Metalle und Legierungen, die bei der Herstellung von Rahmen verwendet werden. Metalle und Legierungen, die bei der Herstellung von Rahmen verwendet werden. Vorteile von Stahlrahmen

Rahmen Metallkonstruktionen zeichnen sich durch eine große Vielfalt an statischen Konstruktionen, Spannweiten, Konfigurationen usw. aus, die den Bau von Gebäuden unterschiedlicher Zweckbestimmung und Größe ermöglichen.

Abbildung 3.2.1 zeigt einige Arten flacher und räumlicher Stahlrahmenkonstruktionen. Statische Diagramme von Rahmenstrukturen sind in Abb. 3.2.2 dargestellt.

Meistens bestehen die Abschnitte von Rahmenkonstruktionen aus massiven I-Trägern oder Kastenprofilen. Einige mögliche Optionen für massive Abschnitte von Stahlrahmen sind in Abbildung 3.2.3 dargestellt.

Die Verwendung des einen oder anderen Rahmentyps, deren Statik und Querschnittsart werden durch die Größe und Konfiguration des geplanten Gebäudes, die Verfügbarkeit geeigneter technologischer Ausrüstung für die Herstellung von Bauwerken und andere Faktoren bestimmt.

Je nach Ausführung des Rahmens bestehen die Querstreben aus konstantem oder variablem Querschnitt. Bei Doppelscharnierrahmen (Abb. 3.2.2 c) wird die Höhe der Querstange konstanter Höhe mit 1/30-1/40 der Spannweite angenommen. Gestelle haben in der Regel einen variablen Querschnitt, der zu den Stützen hin abnimmt.

Bei Spannweiten über 50-60 m sind durchgehende (Gitter-)Rahmen wirtschaftlich (Abb. 3.2.4). Bei Doppelgelenk-Durchgangsrahmen mit gelenkiger Verbindung von Gestellen und Fundamenten wird die Höhe der Rahmenquerstange im Bereich von 1/8-1/15 der Spannweite angenommen.

Durchklappbare Rahmen, die üblicherweise bei Hangarabdeckungen verwendet werden, haben sehr große Spannweiten (120–150 m). Die Höhe der Querstange in solchen Rahmen wird mit 1/12-1/20 der Spannweite angenommen. Im Hangarbau werden auch Doppelkragarm- und Einzelkragargerüste verwendet. Einarmige Rahmen eignen sich für Überdachungen von Sportanlagen. In Gebäuden mit einer Spannweite von 40–50 m und einer Höhe von 16–20 m können Sie durchgehende Doppelscharnierrahmen mit gebrochenem Querriegel (Abb. 3.2.1 h) mit einer konstanten Höhe von 1/15-1 verwenden /25 der Spanne.

Das Gitter der Querstangen für Durchgangsrahmen ist normalerweise dreieckig. Rahmenpfosten können massiv (Abb. 3.2.4 a) oder gitterförmig (Abb. 3.2.4 b) ausgeführt sein. Gitterpfosten können ein dreieckiges oder diagonales Gitter haben. Abschnitte von Stäben und Knoten von Durchgangsrahmen sind ähnlich wie Fachwerke mit großen Spannweiten konstruiert. Am besten ist es jedoch, gebogene Profile mit rechteckigem Querschnitt zu verwenden.

Nachfolgend finden Sie Beispiele für typische Rahmenkonstruktionen, die in Industriegebäuden verwendet werden.

Abb.3.2.1. Arten von Rahmenstrukturen

a – Rahmen aus Flachrahmen; b – aus räumlichen Rahmen; c – räumlicher Rahmen aus Flachrahmen und räumlichen Kraftverbindungen; g – Einfeldrahmen; d – mehrfeldriger Rahmen; e – U-förmiger Rahmen; g – Rahmen mit geneigten Gestellen und Querstangen; h – Polygonaler Rahmen

Abb.3.2.2. Statische Diagramme von Rahmenstrukturen.

a – Doppelscharnierrahmen; b – Rahmen mit drei Scharnieren; c – Rahmen mit starrer Abstützung der Regale auf den Fundamenten und starren Verbindungen zur Verbindung der Querstange mit den Regalen; d – Rahmen mit starrer Abstützung der Regale auf den Fundamenten und gelenkigen Querträger-Pfosten-Verbindungen; e – Rahmen mit gelenkig gelagerten Außen- und Zwischenpfosten, starren Verbindungseinheiten zwischen den Querstreben und den Außenpfosten und einer gelenkigen Verbindung mit den Mittelpfosten; f, g – Rahmen mit geteilten oder durchgehenden Querträgern, gelenkig auf Klemmgestellen gelagert; h – Rahmen mit einer entwickelten Mittelsäule, die als Steifigkeitskern fungiert; und -, k – gemischte Schemata.

Abb.3.2.3. Arten von Abschnitten von Rahmenkonstruktionen.

a – aus geschweißten I-Trägern mit konstantem oder variablem Querschnitt und flachen Wänden; b – aus gewalzten I-Trägern unterschiedlicher Höhe, die aus gewöhnlichen I-Trägern durch diagonales Auflösen und Schweißen geformt werden; c – aus gewalzten I-Trägern ohne Verstärkung und mit Verstärkung mit Vouten; d – aus geschweißten I-Trägern mit gewellter Wand; d – Kastenprofil (Typ „PLAUEN“ oder „ORSK“).

Reis. 3.2.4. Arten von Gitterrahmen

a – mit festen Gestellen; b – mit Gitterrosten

Rahmenkonstruktionen nach Serie 1.420.3-15 „Stahlrahmenkonstruktionen vom Typ Kansk“„Eingeschossige Industriebauten mit tragenden Rahmen aus gerollten Breitflanschträgern und geschweißten dünnwandigen I-Trägern“ sind für eingeschossige Gebäude mit Spannweiten von 18 und 24 m, einer Spannweitenzahl von eins bis fünf und … konzipiert Die Höhe bis zum Untergurt der Querlatte beträgt 4,8 - 10,8 m. Der Rahmenabstand beträgt bei einfeldrigen Gebäuden 6 m und bei mehrfeldrigen Gebäuden 6 und 12 m.

Das Gebäude kann mit Brückenkränen mit einer Tragfähigkeit von 1 bis 3,2 Tonnen oder leichten und mittelschweren Stützkranen mit einer Tragfähigkeit von 5 bis 32 Tonnen ausgestattet werden.

Für Konstruktionen vom Kansk-Typ wurden zwei Möglichkeiten zur Lösung der Enden entwickelt:

Mit um 500 mm nach innen versetzten Rahmen am Ende und nicht tragendem Fachwerk;

Anstelle von Rahmen wird am Ende ein endtragender Fachwerkrahmen inklusive Pfosten, horizontalen Balken und vertikalen Streben eingebaut.

Die Variante mit nicht tragendem Fachwerk kommt dann zum Einsatz, wenn das Gebäude in der Zukunft voraussichtlich erweitert werden soll, wobei die Endrahmen als paarige Dehnungsfugenrahmen dienen. Die zweite Option empfiehlt sich, wenn kein weiterer Bau vorgesehen ist.

Die Rahmenquerträger bestehen aus dünnwandigen geschweißten Trägern und die Gestelle aus gewalzten I-Trägern mit breitem Flansch. Die Verbindung von Querträgern und Gestellen von Einfeldrahmen ist starr. Die Querträger von Mehrfeldrahmen sind gelenkig mit den Säulen der äußeren Reihen und starr mit den Säulen der mittleren Reihen verbunden.

Die Stützen der tragenden Fachwerkkonstruktion werden aus kaltgeformten dünnwandigen Kastenprofilen oder aus zusammengesetzten C-Profilen hergestellt.

Bei Gebäuden mit Laufkranen werden die Kranschienen am Ende des Gebäudes an den Holzrahmenpfosten oder an tragenden Stahlträgern befestigt.

In Gebäuden mit Deckenkranen wird ein eingebauter Kranbock installiert, der aus starr an den Fundamenten befestigten Gestellen und darauf aufgelegten Standard-Kranträgern besteht.

In Längsrichtung wird die Steifigkeit des Gebäudes durch vertikale Streben gewährleistet, die entlang jeder Säulenreihe und Zahnstangen des Kranbocks in der Mitte des maximal 72 m langen Temperaturblocks angebracht sind.

Alle Montageeinheiten der Kansk-Rahmen gemäß der Serie sind verschraubt, wodurch das Schweißen auf der Baustelle entfällt.

Die Anordnungsdiagramme der Rahmenelemente und Einheiten von Stahlkonstruktionen vom Typ „Kansk“ sind in den Abbildungen 3.2.5 – 3.2.7 dargestellt.

