen.

 

lg, Supermerlin

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Hier wie angekündigt die Bilder der Dellen meines Stahlrahmens. Der wiegt übrigens grade aus 2000g

 

Bild 1 - Stahlrahmen gesamt

Bild 2 - Delle Kettenstrebe (ca. 25 mm lang, ca. 4 mm tief)

Bild 3 - Delle Kettenstrebe

Bild 4 - Delle Oberrohr (Mitte Oberrohr ca. 20 mm lang, ca. 4 mm tief)

Bild 5 - Delle Oberrohr

 

lg, Supermerlin

Rahmen Heavy Tools_Größenveränderung.jpg

Delle Kettenstrebe 1_Größenveränderung.jpg

Delle Kettenstrebe 2_Größenveränderung.jpg

Delle Oberrohr 1_Größenveränderung.jpg

Delle Oberrohr 2_Größenveränderung.jpg

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soll heißen dass Alu das beste Verhältniss von der Zugfestigkeit zum Gewicht hat. Ein Rohr aus Alu dass die gleiche Zugfestigkeit hat wie ein Rohr aus Stal ist also leichter.

 

 

 

Das ist richtig und auch ein Faktor im Konzept des Rahmenbaus. Vielmehr ist aber auch die Dauerschwingfestigkeit von Stahl ein sehr wichtiger Faktor, genauso wie die einfachen Verarbeitungsschritte. Alu ist in den gängigen Legierungen viel problematischer beim Schweißen und in der Nachbehandlung.

 

Die relativ neuen TWIP- und TRIP-Stähle (Hauptbestandteile Eisen, Mangan, Aluminium, Silizium; spez. Gewicht derzeit 6,6g/ccm) werden im hochwértigen Rahmenbau vereinzelt schon verwendet, solange aber Rohrsätze nicht in nennenswerten Serien produziert werden, bleibt das ein teures Vergnügen.

 

Bleibt noch ein Faktor zu erwähnen:

 

Stahl ist recht problemlos und relativ preiswert herzustellen und im Recycling absolut unbedenklich.

 

Bei Aluminium ist weder die Produktion (stromintensiv!) noch das Recycling einfach.

 

Bei Kohlefaserverbundwerkstoffen ist das Problem der extrem teuren und gesundheitsschädlichen Herstellung; Recycling ist hier nicht möglich. Also eine extreme Umweltbelastung (aber wen kümmerts?).......

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Bei Kohlefaserverbundwerkstoffen ist das Problem der extrem teuren und gesundheitsschädlichen Herstellung; Recycling ist hier nicht möglich. Also eine extreme Umweltbelastung (aber wen kümmerts?).......

 

Geh bitte - die kann man super thermisch verwerten - wenns Radl hin ist, kannst damit die Wohnung heizen. :D

 

lg, Supermerlin

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...mit Spaghetti-Trägern, ähmm pardon Spaghetti-Streben am Hinterbau...:D:D:D

 

 

PS: Sattel ist schon im Service.

 

Mach Dir keine Sorgen um die hinteren Streben - dort ist noch kein DMR Switchback gebrochen - die sterben alle ca. 10 cm hinter dem Steuerrohr (Ober- und Unterrohr), wenn sie kaputt gehen.

 

Habe jetzt meinen 10 Jahre alten Heavy Tools Equipe R3 Stahlrahmen genauestens inspiziert (gebeizter und klar lackiert) und konnte nicht den kleinsten Riß erkennen.

 

lg, Supermerlin

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Wenn ich als Radl-Noob was dazu sagen darf:

 

das Verhältis von Zugfestigkeit zur Dichte ist bei folgenden Materialien (alle Daten und Materialien von der Reynolds Page):

 

X105 (Alu): 252

853 (Stahl): 179

6AL-4V (Titan): 237

MZM (Magnesium): 145

 

soll heißen dass Alu das beste Verhältniss von der Zugfestigkeit zum Gewicht hat. Ein Rohr aus Alu dass die gleiche Zugfestigkeit hat wie ein Rohr aus Stal ist also leichter. Knapp nach Alu kommt Titan, dann Stahl und als letztes Magnesium. Die verhältnisse werden ned recht viel anderes aussehen wenn man statt der Zugfestigkeit die Biegefestigkeit nimmt.

 

 

 

 

zugfestigkeit allein is aber beim radlrahmen wurscht.

 

du brauchst a hohe wechselfestigkeit bei hoher Zugfestigkeit, und die is bei spröden legierungen mit hoher zugfestigkeit dann schon ganz ganz gering!

 

was bringt da a rahmen der 0,7kg wiegt, statisch alles aushält aber nach a paar kilometern auseinander fällt?

oder jeder kratzer a anrissstelle weil spannungsspitzen im kerbgrund net abgebaut werden......

 

wie gesagt, zugfestigkeit allein bringt beim radl nix

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Hallo!

 

@mafa:

 

da ist klar. Aber ich würde mal sagen dass Stahl da besser abschneidet als die Alu legierungen.

 

ja klar, wennst jetzt net irgendeine spacige werkzeugstahllegierung mit der duktilsten alulegierung vergleichst, is der Stahl in Sachen Wechselfestigkeit natürlich klar überlegen.

 

ich wollt ja nur drauf hinaus das das beste verhältnis von gewicht zu zugfestigkeit noch net viel bringt um leicht und stabil zu bauen.

Für statische Auslegung natürlich super, aber dynamisch bringts eben net viel

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