Wie viele Jahre hält ein Aluminiumrahmen in einem Tourenrad?

Es gibt viele Fragen, also werde ich mich für die im Titel entscheiden.

Wie viele Jahre hält ein aktueller Aluminiumrahmen eines Tourenrads?

Beruht:

• Weiß nicht, welche Aluminiumrahmenkonstruktion
  ein größerer Faktor als Material ist
• Kenne den Nutzen nicht
  Nutzen ist ein größerer Faktor als das Material
• Ich weiß nicht, wie Sie das Fahrrad pflegen werden
  . Pflege/Wartung ist ein wichtigerer Faktor als das Material

Aluminium hat sich in den 10 Jahren nicht verändert

Alles, was wir wissen, ist, dass Ihr letztes hochwertiges Aluminium-Fahrrad mit starkem Rahmen etwa 10 Jahre gehalten hat

Die beste Vermutung ist, dass Ihr nächster hochwertiger, starker Aluminiumrahmen auch 10 Jahre halten wird.
Wirklich, das ist die beste Vermutung

Das ist so vage wie wie lange hält mich ein aktuelles Paar Turnschuhe?
Und die beste Schätzung, wie lange mein nächstes Paar Turnschuhe halten wird, ist, wie lange mein letztes Paar gehalten hat.

Aluminium ermüdet und Stahl ermüdet nicht. Wie in einem Kommentar angegeben, ermüdet Stahl - nun ja, nicht immer. Flussstahl lässt normalerweise kein Ermüdungsrisswachstum zu, wenn die angelegten Spannungen unter etwa 10 % der Festigkeit des Materials liegen. Materialien wie Aluminiumlegierungen haben keine solche Ermüdungsgrenze. Bei zyklischer Belastung ermüden Aluminiumlegierungen immer. Bei gleicher Festigkeit ist ein Fahrrad aus Stahl normalerweise schwerer als Aluminium. Dafür bekommt man ein Bike, das viel weniger ermüdungsanfällig ist. Mit Stahl erhalten Sie auch ein Fahrrad, das eine Delle (Delle) verträgt und die strukturelle Festigkeit nicht im Ausmaß von Aluminium beeinträchtigt. Nicht genau dasselbe, aber auf molekularer Ebene sind sie verwandt. Rahmenmaterialien

Habe eine angegebene Nummer gefunden. Nur weil es im Internet stand, ist es nicht richtig, aber hier ist ein 5-10-Jahres-Zitat.
Fahrradrahmen: Aluminium Vs. Stahl

Aluminiumrahmen haben die kürzeste Ermüdungslebensdauer aller Materialien, die zur Herstellung von Fahrradrahmen verwendet werden. Der typische Aluminiumrahmen besitzt eine Lebenserwartung von fünf bis zehn Jahren. Die Ermüdungslebensdauer von Stahl ist viel länger, aber das Material erfordert mehr Wartung. Um Rostbildung zu vermeiden, müssen Stahlrahmen regelmäßig gereinigt und poliert und regelmäßig mit Roststopp auf der Innenseite des Rahmens beschichtet werden.

Wenn Sie auf Stahl verzichten, weil er rostet, dann pflegen Sie das Fahrrad nicht richtig. Ein richtig gewartetes und gelagertes Fahrrad aus Stahl sollte nicht rosten. Und sicher sollte es in Ihrem Leben nicht rosten. Sie haben angegeben, dass Fahrräder aus der Zeit Ihres Vaters 40-50 Jahre gehalten haben - ziemlich sicher, dass es Stahlräder waren.

Wenn Sie ermüdungsfrei und rostfrei wollen, dann holen Sie sich Titan.

Ich habe mehr zu diesem Thema recherchiert.

Die kurze Antwort lautet, dass ein Aluminiumrahmen einige Jahre bis 50 Jahre/Lebensdauer halten kann.

Die lange Antwort lautet:

• Der Hauptfaktor ist die Ermüdung (ohne Unfälle): "Die Tendenz eines Materials (Metall), unter wiederholter zyklischer Belastung bei einer Belastung zu brechen, die erheblich geringer ist als die Zugfestigkeit in einem statischen Test."
• Das Zeichen für das Lebensende einer Alustruktur ist ein Ermüdungsriss, wenn der erste Riss auftritt, werden wahrscheinlich weitere folgen. Durch Schweißen kann man ein paar Jahre gewinnen, aber es wird wahrscheinlich an anderer Stelle scheitern. Um einen Totalausfall zu vermeiden, ist eine regelmäßige Inspektion erforderlich.