Reis. 3.2.5. Rahmenkonstruktionen vom Typ Kansk

Reis. 3.2.6. Struktureinheiten von Rahmenkonstruktionen vom Typ Kansk

Die Knoten sind in Abbildung 3.2.5 markiert.

Reis. 3.2.7. Strukturbauteile und Befestigung von Kranbahnen für Rahmenkonstruktionen vom Typ Kansk

Rahmen aus I-Trägern mit variablem Querschnitt(Codes 828 KM, 828 KM-1, 941 KM, 961 KM) werden in einstöckigen, eingeschossigen Industriegebäuden mit Spannweiten von 18 und 24 m und einer Rahmenträgeroberkante von 6.940 und 8.140 m ohne Oberlichter eingesetzt. Der Rahmenabstand beträgt 6 m. Gebäude können mit Laufkränen mit einer Tragfähigkeit von bis zu 3,2 Tonnen ausgestattet werden.

Der Rahmen eines Gebäudes mit Rahmenkonstruktionen besteht aus Querrahmen, Pfetten, Vertikalstreben und Streben entlang der Rahmenständer, Pfosten und Balken der Abschlussfachwerke.

Elemente mit variablem I-Profil im Querträger und in den Gestellen werden aus gewalzten I-Trägern mit parallelen Flanschkanten hergestellt, indem sie in Längsrichtung entlang einer geneigten Linie in T-Träger mit variabler Höhe aufgelöst werden.

Die Verbindung zwischen den Pfeilern und dem Fundament erfolgt gelenkig. Die Schnittstellen zwischen den Elementen im Gesims- und Firstaufbau werden als starr angenommen und auf 25 mm dicken Flanschen mit hochfesten Schrauben hergestellt.

Die Steifigkeit des Rahmens in Querrichtung wird durch die Arbeit der Rahmen gewährleistet, in Längsrichtung durch vertikale Querstreben und Abstandshalter entlang jeder Rahmenpfostenreihe, die die Stabilität der Pfosten gegenüber der Rahmenebene gewährleisten.

Die Neigung des Obergurts des Querriegels wird bei Verwendung einer Standard-Rolldacheindeckung mit 0,025 und bei Verwendung von Dachplatten mit Metallbeplankung mit 0,100 angenommen.

Der tragende Endrahmen ist aus Breitflansch-I-Trägern konstruiert.

Rahmendiagramme und Schnittstelleneinheiten von Rahmenstrukturelementen sind in Abbildung 3.2.8 dargestellt.

Rahmen aus I-Trägern mit variablem Querschnitt werden häufig bei der Gestaltung von Industrie- und öffentlichen Gebäuden verwendet. Als Beispiel können auch Rahmenkonstruktionen genannt werden. „ASTRON“.

Sie verwenden geschweißte I-Träger mit variablem und konstantem Querschnitt. Es wurden einfeldrige Gebäude mit überlappenden Spannweiten bis zu 72 m entwickelt. Mit zusätzlichen internen Stützen können überlappte Spannweiten bis zu 150 m erreicht werden. Der Rahmenabstand beträgt 5 bis 12 m. Die Höhe entlang der Dachrinne kann bei Bedarf 20 m erreichen Es können auch Rahmen anderer geometrischer Größen entwickelt werden.

Gebäude können mit Deckenkranen mit einer Tragfähigkeit von bis zu 20 Tonnen ausgestattet werden.

Rahmen werden normalerweise mit Scharnieren am Fundament befestigt. Bei Bedarf kann die Verbindung jedoch starr sein. Der Endrahmen besteht aus tragenden Rahmen aus geschweißten oder warmgewalzten Pfosten und Querträgern. Die Abdeckpfetten bestehen aus kaltgeformtem, verzinktem Z-Profil.

Ein Beispiel für ein Gebäude aus ASTRON-Rahmenkonstruktionen ist in Abbildung 3.2.9 dargestellt.

Reis. 3.2.8. I-Träger-Stahlrahmenkonstruktionen

variabler Abschnitt

Flaches Rahmensystem Kastenrahmen vom Typ „Orsk“.(Code 135, Serie 2.420-4 Ausgabe 3) besteht aus einfeldrigen Querrahmen im Abstand von 6 m, Pfetten, vertikalen Streben, Pfosten und Trägern der Endrahmen. Es wird nicht empfohlen, Strukturen vom Typ Orsk in Gebäuden mit mehreren Spannweiten zu verwenden.

Die Rahmenkonstruktionen sind für beheizte Gebäude mit Spannweiten von 18 und 24 m konzipiert und haben eine Höhe von 6980 mm bzw. 8180 mm bis zur Oberkante der Rahmenträger auf dem Träger. Sie werden in Gebäuden ohne Laternen und in Gebäuden mit Oberlichtern, ohne Kräne und mit Laufkränen mit einer Tragfähigkeit von 5 Tonnen eingesetzt. Die Neigung des Rahmenriegels beträgt 1,5 %.

Die Verbindung zwischen den Rahmenpfosten und den Fundamenten erfolgt gelenkig. Die Schnittstellen der Elemente in den First- und Gesimsanordnungen werden als starr angenommen und auf 16 mm dicken Flanschen mit hochfesten Schrauben hergestellt.

Diagramme und Komponenten von Rahmenkonstruktionen vom Typ „Orsk“ sind in den Abbildungen 3.2.10 und 3.2.11 dargestellt.

UNITEK-Stahlrahmen Einstöckige Industriegebäude mit Konstruktionen aus gebogenen geschweißten Rohren sind für den Einsatz in beheizten und unbeheizten Gebäuden ohne Kräne, mit Laufkranen mit einer Tragfähigkeit von 1 bis 5 Tonnen und mit Laufkranen mit einer Tragfähigkeit von 5, 10 Tonnen konzipiert und 16 Tonnen mit den Betriebsarten 1K-5K in nicht aggressiver oder leicht aggressiver Umgebung mit einer relativen Raumluftfeuchtigkeit von nicht mehr als 70 %.

Die Krane sind symmetrisch zur Mittelachse der Rahmenspannweite aufgehängt. An den Enden eines Gebäudes mit Laufkränen ruhen die Kranbahnen auf Balken oder direkt auf den Pfosten der tragenden Fachwerkkonstruktion.

Als Umfassungskonstruktionen werden in der Regel Paneele mit einer Ummantelung aus Profilblechen oder Schichtaufbauten für beheizte Gebäude und Profilbleche für unbeheizte Gebäude verwendet.

Die Haupttragkonstruktionen der UNITEK-Rahmen sind ein- und mehrfeldrige Rahmen aus gebogenen, geschweißten Rohren. Die Neigung der Haupttragkonstruktionen beträgt 6 m. Bei Bedarf kann bei großen Vertikallasten (Schneesack etc.) die Neigung der Rahmen reduziert werden.

Die Verbindung zwischen den äußeren Rahmenständern und dem Fundament erfolgt gelenkig, während die mittleren Rahmenständer und Fachwerkständer starr sind.

Die Verbindung zwischen der Rahmentraverse und den Außenpfosten ist starr, mit den Mittelpfosten ist sie gelenkig verbunden.

Markierung der Unterseite der Tragkonstruktion der Querstange an der Verbindungsstelle mit der Außenrahmensäule ( N) ist von 4,8 bis 14,4 m vorgesehen.

Die Anbindung der Außenpfosten an die Längsachsen wird bei Spannweiten von 12 – 18 m mit „0“ oder „250“ angenommen, je nach Möglichkeit der Platzierung eines Hängekrans. Bei kranlosen Gebäuden mit einer Spannweite von 21-30 m wird ein Nullbezug akzeptiert.

Die Länge des Temperaturblocks beträgt maximal 96 m.

Am Ende des Gebäudes wird ein tragendes Endgerüst, bestehend aus Pfosten und Balken, montiert. Die Steifigkeit des Fachwerksystems wird durch den Einbau eines Systems aus flexiblen Verbindungen und Streben gewährleistet. Im Falle einer geplanten Erweiterung

Am Ende des Gebäudes wird das Haupttragwerk mit selbsttragenden Fachwerkständern montiert.

Die Stabilität und geometrische Unveränderlichkeit des Gebäudes wird gewährleistet durch:

in Querrichtung - durch die Strukturen der Tragrahmen;

in Längsrichtung - durch ein System aus vertikalen Verbindungen und Streben.

Die Steifigkeit der Beschichtung wird durch ein System horizontaler Verbindungen und Streben entlang der Rahmentraverse gewährleistet.

