Warum sind jetzt alle Rennradrahmen gestauchte Parallelogramme?

Ich kaufe gerade ein Rennrad und habe Fragen zu aktuellen Rahmendesigns. Meine Größe beträgt 6 Fuß 3 Zoll und vor Jahrzehnten mochte ich immer Rahmendesigns, bei denen die Oberseite der Sitzstreben zusammen mit dem Oberrohr an der Oberseite des Sitzrohrs verbunden war. Ein rein horizontales Oberrohr sah auch ästhetischer aus Heutzutage sehen Rahmen wie ein gestauchtes Parallelogramm aus, was wahrscheinlich auf Gewichtseinsparungsüberlegungen zurückzuführen ist - da weniger Rahmen erforderlich ist (?)

Die Frage ist: Warum verbinden sich jetzt fast alle Sitzstreben in der Mitte des Sitzrohrs, wodurch die Oberseite des Sitzrohrs stärker belastet wird? Außerdem muss die Sattelstütze für eine größere und schwerere Person erhöht werden, was eine stärkere Belastung auf die Oberseite des Sattelrohrs verursacht. Ich denke, wenn die Sitzstreben oben am Sitzrohr verbunden wären, würde das Sitzrohr weniger belastet, wenn die Sattelstütze stark angehoben ist.

Stellt angesichts der obigen Überlegungen jemand einen Parallelogrammrahmen her, der nicht gequetscht ist und Sitzstreben hat, die sich oben am Sitzrohr mit einem horizontalen Oberrohr verbinden?

Surly stellt viele traditionelle Rahmen mit horizontalen Oberrohren her. Ich bin sicher, dass Sie in ihrem Katalog ein passendes Fahrrad finden werden.
Viele Stahlrahmen haben ein traditionelleres Design (bezogen auf den Punkt von @juhist). Einige der großen Hersteller von Stahlrahmen stellen auch Carbonrahmen mit eher traditioneller Geometrie her
Eine lange Sattelstütze kann sich biegen und als Federung dienen. Ich denke, die Sattelstützendurchmesser sind in den letzten Jahren sogar kleiner geworden (während alle anderen Rohrdurchmesser im Allgemeinen seit jeher größer geworden sind), um mehr Flexibilität zu ermöglichen.
Ich glaube, der richtige Begriff für das, was Sie beschreiben, ist kompakter Rahmen. Gesenkte Sitzstreben, die in Adams Antwort erwähnt werden, unterscheiden sich von kompakter Geometrie. Theoretisch könnten Sie jemanden einen ebenen Oberrohrrahmen mit abgesenkten Streben bauen lassen.
Neben Surly hat ihr teurerer Bruder All-City eine traditionelle Rahmenästhetik.
@Michael 27,2 mm sind immer noch die Norm, aber D-förmige Pfosten sind jetzt nichts Besonderes, und Cannondale ist für einige Modelle auf 25,4 mm zurückgekehrt.
Ich habe mir Surly angesehen – sie sehen aus wie großartige Pendlerfahrräder aus Stahl. Bauchgefühl ist, dass sie pazifischer Nordwesten sind?
@user0123456789: Surly, All-City, Salsa und einige andere sind die Hausmarken von QBP aus Minnesota, dem 800-Pfund-Gorilla unter den Lieferanten von Fahrradgeschäften. Von Minnesota entworfen, hergestellt in Taiwan. Surlys sind tolle, praktische Fahrräder. Ich besitze zwei Cross-Checks.
Surlys sind meiner Meinung nach unnötig schwer.

Antworten (3)

Schräge Oberrohre begannen mit Mountainbikes und wurden von Giant nach einem Design von Mike Burrows auf Rennräder übertragen. Zum Teil, weil eine rechtwinklige Verbindung zwischen Sitzrohr und Oberrohr die Lasten effizienter überträgt, und zum Teil, damit der Hersteller weniger Rahmengrößen herstellen kann.

Es gibt wirklich nicht viele Fahrräder mit abgesenkten Sitzstreben – das ist meist ein Merkmal von Aero-Rennrädern und erhöht angeblich den Komfort.