Hauptfaktoren für die Ermüdung von Aluminiumrahmen:

1. Design, Herstellung, Schweißen, Material : Entscheidende Faktoren für 90 % der Fahrradbesitzer, da sie das Fahrrad nicht so oft benutzen, dass sie es durch den Gebrauch ermüden würden. Wir in diesem Forum gehören wahrscheinlich zu den anderen 10%.
2. Umgebungsbedingungen : salzhaltig, feucht, große Temperaturschwankungen nehmen zu.
3. Nutzung (Fahrergewicht, Gelände): Schwerere Fahrer ermüden stärker, und eine stärkere Nutzung im Laufe der Zeit erhöht die Wahrscheinlichkeit eines Ausfalls erheblich. Für Vielfahrer, die sowieso gute Rahmen kaufen und sich um das Fahrrad kümmern, ist dies wahrscheinlich der limitierende Faktor. Wenn man zählt, wie viele Kilometer jemand praktisch pro Jahr touren kann, begrenzt dies die Lebensdauer des Rahmens auf 5-10 Jahre oder maximal ~200.000 km.

Empfehlungen zur Verlängerung der Lebensdauer des Aluminiumrahmens:

• Hochwertiges Design-Fertigungs-Schweißen kann unter gleichen Bedingungen deutlich länger halten, Geld für einen guten Rahmen ausgeben.
• Vor Umwelteinflüssen schützen, im Winter nicht draußen lassen, bei Nichtgebrauch vor Feuchtigkeit schützen.
• Fahren Sie mit weniger Gewicht.

Eine praktische Konsequenz für mich, dass ein gebrauchtes Fahrrad mit Aluminiumrahmen riskant ist, eine sorgfältige Inspektion des Rahmens auf Anzeichen und Informationen darüber erfordert, wie viel das Fahrrad verwendet wurde, wie es aufbewahrt wurde.

Einige weitere interessante Ressourcen:

1. Ermüdungsnachweis von geschweißten Fahrradrahmen nach einem mehrachsigen Kriterium (Procedia Engineering, 2012)
2. Herstellung und Ermüdungsbruch in Aluminium (Professional Boat Builder, 06 2012)
3. Die Entstehung von Ermüdungsrissen in Aluminium-Einkristallen (Acta Metallurgica, 1961)
4. Ermüdungsdesign von Aluminiumkomponenten und -strukturen (Hardcover, 1996)
5. Sportmaterialien: Fahrradrahmen (Encyclopedia of Materials: Science and Technology, 2001)
6. Parametrische Finite-Elemente-Analyse von Fahrradrahmengeometrien (Procedia Engineering, 20114)
7. Was ist Ermüdungsbruch und wie kann er vermieden werden?

Es gibt einen ISO-Standardtest für Fahrradrahmen-Ermüdungstests, den Hersteller bestehen müssen. Einfach ausgedrückt sind das 200.000 Tretzyklen mit einer Kraft von 1200 N.

1200 N bei typischen 80 U / min sind eine monströse Leistung von 2000 W.

Die Sprintleistung liegt normalerweise bei etwa 1000 W, was wahrscheinlich 60 km / h entspricht. Bei halber Leistung verzehnfachen sich die Zyklen aufgrund des logarithmischen Verhältnisses der Ermüdungskurve sogar.

Bei dieser Leistung hält der Rahmen 200.000 x 10 Zyklen. Bei 80 U/min Trittfrequenz und 60 km/h entspricht das 25000 km.

Realistisch gesehen bringt ein Fahrer, abgesehen von kurzen Sprints, näher an 400 W. Ein Großteil der Zeit wird sogar mit weniger als 200 W verbracht.

Da die Beziehung zwischen Ermüdungsspannung und Zyklen logarithmisch ist, hält der Rahmen nicht nur 5-mal länger, sondern tatsächlich 10 ^ 4 = 10000-mal.

Ein Rahmen, der den ISO-Test bestanden hat, kann 200.000 * 10.000 Tretzyklen bei 400 W überstehen. Bei 80 U/min Trittfrequenz und 30 km/h sind das 12,5 Millionen km!

Also ja, deshalb gewähren Hersteller gerne lebenslange Garantien auf ihre Rahmen.

Das Kritische an Aluminiumrahmen ist, dass praktisch alle Aluminiumlegierungen, die für den Bau geeignet sind, einer „Kaltverfestigung“ unterliegen.

