CFK - Ist leicht und steif auch gut ?

[Waldi61]

Habe heute mal was ausprobiert : habe den Laufradsatz meines alten stahl-Renners den ich für den Arbeitsweg nutze in den steifsten Carbon-Rahmen gesteckt den ich mein eigen nenne und schon länger nicht mehr gefahren bin. Gleicher Luftdruck, reale Reifenbreite 25,8mm. Sattelstütze 27,2mm , 168 Gramm leicht und recht gut flexend.
Was soll ich sagen: ich dachte mich tritt ein Pferd. Jeder Huckel und jede Unebenheit habe ich so stark gespürt wie schon lange nicht mehr. Das Rad hat sich angefühlt wie ein bockendes extrem starres steifes Ungetüm. Auf der 50km Feierabendrunde war das nicht nur ein kurzer Moment wo sich das so anfühlte.
Von diesen Eindrücken fasziniert bin ich zu Hause angekommen gleich auf meinen "normalen" Carbonrenner gewechselt um einen Vergleich zu haben: das der nicht sehr steif ist weiß ich schon länger (zierliches Tretlagergehäuse, dünne Rohre, 930 Gramm leicht bei knapp 10 Jahren alter), habe das jedoch nie als Manko wahrgenommen. Jetzt allerdings wirkt es wie ein großer Vorteil, der "weichere" ältere Rahmen fährt sich meiner subjektiven Wahrnehmung nach viel angenehmer. Irgendwie geschmeidiger..... keine Ahnung wie ich das besser beschreiben kann.
Den Begriff "Komfort" mag ich nicht wenn es um Rennräder geht, ich fahre 12cm Überhöhung und wenn der Untergrund Kacke ist ist das für mich kein Grund die Strecke zu meiden. Komfort hat mein Rad mit Korb vorn und hinten.
Ich bin auf jeden Fall schockiert wie deutlich der empfundene Unterschied zwischen den Rahmen ausfällt. Bisher hatte ich das immer abgetan als Tagesform der eigenen Wahrnehmung. Jetzt habe ich das Gefühl das mir die Weicheren Rahmen mehr zusagen.
Hat jemand ähnliches erlebt?

Grüße

Ich hatte das bei meinem alten Alu-Renner mit serienmäßiger Alu-Sattelstütze und natürlich 23mm Reifen. Hat keinen Spaß gemacht, vor allem die Schläge ins Kreuz. Nach Wechsel auf eine Carbon-Stütze mit Versatz wurde es schon deutlich besser. Vorne war Rad hingegen immer recht o.k., es hat noch einen altmodischen dünnen Lenker, der offenbar ganz gut flext.

13C Felgen laufen meist auch geschmeidiger als 17-19C, weswegen der Unterschied zwischen 23mm und 25mm Reifen gar nicht so groß ist, was Dämpfung angeht.

 

[Gelöschtes Mitglied 6536]

Mit der Wärme zu kommen, ist bei den geringen Auslenkungen und ihrer niedrigen Frequenz kompletter Unsinn.

Nein, wenn es so viel wäre dass man es merkt das Leistung „verloren“ geht, dann reden wir hier von Größenordnungen jenseits von 10 Watt. Und diese >10 Watt mehr als Wärmeverlust könnte man nachweisen. Alle Untersuchungen dazu enden damit dass die seitliche Auslenkung des Tretlagers den Totpunkt der Tretbewegung ändert (abschwächt), aber an der über die Gesamtrotation abgebene Leistung nicht messbar beeinflusst. Man merkt halt den Widerstand beim steifen Rad direkter, beim weichen Rahmen werden die Spitzen der Kurbellast verzögert und somit etwas geglättet.
Im System kann die Kraft nicht verloren gehen, sie kann nur in Wärme umgewandelt werden und das findet nicht statt.

