Carbonfaserrahmen sind teuer und zerbrechlich; sie brechen leicht bei einem Sturz? Und wenn sie brechen, sind sie völlig unbrauchbar? Schluss mit den Vorurteilen gegenüber Carbonrahmen!
Grundkenntnisse über Kohlefaserrahmen
Was genau ist Kohlenstofffaser? Diese schwarzen Fäden, zehnmal dünner als ein menschliches Haar, sind die bekannten Kohlenstofffasern. Obwohl sie sich weich anfühlen, ist ihre Festigkeit, wenn Tausende dieser Kohlenstofffäden zu einem Gewebe verwebt und mit Harz beschichtet werden, 3- bis 7-mal höher als die von Stahl. Wenn dieses weiche Kohlenstoffgewebe wie Bewehrungsstahl wirkt, dann ist das Harz wie Zement – zusammen bilden sie einen nahezu unzerstörbaren Kohlenstofffaser-Verbundwerkstoff.
Wie werden Carbonfaserrahmen hergestellt?
Wie wird aus Carbonfaser ein Fahrradrahmen? Rennradrahmen bestehen aus einem speziellen Carbongewebe namens Prepreg. Dieses Gewebe ist mit Harz vorimprägniert – ähnlich einem großen Aufkleber, der abgezogen und auf eine Form aufgebracht werden kann, was die Verarbeitung sehr einfach macht. Jedes Stück Carbongewebe wird dann in verschiedene Formen geschnitten; für einen Rahmen werden etwa 300 Stück benötigt. Beispielsweise verwendet das Giant TCR adv 3 der 10. Generation 270 Stück Carbongewebe, 30 weniger als das Vorgängermodell. Dies ist der Grund für die weitere Gewichtsreduzierung.
Warum sind die Carbonrahmen mancher kleinerer Hersteller schwerer als Aluminiumrahmen? Der Grund dafür ist, dass sie befürchten, der Rahmen sei nicht steif oder stabil genug.
Deshalb fügen sie übermäßig viel Carbonfasergewebe hinzu, wodurch ein Carbonfaserrahmen entsteht, der fast so schwer ist wie ein Aluminiumrahmen. Das zeigt, dass dicker nicht immer besser ist, wenn es um Carbonfasergewebe geht. Der gesamte Rahmen wird von erfahrenen Handwerkern gefertigt, die das Carbonfasergewebe schichtweise auf die Form aufbringen – ein Prozess, der stark von ihrer Erfahrung abhängt.
Nachdem der gesamte Rahmen montiert ist, wird er in eine Form gelegt und erhitzt, um ihn in Form zu bringen. Damit ist ein einfacher Carbonrahmen fertiggestellt. Jeder Rahmen durchläuft anschließend mehr als ein Dutzend Tests; sollte ein Teil versagen, wird der Rahmen verschrottet oder recycelt. Dies ist ein weiterer Grund für den hohen Preis dieser Rahmen.
Wie lässt sich die Qualität eines Carbonfaserrahmens bestimmen?
Manche werden sagen, man solle auf die Carbonfaserqualität achten! T800 sei beispielsweise fester als T700, doch die Rahmenqualität hängt nicht so stark von der Carbonfaserqualität ab, wie man vielleicht denkt. Entscheidend für die Performance eines Carbonrahmens ist das Layup-Design. Layup-Design beschreibt, wie die 300 Carbonfaserlagen verleimt werden. Welche Winkel (0°/45°/90°) werden verwendet? Wie viele Lagen kommen auf jedes Bauteil? Werden kritische Bereiche wie Tretlager, Steuerrohr und Oberrohr mit hochwertigeren Carbonfasern verstärkt? Das ist es, was die Qualität eines Carbonrahmens wirklich ausmacht.
An diesem zerlegten Rahmen sieht man beispielsweise, dass das Oberrohr mit hochwertigerem Carbonfasergewebe verstärkt ist, um die lokale Festigkeit bzw. Steifigkeit zu erhöhen. Das Ergebnis ist eine höhere Steifigkeit und Festigkeit. Anders ausgedrückt: Selbst zwei Rahmen aus demselben Toray T1000 Carbonfasergewebe können sich hinsichtlich Steifigkeit, Festigkeit und Gewicht deutlich unterscheiden. Es ist wie beim Kochen: Dieselben Zutaten ergeben, je nach Zubereitung durch verschiedene Köche, deutlich unterschiedliche Geschmacksrichtungen. T700-, T800- oder T1100+M40X-Verstärkungen bedeuten, dass der Rahmen in Bereichen wie dem Tretlager mit hochwertigerem Carbonfasergewebe verstärkt ist. Dies erhöht die Steifigkeit und Festigkeit des Rahmens und reduziert gleichzeitig sein Gewicht. Die Qualität ist definitiv besser als bei einem Rahmen ohne Carbonfaserverstärkung. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Verarbeitung der Innenwand: Je glatter die Innenwand, desto besser die Fertigungsqualität und die Qualitätskontrolle des Herstellers. Falten oder Blasen in der Innenwand sind die wahrscheinlichsten Stellen für zukünftige Risse.
