Das ist doch Physik...

[lagaffe]

Die Steifigkeit von Rahmenrohren ist immer

Rein rechnerisch soll ein Rahmen steif sein, damit die gesamte Tretenergie möglichst verlustfrei auf die Straße kommt.
Aber ist es nicht sinnvoller, das System als Feder zu brgreifen, der Tretenergie zwischenspeichert? Die Steifheit eines Rahmens ist dort sinnvoll, wo durch die Krafteinwirkung die Verformungen so groß werden können, dass es unbeabsichtigt bremst oder schaltet, bzw. die Rahmenverwindungen eine gerade Fahrlinie verhindern.
Ein bocksteifer Rahmen wäre mir nix, gerade auf längeren Touren ist Komfort wichtiger.

Nimm es mir nicht übel, aber das ist nur eine Erzählung aus der Marketingabbteilung. Bei der Seitensteifigkeit und Torsionsteifigkeit eines Rahmens geht ausschließlich um eine gewisse Fahrstabilität. Eine seitliche Auslenkung im Tretlager müßte gewaltig sein, um die Pedalierbewegungen zu beeinträchtigen.

Aber das läßt sich natürlich schlechter verkaufen als "Vortrieb".................

 

[svenski]

Früher bin ich ja durchaus auf Rädern mit Stahlrahmen gefahren, die bei der Abfahrt flatterten, zumal mit etwas Gepäck, und ich halte das für komplett verzichtbar.

Außerdem fehlen in der Diskussion noch ein paar Argumente :

- Es ist sinnvoll, zwischen horizontaler und vertikaler Steifigkeit zu unterscheiden. Und man kann da nicht nur mit Carbon differenzieren, sondern auch mit Stahl und Alu. Anders gesagt: Tretlagersteifigkeit erkauft man sich nicht unbedingt mit "hartem" Fahrgefühl. Komfort widerspricht nicht effizienter Kraftübertragung.
- An einer Feder verrichtet man physikalisch gesehen zwar keine Arbeit, aber die Muskulatur, die diese Feder bewegt, ermüdet trotzdem. Gleiches gilt übrigens für die Halte-"Arbeit" in statischen Positionen (Sitzhaltung etc.). Die Rückstellkraft der Feder "Rahmen" verwandelt sich leider kaum in Vortrieb.
- Mein Cannondale CAAD9 fahre ich ungefähr genauso gern wie mein Herkelmann, und beide sind horizontal sehr steif, vertikal aber nicht so arg. Andere Alurahmen sind wirklich hart dagegen. Und mit entsprechend leichten Laufrädern fährt sich das CAAD9 jetzt "wie auf Samtpfoten" - mit 65 kg darf ich mir das leisten.
- Mein Mercier hingegen ist horizontal deutlich weicher als die anderen beiden, das liegt neben den "normalen" Rohrdimensionen wohl auch daran, dass die Hinterbaustreben dreimal "eingedellt" sind, zweimal für das Hinterrad und die rechte noch einmal fürs Kettenblatt. Herkelmann hingegen hat die Streben mit ungestörtem Querschnitt vom Tretlager zum Ausfallende geführt, was die Konstruktion sicher deutlich steifer macht. Am Alltagsrenner in der Stadt ist mir das herzlich egal, aber beim sportlichen Einsatz macht sich ein seitensteifer Rahmen für mich doch sehr positiv bemerkbar. Er fühlt sich agiler an und macht einfach mehr Spaß zu fahren. Ob er tatsächlich "schneller" macht, ist mir dabei herzlich egal.

Mein Fazit: Es gibt Rahmenkonstrukteure, die ihr Metier sehr gut verstehen und in der Lage sind, Materialien, die alle anderen auch benutzen (können), so zu be- und verarbeiten, dass die so konstruierten Rahmen deutlich mehr Fahrspaß bereiten. Wenn eine FEM-Analyse helfen kann, genauer zu verstehen, was dabei vor sich geht, finde ich das sehr spannend.

Gruß, svenski.

 

[Sparkassendirektor]

...und beide sind horizontal sehr steif, vertikal aber nicht so arg. Andere Alurahmen sind wirklich hart dagegen. Und mit entsprechend leichten Laufrädern fährt sich das CAAD9 jetzt "wie auf Samtpfoten" - mit 65 kg darf ich mir das leisten. ...

