Rahmen aus Stahl oder Alu

Thema abgetrennt.

Hallo zusammen,
konnte leider kein passenderes Thema finde aber hier geht es ja im entferntesten auch um Fahrradrahmen Also folgendes: Bei mir steht im Sommer der Kauf eines neuen Zweirades an und ich kann mich absolut nicht entscheiden, was die Rahmenart betrifft. Beim Alu ist natürlich das Gewicht ein entscheidener Faktor. Jedoch habe ich im Netz auch ein paar negative Dinge über die Alubauweise lesen müssen (Beispiel: http://www.trax.de/fahrradrahmen-aus-sta..._62528428/index) Jetzt bin ich natürlich hin und hergerissen und würde gerne mal von euch wissen was eure Erfahrungen so sind. Besonders hinsichtlich Langlebigkeit. Ich danke euch jetzt schon dafür.

Beste Grüße

Was genau meinst du denn: "negative Dinge über Alubauweise"?

Auch wenn Aluminium leichter ist als Stahl so sind Fahrradrahmen aus Alu-Legierungen nicht prinzipiell leichter. Gute und leichte Räder kann ich aus beiden Materialien ebenso bauen wie schlechte Räder.

Ich fahre seit seit 22 tkm einen Alurahmen. Da ich auch im Winter damit unterwegs bin, rieselt mitlerweile an allen nicht geschützten Punkten wie Gewinden das weisse Pulver raus. Dann hat mit ein defektes HT2-Tretlager gleich das Gewinde im Rahmen mitgeschrottet.
Ansonsten gab es keine Probleme - aber der nächste Rahmen wird schon mal wegen der Tretlagergeschichte definitiv nicht wieder aus Lumium.

rainer*

Hallo,

ich habe Fahrräder mit Rahmen aus Aluminium und Stahl und mit beiden nicht die geringsten Probleme gehabt.

Die Haltbarkeit ist letztlich eine Frage der Verhältnisses zwischen Dimensionierung und Belastung. Mit einem 1-Kilo-Alurahmen würde ich nicht auf große Reise gehen. Mit einem gut konstruierten und gebauten 2-Kilo-Alurahmen schon.

Grüße
Andreas

Viel mehr grundstürzende Wahrheiten können dieser so schlichten wie umfassenden Aussage kaum folgen.

Das ist m.E. zum größten Teil Geschmackssache.

Beide Werkstoffe sind - richtig verarbeitet - bestens geeignet, um lange haltbare Rahmen zu bauen. Meine Fahradtechnikbibel sagt sinngemäß, dass bei optimaler Ausnutzung der Werkstoffeigenschaften Alu größer dimensioniert werden muss als Stahl - was 'dickere Rohre' zur Folge hat. Stahl wirkt also etwas schlanker, wenngleich er schwerer ist.

Beispiel:
Stahlrohr mit 28,6mm Durchmesser - Wandstärke 0,6mm [Benchmark]
Alurohr mit gleichem Durchmesser - Wandstärke 2,1mm ist für gleiche Steifigkeit erforderlich [13% schwerer]
Alurohr mit 40mm Durchmesser - Wandstärke 0,9mm [48% leichter!!!]

Danke, sehr interessant! Qualitativ wusste ich das, aber die konkreten Zahlen sagen doch gleich viel mehr aus.

Ein Faktor, den Kettler als Alu-Pionier in den ersten Jahren nicht berücksichtigte und daher Probleme bekam.

Als Korinthenkacker frage ich natürlich gleich, welche Legierungen konkret miteinander verglichen wurden.

Richtig ist jedenfalls, dass man generell mit großen Rohrdurchmessern und geringen Wandstärken Gewicht sparen kann - auf die Steifigkeit bezogen. Allerdings kommt man bei Stahl dann schnell an papierdünne und bei Alu an Coladünne Rahmenrohre, die man mit dem Finger eindrücken kann.