Alle großen Hersteller haben die Kräfte an ihren Bikes umfangreich modelliert. Die Haftung für ein unterbautes Fahrrad ist es ihnen nicht wert, obwohl es einige bemerkenswerte Ausfälle bei superleichten Fahrrädern gegeben hat, bei denen eindeutig nicht viel Sicherheitsspielraum eingebaut ist. Ästhetische Überlegungen sind absolut vernünftig, aber ich würde eines dieser neueren nicht vermeiden -Geometrieräder aus Angst, sie könnten versagen.

Auf jeden Fall gibt es, wie in den Kommentaren erwähnt, viele Stahlräder mit traditioneller Geometrie. Und Cannondale war bis vor kurzem ein bemerkenswerter Überflieger bei horizontalen Oberrohren. Wenn Sie wirklich groß sind, stellt Rivendell sogar Fahrräder mit doppeltem Oberrohr her.

Danke für die Antwort - sehr hilfreich. Ich bin sicher, dass FEA (Finite-Elemente-Analyse) heutzutage verwendet wird, um Spannungen/Harmonische während der Rahmenkonstruktion zu modellieren, da CAD-CAM der Öffentlichkeit vor den frühen 90er Jahren nicht zur Verfügung stand.
Ich habe versehentlich runtergestimmt und es ein bisschen nicht bemerkt und kann es nicht beheben :(
Das ist ein Skandal! Im Ernst, keine große Sache.
@whatsisname Wenn die Antwort bearbeitet wird, können Sie Ihre Stimme ändern ...
Wäre das aktuelle Rahmendesign (abgesenkte Sitzstreben am Sitzrohr - kleineres Dreieck) nicht eine bemerkenswerte Entdeckung, die zu einer größeren Kraftübertragung (siehe @Jeff) und weniger Stößen auf den Sitz (mehr Flex an der Oberseite des Sitzrohrs) führt? Wer hat diese Entdeckung ursprünglich gemacht? - musste über CAD-CAM-Modellierung erfolgen. Was ich nicht verstehen kann, ist der knauserige Teil, weniger Rahmengrößen zu machen. Haben BMW/Audi/Mercedes/Porsche aufgehört, ein Modell zu bauen, weil es zu teuer ist, so viele Baureihen/Modelle anzubieten - Nein! Vielleicht wurden Fahrradrahmendesigns zu Telefon-Apps – zu viele – also sind nur Überlebende im Geschäft.
@ user0123456789: Autohersteller verwenden "Autos" zwischen verschiedenen Marken absolut wieder, zum Beispiel sind der Audi Q7, der Porsche Cayenne und der VW Touareg im Grunde alle dasselbe Auto mit leicht unterschiedlichen Karosserien und Merkmalen. All die verschiedenen Autogruppen haben Plattformen, die sich mehrere Automodelle teilen. Es wäre viel zu teuer für jede Marke, ihre eigenen einzigartigen Plattformen zu haben. Mehr Rahmengrößen für ein Modell bedeuten mehr Entwicklungszeit, mehr Werkzeuge, mehr zu bewegendes Inventar usw.
@ user0123456789 Autos gibt es nicht in verschiedenen Größen. Das ist der Unterschied. Jede Größe benötigt ihre eigenen Schweißvorrichtungen/Formen/Rahmenelemente, Komponenten wie Gabeln müssen entsprechend der Rahmengröße zugeschnitten werden usw. Berücksichtigen Sie das viel geringere Verkaufsvolumen von Fahrrädern und es ist eine große Ersparnis, wenn Sie nicht 7 Größen oder was auch immer anbieten. Am äußersten Ende sind einige Nischen-Mountainbikes nur in Small-Medium oder Medium-Large erhältlich.
Ich habe einen kurzen Check gemacht und es sieht so aus, als hätte Giant 6 und Trek 8 Größen für ihre Rennräder. Das Argument der Bestandsreduzierung ist also nicht wirklich stichhaltig.
@MaplePanda-Autos gibt es in verschiedenen Größen, und ich spreche nicht nur von Kombi vs. Schrägheck (obwohl das auch stimmt, z. B. Ford: Focus Wagon ist 30 cm länger und 20 cm höher als das Basismodell). Stattdessen wenden Autos in einer Matrix aus Größe und Spezifikation den Modellnamen auf die Größe an, und die Spezifikation (Komponentenebene) ist eine Feinabstimmung, während Motorräder dazu neigen, einen Namen an eine Spezifikation anzuhängen und die Größe ein Detail ist. Bei der Größe eines OK-Autos geht es nicht in erster Linie um die Größe der Insassen, aber wenn Sie groß sind, oder noch mehr, wenn Sie große Passagiere hinten sitzen haben (als Teenager berührte mein Kopf in kleinen Autos die Decke).
@ojs Das war definitiv ein Grund, der angegeben wurde, als wir anfingen, abgeschrägte Oberrohre zu sehen, aber das ist schon eine Weile her. Es kann sein, dass die Hersteller erkannt haben, dass die Fahrradpassform wichtig genug ist, dass viele Größen die Kosten wert sind.
@ojs: Trek ist ein riesiger Hersteller, der viel mehr Fahrräder bewegen kann, aber auch viele ihrer günstigeren Modelle, wie z. B. ihre Hybriden, gibt es nur in 4 Größen. Kleinere Hersteller haben bei vielen Modellen auch weniger Größen.
@whatsisname kamen sie in mehr Größen, als die Oberrohre horizontal waren?
(Spoiler: Ich habe einen Katalog von 1991 nachgeschlagen, er hat 8 Größen für Rennräder und 4 oder 5 für MTBs und Hybride. Ich möchte sehen, wie dies geändert wird, um die Idee zu unterstützen, dass es jetzt weniger Größen gibt als früher)
Soweit ich das beurteilen kann, wurden die von Burrows entworfenen TCR und Defy, als sie auf den Markt kamen (1997?), in 4 Größen angeboten, mit austauschbaren Sattelstützen für unterschiedliche Höhen. Hier ist ein bisschen mehr darüber .
Der Link erwähnt nicht die 4 Größen oder austauschbaren Sattelstützen. Wie auch immer, ich denke, eine etwas wahrheitsgemäßere Antwort könnte sein, dass die Erfinder des abgeschrägten Oberrohrs dachten, dass sie mit einem kleineren Inventar davonkommen könnten, aber am Ende die gleiche Menge an Auswahlmöglichkeiten hatten wie zuvor.