 

[Waldi61]

Nein, wenn es so viel wäre dass man es merkt das Leistung „verloren“ geht, dann reden wir hier von Größenordnungen jenseits von 10 Watt. Und diese >10 Watt mehr als Wärmeverlust könnte man nachweisen. Alle Untersuchungen dazu enden damit dass die seitliche Auslenkung des Tretlagers den Totpunkt der Tretbewegung ändert (abschwächt), aber an der über die Gesamtrotation abgebene Leistung nicht messbar beeinflusst. Man merkt halt den Widerstand beim steifen Rad direkter, beim weichen Rahmen werden die Spitzen der Kurbellast verzögert und somit etwas geglättet.
Im System kann die Kraft nicht verloren gehen, sie kann nur in Wärme umgewandelt werden und das findet nicht statt.

Ein weicherer Rahmen walkt mehr, das erzeugt Wärme, die sich mit entsprechender Versuchsanordnung auch messen ließe. Was du meinst, ist der Gummibandeffekt, die einwirkende Kraft wird durch Verformung eines elastischen Stoffs quasi gespeichert und dann zu einem späteren Zeitpunkt abgegeben. Das halte ich ebenfalls für möglich. Vermutlich trifft sogar beides zu, da der Gummibandeffekt zwangsläufig mit Energieverlust einhergeht, du musst etwas mehr reinstecken, als du zurückbekommst. Wär ein interessantes Thema für eine Dissertation. Tatsache bleibt, dass ein auf Komfort getrimmter Rahmen bei Sprint und Wiegetritt schlichtweg weniger Spaß macht.

 

[Gelöschtes Mitglied 6536]

Ja, wer 1500 Watt raus hauen kann, hat natürlich am steifen Rad mehr Spaß – nur ich kann es nicht.
Ich habe sicher keine weiche Nudel im Fuhrpark, aber auf kein supersteifes Kit.

Ja ein Rahmen der seitlich auslenkt, der vernichtet sicher ein klein wenig Energie – ein Rad das bei jeder Kante und jedem Schlagloch hoppelt, schluckt viel mehr der kinetischen Energie die man ins Rad rein steckt und ermüdet zudem den Fahrer.

 

[frankblack]

Ein weicherer Rahmen walkt mehr, das erzeugt Wärme, die sich mit entsprechender Versuchsanordnung auch messen ließe. Was du meinst, ist der Gummibandeffekt, die einwirkende Kraft wird durch Verformung eines elastischen Stoffs quasi gespeichert und dann zu einem späteren Zeitpunkt abgegeben. Das halte ich ebenfalls für möglich. Vermutlich trifft sogar beides zu, da der Gummibandeffekt zwangsläufig mit Energieverlust einhergeht, du musst etwas mehr reinstecken, als du zurückbekommst.

....abenteuerliche Theorien , walken gibt es zB. bei Reifen, aber im Zusammenhang mit einem Rennradrahmen ergibt das überhaupt keinen Sinn, genausowenig wie der sogenannte 'Gummibandeffekt'

Wär ein interessantes Thema für eine Dissertation.

das einzig interessante wäre ob der Betreuer dich gleich des Raumes verweist oder dir einen Grundkurs in Physik und Materialkunde verordnet

Tatsache bleibt, dass ein auf Komfort getrimmter Rahmen bei Sprint und Wiegetritt schlichtweg weniger Spaß macht.

für dich vielleicht, der Übergang von 'hart' bis 'weich' ist fliessend, jeder muss für sich selbst entscheidend, was je nach Einsatzzweck, Körpergewicht, subjektivem Empfinden das Geeignetste oder 'Angenehmste' ist.

 

[Waldi61]

Meinetwegen nenns Materialverformung, aber spiel dich angesichts von nicht weiter begründeten Einwänden und reflexgeleiteter Streitlust bitte bitte nicht auf. Hier wird diskutiert und nicht mit der argumentativen Schrottflinte aus der Hüfte geschossen. 11 Jahre im Forum und nichts gelernt...

