Reparatur Carbonrahmen

Als Max mit seinem Carbonbike über die holprige Landstraße fuhr, spürte er plötzlich, wie sich der Rahmen seltsam verhielt. Ein kalter Schauer lief ihm über den Rücken, als ihm bewusst wurde, dass dies ein Zeichen für einen möglichen Carbonbruch sein könnte. Mit jeder Kurve wurde die Spannung unerträglicher. Würde sein Bike halten, oder stand er kurz vor einem katastrophalen Bruch ?

Carbonfaser hat die Welt des Fahrradbaus revolutioniert, indem sie Leichtigkeit, Steifigkeit und aerodynamisches Design in einem Material vereint. Carbonbikes sind bei Radfahrern aufgrund ihrer herausragenden Leistung und Ästhetik äußerst beliebt geworden. Doch trotz ihrer beeindruckenden Eigenschaften ist Carbon nicht unfehlbar. Es neigt dazu, unter bestimmten Bedingungen zu brechen, was zu potenziell gefährlichen Situationen führen kann. In diesem Artikel werden wir uns eingehend mit der Frage beschäftigen: Wann bricht Carbon im speziellen an Carbonbikes?

Kleiner Riss oder Macke am Carbonrahmen ?

Die Materialeigenschaften von Carbon, Faserverbundmaterialien allgemein, werden auf der Mikroebene im Herstellungsprozess definiert. Eine kleinere Fraktur kann daher bereits zu einer erheblichen Schädigung der Gesamtkonstruktion führen, im Vergleich zu metallischen Werkstoffen. Alles Wissenswerte für den ungetrübten Radsport.

Die Sinnhaftigkeit der Reparatur eines Carbonrahmens: Eine umfassende Betrachtung

Carbonrahmen sind in der Welt des Radsports und der Fahrradindustrie zu einem Symbol für Leichtigkeit, Steifigkeit und Leistungsfähigkeit geworden. Ihre Vorteile gegenüber traditionellen Materialien wie Aluminium und Stahl sind unbestritten, doch eine Frage bleibt oft unbeantwortet: Ist es sinnvoll, einen beschädigten Carbonrahmen zu reparieren, oder sollte man ihn einfach austauschen? Diese Frage wirft zahlreiche Aspekte auf, die es zu berücksichtigen gilt. In diesem Artikel werden wir die Sinnhaftigkeit der Reparatur eines Carbonrahmens aus verschiedenen Blickwinkeln beleuchten.

1. Kosten-Nutzen-Analyse 

Einer der ersten Gedanken, der einem in den Sinn kommt, wenn man über die Reparatur eines beschädigten Carbonrahmens nachdenkt, ist die finanzielle Seite. Die Kosten für die Reparatur können je nach Art und Ausmaß der Beschädigung variieren. Im Allgemeinen ist eine Carbonreparatur deutlich günstiger als der Neukauf eines Carbonrahmens oder gar Komplettrades. Doch lohnt sich diese Investition?

Ein neuer Carbonrahmen kann leicht mehrere tausend Euro kosten, abhängig von der Marke, dem Modell und den spezifischen Eigenschaften. Eine durchgeführte Reparatur trägt dazu bei die Lebensdauer des Rahmens zu verlängern und seine Leistungsfähigkeit wiederherzustellen. Dies ist aus wirtschaftlicher Sicht somit eine sinnvolle Investition.

2. Umweltaspekt 

Die Herstellung von Carbonrahmen erfordert eine komplexe und energieintensive Produktion. Der Abbau der Rohstoffe, die Herstellung von Carbonfasern und die Formgebung des Rahmens haben alle Auswirkungen auf die Umwelt. In einer Zeit, in der Umweltbewusstsein und Nachhaltigkeit zunehmend an Bedeutung gewinnen, stellt sich die Frage, ob es ökologisch vertretbar ist, einen beschädigten Carbonrahmen einfach zu entsorgen und durch einen Neuen zu ersetzen.