Das moderne Design hat für die Rahmenhersteller und -verkäufer eine wirklich wichtige Eigenschaft: Sie müssen nur wenige verschiedene Rahmengrößen vorrätig haben, der Rest wird durch die Auswahl einer geeigneten Sattelstütze angepasst.

Allerdings ist diese Konstruktion ein massiver Rückschritt in Bezug auf die strukturelle Robustheit des gesamten Fahrrads: Während die Festigkeit des Rahmens nicht wesentlich reduziert wird, werden die Kräfte auf die Sattelstütze deutlich erhöht. Je länger die Sattelstütze, desto länger ist der Hebel, den das Gewicht des Fahrers zum Biegen/Brechen an der Sattelstützenklemme benötigt. Daher müssen lange Sattelstützen nicht nur aufgrund ihrer größeren Länge schwerer sein, sie müssen auch schwerer sein, weil das Material dicker sein muss. Diese Gewichtszunahme frisst definitiv alle Gewichtseinsparungen auf, die im Rahmen selbst liegen könnten.

Sattelstützen sind nicht besonders störanfällig. Die Hersteller wissen, dass sie ein Single Point of Failure sind, und machen sie im Allgemeinen robust genug, um allen normalen Nutzungen standzuhalten. Trotzdem können und werden sie brechen, weshalb ich die klassische horizontale Oberrohrform bevorzuge. Das moderne Design hat jedoch den Vorteil, dass Sie Ihre Privatsphäre nicht gefährden, wenn Sie die Pedale verlieren oder die Tretlagerachse brechen (das passiert auch). Es liegt also im Grunde an Ihnen, zu entscheiden, welches Design Ihnen besser gefällt und wie viel Wert Sie auf das Rahmendesign legen.