So detailreich wird auf die verglichenen Legierungen dann auch nicht eingegangen. Es handelt sich ja "nur" um ein Lehrbuch und Nachschlagewerk für die Zweiradmechanikerausbildung. "Fachkunde Fahrradtechnik" (Europa Lehrmittel Verlag). Hat mir für mein autodidaktisches Geschraube schon gute Dienste geleistet!

Die jeweiligen Werte der Materialien, hier also die Dichte und das Elastizitätsmodul (welches für die Steifigkeit massgebend ist), unterscheiden sich bei unterschiedlichen Legierungen nur marginal. Ein Stahlrohr hat bei identischer Dimensionierung also dieselbe Steifigkeit und Gewicht egal ob es jetzt aus ST37, 25CrMo4 oder sonst einem höherfesten wärmebehandelten Vergütungsstahl besteht. Dasselbe gilt in der Regel bei Aluminium, mal abgesehen von besonders leichten Legierungen wie Aluminium-Lithium-Legierungen.

Mit Stahl kenne ich mich nicht so aus, aber dafür mehr mit Aluminium. Dessen Festigkeitswerte lassen sich durch Legierung mit Metallen ganz erheblich verbessern. Für Fahrradrahmen werden meines Wissens nur drei Typen eingesetzt: 6er (fest und günstig), 7er (etwas fester als 6er und teurer) und Scandiumlegierungen (beste Kennwerte, aber sehr teuer, meist nur für hochwertige Rennräder oder MTBs (und Kampfjets)). Zur Erklärung der Nummern siehe hier.

Da ich beruflich mit Aluminiumherstellern zu tun hatte, habe ich die mal speziell zu dem Thema ausgequetscht. Die waren ganz erstaunt über meine Frage. Die meinten nämlich, dass für vdie meisten ihrer Anwendungen die 7er Legierungen (mit Zink) viel zu hart sind (lassen sich schlechter verarbeiten (speziell biegen und walzen)).

Hallo!



Ich tippe auf das heutzutage übliche, sehr aggressive Streusalz. In Österreich haben wir seit einigen Jahren weit mehr Verschleiß. Das betrifft übrigens nicht nur die Winterräder sondern noch weit mehr die Autos.

Ob Alu oder Stahl dürfte dabei ziemlich egal sein. Mein Alltagsrad mit Alurahmen (Kettler, uralt) verträgt das Streusalz nach wie vor gut, den an sich nicht schlechten Stahlrahmen des Alltagsrades meiner Frau musste ich entsorgen, der war innen und außen irreparabel verrostet. (Z.B. konnte ich das 2 Jahre davor sorgfältig eingefettet eingebaute Tretlager nur mehr heraus flexen. Die Lackierer hatten auch solche Summen fürs neu Lackieren gefordert, dass ein neuer Rahmen mit neuer Gabel weit weniger gekostet hat.)
Jetzt fährt meine Frau mit Stahlgabel und Alu-Rahmen, bisher ohne Problemen durch das Streusalz.

Aktuell vermute ich also eher, dass Alu das Salz besser vertragen wird als Stahl, wenn einmal die schützende Lackschichte verloren ist. Deine (Rainers) Erfahrungen sind aber genau entgegen gesetzt. Kann das an einer anderen Alu-Legierung liegen? Das wäre ein Thema, das viele in diesem Forum angeht!

lg! georg

Hallo Georg,

auch Aluminium korrodiert. Es rostet nicht so wie Stahl, aber es gibt chemische Prozesse an der Oberfläche, die langsam das Material beschädigen.

Dagegen helfen nur Rahmen aus Titan oder rostfreiem Stahl.

Grüße
Andreas

Soweit ich weiß, gibt es sehr unterschiedliche Alu-Legierungen. Manche nennen sich "seewasserfest". Andere sind "hochfest" oder haben hohen Magnesium-Anteil und mögen Salz überhaupt nicht. Siehe: alte Federgabel

Liebe Grüsse
Maja

Nein, nicht unbedingt. Auch blankes Alu gammelt in Salzwasser ziemlich schnell weg. Allerdings hat Aluminium IMMER eine schützende Oxidschicht. Die natülriche Oxidschicht ist jedoch so dünn, dass sie vor Salzwasser nicht schützt. Wenn so jedoch dick genug ist (z.B. durch Eloxierung), dann ist es einigermaßen resistent. Kann aber natürlich an jedem Kratzer erneut anfangen zu korrodieren.


