Diese Frage wurde uns kürzlich von einem Radfahrer gestellt, der daran interessiert war, sich ein Fahrrad aus Carbon zu kaufen, sei es ein Rennrad, Mountainbike oder gravel. Er hatte in einem Forum gelesen, dass Rahmen aus diesem Material eine maximale Lebensdauer von 10 Jahren hätten, war aber erstaunt, dass einige Marken bei bestimmten Carbonmodellen eine lebenslange Garantie anbieten. Tatsächlich ist es nicht das erste Mal, dass uns jemand zu diesem Thema befragt. Deshalb versuchen wir, eine der häufigsten Fragen unter Radfahrern zu beantworten: Wie lange hält ein Carbonrahmen wirklich?
Bevor wir ins Detail gehen, ist es wichtig zu wissen, dass Carbonrahmen nicht mehr ausschließlich den Topmodellen vorbehalten sind. Die Herstellung von Fahrrädern aus diesem Material hat sich verbreitet, und es gibt Mittel- und sogar Einsteigerklassen bei bestimmten Marken und Modellen, deren Rahmen aus Carbonfaser gefertigt sind. Carbonfaser ist ein künstliches Material. Im Gegensatz zu Aluminium, das durch Bergbau gewonnen und dann weiterverarbeitet wird, wird Carbon aus sehr feinen, widerstandsfähigen Fasern hergestellt, die miteinander verwoben werden, um eine feste und leichte Struktur zu bilden. Diese Fasern sind ein Erdölderivat und ihr Herstellungsprozess ist teurer und erfordert mehr Energie als die Produktion von Aluminiumrahmen.
Andererseits ist Carbon sehr vielseitig und kann in komplexe Formen gebracht und an verschiedene Geometrien und Rahmendesigns angepasst werden. Aluminiumräder werden aus festen Rohren gebaut, die an den Verbindungsstellen zusammengeschweißt werden. Carbonrahmen hingegen werden aus Formen gefertigt, deren Teile anschließend mit Harz zusammengefügt werden. Wenn du mehr über die Eigenschaften, Unterschiede und Qualitäten der verschiedenen Materialien, aus denen Fahrradrahmen hergestellt werden, erfahren möchtest, empfehlen wir dir unseren ultimativen Ratgeber zu Fahrradrahmen: Welches Material ist das beste? zu lesen.
Faktoren, die die Lebensdauer eines Carbonrahmens beeinflussen
Haben Carbonrahmen ein Verfallsdatum? Die Antwort ist nicht so einfach wie „sie halten X Jahre“ oder „ihre Lebensdauer beträgt so und so viele Kilometer“. Die Lebensdauer eines Carbonrahmens kann je nach mehreren Faktoren variieren. Wir heben vor allem drei hervor:
Die Qualität der Materialien
Wie bei jedem anderen Produkt bestimmt die Qualität des Rohmaterials maßgeblich seine Widerstandsfähigkeit und Haltbarkeit. Je besser die Qualität der Carbonfasern und des bei der Herstellung verwendeten Harzes, desto länger ist die Lebensdauer des Rahmens. Und nein, nicht alle Carbonrahmen sind gleich. Es gibt verschiedene Arten von Carbon, die bei Fahrradrahmen verwendet werden:
- Hochmodul-Carbon
- Mittelmodul-Carbon
- Niedrigmodul-Carbon
- Unidirektionales Carbon
- Multidirektionales Carbon
- Geflochtenes Carbon
Die Rennräder aus Hochmodul-Carbon sind leichter und steifer und daher widerstandsfähiger und langlebiger als solche aus Mittel- oder Niedrigmodul-Carbon, das in günstigeren Klassen verwendet wird. Daher stammt der Satz, dass Du hast sicher schon mehr als einmal gehört: "Ein guter Aluminiumrahmen ist besser als ein schlechter Carbonrahmen". Unidirektionale Carbonfaser wird hingegen bei der Herstellung von hochwertigen Rahmen verwendet. Diese Art von Carbon besteht aus Carbonfasern, die in eine Richtung ausgerichtet sind, was eine hohe Zug- und Biegefestigkeit in dieser Richtung verleiht. Unidirektionale Carbonrahmen sind extrem steif und effizient bei der Übertragung der Tretenergie. Multidirektionales Carbon ist eine Carbonart, die bei der Herstellung von Fahrradrahmen verwendet wird, die flexibel sein und Vibrationen vom Untergrund absorbieren müssen, weshalb sie bei Mountainbikes üblich ist. Geflochtenes Carbon hingegen ist aufgrund der Art und Weise, wie seine Fasern verflochten sind, sehr torsionsfest und wird häufig bei Zeitfahr- und Langstrecken-Triathlonrädern eingesetzt.
