Fahrräder für den Stadtbereich und für das Fahren abseits von Straßen machen häufiger durch Unfälle aufgrund von Rahmenbrüchen von sich reden. Um Rahmen zu bauen, die einerseits die von den Nutzern geforderte Steifigkeit gewährleisten und andererseits Sicherheit gegen Ermüdungsbrüche geben, wurde ein neuer, computergesteuerter Testapparat für Fahrradrahmen entwickelt. Modellversuch und Konstruktionsmethodik werden vorgestellt. Grundprinzip ist die realitätsnahe Simulation der Bewegung des Radfahrers durch die exakte Nachahmung typischer Einspannungs- und Ladebedingungen sowie Pedalbelastungen. Mittels Zentralnabenverdrängung wurde unter Bezug auf die allgemeinde Rahmenmasse die Rahmensteifigkeit ermittelt, und daraus ein Vergleich verschiedener Materialien, Technologien und Größen gezogen. Für zwei identische Aluminiumrahmen in klassischer Diamantform und mit runden Rohren konstanter Wandstärke, wie sie für professionelle Straßenrennen eingesetzt werden, wurden Steifigkeit und Ermüdungsfestigkeit getestet. Die Rahmen sind manuell TIG-geschweißt, Rahmendaten und Schweißbedingungen werden angegeben. Die durchgeführten Tests und ein Vergleich mit numerischen Methoden (FEM) zeigt eine gute Genauigkeit und Wiederholbarkeit der Ergebnisse. Als konstruktiver Rückschluß wird festgehalten, daß aufgrund der einseitigen Kettenführung die Belastungen von rechtem und linkem Pedal eine unterschiedliche Wirkung haben. Die Rahmen hielten jeweils mehr als die geforderten 100000 Belastungszyklen aus. Ermüdungsbrüche zeigten sich an den mittels FEM vorhergesagten Schwachstellen, was einen Hinweis auf eine sinnvolle Kombination von Testeinrichtungen mit numerischen Analyseverfahren gibt. Eine detaillierte Modellierung der Rohrverbindungen sollte für die weitere Bestimmung von Schwachstellen erfolgen.
Design and construction of a new test rig for bicycle frames
Design und Konstruktion eines neuen Testapparates für Fahrradrahmen
Österreichische Ingenieur- und Architekten-Zeitschrift ; 142 , 5 ; 420-424
1997
5 Seiten, 8 Bilder, 4 Tabellen, 5 Quellen
Article (Journal)
English
TIBKAT | 1981
Modern manufacturing methods for bicycle frames
Engineering Index Backfile | 1929
|