"Vertikale Steifigkeit" beim Fahrradrahmen ? Bei 65 kg Fahrergewicht ? ---> Fahrradesoterik
Wenn Du die Fahreigenschaften miteinander vergleichst, dann sollten die Kandidaten auch dieselben Sattelstützendurchmesser, identische Reifenbreiten und deren Luftdrücke und die gleichen Gabeln haben. Sonst wirds schief.
Beim Diamantrahmen passiert vertikal nichts, was Du mit 65 kg meßbar merken würdest.
Wieso soll denn auch für alle möglichen Parameter immer der Rahmen ursächlich sein, wo doch das Gesamtsystem "Fahrrad" aus so vielen verschiedenen Komponenten besteht ?
Das von Dir eingangs erwähnte "Flattern" z.B. wird selten vom Rahmen verursacht sondern viel häufiger von falsch bzw. nicht eingestellten Lagern und nicht sauber zentrierten Laufrädern.
Als ich damals mit Nippelspanner und Käsebrot am Waseberg stand und die Kiste bei der zweiten Abfahrt nicht mehr wackelte, war das Erstaunen groß.
Es ist nicht alles komplizierte Physik...manchmal doch nur einfache Mechanik/Erfahrung.

 

[svenski]

Mein lieber Herr Direktor! Die zwei sportlicheren Kandidaten haben sehr wohl dieselben Sattelstützendurchmesser (nämlich 27,2 mm), den Effekt unterschiedlicher Laufräder und Bereifungen kenne ich gut und kann ihn durch wechselseitige Verwendung dreier Laufradsätze durchaus einschätzen. Gleiche Gabeln sind ein Schmarrn, weil für mich die Gabel zum Rahmen gehört und 1" Gewinde gegen 1 1/8" A-head nicht getauscht werden kann. Außerdem wäre mir das denn doch zuviel Aufwand. Traue mir darüber hinaus auch zu einzuschätzen, welche Sinneseindrücke an den Händen und welche am Gesäß ankommen, und die den jeweiligen Partien der Rahmen-Gabel-Kombination zuzuordnen. Übrigens: Die Steuerrohre sind mit 14 cm identisch lang.

Bevor ich mir das CAAD9 kaufte, bin ich einige Alurahmen (oder besser: auf Alurahmen aufgebaute Rennräder) probegefahren. Besonders aufgefallen sind mir ein Müsing, ein Quantec und ein Intec (Fort), die waren alle drei deutlich härter, woran das im Detail gelegen hat, sei jetzt mal dahingestellt.

Und ich hab nie behauptet, ich würde etwas "meßbar merken". Ich messe da nix, aber ich merke was. Ach ja, da ich gerade bei der Stilkritik bin: Den Unterschied zwischen Physik und Mechanik hätte ich auch gern erklärt.

Zum Flattern: Deine Erfahrung mit Nippelspanner und Käsebrot am Waseberg in allen Ehren, aber was hättest Du gesagt, wenn Du die unkorrigierten Laufräder in einen anderen Rahmen gespannt hättest und das Flattern wäre auch weg gewesen? Klar, der Auslöser ist oft eine mehr oder weniger geringe Unwucht, aber ab welcher Größe die das Gesamtsystem anzuregen vermag, hat schon etwas mit dem Rest (dem Rahmen nämlich) zu tun, und da gibt es durchaus Unterschiede.

Und dass Erfahrungen subjektiv sind, das scheint unsere Diskussion hier ja ganz nett zu belegen, weshalb ich es nach wie vor spannend finde, was die (in diesem Fall: numerische) Mechanik dazu beitragen kann. Einen entspannten & nicht zu steifen Abend - ob horizontal oder vertikal überlass ich mal Dir -

wünscht svenski.

 

[JUR]

"Surely You're Joking, Mr. Feynman!"

 

[lagaffe]

Na ja, der Diamant-Rahmen selbst federt nicht, da hat der Herr Direktor schon recht. Die Verformung, selbst bei deutlich höherer Belastung, liegt im homöopaischen Bereich. In einem anderen Thread hat ein User in einer Debatte mal versucht zu berechnen, was bei einem 85kg Fahrer, ein dünnwandiger ( Stahl-) Rahmen und bei einer Fahrt durch ein Schlagloch ( 10-fache Beschleunigung), für ein Wert der Verbiegung des Sattelrohres so rauskommen könnte: 0,2mm und das mit viel Augen zudrücken......

Ein diesbezüglicher Testaufbau einer bekannten "Fachzeitschrift" wurde wegen allzu gleichförmiger und vor allem wegen der immer gleichen niedrig gemessenen Werte, egal was man für ein Rahmenmaterial und für Dimensionen im Prüfstand hatte, wegen Sinnfreiheit eingemottet und gegen den jetzigen Testaufbau, der nun leider so gar keine Aussagekraft über die vertikale Auslenkung des Rahmens hat, ersetzt.

Das Rahmenfachwerk ist einfach zu stabil, egal aus welchem Material. Anders die "frei-schwingenden" Teile wie Gabel und Sattelstütze. Die geben mal mehr, mal weniger nach.