 

[Phonosophie]

13C Felgen laufen meist auch geschmeidiger als 17-19C, weswegen der Unterschied zwischen 23mm und 25mm Reifen gar nicht so groß ist, was Dämpfung angeht.

Das hast Du schon mal an anderer Stelle behauptet. Dann gib doch mal ne logische Erklärung warum das so sein sollte? Ein Laufrad kann höchstens seitlich auslenken aber nicht horizontal, es sei denn es ist gebrochen.

 

[Kosmo83]

Meinetwegen nenns Materialverformung, aber spiel dich angesichts von nicht weiter begründeten Einwänden und reflexgeleiteter Streitlust bitte bitte nicht auf. Hier wird diskutiert und nicht mit der argumentativen Schrottflinte aus der Hüfte geschossen. 11 Jahre im Forum und nichts gelernt...

Bei der Materialverformung haben wir die elastische und die plastische Verformung.
Letztere wird sicher nicht auftreten und wenn, ist danach alles krumm und schief oder gebrochen
Also die elastische Verformen... das heißt, der Rahmen hat eine gewisse Federsteifigkeit und eine Feder gibt nahezu 100% ihrer gespeicherten Energie auch wieder ab.
< 1 promill Verlust sein, dabei ist es egal ob die Feder steifer oder weicher ist, interne Materialreibung kann man vernachlässigen
Ein steifer Rahmen flext auch, also ist auch dies eine Feder und hat die selben Verluste, nur eine geringere Auslenkung bei gegebener Kraft.

Kurz, die Kraft die du reinsteckst kommt auch bei beiden Rahmen in Summe auch am Rad an (abzüglich Verluste durch Antrieb).

Nur werden die Lastspitzen weniger massiv an das Hinterrad weitergeleitet, dafür verlängert sich die Antriebszeit.

 

[lagaffe]

Der Rahmen hat mit dem Antrieb nur soweit zu tun, dass dieser an dem Selben befestigt ist.

Es ist m.E. sogar vollkommen illusorisch, sich dabei um die seitliche Auslenkung des Rahmens zu kümmern.

 

[Phipu]

Dem widerspreche ich!!!
Mir geht es nicht um die Dämpfung im Sinne von Komfort sondern um Dämpfung zur sicheren Fahrradbeherrschung, was sogar ein performance-Vorteil sein kann

Stocksteifer Rahmen + ebenso steife Gabel, Laufräder etc. bei einer schnellen abfahrt kann bei leichten Unebenheiten durchaus die Bodenhaftung verlieren, was dazu führen kann, dass ich mit diesem Fahrrad langsamer durch die Kurven einer Abfahrt fahren kann, als mit einem "weicheren" Fahrrad, bei dem die Laufräder etwas Seitenauslenkung zulassen, die Gabel etwas flext und auch der Rahmen etwas von den Schlägen des Untergrundes aufnehmen kann/dämpft

Dem kann ich aus eigener Erfahrung widersprechen:
Mein erster RR war ein Trek Madone 5.2. Im vergleich zum jetzigen Scott Foil ist der Rahmen sehr weich und flext. Seitensteifigkeit ist nicht sehr hoch.
Im Wiegetritt bergauf, wenn man Gas gibt, war das schon ein cooles Gefühl, da man vom Rahmen richtig rausgefedert wurde und ich hatte das Gefühl, dass mich der Rahmen richtig pusht.

Als ich das Foil bekommen habe, war das ein merklicher Unterschied, da gabs nur eins: Vortrieb - aber ohne Flex.
Und die Abfahrten: Ein Traum. Ein Rennrad, dass jedes Manöver des Fahrers einseins umsetzt und genau die Linie nimmt, die man will - wie auf Schienen.

Wenn Du ein technisches Studium gemacht hast, dann wirst Du Dir auch sicher vorstellen können, dass das Rennrad als Radaufhängung anzusehen ist und die eigentliche Feder zwischen Rumpf und Lenker bzw. zwischen Rumpf und Pedalen liegt.
Sprich: Unebenheiten etc. Dämpfe ich mit armen und Beinen ab, was zugegebener Massen sicher anstrengender ist als einfach aussitzen.