Irrtümer über Carbonfaserrahmen
Irrtum 1: Ein Carbonrahmen, der sich d"drücken lässt = schlechte Qualität?
Viele Leute drücken gerne Carbonrahmen zusammen, und wenn sie feststellen, dass sich bestimmte Stellen eindrücken lassen, schließen sie daraus, dass der Rahmen zu weich, nicht steif genug und von schlechter Qualität ist. Dass er sich zusammendrücken lässt, bedeutet jedoch nicht zwangsläufig, dass er steif ist. Hervorragende Carbonrahmen erzielen ein optimales Verhältnis von Steifigkeit, Festigkeit und geringem Gewicht, indem sie im Unterrohr und den Kettenstreben weniger Carbonfasern verwenden, dafür aber in Bereichen wie Tretlagergehäuse, Oberrohr und Gabel mehr. Manche Leute im Internet neigen aus Sensationsgier dazu, gerade die Bereiche mit weniger Carbonfasern zusammenzudrücken.
Das ist kein Pfusch; manche Rahmen sind in diesen Bereichen tatsächlich sehr hart, was lediglich bedeutet, dass der Hersteller mehr Carbonfaser verwendet hat, was aber zu einem höheren Gewicht führt. Der Leichtbauvorteil von Carbonfaser geht dadurch verloren. Andererseits verhindert übermäßige Steifigkeit eine effektive Stoßdämpfung, was den Fahrkomfort beeinträchtigt. Vorsicht ist jedoch geboten, wenn sich Tretlager und Steuerrohr leicht zusammendrücken lassen. Diese Bereiche sind enormen Pedalierkräften und Steuerkräften ausgesetzt; eine deutliche Verformung deutet auf unzureichende Schichtung oder mangelhafte Fertigung hin, was sehr gefährlich ist.
Irrtum 2: Sind Carbonrahmen wirklich so leicht zu zerbrechen?
Carbonrahmen sind nicht so zerbrechlich, wie man vielleicht denkt. Ein Blogger im Ausland hat einen Test durchgeführt, bei dem er die Druckfestigkeit von Carbonfaser- und Aluminiumrahmen verglich. Carbonfaser hält einem Druck von etwa 930 kg stand und übertrifft damit die 664 kg von Aluminium deutlich. Gleichzeitig sind Carbonrahmen auch stoßfester. Daher überstehen sie die meisten normalen Stürze, Stöße oder leichten Rutschpartien problemlos. Was Carbonrahmen wirklich gefährden kann, sind nicht Stürze, sondern scharfe Gegenstände. Da Carbonfaser im Grunde ein aus Fasern gewebtes Gewebe ist, besitzt sie zwar eine hohe Härte und Zähigkeit, diese beruht jedoch auf der großen Oberfläche, auf die die Kraft einwirkt. Dringt ein scharfer Gegenstand in das Carbonfasermaterial ein, kann er dessen Struktur direkt zerstören. Stürzt man beispielsweise auf einen spitzen Stein, kann der Rahmen beschädigt werden. Carbonrahmen sind also nicht so sturzgefährdet, sondern eher anfällig für Beschädigungen.
Irrtum Nr. 3: Haben Carbonrahmen nur eine Lebensdauer von fünf Jahren?
Kohlenstofffasermaterial selbst ist sehr widerstandsfähig und langlebig. Der entscheidende Faktor für die Haltbarkeit des Kohlenstoffrahmens ist das Harz, das die Kohlenstofffasern bindet. Früher war die Harztechnologie nicht ausreichend und alterte schneller.
Heutzutage verwenden die meisten Hersteller jedoch Hochleistungs-Epoxidharze mit ausgereiften Herstellungsverfahren, die bei normaler Nutzung problemlos 8–10 Jahre halten. Harze sind besonders empfindlich gegenüber UV-Strahlung. Solange man längere Sonneneinstrahlung vermeidet, ist eine Nutzungsdauer von zehn Jahren völlig unbedenklich.
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