Das ist wirklich eine sehr gute Frage.
Wenn man so etwas von Grund auf durchdenken möchte, muss man den Randbedingungen abstecken innerhalb derer man sich mit einer Änderung bewegen kann, wie z. B.:
Komplette Neukonstruktion rein gewichtsoptimiert auf die Funktionserfüllung einer Sattelstütze die ich da sehe als:
- Einleitung dynamischer vertikaler Lasten durch das Fahrergewicht und die Tretbewegungen in den Rahmen
- Schwingungsdämpfung zur Erhöhung des Fahrerkomforts
- Was noch?
oder, was wahrscheinlicher ist, eine Anpassungskonstruktion zu erstellen unter Beachtung diverser etablierter Standards/Schnittstellen wie z. B.:
- Sattelaufnahme
- Neigungsverstellung des Sattels
- Sattelstützenklemmung in einem zylindrischen Sitzrohr mit der Möglichkeit eine Längenanpassung
...zur Erreichung eines gewissen Gewichtsvorteiles gegenüber vorhandenen Lösungen unter Einhaltung oder sogar Verbesserung der oben identifizierten Funktionen (z. B. Komfort).
Da gab/gibt es ja bereits diverse Zwischenlösungen wie z. B. die bei diversen CFK-Rahmen integrierte Sattelstütze, die dann auf den Fahrer angepasst abgeschnitten wird und wo der
Sattel mittels einer Hülse oben aufgesetzt wird.
Lenker-Vorbau-Einheiten sind ja ein anderer Bereich wo Bauteile integriert werden um Gewicht einzusparen und um gegebenenfalls Steifigkeiten zu erhöhen, bzw. durch gezielte Materialwahl sogar gewollten Flex einzubauen.
Den Vorteilen dieser Lösungen stehen auch offensichtliche Nachteile gegenüber wie eingeschränkte oder gar nicht mehr vorhandene Einstellmöglichkeiten und einiges mehr.
Wenn ich deine Frage jetzt mal konkret auf die von dir gezeigte Sattelstütze beziehe und bei dieser Sattelstütze auf die zur Anwendung kommende Sattelfixierung, dann erkenne ich auf den Fotos eine Jochkonstruktion bei der ein Loch durch eine CFK-Rohr gebohrt wurde und durch dieses Loch ein Stab gesteckt wurde.
Im ungünstigen Fall ist dieses CFK-Rohr ein einfaches aus unidirektionalen Fasern poltrudiertes Rohr welches von der Machart nicht unbedingt darauf ausgelegt ist, die auftretenden Lochleibungskräfte verursacht durch die Bohrung mit durchgestecktem Stab und der Verspannung mit dem
Sattel zu verkraften. Oder vereinfacht und krass ausgedrückt:
Wenn das Bauteil hier versagt platzt es in Längsrichtung auf wie ein Wiener Würstchen und du musst dir einen Proktologen suchen.
Falls die Wandstärke und die Bauart des Rohres dies aber berücksichtigen, bedeutet es aber wahrscheinlich dass es nicht mehr gewichtsoptimiert ist, da diese Belastung ja nur im Umfeld der Bohrung auftritt, aber das gesamte Rohr die benötigte Wandstärke hat und du damit unnötiges Gewicht mitschleppst (oder ist das Rohr innen nur in diesem Bereich verstärkt? Kann ich auf den Bildern nicht erkennen)
Jetzt habe ich hier die ganze Zeit lamentiert was mir nicht gefällt und noch kein Wort darüber verloren wie es besser gehen könnte. Das kommt auch darauf an welchen Aufwand man betreiben möchte. Mir fällt spontan ein hier im Kopfbereich eine Aussenwicklung aus CFK-Rovings einzusetzen. Diese würden:
- das Rohrende davon abhalten unter Druck Last in Längsrichtung aufzuplatzen
- die Möglichkeit bieten Ösen für die Loops zu integrieren (ähnlich wi mittlerweile auf Segelbooten Schäkel mit Kevlarschlaufen angeschlagen werden
- Eine Bohrung, und damit Schwächung, des Rohres vermeiden
Mir fällt bestimmt noch mehr ein und vielleicht nicht nur mir. ich komme bestimmt wieder darauf zurück.
?