Durch die Reparatur und Wiederverwendung eines beschädigten Rahmens kann der ökologische Fußabdruck reduziert werden. Es wird weniger Energie und Ressourcen benötigt, um einen Rahmen zu reparieren, als um einen neuen herzustellen. Dies trägt dazu bei, die Lebensdauer des Rahmens zu verlängern und letztendlich die Menge an Abfall zu reduzieren, die in Deponien oder Recyclinganlagen landet. 

Kleiner Riss oder Macke am Carbonrahmen ?

Die Materialeigenschaften von Carbon, Faserverbundmaterialien allgemein, werden auf der Mikroebene im Herstellungsprozess definiert. Eine kleinere Fraktur kann daher bereits zu einer erheblichen Schädigung der Gesamtkonstruktion führen, im Vergleich zu metallischen Werkstoffen. Alles Wissenswerte für den ungetrübten Radsport.

Wissenswertes für den Kauf und Einsatz von Carbonfahrrädern

Was macht ein Carbonrennrad besonders ?

Fahrradrahmen, Gabeln, Lenker, Sattelstützen, etc. aus Carbon, (exakt ausgedrückt CFK Carbon-Faserverbund-Kunststoff ) sind hochwertige, leistungsoptimierte Leichtbaukomponenten, in Bezug auf minimales Gewicht bei größtmöglicher Performance, sprich Steifigkeit. Fahrradkomponenten aus Carbon sind weitestgehend aufwendig in Handarbeit gefertigt.

Die Hersteller von Carbonbikes und Carbonkomponenten designen, konstruieren und testen die jeweiligen Modelle für den spezifischen Einsatzbereich. Deshalb sollte auch der Einsatzbereich des jeweiligen Modells berücksichtigt werden und entsprechend eingesetzt werden, oder z.B. ein Fahrradanhänger nicht an einer Sitzstrebe aus Carbon befestigt werden. Ziel dieser Definitionen ist der bestimmungsgemäße Einsatz und die daraus resultierende größtmögliche Sicherheit zu gewährleisten.

Sie beabsichtigen den Kauf oder sind bereits stolzer Besitzer eines Carbonbikes, so machen Sie sich klar, dass bei unsachgemäßer Handhabung Sie mit einem reduzierten Lebenszyklus des leistungsoptimierten und leichtgewichtigen Renners rechnen müssen. 

Wer Carbon zur Gewichtsreduzierung einsetzen möchte, achte darauf, dass vor allem das Verhältnis des Gewichts von Fahrrad  zum Radler selbst ein wichtiger Koeffizient ist. Körperlich stabilere Fahrradfahrer, sowie trainierte Rennradler mit entsprechend höheren Wattzahlen in den Beinen belasten die Carbonstrukturen überdurchschnittlich mehr wie körperlich schlanke Menschen und wenig Trainierte. 

Bei Sattelstützen, Vorbauten, Lenkern sollte auf ein Lightweight-Tuning, auf Gewichtsreduzierung verzichtet werden, da diese Komponenten relevant für Ihre Sicherheit sind. Produzenten von Carbonkomponenten geben Limits für das Körpergewicht bezüglich Rennradrahmen, Kurbeln, Sattelstützen etc. an , dies beginnt zum Teil schon ab 75 kg.

Angaben sollten Sie direkt vom Hersteller beziehen, sofern der Radhändler Ihres Vertrauens keine Auskunft dazu erteilen kann. Beachten Sie dabei, dass eine Kette nur so stark ist wie das schwächste Glied, somit entscheiden Sie sich im Zweifelsfall immer für ein paar Gramm mehr, die stabilere Ausführung am Carbonrenner.

Rahmen und Komponenten aus Carbon bedürfen einer regelmäßigen und gründlichen Überprüfung auf Rissbildungen, Verformungen, bzw. weichen, nachgebende Stellen. An dieser Stelle ist der „hochtechnologische Daumendrucktest“ erwähnt, ob eine verdächtige Stelle mehr nachgibt wie an benachbarter Stelle; ist dies der Fall, ist ein struktureller Schaden definitiv gegeben, Stichwort: Delamination, Ablösung der einzelnen Carbonlagen untereinander. Dies führt zu einer schleichenden, von Außen nicht sichtbaren Vergrößerung und kann zum scheinbar, abrupten Versagen der Gesamtstruktur führen – das Schlagloch in der Abfahrt oder um die Kurve. 