Das ist ein großartiger Kommentar darüber, dass man nur wenige Rahmengrößen auf Lager haben muss - Skaleneffekte. Im Allgemeinen ist in Bezug auf das neuere gequetschte Parallelogramm-Design die Fahrergröße weniger problematisch, wenn das Oberrohr am Sitzrohr niedriger ist (Zerquetschen Ihrer Intimität im Stehen). Die historisch als "Frauenräder" bezeichneten Fahrräder hatten nie eine horizontale Stange, daher waren Körpergröße und Intimbereich kein Problem. Mangelnde Robustheit ist ebenfalls der Schlüssel - was bedeutet, dass ein gemeinsames Thema für das Rahmendesign zu Rahmen führt, die in einer Vielzahl von Umgebungen/Bedingungen nicht optimal funktionieren. Du hast den Nagel auf den Kopf getroffen.
Sattelstützen sind nicht störanfällig, aber die Schrauben, die den Sattel halten, sind es definitiv! Frag mich, woher ich das weiß!
@Mohair Frag mich, woher ich weiß, dass Sattelstützen das können und versagen! ;-)

Die Sitzstreben, die weiter unten am Sitzrohr befestigt sind, erhöhen die Rahmennachgiebigkeit – im Wesentlichen ein wenig zusätzlicher Rahmenflex am Sitzrohr – um Vibrationen und Unebenheiten auf der Straße und auf Schotter zu glätten. Das Design verkleinert auch das hintere Dreieck, was die allgemeine Rahmensteifigkeit tatsächlich verbessert. Auch hier liegt die erhöhte Nachgiebigkeit am Sitzrohr, während das kleinere hintere Dreieck zu einem insgesamt steiferen Rahmen führt. Ein weiterer Vorteil der abgesenkten Sitzstreben ist die verbesserte Aerodynamik, bei der das kleinere Dreieck den Luftstrom von den Streben zum Hinterrad verbessert.

Der kleinere, steifere Hinterbau verbessert die Kraftübertragung auf das Hinterrad. Einige Hersteller behaupten verbesserte Zeiten über 40 km – wie den größten Teil einer Verbesserung von einer Minute. Es hat sich herausgestellt, dass das Design schneller ist, was sicherlich eine Verbraucherforderung ist. Ästhetisch gibt es einige Kritik, und die Hersteller suchen nach Komfort, der Alternativen zu Dropstays bietet. Trek folgt insbesondere dem traditionellen Sitzstrebendesign, entkoppelt jedoch das Sitzrohr mit seinem IsoSpeed-System von den Straßenkräften. Cannondale platziert bei mindestens einem Carbonmodell einen tatsächlichen Lagerzapfen an der Verbindung zwischen Sitzstrebe und Sitzrohr.

Heutige Fahrräder haben die Leistung über mehrere Metriken hinweg verbessert. Die abgesenkten Sitzstreben sind nicht der einzige Grund für die Verbesserung, aber ein entscheidender Faktor für die Bestleistung der gestrigen Messungen.

