Was ich mache

Mein Anspruch ist es, Fahrräder mit Stahlrahmen nach klassischem und bewährtem Vorbild herzustellen. Darunter verstehe ich, mich an ausgereifte Konstruktionen und Entwürfe zu halten und mir möglichst viel von Fahrradrahmenbauern und -herstellern aus allen Jahrzehnten abzuschauen, deren Produkte ich für sinnvoll und zweckdienlich halte. Der klassische Fahrradrahmen ist in seiner Grundform seit mittlerweile fast 150 Jahren immer wieder bestätigt und bis auf kleine Details nicht großartig verändert worden, und ich sehe momentan keinen Grund, warum man das Rad neu erfinden sollte. Gleichzeitig möchte ich keine „altmodischen“ Räder bauen.

Die Qualität der Stahlrohre, die von den wenigen auf Fahrradrahmenrohre spezialisierten Herstellern angeboten werden, ist sehr hoch. Ein schlanker Stahlrahmen hat per se ein relativ zeitloses Erscheinungsbild, und gebaut aus leichten und steifen Stahlrohren in Verbindung mit modernen Komponenten können langlebige und ganz individuelle Fahrräder entstehen, sowohl vom technischen als auch vom ästhetischen Standpunkt her.

Mein Ziel ist, das Fahrrad nicht als überzüchtete High-Tech-Maschine, sondern als ganz normalen Gegenstand des alltäglichen Lebens zu betrachten: Funktional und unauffällig. Trotzdem soll ein Fahrrad dem Besitzer selbstverständlich gefallen, es soll begeistern, denn auch darin liegt ein Nutzwert: Ein Fahrrad, das sich leicht und mühelos bewegen lässt und mit dem man gerne fährt, weil man sich darauf wohlfühlt und weil man sich darauf freut, ein Fahrrad also, das viel gefahren wird, ist wertvoller als ein möglicherweise technisch überlegenes Rad, das den Nutzer emotional nicht berührt und daher nicht mit der gleichen Freude bewegt wird. Oder, anders formuliert: Was nützt das beste Fahrrad, wenn es in der Ecke steht, weil man irgendwie nicht so richtig begeistert davon ist?

Die wichtigsten Werkstoffe im Fahrradrahmenbau

Stahl

Warum baut man heutzutage einen Fahrradrahmen aus Stahl? Die Antwort darauf ist einfach: Weil es naheliegend ist.

Stahl ist grundsätzlich eine Legierung von Eisen mit Kohlenstoff, durch dessen Zugabe sich die mechanischen Werte des Metalls verbessern. Je nach Mischungsverhältnis und Zugabe anderer Legierungspartner lassen sich die Eigenschaften des Stahls in verschiedene Richtungen lenken, von stark dehnbar bis hochfest. Stahl ist im Fahrradbau aufgrund seiner Eigenschaften seit weit über hundert Jahren erprobt und bewährt, und es ist ein hervorragender Werkstoff für diesen Zweck. Die Herstellung der für den Fahrradbau geeigneten Legierungen und die Produktion der Rohre sind ausgereift und auf einem unglaublich hohen Niveau. Im Fahrradbau wird meist mit Stahl aus einer Legierung mit geringen Zusätzen von Chrom und Molybdän gearbeitet. Alle Anbieter von Fahrradrahmen-Rohren bieten neben anderen die Legierung 25CrMo4 an, die von vielen Rahmenbauern eingesetzt wird, weil sie ein gutes Verhältnis von Dehnbarkeit, Dauerschwingfestigkeit und Gewicht hat und einfach zu verarbeiten ist.

Stahl ist preiswert und leicht zu beschaffen. Stahl ist nachhaltig in der Herstellung und ist gut recyclebar. Stahl hat eine hohe Festigkeit und ist gut geeignet, um leichte, dünnwandige und steife Rohre herzustellen. Gleichzeitig ist das Material zäh und dehnbar, d.h. es bricht nicht ohne Vorwarnung, sondern kann stark geknickt oder gebogen werden und reißt im Schadensfall eher langsam. Auch größere Kratzer und Dellen stellen bei einem Stahlrahmen oft keinen Totalschaden dar. Ein Stahlrahmen kann in vielen Fällen ohne großen technischen Aufwand repariert werden, einzelne Elemente können ausgetauscht und ersetzt werden. Die Vor- und Nachteile eines Stahlrahmens sind bestens bekannt und können ohne großen Aufwand bei der Konstruktion berücksichtigt werden. Der Fahrradrahmen aus Stahl muss nicht mehr großartig verbessert werden, weil er schon extrem ausgereift ist und über viele Jahrzehnte erprobt und immer wieder bestätigt wurde.