Die durchgeführte Wartung
Eine korrekte Wartung ist entscheidend, um die Lebensdauer eines Fahrrads zu verlängern. Was passiert, ist, dass wir uns in der Regel auf die Wartung der Komponenten, der Antriebe und der mechanischen Teile konzentrieren und den Rahmen vergessen. Carbonrahmen erfordern eine Reihe von grundlegenden Pflegehinweisen. Es ist auch wichtig, zu lernen, wie man sie richtig wäscht und reinigt. Das kannst du in unserem Artikel über die richtige Reinigung des Carbonrahmens deines Fahrrads nachlesen.
Die Intensität und Häufigkeit der Nutzung
Eine intensive und häufige Nutzung eines Fahrrads kann das Carbon des Rahmens schneller abnutzen als eine gelegentliche Nutzung. Das liegt daran, dass Carbon ein Material ist, das sich mit der Zeit und durch die Einwirkung von hohen Temperaturen und Strahlung abbaut. Auch andere Faktoren wie die Art des betriebenen Radsports oder das Gewicht und die Kraft des Fahrers spielen eine Rolle. Einige Disziplinen wie Enduro setzen die Fahrräder einer höheren Spannung und Torsion aus als entspanntere Praktiken wie einfaches Fahren auf flachen Strecken oder wenig unebenem Gelände.
Hauptprobleme von Carbonfaser
Carbon ist ein Material mit hervorragenden Eigenschaften für den Radsport. Es haftet jedoch weiterhin das Stigma an, spröder als Aluminium zu sein und mit der Zeit stärker zu degradieren. Was sind die Hauptprobleme, die bei der Lebensdauer eines Carbonrahmens auftreten können? Wir heben drei hervor:
Das Altern der Fasern
Carbonfaser ist ein Verbundmaterial mit einer kettenartigen Molekularstruktur. Wenn diese Molekularstruktur durch innere Ursachen (aufgrund von Veränderungen in der Polymerstruktur) verändert wird, altert das Material, wird weniger widerstandsfähig und spröder, das heißt, es neigt dazu, ohne Vorwarnung oder Verformung zu brechen. Das Altern zeigt sich daher in einer Verschlechterung der Leistungsfähigkeit der Faser, die auf molekularer Ebene nicht mehr die ursprüngliche ist und im Wesentlichen die Belastungen des Radfahrens nicht mehr tragen kann. Es gibt drei Arten von Faktoren, die das Altern von Carbonfasern verursachen:
-
Molekulare Spaltung: Sie tritt in Situationen auf, in denen der Rahmen einer sehr hohen Energiezufuhr ausgesetzt ist, zum Beispiel bei einem Sturz oder Schlag stark. Die Kettenglieder teilen sich und es entstehen so Schwachstellen in der Kohlenstoffstruktur.
-
Freie Radikale: Innerhalb der molekularen Struktur der Faser gibt es externe Elemente, die an kein anderes Molekül gebunden sind, da sie Rückstände von Herstellungsprozessen oder Wärmebehandlungen sind. Diese Elemente, sogenannte freie Radikale, können sich mit den Molekülen der Faser verbinden und eine neue Struktur schaffen, die nicht mehr die Eigenschaften der vorherigen aufweist.