Die Belagbahnen werden nach einem geteilten Muster hergestellt. Die Neigung der Eindeckungsbahnen beträgt je nach Belastung der Eindeckung und Tragfähigkeit der Dacheindeckungskonstruktionen 1,5 bzw. 3,0 m. Bei einem Pfettenabstand von 1,5 m wird das Riegelgitter mit zusätzlichen Pfosten hergestellt. Die Profile der Abdeckpfetten werden aus gerollten und gebogenen Schienen hergestellt.

Die Wandpfetten werden nach einem Spaltmuster gefertigt. Die Neigung der Wandpfetten beträgt 1,2 bis 3,0 m in Vielfachen von 0,6 m entsprechend der Lage von Fenstern, Toren und anderen Öffnungen sowie in Abhängigkeit von den vertikalen und horizontalen Belastungen und der Tragfähigkeit der Wandumfassung Strukturen. Die Abschnitte der Wandpfetten bestehen aus gerollten und gebogenen U-Bahnen sowie aus gebogenen geschweißten Rohren.

Horizontale und vertikale Verbindungen entlang des Rahmens und Fachwerks sind flexible Querstreben aus Rundstahl Ø 20 und Ø 24 mm.

Die Abstandshalter zwischen den Rahmen bestehen aus gebogenen, geschweißten Rohren.

Alle Werksanschlüsse sind verschweißt. Montageverbindungen an Buchsen sowie an normalen und hochfesten Bolzen.

Maßdiagramme von Gebäuden mit Hängekranen sind in Abbildung 3.2.12 dargestellt, strukturelle Schnittstellen für Rahmen sind in den Abbildungen 3.2.13 und 3.2.14 dargestellt.

Gebäude, die mit Laufkranen mit einer Tragfähigkeit von 5, 10 und 16 Tonnen ausgestattet sind, können ein- oder zweifeldrig sein und Spannweiten von 12 und 18 m haben, mit einer Markierung an der Unterseite der Querstange N von 6,0 bis 14,4 m.

Stahlbögen kann auch einen Voll- oder Durchgangsquerschnitt haben.

Massivbögen haben in der Regel einen konstanten Querschnitt und werden für Spannweiten bis 60 m eingesetzt (Abb. 3.2.15). Die Querschnittshöhe solcher Bögen ( H) wird normalerweise mit 1/50 - 1/80 der Spanne ( L). Bei Spannweiten über 60 m werden in der Regel durchgehende (Gitter-)Bögen verwendet. Die Höhe des Abschnitts beträgt in diesem Fall 1/30-1/60 der Spannweite. Geometrische Diagramme und Arten von Abschnitten von Durchgangsrahmen sind in Abb. dargestellt. 3.2.16.

Am weitesten verbreitet sind Metallbögen, die nach einem Zweigelenk-Design funktionieren. Die Gestaltung des Traggelenks wird durch die Spannweite des Bogens und die Größe der einwirkenden Last bestimmt. Abbildung 3.2.17a zeigt die einfachste Konstruktion (mit einem Ziegelscharnier), typisch für einen Lichtbogen mit massivem Querschnitt.

Reis. 3.2.10. Stahlrahmenkonstruktionen mit Kastenprofilen vom Typ „Orsk“

Reis. 3.2.11. Diagramme der Enden, Lage der Pfetten und vertikalen Verbindungen in Gebäuden mit Stahlrahmenkonstruktionen mit Kastenprofil vom Typ „Orsk“.

Reis. 3.2.12. Maßdiagramme von Gebäuden mit

Rahmen UNITEK

Die komplexeste Lösung mit einem Ausgleichsscharnier bieten die Stützeinheiten schwerer, weitgespannter Bögen (Abb. 3.2.17 b). Weil In der Nähe der Stütze gehen die Abschnitte von Durchgangsbögen in massive Bögen über; die Stützknoten solcher Bögen werden auf ähnliche Weise hergestellt.

Reis. 3.2.13. Gesims- und Stützelemente des UNITEK-Rahmens

(Knoten sind in Abb. 3.2.12 markiert)

Reis. 3.2.14. Befestigungspunkte für abgehängte Schienenträger

und Fachwerkpfosten an der Rahmentraverse

Reis. 3.2.15. Strukturdiagramm und Arten von Abschnitten von Massivbögen

Der Rahmen ist der wichtigste und wichtigste Teil des Fahrrads.

Die Frage, welches Rahmenmaterial besser ist, ist seit vielen Jahren offen, da die Herangehensweise an die Materialauswahl eine rein individuelle ist.

Die Hauptmaterialien sind heute Chrom-Molybdän-Stahl und Aluminiumlegierungen.

1. Stahl ist das erste Material, aus dem Fahrradrahmen hergestellt wurden. In letzter Zeit gibt es einen Trend zur Wiederbelebung von Stahlrahmen. Dies ist auf das Aufkommen neuer Technologien zurückzuführen, die es ermöglichen, ein Material herzustellen, das den hohen Anforderungen des modernen Radsports gerecht wird.

Stahl ist im Allgemeinen aufgrund seiner Zuverlässigkeit, einfachen Verarbeitung und Reparatur sowie seiner relativen Kostengünstigkeit attraktiv. Stahl dämpft Vibrationen gut. Dieses Material hat eine relativ lange Lebensdauer und kann keine „Ermüdung“ ansammeln. Wenn der Rahmen zu altern beginnt, warnt er davor – Risse und Rost treten auf.

Es sind mehrere Stahlsorten bekannt:

• - Hi-Ten (Hi Tensile) – „Baustahl mit verbesserter Qualität“, das ist das günstigste Material. Rahmen aus diesem Stahl sind recht schwer und haben kein gutes „Aufrollen“.
• - Cro-Mo (Cromomolybdän) – Chrom-Molybdän-Legierungen. Rahmen aus diesem Material sind leichter als solche aus Hi-Ten, steifer, aber auch teurer.

Zu den Vorteilen eines Chrom-Molybdän-Rahmens gehört auch, dass er sich in Kurven verbiegen und dadurch die Kontrolle erleichtern, kleine Vibrationen deutlich dämpfen und Stöße sogar etwas abmildern kann. Darüber hinaus sind sie leicht korrosionsanfällig. Solche Rahmen werden in hochwertigen Cross-Country-Bikes fast nie verwendet, sind aber bei Touristen, Marathonläufern und Wintersportbegeisterten beliebt.

Rahmen höherer Klassen werden mit variabler Rohrdicke (Stoßen) hergestellt. Dreifach konifizierte Rahmen sind stabil und leicht zugleich.

2. Alu (Aluminium) – Aluminiumlegierungen. Dieses Material ermöglicht einen noch steiferen und in vielen Fällen leichteren Rahmen als Cro-Mo. Es gibt eine Reihe von Aluminiumlegierungen und Verfahren zu deren Verarbeitung (7000, 7005, 7005T6, 7009T6, 7010T6, 6061, 6061T6, 6065 usw.). Legierungen der 6000er-Serie werden mit Magnesium und der 7000er-Serie mit Zink versetzt. Am häufigsten (aufgrund des Preises) ist 7005. Je niedriger die Aluminiumlegierungszahl, desto teurer ist es und desto besser ist seine Qualität. Fortgeschrittenere Unternehmen verwenden die Legierung 6061.

Ein Aluminiumrahmen korrodiert in einer aggressiven Umgebung deutlich weniger als ein Chrom-Molybdän-Rahmen und sogar mehr als ein Stahlrahmen.

Auf Aluminiumrahmen ist das Beschleunigen einfacher, es ist besser, Hügel zu erklimmen, sie geben einem ein gutes Gefühl für die Straße, allerdings rollen Aluminiumrahmen im Vergleich zu Chrom-Molybdän-Rahmen weniger. Der Rahmen hört auf zu rollen, sobald Sie aufhören zu treten. Das Drehen ist schwieriger als bei einem Chrom-Molybdän-Rahmen, aber das Drehen selbst ist schneller.

Aluminiumrahmen haben keine Fähigkeit, Vibrationen zu dämpfen. Die Lebensdauer dieser Rahmen ist normalerweise kürzer (ca. 10 Jahre). Aluminiumrahmen ermüden zunehmend und können (nach 10–15 Jahren) plötzlich zusammenbrechen. Allerdings bieten viele Hersteller mittlerweile lebenslange Garantien auf Rahmen aus Aluminiumlegierung. Dies deutet darauf hin, dass verbesserte Technologien es ermöglichen, die Lebensdauer des Materials zu erhöhen.

Aluminiumrahmen können auch konifiziert werden.