Dies bedeutet, dass das Aluminium dazu neigt, immer spröder zu werden, wenn ein Stück Aluminium in Spannungsfreisetzungszyklen "zyklisiert" wird. Stahl weist diese Eigenschaft nicht annähernd in gleichem Maße auf.

Beispiel: Vor einigen Jahren war ich auf einer Tour campen. Als ich mein Zelt zusammenbaute, entwickelte eine der mehrsegmentigen Aluminiumstangen am Ende einen Riss, wo die nächste Stange "einsteckt". Als ich herumrutschte, bekam ich das Zelt gut zusammengebaut, aber am nächsten Abend entwickelten mehrere weitere Stangen ähnliche Risse, und am Ende der Reise musste ich das gesamte Set ersetzen. Im nächsten Jahr hatte ein anderer Camper in der Gruppe genau das gleiche Problem.

Es war nicht extreme Belastung, die diese Risse verursachte, sondern einfach das „Zyklus“, das Zelt 50-60 Mal auf- und abzubauen. Fahrradrahmen aus Aluminium sind aus besseren Legierungen und schwerer gebaut, aber der gleiche Mechanismus ist am Werk, und selbst ein Rahmen, der keinen extremen Belastungen ausgesetzt ist, wird im Laufe der Zeit immer spröder.

Nachdem ich einen 6061-Alu-Rahmen (Marin Larkspur-Hybridrad) mit lebenslanger Garantie besessen und nicht weniger als drei Garantie-Ersatzrahmen (jedes Mal nach ca. 15.000 Straßenmeilen) erhalten habe, alles aufgrund von Rohren, die aufgrund von Ermüdungsbruch in zwei Hälften brechen, d.h würde dringend davon abraten, einen Alurahmen zu reparieren. Wenn ein Teil des Rahmens das Ende seiner Lebensdauer erreicht hat, ist dies auch für den Rest des Rahmens der Fall. Jedes kritische Alu-Teil eines Flugzeugs wird nach einer festgelegten Anzahl von Flugstunden ausgetauscht, unabhängig davon, ob es Verschleißerscheinungen aufweist, und zwar aus Gründen der Ermüdung.

Ich habe vor ein paar Jahren mit jemandem zusammengearbeitet, der Fahrraddesigner bei Cannondale war. Er hatte mir gesagt, dass die Rahmen so konstruiert seien, dass sie 1.000.000 Mal mit dem Fahrrad belastet werden, bevor sie versagen. Das bedeutet, dass der Rahmen eine Million Mal mit der vollen Auslegungsspannung belastet werden kann, bevor er versagt.

Auch das Schweißen eines gerissenen Rahmens ist eine SEHR schlechte Idee. Das Aluminium wird wärmebehandelt. Durch das Schweißen wird die Wärmebehandlung entfernt und die Festigkeit des Materials stark verringert. Für 7005 Aluminium bedeutet das, von 41.000 psi Zugfestigkeit auf 28.000 psi zu gehen. Das ist etwa eine 30%ige Reduzierung der Kraft.

Der Rahmen dieses Fahrrads ist Cannondales "Optimo"-Legierung. Diese sind tendenziell leichter und steifer, was eine dünnere und nachgiebigere Rahmenkonstruktion ermöglicht. Ich habe viele Leute mit Optimo-Brüchen gehört, die bereit sind, wieder auf dasselbe zurückzugreifen, seit so einem schönen, leichten Lauf .... Ich habe zum Beispiel keinen Furio-Rahmen brechen sehen ... Seine kräftigen und schweren 6061-T6-Rohre ziehen an Es ist kein Rennrad, aber ein höllisch steifer und langlebiger Rahmen. Das sind nur meine 2c zur Überlegung....

Datenpunkte:

• Cannondale Optimo: Riss im Unterrohr in weniger als 2 Jahren/12.000 km
• Trek 2.3: nach 10 Jahren/70.000 km noch okay.
• Trek 1500: Kettenstrebe Antriebsseite gerissen (Alter/Entfernung nicht angegeben)

Heute entwickelt mein Optimo 63 cm ( ein Cannondale , Pionier des Aluminium-Fahrradrahmens ... ) einen Riss um den Durchmesser des Unterrohrs, nur 3 cm bleiben übrig, um das Rohr in einem Stück zu halten. Müde von der Fehlschaltung des Schaltwerks im Danseuse-Modus, hielt ich an, um nachzusehen. Und da sehe ich diesen riesigen Riss... Ich musste nur an der richtigen Stelle suchen. Es ist ein bisschen beängstigend, weil ich gerade mehrere Hügel mit 65 km/h (40 mph) hinuntergefahren bin.

