2002-10-13, 21:05
Eine Überlegung zum neuen Standard
<br>
<br>Zusammenfassung:
<br>
<br>Der Downhillbereich verlangt immer mehr Leistungen vom Material. Die Hersteller versuchen, den schwierigen Spagat zwischen Leichtgewicht, Festigkeit und Preis bestmöglich zu erfüllen. Marketingüberlegungen bestimmen die Einführungen eines Produktes. Der neue 1.5 Zoll Standard soll die notwendige Festigkeit für Einfachbrücken bei geringerem Gewicht erfüllen. Es wird versucht diese Behauptung der Hersteller nachzuvollziehen.
<br>
<br>Einleitung: mechanische Theorie
<br>
<br>Es muß unterschieden werden zwischen:
<br>
<br>Festigkeit und Steifigkeit eines Bauteils.
<br>
<br>Die Festigkeit eines Bauteils wird bestimmt durch die mechanischen Werte des Werkstoffes, sowie durch die Konstruktion. Während die mechanischen Werte der Im Fahrradbau verwendeten Stahl- und Aluminiumsorten bekannt ist, (St: 25CrMo4 = US 4130 Rm=900-100N/mm², Al 7075 Rm=400-500N/mm²) bestimmt der Konstrukteur weitgehend ob ein Bauteil nur schwer ist, oder leicht und haltbar.
<br>
<br>Die Steifigkeit eines Rohres hängt genauso von den mechanischen Eigenschaften aber auch wie die Festigkeit sehr viel mehr von der Konstruktion ab.
<br>
<br>Die Steifigkeit eines Werkstoffes wird mit dem E-Modul angegeben. Stahl besitzt einen E-Modul von ca. 210MPa, Aluminium 75Mpa. Das heißt ein gleich dimensionierter Träger aus Aluminium biegt sich ca. dreimal so weit durch wie einer aus Stahl, wobei egal ist, ob das der billigste Baustahl oder das hochfesteste Flugzeugaluminium ist, für die Steifigkeit ist nur der Grundwerkstoff entscheidend, die Legierungsbestandteile bringen keine signifikanten Änderungen des E-Moduls.
<br>
<br>Die Konstruktion: Die Steifigkeit eines Rohres steigt mit der dritten Potenz des Durchmessers. Das heißt, ein Rohr mit dem doppelten Durchmesser ist achtmal so steif! Das ist der Grund weshalb Rahmenrohre aus Aluminium einen großen Durchmesser besitzen.
<br>
<br>Wozu 1,5 Zoll im Steuerrohr?
<br>
<br>Warum benötigen wir Steuerrohre mit 1,5 Zoll Durchmesser?
<br>
<br>Bei langen Federgabeln die nur eine Brücke besitzen, wirkt ein langer Hebel auf die Standrohre, die Einspannstellen der Standrohre und der des Steuerrohres und nicht zuletzt auf das Steuerrohr selbst. Während die Biegebelastung auf die Standrohre und die Brücke durch großdimensionierte Stabndrohre und lange Einspannstellen abgefangen werden kann, ist das Steuerrohr mit 1 1/8 Zoll Durchmesser festgelegt, kann also nur durch Erhöhung der Wandstärke haltbarer gemacht werden. Das erhöht natürlich dramatisch auch das Gewicht des Steuerrohres und damit der Gabel.
<br>
<br>Die Überlegung der Gabelhersteller klingt auf den ersten Blick plausibel:
<br>
<br>Eine Erhöhung des Durchmessers des Steuerrohres bei gleichzeitiger Verwendung von Aluminium mit geringer Wandstärke reduziert die Spannungen im Steuerrohr ohne das Gewicht des Steuerrohres selbst zu erhöhen bzw. nicht drastisch zu erhöhen.
<br>
<br>Das Gewicht der Gabel bleibt daher gleich bei gleichzeitiger Erhöhung der Sicherheit. Auf den Rahmen wirkt durch die geringere Elastizität des größer dimensionierten Steuerrohres eine erhöhte Belastung, die meiner Ansicht nach keine Rolle spielt, da die meisten Rahmen schon mit Doppelbrückengabeln fertig werden.
<br>
<br>Die Nachteile werden erst auf den zweiten Blick sichtbar.