Eine der seltenen Arten von Aluminiumlegierungen ist Scandium. Scandium ähnelt in Gewicht und Flexibilität Titan, weist jedoch eine sehr hohe Oberflächenfestigkeit auf. Scandium-Rahmen müssen sehr sorgfältig hergestellt werden, da der Rahmen nach dem Schweißen nicht gerade ausgerichtet (kalt) werden kann.

Die neueste Errungenschaft im Aluminiumrahmenbau sind hydrogeformte Rohre. Durch diese Technologie können wir Nähte in der Rahmenstruktur vermeiden, was die Zuverlässigkeit der Rahmen deutlich erhöht.

Zu den hochwertigen ausländischen Herstellern von Aluminiumfahrrädern auf dem russischen Markt gehören: USA – GT, TREK, MARIN, SCOTT; Deutschland – WHEELER, Taiwan – GIANT.

Generell ist heute ein Aluminiumrahmen die beste Option, wenn es um das Verhältnis von Qualität, Leistungseigenschaften und Preis geht.

3. Magnesium ist vielleicht das seltenste Material für Fahrradrahmen.

• Geringes Gewicht
• Gute Rolle
• Ausgezeichnete Steifigkeit.

• Hoher Preis
• Sehr geringe Ressource (bis zu 2-3 Jahre).
• Starker Korrosion ausgesetzt.

4. Kohlenstoff (Kohlenstofffaser). Dabei handelt es sich um ultraleichte Rahmen, die jedoch äußerst instabil gegenüber Stoßbelastungen sind. Es handelt sich um Rahmen für den professionellen Einsatz.

5. Ti (Titan) – Titan. Dieses Material kam, wie Carbon, aus der Luft- und Raumfahrtindustrie in die Fahrradindustrie. Titan vereint die Vorteile von Aluminium und Stahl – Härte und Leichtigkeit. Korrosionsbeständig. Hervorragende Vibrationsdämpfung und lange Lebensdauer.

Titanlegierungen sind schwer zu bearbeiten und erfordern komplexe Schweißtechniken. Dies erklärt einen so hohen Preis für Titanlegierungen.

Rahmen aus diesem Material sind für Profis.

WHEELER ist ein bekanntes Unternehmen auf dem russischen Markt, das Fahrräder aus Titanlegierungen anbietet.

Fazit: Die Wahl eines Fahrradrahmens ist individuell und hängt von den Vorlieben des Radfahrers und dem Fahrstil ab. Für Radanfänger empfehlen wir, etwas aus Aluminium oder Chrom-Molybdän-Legierungen zu wählen. Alle anderen Materialien (Carbon, Titan, Magnesium) sind nichts für Anfänger.

Zu den Nachteilen zählt traditionell die Stahlkorrosion. Bei einem Kinderfahrrad trifft dies jedoch nicht zu. Denn Kinder werden immer größer und schneller, als sich die ersten Rostflecken zeigen, wird ein altersgerechtes Modell benötigt. Schaut man sich das Angebot des XXX-Stores an, erkennt man, dass die meisten Kindermodelle über einen Stahlrahmen verfügen.

Aluminiumrahmen: Vor- und Nachteile

Der erste und wichtigste Vorteil, den jeder Verkäufer nennen wird: Aluminium ist viel leichter als Stahl. Wenn ein Fahrrad angehoben und über eine Distanz getragen werden muss, kommt es auf das Gewicht an. Nun, jedes Schulkind weiß, dass Aluminiumlegierungen weniger korrosionsanfällig sind als Stahllegierungen. Es ist einfach, ein so tolles Auto zu fahren, es ist gehorsam und dynamisch.

Trotz aller Attraktivität spürt ein Kind die Nuancen eines Fahrrads mit Aluminiumrahmen schon beim ersten Versuch, damit zu fahren. Die geringste Unebenheit der Straße wird vom ganzen Körper gespürt, insbesondere bei einem geringen Gewicht des Babys. Einige Hersteller versehen die Vordergabel mit einem Stoßdämpfer, der das Vibrationsproblem löst. Schlechtes Rollen ist der zweite Nachteil, relevant für Kinder, die diesen Transport bereits gut beherrschen. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie mit der Trägheit über einen längeren Zeitraum beschleunigen und fahren können, ohne die Pedale zu betätigen.

Aluminiumlegierungen sind zwar stabil, neigen aber zur „Ermüdung“. Wenn am Rahmen etwas kaputt geht, lässt sich das nicht so einfach reparieren. Sie müssen nach Argonschweißen suchen, und es wird nicht billig sein. Um die Zuverlässigkeit zu erhöhen, wird das Stoßen eingesetzt – eine Technologie, bei der das Rohr an einigen Stellen verdickte Wände aufweist. Optisch ist ein Aluminiumrahmen immer dicker.

Neben Aluminium selbst enthalten die Legierungen Zink, Silizium, Cadmium und Kupfer. Sie sind mit vierstelligen Zahlen gekennzeichnet, die die Zusammensetzung der Legierung verschlüsseln (Beispiel: 7005 enthält Zink). Fortgeschrittene Fahrer empfehlen einen Rahmen aus Titan oder Kohlefaser, Kindermodelle mit solchen Rahmen werden jedoch nicht hergestellt.

Was sollten Sie also wählen? Es gibt keine klare Antwort. Eine Liste Ihrer Prioritäten und eine kurze Probefahrt helfen Ihnen bei der Entscheidung.

• „Betteisen“-Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt
• legierter Stahl
• Aluminiumlegierungen
• Titan
• Verbundlegierungen
• exotische Materialien

Schauen wir uns jedes Material genauer an und sprechen über seine Vor- und Nachteile.

Das günstigste Material ist das sogenannte „Betteisen“, tatsächlich handelt es sich dabei nicht einmal um reines Eisen, sondern um minderwertigen Stahl. Dies ist das Hauptmaterial für Freizeitfahrräder und wird auch hauptsächlich zur Herstellung von Fälschungen der wichtigsten Mountainbike-Marken verwendet. Eine Besonderheit von Fahrrädern aus diesem Material ist das hohe Gewicht des Rahmens; die beliebtesten Hersteller kommen aus Indien und China. Obwohl wir hier über Eisen gesprochen haben, ist dies das erste Material, aus dem Fahrräder hergestellt wurden. Auf diese Weise begann man bereits im 19. Jahrhundert mit der Herstellung nahtloser Eisenrahmen. Und Rohre mit je nach Technologie variablem Querschnitt, je höher die Belastung, desto dicker die Wände, wurden erstmals 1935 hergestellt, und in unserer Zeit wird diese Technologie „Stoßen“ genannt. Viele gute Hersteller stellen Rahmen aus legiertem Stahl her; dieses Material ist besser, teurer und nicht so schwer.

Schauen wir uns die Hauptvorteile von Stahlrahmen an

• Umfangreiche Erfahrungen im Umgang mit Stahl haben die Technologie zur Verarbeitung erheblich verbessert. Daraus können Sie jede beliebige Form von Rohren für den Rahmen herstellen und hochwertige Schweiß- oder Lötarbeiten erzielen. Und deshalb geben viele Hersteller auf Stahlrahmen eine lebenslange Garantie, während Aluminiumrahmen oft eine 5-Jahres-Garantie haben.
• Legierter Stahl weist eine sehr hohe Dauerfestigkeit auf. Und sie halten Millionen Belastungszyklen stand. Und bei einem Stahlrahmen ist der Verschleiß leichter zu erkennen: Er platzt nicht wie ein Aluminiumrahmen, sondern deutet durch Risse nach und nach darauf hin, dass er ersetzt wird.
• Der hohe Elastizitätsmodul ermöglicht es, Rahmen zu konstruieren, die bei gleicher Steifigkeit dünner als Aluminiumrahmen sind.
• Eine hohe Vibrationsdämpfung ermöglichte es, ein Fahrrad ohne Stoßdämpfung zu bauen, und Konstruktionsfehler fallen nicht besonders auf, während es bei Aluminiumrahmen so etwas wie „Ziege“ gibt, wenn eine falsche Geometrie selbst bei den geringsten zu großen Sprüngen führt Hindernisse (kleine Kieselsteine ​​usw.). d.)

Nun, Stahl ist eine gute Option für lange, anstrengende Touren, aber Fahrräder mit Stahlrahmen liegen meist im unteren Preissegment und die Wahl eines guten Eisenpferdes ist sehr schwierig. Alle Aufmerksamkeit gilt Aluminium und warum weiterlesen.