Wie nun das subjektive Gefühl zustande kommt, ein Rahmen / Fahrrad führe sich angenehmer als der andere, kann man nur spekulieren:

Ein Teil geht gewiß auf die verbauten Komponenten zurück: Ein dünnwandiger Alu Lenker fühlt sichh ganz sicher auch anders an, als ein dicker Lenker der 350g Klasse usw.......

Auch wenn es komisch klingt: Ein seitlich schwächerer Rahmen kann als komfortabel wahrgenommen werden, obwhohl der nur seitlich ein wenig mehr auslenkt, was der auch schon mal macht, wenn man durch ein Schlagloch fährt............. in gewissen Grenzen...........

Spekulation meinerseits: Sowohl Carbon Rahmen, wie auch dünnwandigen Stahlrahmen wird nachgesagt, dass sie auftretende Erschütterungen / Vibrationen schnell abbauen. Auch das könnte als Komfort wahrgenommen werden. Aber das ist wirklich von mir ein wenig an den Haaren herbeigezogen.

Nicht ganz unwichtig: "Selbst-Suggestion"! Manchmal will man das eben "spüren". Das findet man in jedem zweiten Beratungsthread, wenn sich die Luxus-Ausgabe schön geredet werden will ( gilt so ziemlich für alle Bauteile....)............... !! Und damit ist niemand hier gemeint !!! Nur um Mißverständnisse zu vermeiden...

Wobei ich grundsätzlich der Meinung bin, man sollte bei der letztn Entscheidung in jedem Fall subjektiv vorgehen.................... Wohlbefinden ist nicht weniger eine Tatsache als technische Daten..............

Mit Sicherheit spielen Lager eine Rolle, wenn es um "Flattern" im Steuerrohrbereich geht. Das ausgeschlossen, zählt dann in der Tat die Torsionssteifigkeit über die Achse Hinterachse zu Steuerrohr: Wenn da sämtliche Bauteile zu "schwach" ausgelegt sind, vom Hinterbau, über Ober- und Unterrohr und nicht zuletzt ein zu schmales Steuerrohr ( oder ein zu kurzes....) oder ein stark abfallendes Oberrohr, kann die Fahrt bergab etwas unruhig werden.

 

[radjog62]

Nicht ganz unwichtig: "Selbst-Suggestion"! Manchmal will man das eben "spüren". Das findet man in jedem zweiten Beratungsthread, wenn sich die Luxus-Ausgabe schön geredet werden will ( gilt so ziemlich für alle Bauteile....)...............

Zuerst und hauptsächlich: Zustimmung.

Aber ... meine Gazelle AA (531) + Wolber Gentleman LRS + 700 - 23 empfinde ich - im Vergleich mit den anderen fünf mit vergleichbarem Rohrmaterial und gleicher Reifenbreite, allerdings anderen Felgen, als mein komfortabelstes RR, obwohl es nicht mein wertvollstes und schönstes ist.

M.M. nach spielen Radstand, Sattelstütze (?), Lenker und LRS eine entscheidende Rolle (jenseits der Selbsugestion). Das könnte man (mit Dehnstreifen - wie früher beim Motorrad) sicher messen und damit auf eine objektivere Ebene bringen.

Aber was soll's? Wichtig ist bei meinen Rädern, was ich fühle. Und theoretische Kenntnisse über Rahmenqualitäten finde ich darüber hinaus - und jenseits von Recht haben wollen - interessant.

 

[lagaffe]

Nicht zu vergessen Geometrie und Sitzhaltung. Wer auf dem Rad alsbald in Schonhaltung verfällt, wird auch bei einem vollgefederten Rad nicht unbedingt Komfort fühlen................

Wie gesagt, nach der Qualität und ein paar quantifizierbaren Maßen spielt der Wohlfühlfaktor eben die entscheidende Rolle.

Vor Jahren hat die Tour auch mit Dehnstreifen gearbeitet. Im Prinzip wurde da auch nur festgestellt, an welchen Stellen der Rahmen am höchsten belastet wird, analog zu dem Schaubild im ersten Post, wenn ich mich recht erinnere.

Damals war Komfort aber auch noch kein Thema...........

 

[svenski]

Autosuggestion ist sicher nie ganz auszuschließen, und wie meine Räder durch Schlaglöcher rumpeln, ist mir eigentlich auch egal, weil ich das ohnehin zu vermeiden suche.