<br>
<br>Bei einer Erhöhung des Steuerrohrdurchmessers ist es notwendig:
<br>
<br>- Größere Steuersätze mit größeren Lagern zu verwenden
<br>- Das Steuerrohr des Rahmens mit einem größeren Durchmesser und durch die erhöhte Beulgefahr des größeren Durchmessers (Coladoseneffekt) auch mit einer erhöhten Wandstärke auszuführen
<br>- Größer dimensionierter Vorbau durch die größere Bohrung
<br>- Inkomtabibel zu allen derzeit am Markt befindlichen Rahmen, Steursätzen und Vorbauten
<br>
<br>Alleine das Mehrgewicht des Lagers im Steuersatz wiegt den Gewichtsvorteil gegenüber ein derzeit verwendetes 1 1/8 Zoll Steuerrohr auf.
<br>
<br>Schluß:
<br>
<br>Die Einführung des 1,5 Zoll Steuerrohres bei Freeride Einfachbrückengabeln ehröht die Steifigkeit der Gabel im kritischen bereich der Gabelbrücke. Dies ist an sich wünschenswert, fraglich ist die Art und Weise wie diese Erhöhung der Sicherheit durchgeführt wird. Die derzeitige Ausführung ist eine Marketingüberlegung der Gabelhersteller. Während die Steifigkeit der Gabel bei gleichbleibenden Gewicht erhöht wird, werden Gewichtsnachteile die aus dem neuen Standard direkt folgen, auf andere Hersteller verlagert.
<br>
<br>Meiner Meinung nach ist für die Ausführung von haltbaren und verglichen zum neuen Standrad 1,5" leichten Steuerrohren der derzeitige Standard mit 1 1/8" vollkommen ausreichend, soweit gewisse Konstruktionsregeln eingehalten werden.
<br>
<br>Persönliche Bemerkung des Autors: Ich muß da jetzt mal wieder klugscheißen geht nicht anders![[Bild: wink.gif]](https://www.downhill-board.com/images/icons/wink.gif)
, natürlich kann ich mich aber irren... Irren ist menschlich.. ![[Bild: wink.gif]](https://www.downhill-board.com/images/graemlins/wink.gif)
<br><br><br>_____________________________________________
<br>http://members.aon.at/race-factory/new/index2.html
<br>georg</font color=blue>
<br>..im übrigen bin ich der Meinung, das Shimano Monopol gehört zerstört!
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<br>Zusammenfassung:
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<br>Der Downhillbereich verlangt immer mehr Leistungen vom Material. Die Hersteller versuchen, den schwierigen Spagat zwischen Leichtgewicht, Festigkeit und Preis bestmöglich zu erfüllen. Marketingüberlegungen bestimmen die Einführungen eines Produktes. Der neue 1.5 Zoll Standard soll die notwendige Festigkeit für Einfachbrücken bei geringerem Gewicht erfüllen. Es wird versucht diese Behauptung der Hersteller nachzuvollziehen.
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<br>Einleitung: mechanische Theorie
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<br>Es muß unterschieden werden zwischen:
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<br>Festigkeit und Steifigkeit eines Bauteils.
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<br>Die Festigkeit eines Bauteils wird bestimmt durch die mechanischen Werte des Werkstoffes, sowie durch die Konstruktion. Während die mechanischen Werte der Im Fahrradbau verwendeten Stahl- und Aluminiumsorten bekannt ist, (St: 25CrMo4 = US 4130 Rm=900-100N/mm², Al 7075 Rm=400-500N/mm²) bestimmt der Konstrukteur weitgehend ob ein Bauteil nur schwer ist, oder leicht und haltbar.
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<br>Die Steifigkeit eines Rohres hängt genauso von den mechanischen Eigenschaften aber auch wie die Festigkeit sehr viel mehr von der Konstruktion ab.
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<br>Die Steifigkeit eines Werkstoffes wird mit dem E-Modul angegeben. Stahl besitzt einen E-Modul von ca. 210MPa, Aluminium 75Mpa. Das heißt ein gleich dimensionierter Träger aus Aluminium biegt sich ca. dreimal so weit durch wie einer aus Stahl, wobei egal ist, ob das der billigste Baustahl oder das hochfesteste Flugzeugaluminium ist, für die Steifigkeit ist nur der Grundwerkstoff entscheidend, die Legierungsbestandteile bringen keine signifikanten Änderungen des E-Moduls.