Dies ist das am häufigsten verwendete Material für die Rahmenherstellung. Einer der Faktoren dafür sind die niedrigen Produktionskosten, da es Aluminiumrahmen gibt, die das Werk für 25 US-Dollar pro Stück verlassen. Trotz der Tatsache, dass die Eigenschaften von Aluminium viel schlechter sind als die von Stahl, erfreut es sich immer noch größerer Beliebtheit. Und das liegt an seinem Gewicht. Stahl hat also ein spezifisches Gewicht von 7,85 Gramm pro Kubikzentimeter, während Aluminium nur 2,7 Gramm hat. Wenn Sie sich an die Lehren der Physik erinnern, gilt: Je größer der Durchmesser des Rohrs, desto höher ist seine Steifigkeit. Genauer gesagt besteht eine kubische Abhängigkeit: Eine Vergrößerung des Durchmessers um das Zweifache führt zu einer Erhöhung der Steifigkeit um das Achtfache . Bei der Wandstärke ist alles einfacher; hier besteht die lineare Beziehung darin, dass eine doppelte Erhöhung der Dicke zu einer doppelten Erhöhung der Steifigkeit führt. Da sich die Wandstärke aber nicht unbegrenzt reduzieren lässt, übertrifft Aluminium Eisen. Die minimale Wandstärke eines Stahlrahmens beträgt 0,4 mm, bei Aluminium 0,8 mm, während Stahl deutlich schwerer ist.

Die Formen von Aluminiumrahmen sind sehr unterschiedlich und dank der Hydroforming-Technologie ist es möglich, verschiedene Verdickungen in Rohren eines einzigen Designs vorzunehmen, ohne auf Schweißen zurückgreifen zu müssen. Dies erhöht die Zuverlässigkeit (keine Schweißnähte) und vereinfacht die Produktionstechnik.

Zu den Vorteilen von Aluminiumrahmen gehören: niedrige Kosten, hohe Steifigkeit, geringerer Preis und geringeres Gewicht. Nachteile: kurze Lebensdauer, Bruch ohne sichtbare Vorwarnung, Erschütterungen sind spürbar.

Titan vereint die besten Vorteile von Stahl und Aluminium. Etwa 40 % weniger Gewicht als Stahl. Korrosionsbeständigkeit. Aber es gibt eine Sache: Die Steifigkeit von Titan ist geringer als die von Stahl und dies wird durch den größeren Durchmesser der Rohre ausgeglichen, aber selbst diese Option macht diese Rahmen leichter als Stahlrahmen. Bei Titanrahmen gibt es zwei beliebteste Legierungen mit Aluminium und Vanadium: 3Al/2,5V und 6Al/4V. Der erste ist weniger langlebig und schwerer, aber der Preis ist viel niedriger. Titanrahmen dämpfen wie Stahlrahmen Vibrationen gut. Diese Rahmen sind zwar nicht ganz für Einsteiger geeignet, erstens ist der hohe Preis auf den komplexen Produktionsprozess (es ist sehr schwierig, einen Rahmen mit den angegebenen Eigenschaften herzustellen) und die hohen Materialkosten zurückzuführen, und zweitens sind sie es auch Sie können den Unterschied nicht spüren, ohne Rahmen aus anderen Materialien auszuprobieren. Aus diesem Grund rate ich Anfängern, auf Aluminium zu setzen.

In letzter Zeit erfreuen sich Carbonrahmen zunehmender Beliebtheit. Im Handel finden Sie sogar Verbundmodelle aus Aluminium und Kohlefaser. Dies ist das leichteste Material für Rahmen mit einem spezifischen Gewicht von nur 1,76 Gramm pro Kubikzentimeter. Hohe Festigkeit (7-mal mehr als Stahl) und hohe Steifigkeit (3-mal mehr als Stahl) sowie gute Vibrationsdämpfung machen Carbonrahmen zur besten Wahl für die Fahrradproduktion. Die Produktionstechnologie basiert auf einem verstärkten Verbundwerkstoff: einer mit Carbongewebe verstärkten Carbonmatrix. Die Produktion erfordert viel Energie und Zeit. Die gesamte Struktur wird abschließend in einem Vakuumofen bei hohen Temperaturen (1200 °C – 2500 °C) karbonisiert. Das einzig Negative ist, dass Carbon Belastungen in allen Richtungen außer der Richtung der Fasern nicht gut standhält, sodass seitliche Stöße nicht erwünscht sind, aber wenn man seltener stürzt, ist alles in Ordnung und die Haltbarkeit ist geringer als die von Aluminium oder Stahl. Aber sie arbeiten an diesem Problem und vielleicht wird Kohlenstoff bald Stahl übertreffen.

Auf die Frage, für welchen Rahmen man sich entscheiden soll, können wir keine eindeutige Antwort geben. Angesichts des hohen Preises von Carbon- und Titanrahmen für Einsteiger raten wir zunächst zu einem Aluminiumrahmen. Und nachdem Sie bereits Erfahrungen gesammelt haben und erkannt haben, dass Sie je nach Ihren Anforderungen teurere Lösungen beim Fahrrad wählen müssen.

Fahrräder mit Aluminiumrahmen gehören heute zu den gängigsten auf dem Markt. Dies liegt an der Leichtigkeit des Materials bei gleichzeitig geringen Kosten. Wenn Stahl ein spezifisches Gewicht von 7,8 Gramm pro Kubikzentimeter hat, beträgt dieser Wert für Aluminium etwa 2,7 Gramm. Auch in Bezug auf dickere Wände übertrifft dieses Material Eisen, da der Mindestparameter 0,8 mm beträgt und das Produkt weniger wiegt als ein Stahlrahmen mit einer Dicke von 0,4 mm. Durch den Verzicht auf Schweißnähte wird die Zuverlässigkeit zusätzlich erhöht. Darüber hinaus können sie in verschiedenen Konfigurationen ausgeführt werden. Betrachten wir ihre Eigenschaften, Vor- und Nachteile.

Beschreibung

Aufgrund ihres geringen Gewichts nehmen Fahrräder mit Aluminiumrahmen schneller Fahrt auf und lassen sich leichter besteigen. Dies ist auch der Grund, warum das Fahrrad schneller stoppt, nachdem der Fahrer mit dem Treten aufgehört hat. Aluminium wird nicht in reiner Form verwendet; unter diesem Material versteht man eine Legierung davon mit Zink, Mangan, Nickel, Kupfer oder Magnesium.

Mit solchen Fahrrädern ist es schwieriger, scharfe Kurven zu fahren, da sie steifer sind als ihre Pendants aus Stahl und sich nicht so gut durchbiegen lassen. Aufgrund der Steifigkeit des Rahmens wird die Energie der Anstrengung des Radfahrers mit weniger Verlusten auf die Räder übertragen. Für Profis spielen solche Feinheiten eine Rolle, für Amateure ist das kein kritischer Indikator. Es macht sich ein härteres und weniger komfortables Fahrverhalten bemerkbar. Fahrräder mit Aluminiumrahmen absorbieren praktisch keine Vibrationen, die bei unebenem Untergrund und Unebenheiten auf Sattel und Lenker übertragen werden. Ein solches Fahrrad erfordert eine gute Stoßdämpfung und einen bequemen Sattel. Dadurch können einige Stöße ausgeglichen werden, was sich positiv auf die Bewegung auswirkt.

Profis

Beginnen wir mit den Vorteilen des jeweiligen Produkts. Diese beinhalten:

• Geringes Gewicht ermöglicht verbesserte Geschwindigkeitseigenschaften und Beschleunigung.
• Maximale Beständigkeit gegen korrosive Prozesse.
• Hohe Fahreigenschaften auch bei Bergauffahrten.

Minuspunkte

Fahrräder mit Aluminiumrahmen haben eine Reihe von Nachteilen, nämlich:

• Hohe Steifigkeit, die sich besonders bei Modellen ohne Federgabel bemerkbar macht.
• Schneller Schwungverlust. Aufgrund seines geringen Gewichts stoppt das Fahrrad schneller als sein Gegenstück mit Stahlrahmen, sobald der Fahrer mit dem Treten aufhört.
• Geringe Lebensdauer bei aktiver Nutzung. Bereits nach wenigen Jahren kann es zu Rissen kommen. Die Hersteller gewähren eine Garantie von 5 bis 10 Jahren. Nach diesem Zeitraum wird jedoch empfohlen, das Teil zu schmieren, um mögliche Verformungen festzustellen.
• Bei einem Sturz ist es wahrscheinlicher, dass ein Aluminiumrahmen Dellen verursacht.
• Schlechte Wartbarkeit. Das Schweißen eines solchen Teils ist sehr problematisch, es ist besser, ein neues zu kaufen.
• Ziemlich hoher Preis.

