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-Benutzerhandbuch, Juli 2020
Metalle unterscheiden sich stark in ihrer Korrosionsbeständigkeit. Stahl muss geschützt werden,
sonst wird es von Rost angegriffen. Aluminium, Titan und Magnesium bilden schnell einen Oxidfilm,
der das Metall vor weiterer Korrosion schützt. Sie sind daher recht korrosionsbeständig. Aluminium
und Magnesium sind nicht perfekt korrosionsbeständig. Besondere Vorsicht ist geboten, wenn sie mit
anderen Metallen in Berührung kommen und eine galvanische Korrosion auftreten kann.
Metalle sind vergleichsweise duktil. Duktil bedeutet Biegen, Knicken und Dehnen vor dem Brechen.
Allgemein gesagt ist Stahl als der gebräuchlichste Fahrradrahmen-Baustoff am duktilsten, Titan am
wenigsten duktil, gefolgt von Aluminium und Magnesium.
Metalle sind unterschiedlich in der Dichte. Die Dichte ist das Gewicht pro Materialeinheit. Stahl wiegt
7,8 Gramm/cm3 (Gramm pro Kubikzentimeter), Titan 4,5 Gramm/cm3, Aluminium 2,75 Gramm/cm3,
Magnesium 1,8 Gramm/cm3, Kohlefaserverbundstoff 1,45 Gramm/cm3.
Metalle unterliegen Ermüdungserscheinungen. Bei ausreichen Nutzungszyklen und bei ausreichender
Belastung können Metalle Risse entwickeln, die zum Versagen führen. Es ist sehr wichtig, dass Sie
die folgenden Grundlagen der Metallermüdung lesen.
Nehmen wir an, Sie fahren gegen einen Bordstein, in einen Graben, gegen einen Stein, ein Auto,
einen anderen Radfahrer oder ein anderes Objekt. Bei jeder Geschwindigkeit über einem schnellen
Schritt bewegt sich Ihr Körper weiter vorwärts und der Schwung trägt Sie über das Fahrrad hinweg
nach vorne. Sie können und werden nicht auf dem Fahrrad bleiben. Was aber passiert mit dem
Rahmen, der Gabel und anderen Komponenten? Spielt das, was mit Ihrem Körper passiert, hierbei
keine Rolle?
Was können Sie von Ihrem Metallrahmen erwarten? Das hängt von vielen komplexen Faktoren ab.
Deshalb können wir Ihnen mitteilen, dass die Unfallsicherheit kein Konstruktionskriterium sein kann.
Anhand dieser wichtigen Anmerkung können wir Ihnen mitteilen, dass die Gabel oder der Rahmen
verbogen oder geknickt werden können, wenn der Aufprall hart genug ist. Bei einem Stahlfahrrad
kann die Stahlgabel stark verbogen und der Rahmen unbeschädigt sein. Aluminium und Magnesium
sind weniger duktil als Stahl; es ist jedoch zu erwarten, dass Gabel und Rahmen verbogen oder
geknickt sind. Ist der Aufprall stärker und die Rahmenteile oder Räder zerbrechen oder knicken,
können sich das Steuerrohr und die Gabel vom Rahmen trennen
Wenn ein Metallfahrrad einen Unfall hat, werden Sie normalerweise Anzeichen dieser Duktilität in
dem gebogenen, geknickten oder gefalteten Metall sehen.
7.4.5
Die Grundlagen der Metallermüdung
Der gesunde Menschenverstand sagt uns, dass nichts, was genutzt wird, für immer hält. Je mehr Sie
etwas nutzen, je härter die Nutzung ist und je schlechter die Umstände sind, unter denen Sie es
nutzen, desto kürzer ist dessen Lebensdauer.
Ermüdung ist der Begriff, der man zur Beschreibung von Schäden an einem Teil verwendet, die durch
wiederholte Belastung verursacht werden. Um Ermüdungsschäden zu verursachen, muss die Last,
die das Teil aufnimmt, ausreichend groß sein. Ein grobes, häufig verwendetes Beispiel ist das Hin-
und Herbiegen einer Büroklammer (wiederholte Belastung), bis sie zerbricht. Diese einfache
Definition hilft Ihnen zu verstehen, dass Materialermüdung nichts mit Zeit oder Alter zu tun hat.
Von welcher Art von „Schaden" sprechen wir also? Auf mikroskopischer Ebene bildet sich in einem
stark beanspruchten Bereich ein Riss. Wenn die Belastung wiederholt angewandt wird, wird der Riss
größer. Irgendwann wird der Riss mit bloßem Auge sichtbar. Schließlich wird er so groß, dass das
Teil zu schwach ist, um die Last zu tragen, die es ohne den Riss tragen könnte. An diesem Punkt
kann es zu einem vollständigen und sofortigen Bruch des Teils kommen.
Man kann ein Teil entwerfen, das so stabil ist, dass die Lebensdauer nahezu unbegrenzt ist. Dazu
sind jedoch viel Material und viel Gewicht erforderlich. Jede Struktur, die leicht und stabil sein muss,
hat eine begrenzte Lebensdauer. Flugzeuge, Rennwagen und Motorräder haben Teile mit einer
begrenzten Lebensdauer. Wenn Sie ein Fahrrad mit einer unendlichen Lebensdauer wünschten,
würde es weitaus mehr als jedes heute verkaufte Fahrrad wiegen. Für die wunderbare, leichte
Leistung, die wir wollen, ist es erforderlich, dass wir die Struktur überprüfen.
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