Ja, definitiv. Die 7er Legierungen mit Zink als Legierungsmetall (z.B. 7005) sind prinzipiell resistenter gegen Korrosion als die 6er mit Magnesium und Silicium (z.B. 6061). Ob der Effekt so groß ist, dass er sich bei Salzwasser bemerkbar macht, weiß ich nicht genau.

Bei den weichen Legierungen ohne Zink veredeln die Aluminiumhersteller die Oberfläche durch Einlegieren von Zink, um die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen.

Gruß
Thoralf

Moin moin,
als gelernter Metallflugzeugbauer kann ich auch noch ein klein wenig Senf dazutun:
Aluminiumlegierungen reagieren auf Schwingungseinträge sehr viel kritischer als Stahllegierungen. Wer mehr dazu wissen möchte, kann sich dies leicht ergoogeln, am besten mit dem alten Wöhler beginnen.
Aus diesem Grund müssen Fahrradrahmen aus Aluminiumlegierungen so konstruiert werden, daß Schwingungseinträge möglichst vermieden oder minimiert werden. Dies erreicht man durch Rohre großen Durchmessers.
Festigkeit: Je nach Aluminiumlegierung muß, als Faustregel*, etwa 30% mehr Alu als Stahl verbaut werden. Soweit dies nicht schon durch den größeren Rohrdurchmesser gegeben ist, muß dies durch die jeweilige Wandstärke ergänzt werden.
Korrosion: Es wird kein Reinaluminium verbaut, sondern ausschließlich Aluminumlegierungen. Diese sind per se, allerdings sehr unterschiedlich korrisionsempfindlich, besonders, wenn ein Elektrolyt (z.B. Salzlösung) mit im Rennen ist. Leider ist es so, daß gerade die hochfesten, mit Kupfer und Zink legierten Aluminiumlegierungen die diesbezüglich empfindlichsten sind. Darüber hinaus hat beispielsweise die besonders hochfeste Legierung 7075 eine relativ hohe Rissfortpflanzungsgeschwindigkeit. Ähnliches gilt für die schweißbare Legierung 7005....
Dagegen hat die gern für preiswertere Aluräder verbaute schweißbare Legierung 6061 eine zwar geringere Festigkeit, ist aber relativ korrosionsunempfindlich. Sie wird im Flugzeugbau gern im Bordküchenbereich verbaut u.a. wegen der dort häufigen "Orangensaftkorosion". Früher wurden seegängige Flugboote aus 6061 gebaut.... Die geringere Festigkeit gegenüber den festeren Legierungen wie 2024, 7075 oder 7005 muß duch größere Materialstärken (=+Gewicht)ausgeglichen werden.
Das wärs erst einmal von mir,
bis später,
HeinzH.

*In Reparaturhandbüchern für den Flugzeugbau ist dies detailierter definiert.

Und es werden in D auch unterschiedliche Streusalz-Mischungen verwendet, die auch unterschiedlich agressiv gegenüber Metall sind.

Ergänzend:

Aber- die Festigkeit dieser Materialien ist erheblich anders- 25CrMo4 ist bei üblicher Wärmebehandlung doppelt so fest.

Das bedeutet- ein Rahmen aus 25CrMo4 kann sich bei gleicher Wandstärke der Rohre stärker verwinden und auch mehr Kraft aufnehmen als einer aus ST37 ohne sich dauerhaft zu verbiegen.

Dieses Verbiegen muss bei Aluminium unbedingt vermieden werden um Spannungsrisskorrosion zu verhindern- ein Alurahmen muss also zwingend viel steifer konstruiert werden, bei Stahl (besonders bei hochfestem) ist ein federndes Verhalten möglich und üblich (um Gewicht zu sparen).

