Welcher Fahrradrahmen eignet sich für meine Zwecke am besten?

Rahmenhärte

Bei der Wahl des Rahmenmaterials stehen dem heutigen Käufer Rahmenmaterialien zur verfügung, die sich durch den technologischen Fortschritt immer weiter entwickelt haben und zunehmend durch Verbesserung der Verfahren und Wachstum der Fahrradproduktion erschwinglicher werden. Dabei beleiben Stahl- und besonders Alurahmen aktuell die meistverkauftesten weltweit. Die Gründe dafür liegen an den natürlichen Besonderheiten der Werkstoffe .

In den folgenden Tabellen werden die verbreitetsten Materialien unterienander verglichen.

Dabei sollte man darauf achten, dass die Materialeigenschaften durch ingenieurtechnische Formenkreativität die Vor-/ und Nachteile eines Materials geschickt kompensiert werden können.

So sollte die Festigkeit eines Materials nicht mit der Steifigkeit verwechselt werden.

Die Festigkeit ist ein materialspezifischer Wert der in Kraft pro Querschnittsfläche ermittelt wird.

Die Steifigkeit hingegen hängt von der Form des Rahmens der Dicke, Länge und Durchmesser der Rohre ab.

Die in der folgenden Tabelle ersichtliche geringere Festigkeit von Alu im Vergleich zu Stahl kann durch die Konstruktion und Auswahl dicker Alurohre kompensierent werden. Die mittels Durchmessererweiterung erzielte Steifigkeit bei einem Alurahmen kann hingegen bei einem Stahlrohr mit relativ dünnen Rohrwänden und gleichem Rohrdurchmesser höher sein als bei Alu. Hierbei würde das Gewicht von einem Stahlrahmen wegen der hohen Dichte (mehr als doppelte Aludichte) bei Formengleichheit auch mit etwas dünneren Wänden, die wegen der doppelten Festigkeit des Materials im Vergleich zu Alu möglich sind,  immer etwas größer als bei einem Alurahmen sein.

 

RahmenmaterialPreis


GewichtZugfestigkeit (N/mm2)Dichte (g/cm3 bei 25 °C)Verhältnis Dichte/Festigkeit Verbindung der Rohre
Fe/C/Chrom-Molybdän Legierung(Stahlrahmen)geringschwer
11007,8hohe Festigkeit bei hoher Dichte gelötete Muffen (sehr stabil), Schweißnaht, CNC gefräst




Al Alu (für weitere Informationen des BGR klicken)mittel1/3 Stahlgewicht 70 - 600
2,8hohe Festigkeit bei geringer DichteSchweißnaht, CNC gefräst
C Fasern Bambus geringvergleichbar mit Alu
1500.5 - 1 Moso Bambusgute Festigkeit bei geringer DichteKunstharz-/ Hanfverfund
C Fasern Carbon + Epoxyhochsehr gering
4100 1,5sehr hohe Festigkeit bei geringer Dichteheißgepresst, verklebt
C Faserstruktur Holz geringvergleichbar mit Alu 180 (max.)
Esche 130 - 165
0,69 (Esche)
0,5 (Fichte)
0,65 (Birke)
gute Festigkeit bei geringer Dichteverschraubt, verleimt
Ti Titan
hochmittel

800 - 1150 4,50hohe Festigkeit bei geringer Dichteverschweißt, CNC gefräst
Fe/C Edelstahlmittel - hochhoch 550 - 7508hohe Festigkeit bei hoher Dichteverschweißt, CNC gefräst
Neben der Zugfestigkeit nehmen andere materialspezifische Werte, die aus Belastungstest durch Schub, Auflast oder Schärkräfte emittelt werden, ein wichtiges qualitätskennzeichnendes Kriterum ein.

Rahmen Nachhaltigkeit

Rahmenmaterialien weisen in ihrer Ökobilanz extreme Unterschiede auf. Die Relevanz von E-Bike Akkus bei Fahrrädern, die an sich einen sehr kleinen ökologischen Fußabdruck hinterlassen, wird in einem weiteren Artikel erläutert werden.  