Wenn Sie einen Unfall mit ihrem Carbonrenner hatten, ist eine gründliche Durchsicht nach Haarrissen, speziell an den Übergängen der einzelnen Rohre, den Knoten das A und O. Noch sicherer ist eine eine zerstörungsfreie Prüfung mittels Impulsthermografie und Ultraschallanregung. 

Wie wird ein Carbonrahmen auf versteckte Schäden geprüft ?

Auf Grund des hohen, manuellen Fertigungsanteils, kann es sein, dass die Carbonfasern an einigen Stellen nicht gleichmäßig, sondern aus der „Linie“ laufen, es lokal zu kleinen optischen Störungen kommt. Des weiteren kann es zu kleinen Lufteinschlüssen in der Matrix, dem Epoxydharz, in welchem die Carbonfasern eingebettet sind, kommen und diese sich an der Oberfläche abzeichnen. Diese optischen Irritationen, sind technisch jedoch zu vernachlässigen und kein Grund für eine Reklamation beim Hersteller.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass es den einen perfekten Carbonrahmen, das perfekte Carbonbike nicht gibt ! An jedem Rahmen kann das geschulte Auge kleinste Fehler entdecken. Ebenso verhält es sich bei der zerstörungsfreien Prüfung. Es geht immer um die Einschätzung, den relevantesten Fehler zu erkennen und mit einer Reparatur bei Gefahr diesen zu beheben.

Ist Carbonlaminat empfindlich gegen Feuchtigkeit und Nässe ?, warum sollte ein Carbon versiegelt, lackiert werden ?

Die Bremsflächen an Carbonlaufrädern sind tunlichst frei von Schmierstoffen oder ähnlichen benetzenden Reinigungsmitteln zu halten, um stets eine maximale Bremsleistung zu haben. Achten Sie bei Regenwetter unbedingt auf das schlechtere Bremsverhalten von Carbonbremsflächen. Um Hitzeentwicklung zu vermeiden, verwenden Sie unbedingt Bremsbeläge die für Carbon vorgesehen sind. Für die Praxis ist des weiteren die Empfehlung bei längeren Abfahrten die Bremslast möglichst gleichmäßig auf Vorder- und Hinterrad zu verteilen, um Überhitzung und Blasenbildung zu vermeiden, was in der Regel irreparable Schäden sind und der Laufradsatz entsorgt werden muss.

Regelmäßige Wartung, Kontrolle und Nachzentrierung von Carbonlaufrädern, worauf ist zu achten 

Welche Schäden sind an einem Laufrad aus Carbon zu reparieren und welche Kriterien gibt es ? 

Wir raten dringend vor dem Einsatz von Carbonrennräder auf dem Rollentrainer ab. Der Carbonrenner sollte in keinster Weise irgendwie eingespannt werden. Unsere Empfehlung ist die Anschaffung, Aufbau eines Aluminium- oder Stahlrahmens oder gar eines Spinningbikes für das Indoortraining. Wenn Sie dennoch nicht darauf verzichten wollen, so vermeiden Sie dringend „aus dem Sattel zu gehen“, was zu einer unnötigen frühzeitigen Ermüdung der Carbonstrukturen führt, da der Rahmen fixiert ist, was im Regelbetrieb nicht stattfindet. 

Wer den Wunsch hat, seinen Rahmen individuell zu gestalten und neu lackieren zu lassen, sollte sich bewusst machen, dass er jeglichen Gewährleistungs- und Rechtsanspruch gegenüber dem Hersteller verliert.

Carbon ist abrasiv sehr empfindlich, es kann sehr leicht durch übermäßiges Schleifen zu einem Materialabtrag von relevanten Carbonlagen kommen, was den Carbonrahmen nachhaltig negativ beeinflusst und zur Gefahr für Leib und Leben macht. 