Ich hätte wirklich nicht gedacht, dass dies bei einem weniger als 2 Jahre alten Rahmen mit weniger als 12.000 km passieren würde.

Bei 193 cm (6'4'') wiege ich nur 82 kg (180 lbs). Ich habe auch ein 10 Jahre altes Aluminium Trek 2.3 mit mindestens 70.000 km, das keine Rahmenprobleme hat. Sein Ende ist wahrscheinlich nahe, aber ich war viel zufriedener wegen seiner Haltbarkeit.

Ich muss sagen, dass ich es für den Austausch eines Modells der Serie 1500 (Einstiegsmodell Trek) bekommen hatte, bei dem die Kettenstrebe auf der Antriebsseite gerissen war. Ja, das Trek 2.3 bietet ein raues Fahrverhalten und das Optimo ist im Vergleich dazu wirklich komfortabel. Aber ich war kurz davor, Krankenhausbetten auf Dauer als sehr unbequem zu empfinden. Ich denke, nicht alle Aluminiumrahmen sind gleich geboren. Ich hoffe nur, dass Cannondale die gleiche Garantie wie Trek hat, ich warte auf das Ergebnis ihrer Untersuchung zu meinem Rahmen.

Bisher habe ich aus vielen Gründen Aluminium gegenüber Stahl bevorzugt, aber wenn Stahl deutlich länger hält, werde ich mich bei meinem nächsten Tourenrad für Stahl entscheiden.

Stahl ist normalerweise etwas schwerer, aber die erhöhte Haltbarkeit ist ein großer Vorteil. Außerdem ist Stahl reparabel. Die Probleme von Aluminium sind seine geringe Ermüdungslebensdauer und das Problem, dass Aluminium nach dem Schweißen wärmebehandelt werden muss, was das Entfernen aller Komponenten, das Entfernen der Farbe, die Wärmebehandlung, den erneuten Einbau von Komponenten und das Neulackieren erfordert, was so teuer ist, dass es normalerweise am billigsten ist einen neuen Rahmen kaufen.

Ob Stahl bei Ihnen jedoch länger hält als Aluminium, ist eine andere Frage. Wenn Sie ein Fahrrad kaufen, das schnell veraltete Technik wie die E-Bike-Technologie hat, kann es sein, dass die Elektrik veraltet ist, lange bevor der Aluminiumrahmen ermüdet. Somit ist es kein so großes Problem, Aluminium bei E-Bikes zu verwenden. Um einen Ermüdungsbruch zu verursachen, müssen Sie den Rahmen nicht nur über viele Kilometer verwenden, sondern auf diesen Kilometern auch hohe Kräfte ausüben, z. Die meisten Radfahrer verwenden ihre Aluminiumrahmen möglicherweise nicht lange und hart, und daher scheint es, dass sie haltbar genug sind, aber nicht für die schwersten Beanspruchungen.

Für den Toureneinsatz könnte die Reparaturfähigkeit von Stahl eine echte Überlegung sein.

Denken Sie auch an die Sicherheit: Wenn eine Gabel ermüdet, werden Sie stürzen. Wenn ein Rahmen ermüdet, können Sie normalerweise vorsichtig nach Hause fahren. Für die Gabel ist es also wichtiger, Stahl zu verwenden (oder Kohlefaser, wenn Sie keine Angst vor der Möglichkeit haben, bei einem Unfall beschädigt zu werden, und dann beim "einfachen Mitfahren" versagen, da Kohlefaser nicht das Ermüdungsproblem von Aluminium hat neigt aber dazu, bei Unfällen unsichtbar beschädigt zu werden) als beim Rahmen.

Vor allem, wenn ich mein Fahrrad sowohl im Winter als auch im Sommer benutze, da der Hitzewechsel Alu schneller abnutzt

Ich bin nicht davon überzeugt, dass Wärmeänderungen Probleme für Aluminium verursachen.

Sie sagen, dass es geschweißt werden kann, was im Vergleich zu einem neuen Rahmen (falls verfügbar) erheblich weniger kostet, aber ich sollte darauf vorbereitet sein, dass andere Risse auftreten. Die Werkstatt beauftragt einen Schweißer, der auf das Schweißen und Reparieren von Fahrradrahmen spezialisiert ist.

Wenn das Schweißen keine erneute Wärmebehandlung beinhaltet, bei der alle Komponenten entfernt und neu lackiert werden müssen, handelt es sich höchstwahrscheinlich um eine schlechte Reparatur. Ohne Wärmebehandlung wird es anschließend in kurzer Zeit versagen.