Falträder mit Aluminiumrahmen

Nachfolgend listen wir einige beliebte Marken dieser Art auf und geben ihre kurzen Merkmale an:

1. Das teure Citybike Strida SX hat ein originales Äußeres. Er lässt sich auf die Größe eines kompakten Wagens zusammenfalten, der aus eigener Kraft transportiert werden kann. Auch das Lenkrad lässt sich umbauen. Zu den Vorteilen des Fahrrads gehört die Tatsache, dass die Kabel und Leitungen im Hohlraum des Rahmens versteckt sind, es ist einfach zu montieren, es gibt einen Kofferraum und Scheibenbremsen. Bei guter Manövrierfähigkeit wiegt das Gerät nur 11,6 kg. Zu den Nachteilen zählen geringe Tragfähigkeit, schmale Räder und schlechte Stoßdämpfung.
2. Smart 20. Ein stylisches Citybike, das als eines der besten seiner Preisklasse gilt. Kann von Frauen problemlos verwendet werden. Zu den Vorteilen zählen ein langlebiger Rahmen, ein praktischer Transformationsmechanismus, das Vorhandensein von Reflektoren und anderem Zubehör. Zu den Nachteilen zählen das Fehlen einer Handbremse und die Qualität der Flügelausrichtung.
3. Fahrrad „Stealth“. Der Aluminiumrahmen des Pilot-710-Modells beeinträchtigt die reibungslose Fahrt nicht. Das Fahrzeug nimmt beim Ausrollen gut Fahrt auf, hat ein dezentes Design, passt zusammengeklappt in den Gepäckraum jedes Autos und ist serienmäßig mit Gepäckträger und Kettenschutz ausgestattet. Zu den Nachteilen zählen ein breiter Lenker und eine für große Menschen ungünstige Sitzposition. Der beabsichtigte Zweck der Änderung ist der Stadtverkehr.

Kinderfahrräder mit Aluminiumrahmen

Nachfolgend finden Sie eine kurze Beschreibung einiger Kinder- und Jugendmodelle:

• Mars. Dieses Fahrrad ist für Kinder ab 3 Jahren konzipiert. Das Kit enthält zusätzliche Polyurethanräder. Der Rahmen und die Gabel bestehen aus einer Aluminiumlegierung und es gibt eine Lenkerhöhenverstellung. Der Raddurchmesser beträgt 12 Zoll, das Modellgewicht beträgt 4,5 kg.
• Stürmer Timba‏. Eines der besten für Kinder von 6 bis 9 Jahren. Es hat ein schönes Design, einen erschwinglichen Preis, einen Kettenschutz und abnehmbare Sicherheitsräder. Zu den Nachteilen zählen ein ordentliches Gewicht (knapp 14 kg) sowie die Notwendigkeit, einige bewegliche Teile anzupassen.
• Schulz Max. Diese Kinderfahrräder mit Aluminiumrahmen fallen in die mittlere Preisklasse. Das Fahrrad wiegt 14,3 kg. Es richtet sich an Jugendliche im Alter von 12 bis 16 Jahren und hat eine Tragfähigkeit von bis zu 110 kg. Die Vorteile des Modells sind einfache Montage/Demontage, gute Geschwindigkeit, Ausstattung mit 20-Zoll-Rädern und Qualität. Zu den Nachteilen zählen fehlerhafte Werkseinstellungen und Bremsbeläge von zweifelhafter Qualität.

Besonderheiten

Bei der Wahl eines Fahrrades stellt sich oft die Frage, ob man sich für einen Fahrradrahmen aus Aluminium oder Stahl entscheiden soll. Die endgültige Entscheidung hängt von den finanziellen Möglichkeiten des Käufers, dem Verwendungszweck der Maschine und den subjektiven Anforderungen des Benutzers ab. Es ist zu beachten, dass bei der Herstellung von Aluminiumkonstruktionen dickwandige Rohre mit großem Durchmesser verwendet werden.

Dies liegt daran, dass sich nach den Gesetzen der Physik bei einer Verdoppelung der Rohrgröße die Steifigkeit um das Achtfache erhöht und bei einer Verdoppelung der Wandstärke der Steifigkeitsindikator um den gleichen Betrag zunimmt. Daher ist von den verfügbaren Optionen die Vergrößerung des Durchmessers vorzuziehen.

Typischerweise beträgt die Mindestrohrwandstärke bei einem Aluminiumrahmen 0,8 mm. Hersteller fertigen Rohre oft durch Stoßen oder Verwenden unterschiedlicher Abschnitte, was auch eine Verstärkung des Produkts ermöglicht.

Verwendete Legierungen

Für die Herstellung von Fahrradrahmen werden viele Aluminiumlegierungen verwendet. Die gängigsten Marken sind 7005T6 und 6061T6. Der T-Index gibt an, dass das Material einer Wärmebehandlung unterzogen wurde. Beispielsweise wird ein 6061-Legierungsprodukt auf 530 Grad Celsius erhitzt und dann aktiv durch Flüssigkeit gekühlt. Anschließend wird das Material 8 Stunden lang bei einer Temperatur von 180 Grad künstlich gealtert. Die Ausgabe ist 6061-T6. Die analoge Nummer 7007 wird durch Luft gekühlt, nicht durch Wasser.

Nachfolgend finden Sie vergleichende Eigenschaften von Materialien vor und nach der Wärmebehandlung (in Klammern):

• Legierung 2014 (2014T6) – Zugfestigkeit beträgt 27 (70) Tausend PSL, Streckgrenze – 14 (60), Dehnungsprozentsatz – 18 (13), Brinellhärte – 45 (135).
• Ähnliche Indikatoren für Material 6061 (6061T6) sind 18 (45), 8 (40), 25 (17), 30 (95).

Die erste Legierung besteht aus 4,5 % Kupfer, 0,8 % Kohlenstoff und Mangan, 0,5 % Magnesium. Das zweite Material umfasst 1 % Magnesium, 0,6 % Silizium, 0,3 % Kupfer, 0,2 % Chrom, etwa 0,7 % Eisen.

Abschließend

Das stärkste Fahrrad ist ein 16-Zoll-Fahrrad, dessen Aluminiumrahmen aus der Legierung 70005 oder 7005 besteht. Das Analogon 6061 ist jedoch technologisch fortschrittlicher, was es ermöglicht, daraus Rohre mit komplexem Querschnitt herzustellen erhöht die Festigkeit des Produkts. Darüber hinaus ist solches Aluminium besser schweißbar. Berücksichtigen Sie bei der Auswahl eines Typs Ihre finanziellen Möglichkeiten und den Verwendungszweck des Fahrrads. Bei sachgemäßer Verwendung hält ein Fahrrad mit einem Rahmen aus beliebigem Material, darunter Stahl, Aluminium oder Carbon, recht lange.

Viele Jahre lang war Stahl das am häufigsten verwendete Material für Fahrradrahmen. Seit fast hundert Jahren werden die Produktionstechnologien verbessert und die am besten geeigneten Stahlsorten für einen Fahrradrahmen ausgewählt. Die gebräuchlichsten Stahlsorten für die Herstellung von Rahmen sind solche, die Chrom und Molybdän enthalten – Legierungselemente. Dementsprechend werden sie Chrom-Molybdän genannt. In manchen Fällen werden zur Herstellung von Rahmen auch andere, günstigere Stahlsorten verwendet.

Vorteile von Stahlrahmen

1. Der Stahlrahmen dämpft aufgrund der federnden Eigenschaften des Metalls Stöße und Vibrationen auf schlechter Straße gut.
2. Wartbarkeit. Wenn ein Stahlrahmen kaputt geht, können Sie ihn jederzeit reparieren und sogar einzelne Elemente mithilfe einer Schweißmaschine austauschen.

Nachteile von Stahlrahmen

1. Aufgrund des hohen spezifischen Gewichts von Eisen ist das hohe Gewicht der Hauptnachteil eines Stahlrahmens.
2. Korrosionsanfälligkeit. Bei der Nutzung des Fahrrades wird die schützende Lackschicht des Rahmens beschädigt und an diesen Stellen entsteht Rost. Korrosion kann auch an der Innenseite der Rahmenrohre auftreten und erfordert daher eine regelmäßige Inspektion und Ausbesserung.

Rahmen aus Aluminiumlegierung

Das heute am häufigsten verwendete Material für die Herstellung von Fahrradrahmen. Aluminium wird nicht in reiner Form verwendet. Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher Legierungen, die Silizium, Magnesium, Zink und Kupfer in unterschiedlichen Anteilen enthalten.