Haben Sie eine Quelle für die Behauptung, dass das kleinere hintere Dreieck zu einem insgesamt steiferen Rahmen führt?
Ich folge dem, was Sie über das kleinere Dreieck im Heck sagen, was zu schnelleren Zeiten führt. Logisch, denn wäre der Rahmen wie ein sehr flexibler Bogen (Bogen & Pfeil) wäre die Kraftübertragung auf das Hinterrad größer. Wenn es sich hingegen um ein rechtwinkliges Dreieck im hinteren Bereich (90 Grad) handelt, ist der gesamte Rahmen zu steif und viel weniger flexibel. Das von Ihnen angesprochene Problem der Energieübertragung bezieht sich auf die Oberschwingungen, die ich in Kommentaren zu @Adam Rice erwähnt habe - die während der FEA optimiert werden können.
@ user0123456789 Ich bin mir nicht sicher, auf welches rechtwinklige Dreieck Sie sich beziehen. Im Allgemeinen wird eine hohe Steifigkeit als wünschenswert angesehen, um die Kraftübertragung zu verbessern.
Gab es jemals ein Gimmick, von dem nicht behauptet wurde, dass es die Seitensteifigkeit, die vertikale Nachgiebigkeit und die Gesamtgeschwindigkeit erhöht?
@cmaster – Wiedereinsetzung von Monica „Ribbles Head of Product Design Jamie Burrow listet zahlreiche Vorteile (eines kleineren hinteren Dreiecks) auf. „Die Vorteile gegenüber einem herkömmlichen hinteren Dreieck sind: … (3) kleinere Dreiecke sind steifer, halten das hintere Dreieck steifer und Aufrechterhaltung der Kraftübertragung auf das Hinterrad.'" aus dem Road.cc-Artikel "Wofür sind abgesenkte Sitzstreben gut?"
Ich muss Marketing-BS zumindest zum Punkt „Gesamtrahmensteifigkeit“ anrufen. Das wird durch so viele verschiedene Designdetails des Rahmens beeinflusst, dass es sinnlos ist, es speziell mit der Größe des Hinterbaus zu verknüpfen. Es ist sicherlich möglich, ein sehr steifes Fahrrad mit horizontalem Oberrohr zu bauen. Was ich dahinter bringen kann, ist, dass die abgesenkten Sitzstreben eine Möglichkeit sind, das Fahrrad in Richtung des Sitzes nachgiebiger zu machen ( weniger steif!), ohne den Rest des Fahrrads auch schlaff zu machen. Der Punkt, dass kleinere Dreiecke steifer sind, ist im Allgemeinen falsch, es sei denn, Sie schrumpfen die langen Seiten, dh die Kette + Sitzstreben.
Ich mag den Ausdruck „ Halte das hintere Dreieck steifer ( sic)“, Hervorhebung von mir. Ich stelle auch fest, dass die Richtung dieses Zitats der Richtung des Artikels um ihn herum widerspricht: Der Artikel besagt im Grunde, dass Rahmen sehr steif geworden sind und dass das Absenken der Sitzstreben unter das Oberrohr es dem Sitzrohr ermöglicht, sich beim Halten stärker zu biegen die Seitensteifigkeit des Rahmens intakt. Was im Großen und Ganzen meiner Erwartung in dieser Angelegenheit entspricht. Das Burrow-Zitat hingegen klingt – seltsam .
@leftaroundabout Pythagoras! Wenn Sie die Verbindung von Sitzstreben und Sitzrohr absenken, schrumpfen Sie tatsächlich eine der Längsseiten.
@AndyP nicht sicher, wo Sie Pythagoras hier sehen, da es keinen rechten Winkel gibt (vermutlich meinen Sie am Tretlager zwischen Kettenstrebe und Sitzrohr, aber das ist fast immer spitz). Es stimmt immer noch, dass die Sitzstreben normalerweise die längste Seite sind, und sie werden sicherlich etwas kürzer, wenn Sie sie fallen lassen, aber gleichzeitig schrumpfen Sie auch die kürzeste Seite (Sitzrohr zwischen Tretlager und Sitzstreben), und das ist der Steifigkeit abträglich.
(Das heißt nicht, dass Sie nicht auch ein ziemlich steifes Fahrrad mit einem sehr spitzen hinteren Dreieck bauen können. Einige Wettkampf-Trial-Motorräder sind erstaunlich steif, obwohl sie fast linienförmig sind, aber da ist der Kompromiss: Sie möchten, dass das Fahrrad so schlank ist wie Bewegungsfreiheit möglich, aber dennoch einen Sturz aus mehreren Metern überstehen (Steifigkeit ist hier meist eine Begleiterscheinung der Kraft ).)
@leftaroundabout ja, ich habe tatsächlich die Verbindung zwischen Kettenstrebe und Sattelstütze so vereinfacht, dass sie einen rechten Winkel bildet. Ich bin mir nicht sicher, wie das Schrumpfen der kurzen Seite die Steifigkeit verringert - Sie können gerne im Fahrrad-Chat vorbeischauen, um mich zu erziehen - Kommentare sind wahrscheinlich nicht der beste Ort für Maschinenbauunterricht :)
Interessant: Meine erste Idee war, dass ein "gestreckter" Rahmen mit kurzem Sitzrohr die Rahmenflexibilität erhöht : Das Extrem wären im Grunde zwei sehr lang gestreckte Dreiecke mit einem sehr kurzen Sitzrohr, das eine erhebliche vertikale Elastizität aufweisen sollte. Ist das nicht so?