RahmenmaterialKorrosionsbeständigkeit
Geschätzte HaltbarkeitEnergieaufwand Abbau/VerhüttungTransport/RohstoffabbauRecycling
Fe/C/Chrom-Molybdän Legierung(Stahlrahmen)gut bei regelmäßigem NachlackierenCa. 20 Jahre






mittelhohe Recyclingrate
70%
Al Alu
(Für wissenschaftliche Informationen des BGR bitte klicken)
weitgehende Korrosionsbeständigkeit,
dennoch korrosiv bei Streusalz/Salzwasser
Ca. 15 Jahrebeim Verhütten Schmelzelektrolyse

1 kg Al : 10t CO2

Bauxitlösung 4 t → 1t Al
große Mengen zur Konzentirerung nötig
hohe Recyclingrate
C Fasern Bambus gut bei regelmäßigem NachlackierenCa. 10 Jahreextrem geringSehr schnellwachsend Speicherung von großen Mengen CO2, Schnittresteverwertung möglich zu 80% kompostierbar (ohne Epoxy und Lack)
C Fasern Carbon + Epoxysehr gut Ca. 15 Jahre
hoher Verarbeitungsaufwand
(Pyrolyse Hitzesreaktion)
Vergleichbar mit Aluminium



Ausgangsstoff Polyacrylnitril wird aus Erdöl oder Braunkohle gewonnen

Produktion der C- Fasern aus Pech (Destilliertes Produkt aus Kohle)
aktuell kein Recyling,
in Entwicklung:
Forschung mit C-Fasern aus Algen, Granit und Holz, Allg. Recycling Verfahren
C Faserstruktur Holz gut bei regelmäßigem Nachlackieren
Ca. 10 Jahregering Speicherung von CO2,
lokaler Anbau mit Ökosystem integrität möglich
zu 95% kompostierbar (ohne Lack)
Ti Titansehr gut, keine Lackierung nötigÜber 20 Jahremittelhohe Recyclingrate
Fe/C Edelstahlsehr gut, keine Lackierung nötig
Über 20 Jahremittelhohe Recyclingrate

Rahmenform

Die zu Beginn erwähnte Steifigkeit kann durch sinnvolle Wahl der Rahmengeometrie erzielt werden.

Elastizitätskriterien, wie der Verbau von Kugellagergelenken, verlängerte Rahmengeometrie und Federungen nehmen besonders bei Offroadmodellen einen hohen Stellenwert ein.

Der Waverahmen wird am häufigsten als Grundstruktur für Cityräder gewählt.

Ein Tiefeneinstieg erleichtert das  Auf-/ und Absteigen.

Der Waverahmen hat nur ein überdimensioniertes Unterrohr, das wie eine Welle geschwungen ist und am Tretlagergehäuse ein kleines Verstärkungsrohr. Ein weiteres Verbindungsrohr zur Gabel am Vorderrad kann zusätzliche Stabilität verleihen. Waverahmen sind tendentiell etwas schwerer als andere Rahmenformen. Strahlen jedoch aufgrund Ihrer geschungenen Formen eine besondere Eleganz und Ästhetik aus.,

 

Als stabilste Form gilt der Diamantrahmen. Sie ist eine klassische Rahmenform die außerdem Platz für eine Rahmentasche und Sattelrohrtasche bietet.

 

Der Trapezrahmen ist ein Diamantrahmen mit abgesenktem Oberrohr. Das Oberrohr kann gerade oder geschwungen zum Sattelrohr führen und  über Brückenverbindungen zum Unterrohr verbunden sein.

Dies ermöglicht, vor allem Frauen und älteren Menschen, einen tieferen Einstieg. 

Alle Rahmen werden sowohl von Frauen als auch von Männern gefahren. Ein Diamantrahmen wäre für sportliche Zwecke aufrund seiner statischen Kraftumleitungswinkel besser geeignet.

 

 

Lesen Sie auch unseren Artikel zu MTB Rädern um genaueres über die Modalitäten eines Fahrradrahmens zu erfahren.

Die Beachtung der einzelnen Rahmenwerte neben der Rahmengröße sollten nur für ein spezielles Bikefitting herangezogen werden.

Für durchschnittliche Fahrer sollte nur auf die richtige Rahmenhöhe geachtet werden. Die Ausbalancierung der anderen Parameter werden in den meisten Fällen von den Herstellern selbst berechnet.