Für mich ist die entscheidende Situation eine oft ausgebesserte Straße mit vielen kleinen Höhenunterschieden zwischen etwa 0 und 2 cm. Das gibt es ja leider öfter... Da habe ich bei manchen Rädern eben das Gefühl, da elastisch (aber nicht: weich) "drüberzuhuschen", andere fühlen sich hart an und "bocken", so dass der subjektive Kraftaufwand (und damit nach einiger Zeit auch die empfundene Ermüdung) ungleich höher ist bei gleicher Geschwindigkeit.

Das hat vermutlich nicht viel zu tun mit messbarer vertikaler Auslenkung bei definierter Krafteinwirkung, vielmehr vermute ich, dass Eigenfrequenz des und Dämpfungsverhalten des gesamtsystems aus Rad & Fahrer hier entscheidend sein können.

Diese Unterschiede sind sicher nicht esoterisch, aber für mich auch nicht einfach einzuordnen. So hat sich das Fahrverhalten des CAAD9 durch die leichten Laufräder (Marchisio Zephyr mit 16/20 Speichen und 26 mm Felge, 1430 g ohne alles, Zulassung bis 75 kg) deutlich verbessert, bei dem Herkelmann ist dagegen kaum ein Unterschied zu spüren.

Gruß, svenski.

 

[radjog62]

Bei Schienen, Schlaglöchern usw. scheint es mir auch entscheidend zu sein, ob man das Rad "federn" läßt - also etwas aus dem Sattel und den Lenker locker fassen - das Körpergewicht also in die Pedale verlegen.

 

[Dralexisco]

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Das hat vermutlich nicht viel zu tun mit messbarer vertikaler Auslenkung bei definierter Krafteinwirkung, vielmehr vermute ich, dass Eigenfrequenz des und Dämpfungsverhalten des gesamtsystems aus Rad & Fahrer hier entscheidend sein können.
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Ich denke, mit diesem Gedanken hast Du einen entscheidenden Punkt getroffen, und gleichzeitig die "Nichtmeßbarkeit" erklärt, da das Gesamtsystem aus Rad und Fahrer ein viel zu komplexes multifaktorielles Ganzes ist, um sich reproduzierbar messen und berechnen zu lassen.

LG Helmut

 

[Sparkassendirektor]

"Messen" kann man am Fahrrad sehr vieles, sogar reproduzierbar.
Die Frage ist nur, inwieweit bestimmte vom Fahrer - subjektiv - festgestellte Fahreindrücke diesen Meßergebnissen jeweils exakt zugeordnet und erklärt werden können.
An diesem Punkt, der mit Physik nichts mehr zu tun hat, wird es schwierig.

Sicher ist nur, daß das Rahmenfachwerk eines Diamantrahmens praktisch nicht "federt".
Andere Bauteile am Fahrrad tun das auch so gut wie gar nicht, auch wenn es Marketingchefs gibt, die immer wieder etwas anderes erzählen.

Der Begriff "Komfort" ist hier sehr schlecht geeignet, mit Physik in Einklang gebracht zu werden.
Viele - meistens technische Laien - versuchen es dennoch.
Da landen wir dann immer bei meinem Lieblingsthema ---> Fahrradesoterik.

 

[Bridgestone RS 800]

Ja , stimmt ich erinnere mich auch , aber Stahlteile brechen nicht so einfach weg ohne Vorwarnung , deshalb betrachte ich Carbonteile immer sehr misstrauisch....... Knacks , und man fliegt gepflegt ab

Yep: http://drunkcyclist.com/2013/02/06/like-one-big-family/ - und dann schön mit dem Brustkorb auf den hochkant stehenden Lenker gefallen (es freut mich, dass dem Blogautor nichts weiter passiert ist) ... Mir ist einstweilen nicht so ganz klar, warum man aus dem per Definition (und per Physik) eigentlich absolut "unelastischen" Material CFK ausgerechnet Gabeln herstellen muss (häufig sind ja auch Titan- und Alurahmen ab Hersteller damit ausgestattet) - das Zeug kann definitiv eine ganze Menge, aber seine "Kompetenz" liegt dann doch eher im Feld der unglaublich hohen Steifigkeit bei gleichzeitig unglaublich niedrigem Gewicht, nicht im Bereich der Dauerschwingfestigkeit (sage ich mal so als Materialkunde-Laie).
Und ich seh's genauso: Stahl versagt selten wirklich schlagartig und ohne Vorwarnung (allerdings leider gerade doch bei dünnwandigen hochwertigen Rennrad-Rahmenrohren ...), man hat meistens noch eine ausreichende "Bedenkzeit", um zu schauen, ob dieses komische Knergelgeräusch und das etwas weiche Fahrverhalten von einer gebrochenen Sattelfeder, oder nicht doch schon wieder von einem Tretlagergehäusean-/abriß kommt ...