Viele Grüße von
Jens.

Ich habe Erfahrungen mit Stahl- und Alurahmen. Billige Stahlrahmen leiden im Winter deutlich mehr als billige Alurahmen. In meinem Stadtrad habe ich einen billigen Alurahmen verbaut und der scheint unverwüstlich zu sein. Natürlich reagiert er auf (mit) der winterlichen Salzbrühe, aber echte Schäden konnte ich noch nicht feststellen. Gute CrMo-Stahlrahmen sind natürlich robuster als einfache Stahlrahmen. Wirklich rostfrei sind sie aber dennoch nicht, wie ich an dem Fahrrad meiner Frau jeden Winter beobachten muss.

Vor wenigen Jahren ist mir der CrMo-Rahmen meine alten Reiserads gerissen. Das war allerdings nicht auf Korrosion zurückzuführen, sondern konnte wohl eher in die Kategorie "Materialermüdung" eingeordnet werden. Die vielen Jahre und vielen Kilometer, die der Rahmen bis dahin schon auf dem Buckel hatte, machten diesen Schaden aber zu etwas, was bei mir nicht zu einer Abwertung des guten Stahl-Rahmens führte. Dennoch habe ich mir danach einen Alurahmen zugelegt. Dadurch sind alle meine Räder inzwischen Alu-Räder. Die Alurahmen sind steifer und federn weniger, was mir aber am Reiserad wenig ausmacht, da ich hier eine Federgabel und eine Thudbuster-Sattelstütze verbaut habe. Nachteiliges kann ich bislang nicht über die Alurahmen sagen. Mir ist noch keiner kaputt gegangen, wobei ich über die Haltbarkeit des Reiserads noch nicht so viel sagen kann.

Meine Schlussfolgerung ist im Augenblick:

• Für das Reiserad, welches relativ selten korrosionsfördernden Bedingungen ausgesetzt wird, ist es eigentlich egal, ob Alu oder ein guter Stahl eingesetzt wird.
• Bei einem Alltagsrad, welches auch viel im Winter eingesetzt wird, würde ich immer einen Alu-Rahmen wählen.

Wg Korrosionsproblemen hab ich mir eine Edelstahlrahmen für das Reise/Ganzjahresrad machen lassen.

Interessant... das widerspricht sich ja völlig mit den Angaben, die mir die Aluhersteller gemacht haben...

Schmeiss mal ein Plättchen 7075 Alu in ein Salzwasserglas - einen Tag später holst Du es schwarz wieder raus, nach einer Woche hast du übelsten Lochfrass an der Oberfläche.

Gerade 7075 ist extrem stabil, aber auch sehr anfällig für Korrosion.

Dann nimm so ein Alu-Plaettchen, lass es beschichten oder eloxieren, und mach den gleichen Test noch mal. Du wirst dann den Grund entdecken, weshalb die Radl-Hersteller schon seit langer Zeit Alu-Rahmen normalerweise nicht unbehandelt verbauen. Fuer Stahlrahmen gilt das gleiche, schon seit mehr als 100 Jahren. Alu 7075 nimmt im Uebrigen auch keiner zum Rahmenbau...

Wenn Gewinde rausbrechen weil man z.B. ein festsitzendes Tretlager rauswuergt, laesst dies meist auf Einbau ohne Fett schliessen. Und wenn man unbedingt Rahmen will die auch potenziell nicht korrodieren koennen, muss man halt solche aus Edelstahl oder Titan nehmen, spielt beides halt im 4-stelligen Preisbereich...

Man merkt - der Fachmann spricht . Das war recht interessant. Wenn man nicht gerade einen sehr edlen Rahmen kauft, wird man leider mit größter Wahrscheinlichkeit Schwierigkeiten haben, zu erfahren, welche Aluminiumlegierung verbaut wurde. Offensichtlich habe ich bisher Glück gehabt, denn es traten bisher weder Probleme mit Korrosion noch mit zu geringer Festigkeit auf.

meistens steht das doch dabei welche Legierung der Rahmen ist. Hab hier extra ein billiges Rad von ZEG genommen. 7005 ALU

Das steht doch so gut wie immer in der Beschreibung dabei. Bei meinem Reiserad prangt an der Gabel sogar ein großer roter ins Design integrierter Schriftzug "6061".

