Der Rahmen ist das tragende Teil des Fahrrads. Er trägt nicht nur das Gewicht des Fahrers, auch alle Komponenten wie Lenkung, Antrieb, Bremsen und Beleuchtung sind am Fahrradrahmen befestigt. Weil auf ihn eine Vielzahl von Kräften einwirkt, ist ein Fahrradrahmen großen Belastungen ausgesetzt.
Wie ist ein Fahrradrahmen konstruiert?
Aus Gründen der Gewichtsersparnis und größeren Festigkeit wird ein Fahrradrahmen meist aus Rohren gefertigt, die miteinander verbunden (verschweißt) werden. Die Hauptbestandteile des Fahrradrahmens sind:
- Sattelrohr – zur Aufnahme der Sattelstütze und Tragwerk für den Fahrradsattel
- Steuerrohr mit Steuersatz und Fahrradgabel für das Vorderrad
- Ober- und Unterrohr – verbindet Sattelrohr und Steuerrohr
- Hinterbau – bestehend aus Kettenstreben, Sitz- und Sattelstreben und Ausfallenden, am Hinterbau ist das Hinterrad befestigt
- Tretlagergehäuse – der untere Abschluss des Sattelrohrs zur Aufnahme des Innenlagers
- Befestigungselemente für kleinere Teile wie Gepäckträger, Schutzbleche, Dynamo usw.
Welche Formen haben Fahrradrahmen?
Fahrradrahmen werden in vielfältigen Formen konstruiert, je nach dem Verwendungszweck.
1. Diamantrahmen
Diese Form des Fahrradrahmens gehört zu den frühesten und bis heute am häufigsten anzutreffenden. Der Diamantrahmen hat seinen Namen von der Anordnung der Streben, die an die Kristallstruktur eines Diamanten erinnern. Diamantrahmen sind so populär, weil Sie eine ideale Mischung aus großer Stabilität bei relativ geringen Gewicht darstellen. Bis heute ist der Diamantrahmen die bevorzugte Rahmenform für ein klassisches Herrenrad. Für seine Fertigung werden Rohre aus verschiedensten Materialien, bevorzugt Stahl oder Aluminium, verwendet.
Schwanenhalsrahmen
Dieser Fahrradrahmen wird auch als klassischer Damenrahmen bezeichnet. Er beruht auf einer Abwandlung des Diamantrahmens ohne das Oberrohr. Stattdessen hat er 2 parallel verlaufende, geschwungene Unterrohre. Diese verleihen der Konstruktion Stabilität und erleichtern zugleich den Durchstieg zwischen Lenker und Sattel. Es gibt zahlreiche Mischformen zwischen Diamantrahmen und Schwanenhalsrahmen, die als „moderne Damenrahmen bezeichnet werden.
Trapez-Rahmen
Der Trapez-Rahmen weist ein stark abgeschrägtes Oberrohr auf. Dadurch kann man leichter auf- und absteigen und bequem über dem Oberrohr stehen. Gleichzeitig ist die Geometrie sportlich.
Tiefdurchstiegsrahmen
Diese Fahrradrahmen werden in verschiedenen Bauformen angeboten. Sie werden zunehmend beliebt, weil sie nur aus einem einzigen, dicken Unterrohr bestehen, das bis ca. 20 Zentimeter über der Straße ab gesenkt ist. Dadurch machen sie den Durchstieg sehr bequem. Die häufigsten Bauformen sind der Waverahmen und der Tiefeinsteiger, auch Easy-Boarding-Rahmen genannt.
Andere Rahmenformen
Neben den oben genannten Formen gibt es noch eine ganze Reihe weiterer Rahmenformen darunter:
- Fachwerkrahmen
- Sloping-Rahmen
- Kreuzrahmen
- Y-Rahmen
Diese Rahmenformen sind weniger weit verbreitet und werden hauptsächlich bei speziellen Arten von Fahrrädern benutzt.
Welches Material wird für Fahrradrahmen verwendet?
Für Fahrradrahmen kommen verschiedene Materialien zum Einsatz, die ihre Stärken und Schwächen haben. Neuerdings gibt es auch Kompositrahmen oder Verbundrahmen, die aus mehreren Materialien bestehen.
Stahl
Stahl ist bis heute der am häufigsten verwendete Werkstoff für Fahrradrahmen. Meist kommen Legierungen mit Chrom und Molybdän zum Einsatz. Stahl wird schon lange als Werkstoff verwendet. Als Material für Fahrradrahmen eignet er sich aufgrund seiner hohen Festigkeit bei gleichzeitiger Elastizität ausgezeichnet. Stahl lässt sich gut bearbeiten und ist ein preisgünstiges Material. Für den Alltagseinsatz ist ein Fahrradrahmen aus Stahl sehr gut geeignet.
