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Steifigkeitsmessungen
Rahmensteifigkeiten sind wichtige Qualitätsmerkmale im Rahmenbau, die einer zerstörungsfreien Prüfung zugänglich sind und die immer öfter auch von Fachzeitschriften überprüft werden.
Auch bei der Qualitätskontrolle von CFK-Rahmen erfolgt häufig ein Monitoring von Steifigkeiten um Fertigungsfehler zu erkennen. Nach Unfällen kann dann ein Vergleich mit den Originalwerten wertvolle Hinweise auf innere Schäden des Verbundwerkstoffs geben, die sich nicht in Oberflächenrissen oder oberflächigen Delaminierungen bemerkbar machen.
1. Rahmen-Spursteifigkeit
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Gerade hochwertige, leichte Rahmen können ein schwammiges Fahrgefühl vermitteln, wenn konstruktiv nicht für ausreichende Steifigkeiten gesorgt wurde. Unter bestimmten Voraussetzungen, d.h. je nach Laufrad, Bereifung, Luftdruck, Gabel, Steuerkopf-Lagerspiel, Gepäckbelastung etc. kann es sogar zu unangenehmen Flatterschwingungen (Shimmy-Effekt) kommen.
Die Spursteifigkeit (auch Torsions- oder Steuerkopfsteifigkeit genannt) ist ein verbreitetes Maß für die Spurtreue des Fahrrads. Bei fest eingespannter Hinterradachse und mittiger Auflage des Steuerrohrs wird die seitliche Auslenkung der Steuerkopfachse im Bereich des vorderen Radaufstandspunktes unter einer definierten Querkraft gemessen. Der Quotient aus Querkraft und Verschiebung wird als Spursteifigkeit bezeichnet und in N/mm angegeben.
Prüfauftrag Rahmen
2. Rahmen-Wiegetrittsteifigkeit
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Die Wiegetrittsteifigkeit (Tretlagersteifigkeit) ist ein Maß für den Widerstand, den ein Rahmen dem Wiegetritt entgegensetzt. Eine hohe Wiegetrittsteifigkeit sorgt für eine gute Umsetzung der Fahrerleistung in mechanische Antriebsleistung.
Der Rahmen wird mit allen erforderlichen Freiheitsgraden entsprechend dem Fahrbetrieb gelagert. Die Prüfkraft wird in einem definierten Abstand von der Tretlagermitte unter einem bestimmten Winkel in die (verlängerte) Tretlagerachse eingeleitet. Die Verschiebung des Krafteinleitungspunktes in Richtung der Prüfkraft wird ermittelt. Der Quotient aus Prüfkraft und Verschiebung wird als Wiegetrittsteifigkeit bezeichnet und in N/mm angegeben.
3. Wiegetrittsteifigkeit der Rahmen/Gabeleinheit
------------------------------------------------------ Im Rennradbereich werden oft ganze Rahmensets behandelt und die Wiegetrittsteifigkeit kann man sinnvoll am kompletten Rahmenset ermitteln. Dabei weist die Einheit aus Rahmen, Gabel und Steuersatz immer eine geringere Steifigkeit auf als der Rahmen allein.
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