Vorteile von Rahmen aus Aluminiumlegierung

1. Das Gewicht ist der Hauptvorteil. Rahmen aus Aluminiumlegierung bestehen aus schwereren Rohren, um die Festigkeit von Stahlrahmen auszugleichen, wiegen aber immer noch viel weniger als Stahlrahmen.
2. Aufgrund der Oxidationsbeständigkeit von Aluminium sind daraus hergestellte Rahmen praktisch keiner Korrosion ausgesetzt. Eine Ausnahme bildet das Radfahren im Winter, wenn die Straßen mit verschiedenen Reagenzien behandelt werden, die mit Aluminium interagieren können.
3. Steifheit. Der Aluminiumrahmen ist sehr steif und erleichtert das Handling des Fahrrads.

Mängel

1. Hoher Preis. Aluminium war schon immer teurer als Stahl und sein Schweißen erfordert einen komplexen technologischen Prozess, was den Preis erhöht.
2. Komplexe Reparaturen. Zum Schweißen von Aluminium ist ein Argon-Schweißgerät erforderlich – ein teures Vergnügen und es ist keine Tatsache, dass die Schweißnaht späteren Belastungen standhält.
3. Die Steifigkeit des Rahmens ist auch sein Nachteil: Alle Schlaglöcher und Fahrbahnunebenheiten werden auf Körperteile des Radfahrers übertragen.

Rahmen aus Magnesiumlegierung

Vorteile

1. Geringes Gewicht, sogar leichter als Aluminium und Titan.
2. Hohe Festigkeit. Bei geringerem Gewicht haben sie eine gute Festigkeit.
3. Sie dämpfen Vibrationen gut, wie Stahlrahmen.

Mängel

1. Preis.
2. Der Hauptnachteil von Magnesium ist seine Fähigkeit, leicht mit anderen chemischen Elementen zu interagieren, was deren Korrosionsbeständigkeit verringert.

Rahmen aus Titanlegierung

Rahmen aus solchen Materialien werden in der Regel nicht in Massenproduktion hergestellt, obwohl sie vor allem im professionellen Radsport recht weit verbreitet sind.

Vorteile

1. Hohe Festigkeit.
2. Bei gleicher Festigkeit wie Stahl ist Titan doppelt so leicht.
3. Nicht anfällig für Korrosion.
4. Sie dämpfen Vibrationen durch Straßenunebenheiten gut.

Mängel

1. Der Preis ist der Hauptnachteil, der die Nachfrage nach Fahrrädern mit solchen Rahmen bremst.

Rahmen aus Verbundwerkstoffen

Im Fahrradbau begann man, Verbundwerkstoffe einzusetzen, um das Gewicht des Fahrrads zu reduzieren, ohne an Festigkeit zu verlieren. Die Entstehung von Carbonrahmen wurde durch die Entwicklung der chemischen Industrie im Bereich der Polymere erleichtert.

Vorteile von Carbonrahmen

1. Geringes Gewicht.
2. Haltbarkeit.
3. Sie dämpfen Vibrationen gut.
4. Nicht anfällig für Korrosion.

Mängel

1. Sie haben aufgrund der Zerbrechlichkeit des Materials Angst vor Stößen.
2. hoher Preis.

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WIG-Schweißen mit Gleichstrom wird bei Stahlkonstruktionen eingesetzt, Wechselstrom beim Schweißen von Aluminiumteilen. Bei dieser Methode ist die Naht sauber und gleichmäßig. Ermöglicht das Zusammenschweißen dünner Teile, ohne dass diese verbrennen ...

B – Stabilitätsarm – ein Parameter, der durch den Winkel der Lenksäule und die Biegung der Gabelstreben bestimmt wird. h – Bodenfreiheit des Fahrrads – der Abstand zwischen der Mitte der Pedalachse und dem Boden. L1 – Länge der Pleuel – Abstand zwischen der Mitte des Schlittens und der Mitte der Pedalachse...

Rad:
- Rand;
- Reifen;
- Stricknadeln;
- Ventil...

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Fragment eines aus zwei Ecken geschweißten Metallrahmens

Beim Bau von Wohngebäuden kommt es sehr oft vor, dass eine Öffnung in der Gebäudewand abgedichtet oder ein Metallrahmen für die Öffnung verwendet werden muss. Der Rahmen wiederum dient als Basis für die Anbringung von Türen, Luken, Lamellen, das Füllen verschiedener Profile wie Rundholz, Vierkant oder einfach das „Zunähen“ der Öffnung mit massivem Blech. Auf die eine oder andere Weise spielt der Metallrahmen für die Öffnung eine wichtige Rolle beim Bau von Gebäuden. Daher ist es sinnvoll, darüber gesondert zu sprechen unter folgenden Gesichtspunkten:

• Gewalztes Metall für den Rahmen.
• Rahmendetails.
• So schweißen Sie einen Metallrahmen.

Gewalztes Metall für den Öffnungsrahmen

Welches Profil zum Einrahmen der Öffnung mit einem Rahmen verwendet werden soll, hängt von der Größe der Öffnung selbst ab. Wenn wir eine kleine Öffnung haben, zum Beispiel 500 x 500 mm, in die ein Lamellengitter eingesetzt wird, reicht eine kleine Tür ∟ 45 x 45 x 5 oder ∟ 50 x 50 x 5. Bei der Montage ist eine einfache Metalltür erforderlich Tor in der Öffnung, die Größe der Ecke kann 63 x 63 x 6 oder 70 x 70 x 7 sein. In einigen Fällen, wenn diese Ecken nicht verfügbar sind, können Sie Kanal Nr. 8 - 10 verwenden.

Hauptteile des Metallrahmens

Wie oben erwähnt, umfassen Rahmenteile ein Metalleck- oder Kanalprofil, das unter Berücksichtigung der Breite und Länge des Rahmens vorbereitet wird. Darüber hinaus ist es sehr wichtig, in einem der Teile Ausschnitte für die Verbindung mit anderen Teilen vorzubereiten. In den Ecken können dies 45°-Ausschnitte oder spezielle Ausschnitte in einem Regal einer der Größen sein. Im Kanal wird an einem der Teile außerdem ein Flansch zur Verbindung mit einem anderen Teil abgeschnitten, sodass die verbundene Einheit wie ein Ganzes aussieht. Es ist zu beachten, dass der Stahl für Schweißrahmen St 3 PS oder St 3 SP sein sollte, jedoch kein Kohlenstoffstahl.

Sie können mehr über das Stanzen in Ecken erfahren, indem Sie meinen vorherigen Artikel darüber lesen. Wie die Verbindung der Kanäle aussehen wird, sehen Sie sich einfach die beigefügte Zeichnung an.

Andockkanäle im 90-Grad-Winkel

Eine Schlüsselrolle spielen Anker, die mit dem Rahmen verschweißt werden, um ihn in der Öffnung zu befestigen. Wenn die Öffnung aus Mauerwerk jeglicher Art besteht, werden Rundstahlanker an den Rahmen geschweißt. In der Regel handelt es sich um Rundstahl Ǿ 10 – 16 A II – III. Handelt es sich bei der Öffnung um eine Holzöffnung, werden selbstschneidende Schrauben entsprechender Länge verwendet, hierfür wird jedoch zunächst ein Loch mit dem erforderlichen Durchmesser in den Rahmen gebohrt. Der Durchmesser der Metallanker hängt von der Größe des Rahmens ab. Wenn der Umfang der Struktur klein ist und von einer kleinen Ecke aus geschweißt wird, reicht es aus, einen Anker aus Walzdraht Ǿ 5-6 mm herzustellen.

So schweißen Sie einen Metallrahmen

Zunächst benötigen Sie eine ebene Fläche für die Montage des Rahmens. Ideal wäre in diesem Fall ein Stahlblech mit einer Dicke von 10 - 12 mm. Sie benötigen ein Stahlwinkel, um die rechten Winkel der Struktur zu kontrollieren, und ein Maßband von mindestens 3 Metern, um die Diagonalen entlang der Innenecken des zusammengebauten Rahmens zu messen.

Rahmenschweißen. Rechts sind die Verbindungsecken mit einer Einkerbung zu erkennen

Wenn der Kanal normalerweise flach ist, hat die Ecke oft eine bestimmte Spiralform. Dies gilt insbesondere für kleine Ecken, die vor dem Zusammenbau des Rahmens begradigt werden müssen. Auch hier ist es bequemer, dies auf einer Metallplatte zu tun, wo Sie nicht nur glätten, sondern das Ergebnis auch auf einer ebenen Fläche der Platte überprüfen können. Jeder weiß, wie man gerade richtet, aber das Einzige, was ich anmerken möchte, ist, dass, wenn das zu richtende Regal auf einer Platte liegt, Schläge mit einem Hammer auf die Kante des Regals ausgeübt werden müssen, die senkrecht dazu steht.