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<br>Die Konstruktion: Die Steifigkeit eines Rohres steigt mit der dritten Potenz des Durchmessers. Das heißt, ein Rohr mit dem doppelten Durchmesser ist achtmal so steif! Das ist der Grund weshalb Rahmenrohre aus Aluminium einen großen Durchmesser besitzen.
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<br>Wozu 1,5 Zoll im Steuerrohr?
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<br>Warum benötigen wir Steuerrohre mit 1,5 Zoll Durchmesser?
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<br>Bei langen Federgabeln die nur eine Brücke besitzen, wirkt ein langer Hebel auf die Standrohre, die Einspannstellen der Standrohre und der des Steuerrohres und nicht zuletzt auf das Steuerrohr selbst. Während die Biegebelastung auf die Standrohre und die Brücke durch großdimensionierte Stabndrohre und lange Einspannstellen abgefangen werden kann, ist das Steuerrohr mit 1 1/8 Zoll Durchmesser festgelegt, kann also nur durch Erhöhung der Wandstärke haltbarer gemacht werden. Das erhöht natürlich dramatisch auch das Gewicht des Steuerrohres und damit der Gabel.
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<br>Die Überlegung der Gabelhersteller klingt auf den ersten Blick plausibel:
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<br>Eine Erhöhung des Durchmessers des Steuerrohres bei gleichzeitiger Verwendung von Aluminium mit geringer Wandstärke reduziert die Spannungen im Steuerrohr ohne das Gewicht des Steuerrohres selbst zu erhöhen bzw. nicht drastisch zu erhöhen.
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<br>Das Gewicht der Gabel bleibt daher gleich bei gleichzeitiger Erhöhung der Sicherheit. Auf den Rahmen wirkt durch die geringere Elastizität des größer dimensionierten Steuerrohres eine erhöhte Belastung, die meiner Ansicht nach keine Rolle spielt, da die meisten Rahmen schon mit Doppelbrückengabeln fertig werden.
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<br>Die Nachteile werden erst auf den zweiten Blick sichtbar.
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<br>Bei einer Erhöhung des Steuerrohrdurchmessers ist es notwendig:
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<br>- Größere Steuersätze mit größeren Lagern zu verwenden
<br>- Das Steuerrohr des Rahmens mit einem größeren Durchmesser und durch die erhöhte Beulgefahr des größeren Durchmessers (Coladoseneffekt) auch mit einer erhöhten Wandstärke auszuführen
<br>- Größer dimensionierter Vorbau durch die größere Bohrung
<br>- Inkomtabibel zu allen derzeit am Markt befindlichen Rahmen, Steursätzen und Vorbauten
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<br>Alleine das Mehrgewicht des Lagers im Steuersatz wiegt den Gewichtsvorteil gegenüber ein derzeit verwendetes 1 1/8 Zoll Steuerrohr auf.
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<br>Schluß:
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<br>Die Einführung des 1,5 Zoll Steuerrohres bei Freeride Einfachbrückengabeln ehröht die Steifigkeit der Gabel im kritischen bereich der Gabelbrücke. Dies ist an sich wünschenswert, fraglich ist die Art und Weise wie diese Erhöhung der Sicherheit durchgeführt wird. Die derzeitige Ausführung ist eine Marketingüberlegung der Gabelhersteller. Während die Steifigkeit der Gabel bei gleichbleibenden Gewicht erhöht wird, werden Gewichtsnachteile die aus dem neuen Standard direkt folgen, auf andere Hersteller verlagert.
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<br>Meiner Meinung nach ist für die Ausführung von haltbaren und verglichen zum neuen Standrad 1,5" leichten Steuerrohren der derzeitige Standard mit 1 1/8" vollkommen ausreichend, soweit gewisse Konstruktionsregeln eingehalten werden.
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<br>Persönliche Bemerkung des Autors: Ich muß da jetzt mal wieder klugscheißen geht nicht anders
, natürlich kann ich mich aber irren... Irren ist menschlich.. <br><br><br>_____________________________________________
<br>http://members.aon.at/race-factory/new/index2.html
<br>georg</font color=blue>
<br>..im übrigen bin ich der Meinung, das Shimano Monopol gehört zerstört!
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