Das Fahrrad meiner Frau hat auf dem Oberrohr einen Aufkleber mit der Aufschrift „Super High Modulus“, also nehme ich an, dass dies sich auf die verwendete Kohlefaser bezieht. Mein Cervélo R5 sagt auf keinem der Dokumente etwas über das Material aus. Ist das Fahrrad meiner Frau besser als meins?

 

Wir werden oft gefragt, aus welchem Modul unsere Rahmen bestehen, und die Antwort darauf ist sowohl sehr einfach als auch sehr kompliziert.

Die einfache Antwort ist die: Wir verwenden viele Arten von Fasern in jedem Rahmen, den wir herstellen. Aber es ist zu kompliziert, um es in einem Rahmenaufkleber oder einem originellen Marketingnamen zusammenzufassen. Während der Begriff „Hochmodul“ zu einem Symbol für die Idee von „leicht und steif“ geworden ist, werden damit andere wichtige Eigenschaften wie Festigkeit und Komfort nicht berücksichtigt. Zunächst einmal ist es wichtig zu verstehen, dass alle Fahrradunternehmen Zugang zu den gleichen Kohlefasern haben wie jede andere Branche, die Kohlefaser verwendet. Weil nur drei Boeing 787 Dreamliner mehr Kohlefaser verwenden als die gesamte Fahrradindustrie in einem Jahr, bekommt niemand im Radsport spezielle Fasern extra für ihn hergestellt. (Leider hat die Fahrradproduktion in der globalen Wirtschaftshierarchie keinen Vorrang vor der Produktion von Jumbojets.) Was einen Kohlefaserrahmen von einem anderen unterscheidet, hat jedoch alles damit zu tun, wie und wo im Rahmen und in der Gabel des Fahrrads Kohlefasern verwendet werden, und nur in geringerem Maße damit, mit welchen Fasern gearbeitet wird. Ein sehr reales Problem bei der Verwendung von Kohlefasermodul als Marketinginstrument ist, dass es keine einheitliche Modulskala gibt. Der „Super High Mod“ eines Unternehmens kann sehr wohl die Mittelklasse eines anderen sein.

Um den Mythos des Moduls zu verstehen, müssen wir zunächst über zwei Eigenschaften nachdenken, die die Materialwahl beeinflussen: Festigkeit und Steifigkeit. Festigkeit ist hier definiert als die Menge an Kraft, die auf das Material ausgeübt werden kann, bevor es bricht (versagt). Häufig mit Festigkeit verwechselt ist Steifigkeit die Größe, um die sich ein Material beim Aufbringen von Kraft verformt. Ein steiferes Material verformt sich unter der gleichen Kraft weniger stark als ein weniger steifes Material.

Modulus (genauer gesagt Young's Modulus) ist der Engineering-Begriff für die Steifigkeit eines Materials. Wenn wir gebeten werden, das Konzept des Moduls (oder der Steifigkeit) zu veranschaulichen, verwenden wir oft einige einfache Gegenstände aus dem Haushalt: ein Gummiband und eine Länge trockener Spaghetti. Nach den obigen Begriffen ist das Gummiband sehr stark, da es leicht aus der Form gebogen wird, ohne nachzugeben (sich dauerhaft zu verformen) und beim Lösen der Kraft in seine ursprüngliche Form zurückkehrt. Ein Gummiband ist sehr schwer zu brechen, aber sehr flexibel, da es mit sehr wenig Kraft verformt werden kann. Die ungekochte Spaghetti-Nudel ist das Gegenteil. Es ist sehr steif, da sie der Verformung widersteht, bis sie schließlich bricht, was darauf hindeutet, dass sie nicht sehr stark ist. Stellen Sie sich das Gummiband als Niedrigmodul- und die Spaghetti als Hochmodul-Kohlefasern vor. Wenn man also die Verwendung von Hochmodulfasern herausstellt, brüstet man sich damit, dass das Fahrrad supersteif ist. Aber erinnern Sie sich, was mit der Spaghetti-Nudel passiert ist? Hochmodul-Kohlefaser mag steif sein, aber sie ist nicht sehr stark und bricht daher – wie die Pasta – bei geringerer Kraft als Fasern mit niedrigerem Modul. Einfach ausgedrückt: Fasern mit höherem Modul (steifer) sind auch schwächer und solche mit niedrigerem Modul bieten im Allgemeinen höhere Festigkeit (sind schwerer zu brechen). Es ist ebenfalls wichtig anzumerken, dass Fasern mit höherem Modul viel mehr kosten als Fasern mit niedrigerem Modul, in einigen Fällen mehr als das 10-fache.

Wenn ein Fahrradunternehmen den Engineering-Details mehr Aufmerksamkeit schenkt, baut es ein besseres Fahrrad. Der Entscheidungsprozess für den richtigen Fasermodul wird nicht durch das Marketing bestimmt, sondern ist vielmehr das Ergebnis einer detaillierten FEA- und Laminierungsanalyse, die es den Ingenieuren ermöglicht, Lastfälle zu verstehen und die Leistung zu optimieren. Erst wenn wir die Unterschiede zwischen realem Fahren vs. Tests vs. Design kennen, kann ein viel leistungsfähigerer Rahmen mit den richtigen Fasern an den richtigen Stellen hergestellt werden. Keine ausgefallenen Marketingnamen erforderlich.