Gruß
Thoralf

Das stimmt tatsächlich für etliche Hersteller, wobei aber die besonders wichtige Eloxierung - zumindest meines Wissens nach - nie oder sehr selten beschrieben wird. Bei dem Billigrahmen (No-Name-Produkt), den ich für das Stadtrad verwendet habe, findet man weder beim Verkäufer noch auf dem Rahmen selber (-> Thoralf) einen Hinweis. Es heißt dort nur "Aluminium". Bei Panther, von denen ich mein (durchaus nicht billiges) Reiserad habe, gab es nur die Angabe "Alu Deep Wave" (???). Lediglich beim Lenker wird angegeben "Aluminium AL-078L".

Moin moin,
ich vergaß, zu erwähnen, daß per Eloxierung o.ä. Verfahren erzeugte Oxydschichten auf Aluminiumlegierungen nicht in jedem Fall unproblematisch sind. Diese Oxydschichten sind spröder als das eigentliche Material und kann in bestimmten Fällen "reißen". Diese Haarrisse in der Oxydschicht können Augangspunkt für Risse sein. Ich kann mir vorstellen, daß dies beispielsweise bei Rissen um die Speichenbohrungen eloxierter Felgen, gegebenenfalls in Verbindung mit Einspeichungsfehlern, gelegentlich die eigentliche Ursache ist.
Verkehrsökologische Grüße aus Münster,
HeinzH.

Moin Armin,
da 7075 nicht schweißbar ist, könnte man Rohre aus dieser Legierung auch nur anderweitig zusammenfügen, beispielsweise mit Klebungen unter kontrollierten Bedingungen im Autoklav. Ob das jemand gemacht hat, weiß ich nicht. Ich habe allerdings diverse Komponenten gesehen, die aus 7075 gefertigt waren, beispielsweise Vorbauten, Sattelsützen und Lenker...
Gruß aus Münster,
HeinzH.

Alurahmem wurden (werden?) auch in der Serie nicht nur geschweißt sondern auch geklebt.

Die Frage sollte nicht lauten, ob Stahl oder Alu, denn das taugt beides nichts.

Die eigentliche Frage sollte die zwischen Titan und Carbon sein


*duck & renn*

Ja, das weiß ich schon, nur nicht, ob dabei auch Rohre aus 7075 T6 verarbeitet wurden/werden...
HeinzH.

[zitat=HeinzH.Ja, das weiß ich schon, nur nicht, ob dabei auch Rohre aus 7075 T6 verarbeitet wurden/werden...HeinzH. [/zitat] Das dürfte dem Kleber egal sein.

Mit »Carbon« hat meine Oma geheizt. Da war sie übrigens nicht alleine.

So ändern sich die Zeiten: Früher haben Omas damit die Wohnung geheizt - heute heizen Opas damit die Berge runter

Micha

Naja eigentlich ist die Frage berechtigt - ich hab Räder aus allen vier Materialien - wenn der Preis keine Rolle spielt ist Titan für den Reiseeinsatz (Gewicht/Komfort) und Carbon für die schnellen Fahrten ohne Gepäck (sowohl MTB als auch RR) vom Gewicht/Steifigkeitsverhältnis das optimale Material (der "reisefähige" Carbonrahmen, der für den Gepäcktransport geeignet ist und guten Gewissens auch unverpackt im Flugzeug oder in außereuropäischen Überlandbussen mitgenommen werden kann muss wohl noch entwickelt werden). Ich könnte mir aber vorstellen, dass es in ein paar Jahren einen Carbonrahmen gibt, der ähnlich belastbar wie mein Surly LHT aber mit Gabel 1,5 bis 2 kg leichter ist - nur wird der dann nicht um 380 Euro erhältlich sein...

Gruß Gerold