Um rechte Winkel zu kontrollieren, messen Sie, wie bereits erwähnt, die Länge der Diagonalen an den inneren Ecken des Rahmens. Es ist ganz klar, dass sie gleich sein sollten. Elektroden zum Schweißen des Rahmens sollten der Güteklasse ANO - 4 entnommen werden, und für Schweißanker aus verstärktem Stahl werden DSK - 5-Elektroden verwendet. Der Durchmesser der Elektroden hängt von der Dicke der Profilflansche ab. Für eine Ecke 50 x 5 reichen 4 mm und für Schweißkanäle 5 mm. Nach dem Schweißen werden alle Schweißnähte nach dem Entfernen von Zunder mit einer Rundschleifmaschine gereinigt.

Notiz

Alle Schweißarbeiten dürfen nur in trockenen Räumen und mit trockenen Schweißhandschuhen durchgeführt werden!

Ein Fahrradrahmen ist so konzipiert, dass er den Lenker vor dem Besitzer und die Räder darunter hält. Es stehen viele Formen, Metalle, Farben und Rahmendesigns zur Verfügung. Der Rahmen sollte der erste wichtige Faktor bei der Auswahl des gesamten Fahrrads sein, sowohl beim Zusammenbau als auch bei der Auswahl eines fertigen Exemplars im Laden. Schließlich bestimmt der Rahmen den Zweck, dem das Fahrrad dienen soll, die Position des Fahrers sowie die Art und das Gewicht von Bodykits und Befestigungen. Dies hat auch großen Einfluss auf das Endgewicht des Fahrrads. Welchen Unterschied macht es, welches Gewicht das Fahrrad hat?

Fahrrad mit Aluminiumrahmen

Spielt es eine Rolle, wie viel ein Fahrrad wiegt?

Es gibt drei grundlegende Parameter, die das Gewicht eines Fahrrads beeinflussen – seine Stabilität auf der Straßenoberfläche, Kontrollierbarkeit beim Manövrieren und Trägheit. Der letzte Parameter berücksichtigt nicht nur die Trägheit selbst, sondern auch die Energie, die zu deren Kompensation aufgewendet werden muss. So seltsam es auch klingen mag: Wenn das Gewicht des Fahrrads sinkt, verbessern sich alle diese Indikatoren. Die Regel gilt hier nicht – je schwerer, desto stabiler, da man oft den Schwerpunkt wechseln muss und die Trägheit schwieriger auszugleichen ist.

Daher ist das Gewicht des gesamten Fahrrads ein äußerst wichtiger Parameter, dessen Rahmen den größten Teil des Gewichts trägt.

Es kann ein Stahlrahmen, Aluminium oder Chrom-Molybdän sein. Manchmal werden Titanproben gefunden. Das Gewicht hängt nicht nur vom Rahmen, sondern auch von allen Teilen des Bausatzes zusammen sowie vom Verwendungszweck des Fahrrads ab. Straßenversionen wiegen normalerweise 8 bis 9 Kilogramm, Bergversionen variieren – es gibt leichte Optionen mit einem Gewicht von 9 kg, durchschnittliche Geräte für Erwachsene wiegen bis zu 11 kg und Exemplare für den Downhill können ein Durchschnittsgewicht von 20 kg erreichen.

Einzelne Sporträder sind teuer und wiegen eine streng definierte Anzahl an Kilogramm, variieren aber je nach Hersteller und Verwendungszweck zu stark, sodass eine Angabe des Durchschnittsgewichts keinen Sinn macht. Die billigsten Soljanka-Fahrräder von Auchan und anderen großen Verbrauchermärkten kosten wenig, aber ihre Ausstattung ist meist schwer, unzuverlässig und unharmonisch. Es wird unpraktisch, schwierig zu fahren, schnell unbrauchbar und kann in der Regel nicht repariert werden.

Stahlrahmen

Sowohl ein Stahlrahmen als auch ein Rahmen aus verschiedenen stahlhaltigen Legierungen haben ungefähr das gleiche Gewicht. Um den Rahmen möglichst stabil zu machen, wird der Legierung Chrom oder Molybdän zugesetzt. Mit dieser Ergänzung können Sie auch ungewöhnliche Rahmendesigns realisieren – dünner in der Mitte und dicker zu den Rändern hin. Dadurch wird das Gestell leichter und komfortabler und seine interessante Optik fällt vor allem in Kombination mit einer originellen Farbgebung auf. Im Vergleich zu Rahmenrohren aus Aluminium sind diese dünner und flexibler.

Bei Verwendung eines Stahlrahmens ist es nicht erforderlich, eine Carbongabel oder einen Carbonrahmen am Fahrrad zu installieren. Denn je flexibler der Rahmen ist, desto länger wird er seinem Besitzer dienen. Für ein Tourenrad ist dies die beste Option, da sie kostengünstig sind, sich aber gleichzeitig hervorragend für kleinere Reparaturen eignen. Das Problem bei einem Stahlfahrrad ist, dass es leicht korrodieren kann und schwerer ist als ein Aluminiumrahmen. Zu den Vorteilen dieses Rahmens aus diesem Material zählen:

• Hervorragende Trägheit – nachdem der Besitzer mit dem Treten aufgehört hat, behält das Fahrrad für lange Zeit eine hervorragende Geschwindigkeit bei;
• Weicher Stahlrahmen – Stahl dämpft Stöße und Vibrationen und macht das Radfahren in Kombination mit einer Carbongabel zum puren Vergnügen.
• Biegen – oft biegt sich ein Stahlrahmen in ungewöhnlichen Winkeln, was sich hervorragend für Kurvenfahrten eignet;
• Haltbarkeit und hervorragende Reparaturfähigkeit des Materials – jeder zweite Schweißer kann helfen.

Ein solcher Rahmen hat jedoch auch einige Nachteile, darunter ein erhöhtes Gewicht – in der leichtesten Version wiegt ein solcher Rahmen 1 bis 1,5 kg mehr als andere Optionen.

Eine starke Beschleunigung auf einem solchen Rahmen funktioniert ebenfalls nicht.

Aluminiumrahmen

Heutzutage werden am häufigsten Fahrräder mit Aluminiumrahmen hergestellt. Solche Exemplare sind leichter, reagieren besser auf Straßenunebenheiten, sind sowohl in der Reparatur als auch in der Anschaffung kostengünstig und sie sind nicht anfällig für Korrosion. Die Steifigkeit und das Gewicht eines solchen Rahmens sind besser als die eines Stahlrahmens, aber das Metall selbst hat eine geringere Dichte. Der Aluminiumrahmen ist leicht und steif, obwohl der Durchmesser selbst für das Rohr größer ist. Im Vergleich zu Stahl führt eine Vergrößerung des Rohrdurchmessers eines solchen Rahmens zu einer steiferen Option, ist aber gleichzeitig um eine Größenordnung leichter.

An der Steifigkeit ändert sich praktisch nichts, aber wenn man das spürt, kann man das Rad mit Carbongabeln ausstatten, die die Straße weicher machen.

Gebrochener Aluminiumrahmen

Zu den Vorteilen eines Aluminiumrahmens gehören:

• Das bestmögliche Verhältnis zwischen Gewicht und Kosten des Endergebnisses. Der Rahmen der niedrigsten Qualität wiegt nicht mehr als 2 kg und der von guter Qualität nicht mehr als 1,5 kg;
• Scharfe und gute Beschleunigung in jedem Gelände;
• Aluminium unterliegt keiner Metallkorrosion;
• Es ist die beste Option für schwere Radfahrer.

Die Nachteile dieses Rahmens sind genau das Gegenteil der Vorteile eines Stahlrahmens.

1. Ein Rahmen aus einem solchen Material beschleunigt nicht nur schnell, sondern verliert auch schnell seine gesamte Trägheit.
2. Es ist steif – Aluminium kann Vibrationen beim Fahren nicht dämpfen. In Kombination mit einer Starrgabel kann das Fahren zur Qual werden.
3. Menschen mit geringem Gewicht werden Schwierigkeiten damit haben, damit zu fahren.
4. Ein solcher Rahmen hält nicht länger als 10 Jahre, da er seine Ermüdung anhäuft und im ungünstigsten Moment einfach platzt.
5. Außerdem kann nicht jede Panne eines solchen Rahmens repariert werden.