Und zu Deiner grundsätzlichen Diskussion zu Komfort und Steifigkeit:
Genau das was Du hier ansprichst machen die Hersteller doch:
Jeder hat irgendeine steife Rennmaschine (Scott Foil) am Start, ein Komfortvelo (Scott Solace) und dann noch ein leichtes Bergvelo (Scott Addict).
Bei Spezialized gibt es genau die selben Radtypen und bei Trek vermutlich auch...
So kann jeder nach seinen Erfordernissen den richtigen Radtyp wählen.

 

[Phipu]

Nein, wenn es so viel wäre dass man es merkt das Leistung „verloren“ geht, dann reden wir hier von Größenordnungen jenseits von 10 Watt. Und diese >10 Watt mehr als Wärmeverlust könnte man nachweisen. Alle Untersuchungen dazu enden damit dass die seitliche Auslenkung des Tretlagers den Totpunkt der Tretbewegung ändert (abschwächt), aber an der über die Gesamtrotation abgebene Leistung nicht messbar beeinflusst. Man merkt halt den Widerstand beim steifen Rad direkter, beim weichen Rahmen werden die Spitzen der Kurbellast verzögert und somit etwas geglättet.
Im System kann die Kraft nicht verloren gehen, sie kann nur in Wärme umgewandelt werden und das findet nicht statt.

Ein Rahmen welcher sich bewegt, also flext wird mit Sicherheit Energie in Wärme umwandeln. Stimme daher also mit Deinem letzten Satz nicht überein - sonst hätten wir schon längst das Perpeduum Mobile.
Wie gross die Wärmeenergie ist, sei jetzt mal dahin gestellt.
Allerdings wirst Du Wärmeenergie von 10 Watt in einem Fahrradrahmen NIE UND NIMMER wahrnehmen können. Denke an die Oberfläche des Materials und den Wärmeübergang. Ich kenne da die Werte nicht so genau, für Fassaden rechnen wir aber mit etwa 25 W/m2K für ein "stehendes" Gebäude. Demnach gehe ich davon aus, dass angesichts Oberfläche, Temperaturdifferenz und konvektivem Wärmeübergang diese ominösen 10 Watt locker weggeschluckt werden ohne eine Temperaturerhöhung. Eine Erwärmung des Rahmens würdest Du als Fahrer daher NIE wahrnehmen. Allenfalls in einem gekühlten Labor, ohne Wind und mit was weiss ich für genauer Messtechnik.

Für den Hobbyfahrer sicher nicht von Relevanz. Für den Profi??? Naja, wenn die Triathleten um einzelne Watts kämpfen...wer weiss?

 

[Kosmo83]

Ein Rahmen welcher sich bewegt, also flext wird mit Sicherheit Energie in Wärme umwandeln. Stimme daher also mit Deinem letzten Satz nicht überein - sonst hätten wir schon längst das Perpeduum Mobile.
Wie gross die Wärmeenergie ist, sei jetzt mal dahin gestellt.
Allerdings wirst Du Wärmeenergie von 10 Watt in einem Fahrradrahmen NIE UND NIMMER wahrnehmen können. Denke an die Oberfläche des Materials und den Wärmeübergang. Ich kenne da die Werte nicht so genau, für Fassaden rechnen wir aber mit etwa 25 W/m2K für ein "stehendes" Gebäude. Demnach gehe ich davon aus, dass angesichts Oberfläche, Temperaturdifferenz und konvektivem Wärmeübergang diese ominösen 10 Watt locker weggeschluckt werden ohne eine Temperaturerhöhung. Eine Erwärmung des Rahmens würdest Du als Fahrer daher NIE wahrnehmen. Allenfalls in einem gekühlten Labor, ohne Wind und mit was weiss ich für genauer Messtechnik.