- Quervernetzungen: Dies ist der gefürchtetste Umstand. Es passiert, wenn sich zwei zuvor getrennte Fragmente miteinander verbinden.
Die Kohlenstoffdegradation
Im Gegensatz zur Alterung, die im Wesentlichen durch interne Veränderungen in der molekularen Struktur der Verbindung verursacht wird, wird die Degradation durch äußere Einflüsse hervorgerufen, die bei längerer Einwirkung oder Kombination die Festigkeit verringern. Die Hauptverursacher der Degradation sind drei: Temperatur, Strahlung und Feuchtigkeit. Wird die Kohlenstofffaser zu hohen Temperaturen ausgesetzt, kommt es zu thermischen Ausdehnungen, die den Kohlenstoff mit der Zeit schwächen. Die Sonne bringt dem Kohlenstoff neben der Hitze auch nichts Gutes: Ultraviolette Strahlen können ins Innere eindringen und absorbiert werden, was molekulare Veränderungen hervorruft, die die Festigkeit der Verbindung verringern. Aber keine Sorge, dein Carbonfahrrad wird nicht kaputtgehen, nur weil du bei Sonnenschein eine Tour machst. Die Hersteller verwenden normalerweise spezielle Lacke, die den Rahmen vor Sonnenstrahlung schützen. Deshalb ist der Lackierprozess eines Rahmens ein grundlegender Bestandteil, der über die gewählte Farbe oder das Design hinausgeht. Und deshalb ist es beim Neulackieren eines Rahmens unerlässlich, einen Fachmann aufzusuchen und die richtigen Produkte zu verwenden. Eine gute Lackierung schützt auch vor Feuchtigkeit, mit der Carbonrahmen ebenfalls nicht gut zurechtkommen.
Der Bruch
Kohlenstoff ist ein Material mit einer sehr niedrigen Elastizitätsgrenze, viel niedriger als Stahl oder Aluminium. Und was ist die Elastizitätsgrenze? Die Elastizitätsgrenze ist der maximale Punkt, bis zu dem ein Material verformt werden kann und in seinen Ursprungszustand zurückkehrt, ohne sich zu verformen oder zu brechen. Anders gesagt: Carbonrahmen bekommen keine Dellen, sie splittern direkt. Manchmal ist es ein kleiner Riss, der das Material mit der Zeit schwächt und schließlich zu einem Bruch führt. Und manchmal ist es direkt ein Bruch infolge eines Aufpralls oder einer übermäßigen Spannung. Deshalb ist es entscheidend, auf Anzeichen für das Wachstum eines möglichen Risses oder Bruchs zu achten, wie eine Farbveränderung, ein seltsames Geräusch oder einen Verlust an Steifigkeit. Wenn ein Problem festgestellt wird, sollte es unbedingt einem Fachmann übergeben werden, der die Situation beurteilen und die Kohlefaser sicher und effektiv reparieren kann.
Wie lange hält also ein Carbonrahmen?
Die Lebensdauer eines Carbonrahmens kann je nach verschiedenen Faktoren variieren, wie der Materialqualität, der richtigen Wartung und der Art der Nutzung. Es ist ein außergewöhnliches Material, aber seine Komplexität und der Bedarf an Aufmerksamkeit und Pflege können einige abschrecken. Wenn man die nötige Geduld und das Wissen hat, um es richtig zu pflegen, kann dieses Material ein unglaublich zufriedenstellendes und langlebiges Fahrerlebnis bieten. Ein gut gepflegter und richtig genutzter Carbonrahmen kann zwischen 10 und 15 Jahren halten. Allerdings ist es am wahrscheinlichsten, dass er beginnt, seine Eigenschaften zu verlieren und zwischen 7 und 10 Jahren erste Abnutzungserscheinungen zeigt.