Stahlrohre, die im Fahrradbau eingesetzt werden, sind leicht und relativ elastisch. Der Effekt auf den Rahmen und das Fahrrad ist spürbar: Bodenunebenheiten werden, anders als z.B. bei einem Rahmen aus Aluminium, nicht direkt als ungedämpfte Erschütterungen an den Fahrer weitergegeben, sondern werden abgedämpft. Muskeln und Gelenke werden geschont, längeres und ermüdungsfreies Fahren ist möglich. Besonders unter Reiseradlern ist Stahl nach wie vor das beliebteste Material, weil es geschmeidig und flexibel reagiert und besonders auf den letzten Kilometern einer langen Etappe den Unterschied zwischen „abgekämpft“ und „entspannt ins Ziel rollen“ machen kann. Im Alltags- und Trekkingradbereich kommen diese Vorteile natürlich ebenso zum Tragen, und auch Sportler, die nicht auf Höchstleistung aus sind, profitieren davon.

Aluminium

Aluminium als Werkstoff für Fahrradrahmen hat einen entscheidenden Vorteil: Alurahmen sind bei geringerem Gewicht steifer als vergleichbare Stahlrahmen (entsprechende Konstruktion vorausgesetzt). Für den Fahrer bedeutet das, dass weniger Kraft durch Verwindungen des Rahmens verloren geht und dementsprechend mehr Kraft für Vortrieb zur Verfügung steht.

Mit der wachsenden Beliebtheit von Mountainbikes in den 1980er Jahren begann sich Aluminium im Sportbereich durchzusetzen, direkt danach wurden auch Rennräder immer öfter aus Alu gebaut. Steifigkeit ist im Fahrradbau in einigen Punkten absolut sinnvoll: Im Rennradsport kann ein leichter und steifer Fahrradrahmen den entscheidenden Vorsprung bedeuten, denn die Kraft des Fahrers wird effektiver auf die Straße gebracht. Für Mountainbikes gilt dieser Vorteil genauso, besonders bei gefederten Fahrrädern ist ein steifer Rahmen wichtig, denn die Federelemente arbeiten dann optimal, wenn die Bewegungen möglichst nur an den dafür vorgesehenen Stellen stattfinden. Mit einem elastischen, in alle Richtungen flexenden Rahmen werden die Vorteile einer aufwändigen Federung nicht voll ausgeschöpft.

Auch die Möglichkeit, Aluminium in fast beliebige Formen bringen zu können, ist ein großer Vorteil, weil damit auch Rahmenkonstruktionen möglich sind, die weit vom klassischen Vorbild abweichen. Fahrräder mit tiefem Einstieg oder mit aerodynamischen Rohren sind mit Stahl bei weitem nicht so einfach umzusetzen.

Die hohe Steifigkeit von Fahrradrahmen aus Aluminium kann aber auch von Nachteil sein. Besonders im Trekking- und Alltagsbereich führt ein steifer Rahmen zu Erschütterungen und damit zu Ermüdung und im schlimmsten Fall zu Schmerzen, kurz gesagt zu einem Verlust an Fahrkomfort. Um dem entgegenzuwirken, versuchen viele Hersteller, den Komfort mühsam zurück zu gewinnen und verbauen Federgabeln und gefederte Sattelstützen an ihren Fahrrädern. Dadurch geht der Gewichtsvorteil des Alurahmens natürlich wieder verloren. Auch der Geschwindigkeitsvorsprung, den der Fahrer hat, verschwindet dadurch: Besonders auf längeren Etappen ist ein ermüdeter und unkonzentrierter Radler am Ende sicher nicht leistungsfähiger als ein entspannter Fahrer. Für Reiseradler, für Freizeitfahrer und für Sportler, deren Hauptaugenmerk nicht auf maximaler Effizienz, sondern auf einem Mindestmaß an Komfort liegt, ist ein Rahmen aus Stahl daher oft die bessere Wahl.

Aluminium ist außerdem sehr energieintensiv in der Herstellung. Der Abbau von Bauxit, aus dem Aluminium gewonnen wird, beansprucht große Flächen, die aufwändig rekultiviert werden müssen. Bei der Herstellung von Aluminiumoxid entstehen umweltschädliche Nebenprodukte. Aluminium kann durchaus recycelt werden, allerdings nur eingeschränkt und bei weitem nicht im gleichen Umfang wie Stahl.

Carbon

Carbon, genauer gesagt kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff, ist aus dem Leichtbau nicht mehr wegzudenken und hat, abhängig von der Konstruktion, mit seinen hervorragenden Eigenschaften in Bezug auf Gewicht und Steifigkeit im Sportbereich Aluminium den Rang abgelaufen. Mit keinem anderen Werkstoff sind derart leichte und vielfältige Rahmenkonstruktionen möglich. Durch die sehr aufwändige und teure Herstellung lohnt sich der Einsatz von Carbon im Customrahmenbau mit Einzelanfertigungen allerdings kaum.