Für den Hobbyfahrer sicher nicht von Relevanz. Für den Profi??? Naja, wenn die Triathleten um einzelne Watts kämpfen...wer weiss?

Nein.
Durch das Harz/die Matrix ist das Gelege mehr oder minder als Homogenes Material anzusehen, daher ist interne Reibung nicht wirklich vorhanden, denn Reibung wäre der Punkt, der Wärme erzeugt hätte.
Wenn von 250 Watt Eingangsleistung auch nur 0,1 Watt durch Reibung/Wärme verloren gehen würden, so ist das viel.

Ich bin auch Bogenschütze, habe mich mit dem Bogenbau beschäftigt und auch dem Wirkungsgrat des Systems.
Da Wurfarme auch als CFK aufgebaut werden, manche sogar komplett, ohne Stützstoff (der eigentlich nur dazu dient, die Federsteifigkeit zu erhöhen, ohne das Gewicht zu erhöhen), kann man den Aufbau in gewisser Weise vergleichen.
Die Verluste (reingesteckte Energie/kinetische Energie Pfeil) kann man durch träge Massen, Luftwiederstand, Energie, noch nach dem der Pfeil die Sehne verlassen hat im System steckt etc. nachvollziehen. Verluste durch Wärme/Reibung habe ich bei meinen Rechnungen mit 0,1% angenommen, und somit passte meine Gleichung einigermaßen. Hier hatte man aber durchaus den Verbund eines Mittelteiles mit den Flexiblen Wurfamen, die dazu auch noch "schwimmend" gelagert waren!!!

0,1% von 250 Watt wären 0,25 Watt, real wird es wohl eher kleiner sein.

Aber schätzen wir mal weiter, wenn nun ein steifer rahmen nur 0,085% Verlust hat, wären das 0,2125 Watt, eine Differenz von 0,0375 Watt... ähm... das Tritt auch kein Profi raus!!!

 

[Gelöschtes Mitglied 6536]

Die Verluste im Vortrieb durch übersteife Rahmen/Komponenten bei vertikalen Unebenheiten werden immer ein vielfaches dessen ausmachen, was der steife Rahmen an Wirkungsgrad von der Kurbel zur Hinterradnabe gut machen könnten.

 

[Kosmo83]

Die Verluste im Vortrieb durch übersteife Rahmen/Komponenten bei vertikalen Unebenheiten werden immer ein vielfaches dessen ausmachen, was der steife Rahmen an Wirkungsgrad von der Kurbel zur Hinterradnabe gut machen könnten.

Um das etwas weiter auszuführen (ich bin da ganz bei dir, Pedalierer).
Wenn du richtig in die Pedale tritst und der Schlupf am Hinterrad erhöht sich, weil durch Unebenheiten und fehlendem Bewegungsvermögen des Rennrades dein hinterrad einfach nicht dauerhaft die volle Haftung zum Untergrund hat, verliert man mehr Wirkungsgrad, als durch das flexen des Ramens.

P.S.: Das hier finde ich durchaus interessant http://www.pinarello.com/en/bike-2018/road/dogma-k10s-disk

 

[Phonosophie]

Um das etwas weiter auszuführen (ich bin da ganz bei dir, Pedalierer).
Wenn du richtig in die Pedale tritst und der Schlupf am Hinterrad erhöht sich, weil durch Unebenheiten und fehlendem Bewegungsvermögen des Rennrades dein hinterrad einfach nicht dauerhaft die volle Haftung zum Untergrund hat, verliert man mehr Wirkungsgrad, als durch das flexen des Ramens.

Was wohl auch der Grund dafür ist das Rennen wie Paris-Robaix eher von athletischen Fahrern gewonnen werden? Die bügeln mit ihrem größeren Gewicht das Pflaster eher glatt.

 

[Gelöschtes Mitglied 89324]

...
P.S.: Das hier finde ich durchaus interessant http://www.pinarello.com/en/bike-2018/road/dogma-k10s-disk

Du meinst das hier ?