Seine Nachteile sind sein hohes Gewicht und die Anfälligkeit gegen Korrosion. Ohne regelmäßigen Korrosionsschutz rosten Stahlrahmen schnell und werden unbrauchbar.
Aluminium
Aluminium wird heute zunehmend als Material für Fahrradrahmen benutzt. Laien nehmen oft an, dass Fahrradrahmen aus Aluminium leichter als solche aus Stahl sind. Das stimmt aber nur teilweise. Aluminium hat zwar eine geringere Dichte als Stahl, dafür ist seine Festigkeit aber auch geringer. Deswegen müssen Aluminium-Fahrradrahmen aus wesentlich stärkeren Rohren konstruiert werden als solche aus Stahl. Das gleicht die geringere Dichte zum großen Teil wieder aus. Aluminium ist bedeutend schwieriger zu verarbeiten als Stahl. Insbesondere das Schweißen ist schwierig. Aluminium ist nicht alterungsbeständig. Aluminiumrohre neigen zu Ermüdungsbrüchen, die besonders gefährlich sind, weil sie sich vorher nicht ankündigen. Unter Alltagsbedingungen sind Aluminiumrahmen nur wenig haltbar und nur bedingt belastbar. Der Vorteil von Aluminiumrahmen ist ihr geringer Preis, weil sie in den letzten Jahren in Massenproduktion hergestellt werden.
Carbon
Carbon oder Kohlefasern sind ein Werkstoff, der erst seit wenigen Jahren für Fahrradrahmen verwendet wird. Es handelt sich um ein Verbundmaterial, das aus mehreren Werkstoffen besteht. Fahrradrahmen aus Carbon sind sehr leicht und fest mit einer hervorragenden Steifigkeit. Carbon-Rahmen haben aber auch einige Nachteile. Sie sind sehr spröde und empfindlich gegenüber plötzlicher mechanischer Belastung wie Schlägen oder Stößen. Carbon-Rohre neigen zu plötzlichen Brüchen, die gefährlich, weil scharfkantig, sind. Durch die schwierige Herstellung und Verarbeitung sind Carbon-Rahmen teuer.
Titan
Titan wird oft als Metall der Zukunft bezeichnet. Es wird zum Beispiel in der Antriebstechnik und in der Raumfahrt eingesetzt. Wenn man nur die mechanischen Eigenschaften in Betracht zieht, gibt es kaum ein anderes Material, das für Fahrradrahmen so gut geeignet ist wie Titan. Titan-Rahmen sind leicht, trotzdem aber sehr stabil und korrosionsbeständig. Die im Vergleich zu Stahl geringere Elastizität kann durch eine besondere Konstruktionsweise ausgeglichen werden.
Trotzdem sind Titan-Rahmen nur wenig gebräuchlich, weil sie sehr teuer sind. Das liegt vor allem daran, dass Titan relativ selten ist und nur unter hohen Kosten hergestellt und bearbeitet werden kann. Zumindest in der überschaubaren Zukunft werden Titan-Rahmen wahrscheinlich nur eine Außenseiterrolle als Sonderkonstruktionen spielen.
Holz
Das erste Fahrrad der Welt, das Laufrad des Freiherrn von Drais, hatte einen Holzrahmen. Neuerdings wird wieder Holz, genau gesagt Bambus, als Material für Fahrradrahmen benutzt. Die mechanische Belastbarkeit eines Bambus-Rahmens ist hoch aufgrund seiner faserigen Struktur. Wenn ein Defekt auftritt, lässt sich ein Bambus-Rahmen mit einfachen Mitteln reparieren. Zudem handelt es sich um ein umweltfreundliches, da nachwachsendes Material. Bambus benötigt keinen Korrosionsschutz. Trotzdem sind Bambus-Rahmen exotisch, weil sie aufwendig in Handarbeit gefertigt werden müssen. Das Material ist natürlich gewachsen. Das bedeutet, kein Bambusrohr hat exakt dieselben Abmessungen wie das andere. Die Verbindung der einzelnen Rahmenteile ist schwierig herzustellen. Unter dem anhaltenden Einfluss von Feuchtigkeit neigt Bambus zur Schimmelbildung.
Zusammenfassung
Bei den Rahmenformen setzen sich sogenannte Tiefeinsteiger immer mehr durch, weil sie einen bequemen Durchstieg ermöglichen. Solche Formen werden insbesondere von Senioren oder nicht so agilen Radfahrern bevorzugt. Trotzdem ist bis heute auch der klassische Diamantrahmen sehr beliebt.
Bis heute haben sich im Alltag Fahrradrahmen aus Stahl am besten bewährt, weil sie den besten Kompromiss zwischen Stabilität, Gewicht und Preis darstellen. Sie werden dicht gefolgt von Aluminium-Rahmen. Andere Materialien haben zwar einige Vorteile, sind aber häufig zu teuer und werden daher fast nur für Bikes der Spitzenklasse oder Sonderkonstruktionen verwendet.
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