Ich fahre nun seit fast 15 Jahren Carbonrahmen. Meine Erfahrungen gegenüber "herkömmlichen" Materialien sind durchweg äusserst positiv. Auf harten Singletrails und beim Springen dämpft der Rahmen optimal. Steinschläge und Lackabplatzungen gibt es so gut wie keine. Rahmenbrüche aufgrund unsachgemässer Benutzung wie Kühlschränke oder diverse Sachen vor die Räder zu schieben, entziehen sich voraussichtl. allen Testgrundlagen. Nachfolgend konnte ich zur Eigenschaft folgende Informationen ausfindig machen:
Carbon, Kohlefaserverstärkte Kunststoffe, CFK
Faserverstärkte Kunststoffe werden bereits seit längerem erfolgreich im Sportgerätebau eingesetzt. Die theoretischen Steifigkeits und Festigkeitswerte sind sehr hoch, gelten aber nur in einer, nämlich der Faserrichtung, während die Festigkeits- und Steifigkeitswerte bei Metallen in allen Richtungen dieselben sind. Außerdem müssen die Fasern untereinander abgestützt werden. Dies geschieht durch eine sogenannte Matrix. Dazu können Kunststoffe eingesetzt werden, bei Fahrradrahmen ist dies meist Epoxydharz. Wenn nun eine Kraft nicht in Faserrichtung wirkt, so hält nur die Matrix dagegen, und Epoxydharz wie auch andere Kunststoffe sind nicht sehr fest. Die Fasern müssen also in mehreren Richtungen gelegt werden. Dadurch wird der Gewichtsvorteil zusehends geringer. Außerdem muß der Kräfteverlauf in einem Rahmen genauestens bekannt sein, da überall wo eine Kraft auftritt, die vErstärkungsfasern in der richtigen Menge und in der richtigen Richtung gelegt werden müssen. Dieser Vorgang ist sehr kompliziert und mit hohem Arbeitsaufwand verbunden. Das macht den Rahmen zwar leichter, aber auch teurer. Weiters macht es wenig Sinn, einfach nur Rahmenrohre durch Carbonrohre zu ersetzen. Genauso wie Holz, das eigentlich auch ein faserverstärktes Material ist, muß ein Carbonrahmen weiche Übergänge besitzen, wie wir es von Bäumen gewohnt sind.
Anmerkung des Autors: Dieses Prinzip der Spannungsminimierung gilt überall und bei jedem Material.
Grundformen:
Die verschiedenen Verstärkungsfasern kommen in drei Grundformen zum Einsatz: als Strang oder Bündel von Parallelfasern (Rovings), als Gewebe und Geflechte in ihren unterschiedlichsten Formen und als ungerichtete Matten oder Wirrfasern. Neben den genannten Rovings gibt es noch Garne und Zwirne, die durch Verdrehung einzelner oder mehrerer Spinnfäden entstehen. Durch die Verdrehung entsteht ein widerstandsfähiger, in sich fest gebundener Faden, der sich leicht textil verarbeiten (z. B. weben) läßt. Rovings: Stränge oder Bündel von Parallelfasern werden Rovings, oder, wenn sie relativ dünn sind, Fäden oder Garn genannt. Die einzelnen Fasern innerhalb eines Rovings oder eines Fadens, die bei Glas ca. 5-15 µm, bei Kohle ca. 7-10 µm und bei Kevlar® ca. 12µm Durchmesser haben, werden Elementfasern oder Filaments genannt. Die Anzahl der Filaments kennzeichnet die Dicke bzw. das Metergewicht des Rovings oder des Fadens.
Carbonfasern
Carbonfasern sind in verschiedensten Ausführungen und Qualitäten erhältlich. Aber selbst normalfeste Carbonfasern sind durch die geringe Dichte noch sehr attraktiv. Carbonfasern sind sehr spröd, deswegen werden Rahmen oder auch anderen Bauteilen z.B. Lenkern Aramidfasern (=Kevlar®) beigefügt, die eine größere Bruchdehnung besitzen, und daher nicht sofort brechen.
Vorteile
* sehr fest
* steif
* leicht
* attraktive Optik
Nachteile
* sehr spröde
* teuer
* schwierig zu verarbeiten
* schwierig zu dimensionieren
Grüße Andi mit seinem 101. Beitrag
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