Interessant für wen ? Für den Verkäufer ?
Und wie haben es eigentlich Fahrer wie Eddie Merckx, Roger De Vlaeminck oder auch Rik Van Looy nur ohne Federung und Scheibenbremsen früher auf ihren Rädern ausgehalten, als es diesen ganzen Mumpitz, über den wir heute reden, noch gar nicht gab ?

 

[Phonosophie]

Räder mit Rock Shox Federgabeln von hats ja schon Anfang der 2000er gegeben. Hat sich aber nicht durchgesetzt.

 

[Oliver '63]

Komfortrahmen haben doch oft 28 mm Reifen, ordentlich Slope für langen Stützenauszug, selbige oft mit kleinem Querschnitt, oben eine kleine Couch drauf - schon habbich Komfort, egal welches Rahmenmaterial.

Gemäß meinem marodierendem Physik-Restverständnis ist es doch eine Hintereinanderschaltung von Federn und wenn von 4 Federn 3 vergleichsweise sehr weich sind - Reifen, Stütze/Slope, Sattel - arbeitet die vierte (Rahmen) so gut wie nicht mehr und braucht es auch nicht. Dämpfung ist natürlich auch dabei, blende ich gerade mal aus, weil ich ja jede Feder parallel dämpfen kann.

 

[Kosmo83]

Komfortrahmen haben doch oft 28 mm Reifen, ordentlich Slope für langen Stützenauszug, selbige oft mit kleinem Querschnitt, oben eine kleine Couch drauf - schon habbich Komfort, egal welches Rahmenmaterial.

Gemäß meinem marodierendem Physik-Restverständnis ist es doch eine Hintereinanderschaltung von Federn und wenn von 4 Federn 3 vergleichsweise sehr weich sind - Reifen, Stütze/Slope, Sattel - arbeitet die vierte (Rahmen) so gut wie nicht mehr und braucht es auch nicht. Dämpfung ist natürlich auch dabei, blende ich gerade mal aus, weil ich ja jede Feder parallel dämpfen kann.

Bitte nicht falsch verstehen, mir geht es grade 0, ZERO, NADA um den Komfort, sondern um Bodenhaftung der reifen und ob man mit einem "weicheren" Fahrradsystem mehr Sicherheit auf der Straße hat, weil es Unebenheiten besser ausgleichen kann, ohne Kontakt zu verlieren.

Punkt 2 war: Ein weicher Rahmen schluckt aber mehr Energie und dem widerspreche ich!

Der Punkt Komfort ist für mich in dieser Diskussion eher sekundär von Belang, wer Komfort will, soll nen 7ner BMW fahren.

 

[Kosmo83]

Du meinst das hier ?
Anhang anzeigen 575372
Interessant für wen ? Für den Verkäufer ?
Und wie haben es eigentlich Fahrer wie Eddie Merckx, Roger De Vlaeminck oder auch Rik Van Looy nur ohne Federung und Scheibenbremsen früher auf ihren Rädern ausgehalten, als es diesen ganzen Mumpitz, über den wir heute reden, noch gar nicht gab ?

Früher hatten wir noch Pferdekutschen, ganz früher haben wir uns ums Feuer in einer Höhle getummelt und noch viel früher... lassen wir das.
Etwas, das vor 20/30/40 Jahren funktioniert hat, funktioniert als solches natürlich auch heute noch, die Frage ist eher, können wir den "status quo" durch heutige Technik und neue Erkenntnisse verbessern.

Und da war meine Überlegung, ob eben T1100 Carbon, "Supersteif und Superleicht" nicht einfach schon contra produktiv ist und mit einem halben Schritt rückwärts, also etwas weicher, aber an gezielten Stellen in vorgegebenen Auslenkungsrichtungen sogar vom Vorteil sein kann?

Bessere Haftung ergibt höhere Kurvengeschwindigkeiten, als Beispiel!