Ein Carbonrahmen ist trotz seiner hohen Steifigkeit hochempfindlich gegenüber Belastungen, die nicht in der Konstruktion vorgesehenen sind: In Längsrichtung sind Carbonfasern extrem zugfest, bei Biegung oder Knickung brechen sie schnell. Quer zur Faserrichtung kann ein Bauteil aus Carbon daher keine großen Kräfte aufnehmen, und auch Reibung kann schnell zu einem Totalschaden führen. Bereits kleine Kratzer oder Macken können, wenn sie die Carbonmatten unter dem Schutzlack verletzen, einen wirtschaftlichen Totalschaden für einen Fahrradrahmen bedeuten. Falls es (z. B. bei einem Sturz) zu einem Rahmenbruch kommt, findet dieser teils unter unkontrolliertem Splittern statt, es entstehen scharfe Kanten. Ein kaputter Carbonrahmen kann nur unter großem Aufwand repariert und recycelt werden. Meist lohnt sich die Reparatur nicht.

Titan

Titan wird oft als der edelste Werkstoff für Fahrradrahmen betrachtet, was sicher an der besonderen Optik der meist unlackierten Rahmen liegt. Der emotionale Faktor ist bei Titanrahmen wohl wichtiger als der technische. Titan ist verhältnismäßig weich, die Steifigkeit beträgt in etwa die Hälfte von Stahl. Dies kann zwar je nach Konstruktion einerseits für mehr Komfort für den Fahrer sorgen, beschränkt aber auch gleichzeitig den Einsatzbereich, denn für viele Anwendungen im Fahrradrahmenbau ist Titan aufgrund seiner Eigenschaften schon nicht mehr sinnvoll einzusetzen. Zudem ist die Verarbeitung von Titan sehr aufwändig: Die Rohre müssen in Schutzgas unter größter Sorgfalt geschweißt werden, Fehler können schnell zum Bruch der Schweißnähte führen. Geklebte Rohre in Muffen haben sich nicht wirklich durchgesetzt, auch kombinierte Rahmen aus Carbon und Titan sind eher die Ausnahme geblieben.

Exotische“ Werkstoffe im Rahmenbau

Der Vollständigkeit halber sollen hier noch ein paar eher selten und meist im Bereich der Liebhaberei eingesetzte Werkstoffe angesprochen werden:

Holz und Bambus

Die zwei einzigen regelmäßig (schon seit über hundert Jahren) eingesetzten Naturmaterialien haben einen ganz eigenen Reiz. Häufig werden sie von leidenschaftlichen Handwerkern verwendet, die etwas ganz Besonderes bauen wollen oder die keine Möglichkeit zur Metallverarbeitung haben. Im Hobbykeller kann man solche Rahmen gut bauen, auch Bausätze sind erhältlich.

Aus schichtverleimten Holzplatten lassen sich interessante, flächige und fließende Formen realisieren, und ein Bambusrahmen hat einen exotischen, ungewöhnlichen Touch. Nachteilig ist die geringere Steifigkeit bei höherem Gewicht im Vergleich zu Metall, und einige Elemente müssen in jedem Fall trotzdem aus Alu oder Stahl mit in die Konstruktion einbezogen werden, z. B. Tretlager, Steuersatz und Ausfallenden. Hinzu kommt die schwierigere Konservierung gegen Umwelteinflüsse bei organischen Materialien. Das manchmal angeführte Argument, die Fahrräder seien umweltfreundlich und biologisch abbaubar, wird durch die Verwendung von Kunstharzen und Kohlefasern zur Versteifung bzw. Verbindung oft wieder negiert.

Magnesium

Es gibt immer wieder Hersteller, die sich an Magnesium (d.h. Magnesium-Aluminium-Legierungen) als Rahmenmaterial versuchen; über Prototypen und Kleinserien geht es selten hinaus. Gründe dafür sind die sehr schlechte Witterungsbeständigkeit bzw. extrem hohe Korrosionsanfälligkeit von Magnesium, was für einen Fahrradrahmen natürlich denkbar schlecht ist. Außerdem ist es schwer zu verarbeiten, zu walzen und zu schweißen. Die Herstellung von Rohren ist aufwendig, wenn überhaupt, wird mit gegossenen Rahmen gearbeitet, was teure und aufwändige Gussformen erfordert. Zudem ist der Werkstoff sehr spröde und kann bei Belastungsspitzen ohne Vorwarnung brechen. Durch geeignete Legierungen kann diesen Nachteilen entgegengewirkt werden; im Automobilbereich wird Magnesium mittlerweile teilweise gleichwertig mit Aluminium eingesetzt. Die Vorteile sind eine höhere spezifische Festigkeit als Aluminium bei niedrigerem Gewicht. In hoher Stückzahl hergestellte Standardbauteile wie die Tauchrohrbrücken von Federgabeln oder einzelne Komponenten, wie etwa Bremssättel, werden oft aus bestimmten Magnesiumlegierungen gefertigt (und in diesem Fall gegossen). Für Einzelstücke, für Fahrräder mit ungewöhnlichen Rahmenformen im Hochleistungsbereich ist das Material durchaus interessant, im „normalen“ Rahmenbau nicht.