Neulackierung, bzw. vorbereitende Schleifarbeiten, Entlackung erfordern sehr große Erfahrung im Handling mit dünnwandigen Carbonstrukturen.

Warum ist eine Neulackierung eines Carbonrahmen grundsätzlich kritisch zu sehen, auf was muss geachtet werden ?

Bauteile aus Carbon sind sehr empfindlich für Schäden durch übermäßige Klemmkräfte, wodurch die Komponenten mit einer unnötigen, gefährlichen Vorbelastung unter „Stress“ gesetzt werden und der Arbeits- /Einsatzbereich im Betrieb sich dadurch deutlich reduziert.

Bei der Wahl des richtigen Drehmomentes ist zuerst immer der niedrigere Richtwert zu wählen, der des Rahmens oder der Anbaukomponente. Ein Nachziehen, eine Erhöhung des Drehmomentes innerhalb des vorgegebenen Bereiches ist jederzeit möglich.

Wie ermittle ich das richtige Drehmoment für die Montage meines Rennrades ?

Um eine nachhaltige Schädigung von vornherein auszuschließen ist immer zuerst das niedrigere Drehmoment zu wählen.

Es wird der Einsatz von Carbonmontagepaste dringend angeraten, dadurch sind diese Werte um bis zu 30% nochmals zu reduzieren. Durch den Einsatz selbiger kann einem nervigen Knacken an den Klemmstellen von Beginn an vorgebeugt werden. Bei einer möglichen Fehlersuche wird dieses dann oft im Tretlagerbereich vermutet, was meist nicht der Falls ist, da Carbonrahmen einen sehr hohe Resonanz für Knackgeräusche besitzen.

Aufspüren und eliminieren von Knackgeräuschen

Achten Sie bei längeren Standzeiten auf ausreichenden Luftdruck, nicht maximal aufgepumpt, aber bitte nicht platt werden lassen. Unsere Empfehlung daher den Carbonrenner am besten mittels einer Wandbefestigung zu verstauen.

Bei einer längeren Pause demontieren Sie unbedingt die Sattelstütze, so kann Feuchtigkeit aus dem Rahmen entweichen. Fahren Sie an Ihrem Carbonrennrad eine Aluminiumsattelstütze ist dies sogar zwingend, denn Korrosion ist beim Dauerkontakt zwischen Carbon und Aluminium immer gegeben. Verwenden Sie aber bitte keine ölhaltigen Stoffe oder Sprühmittel zur Pflege von Verbindungsstellen, bei denen Carbon auch nur ein Partner ist. Aluminiumsattelstützen sind grundsätzlich einmal im Jahr "zu bewegen, zu lösen."

Lagern Sie Ihr Rennrad aus Carbon in einem trockenen gut belüfteten Raum, jedoch empfehlen wir auf den Heizungsraum zu verzichten, um eine Überhitzung des Carbonfahrrades durch Brand oder unkontrollierte Überhitzung zu vermeiden. Zur Schonung schalten Sie vorn auf das kleinste Kettenblatt und am Ritzelpaket auf den kleinsten Zahnring, so sind die Schaltzüge und Spannfedern vom Umwerfer und Schaltwerk maximal entlastet. 

Wollen Sie im Winter nicht auf Ausfahrten mit dem Rennrad verzichten, empfehlen wir den Aufbau, Kauf eines Winterbikes als Zweitrad mit robusten und weniger empfindlichen, sowie teuren Komponenten. 

Ein immer wiederkehrendes Problem sind genietete Anlötsockel, welche sich gelöst haben. Wird dies vernachlässigt führt das zwangsläufig zu unsauberen Schaltvorgänge und Vergrößerung des Problems, bzw. Schadens.

Der Schaden tritt bedingt durch mehrere Faktoren auf:

Schaltvorgänge optimieren

Das A und O ist eine stets perfekt eingestellte Schaltung um fließende Gangwechsel mit möglichst geringstem Widerstand unter allen Bedingungen zu gewährleisten. Speziell an den Kettenblätter sind die „Wege“ bei den Schaltvorgängen relativ groß, im Vergleich zum Ritzelpaket. Geschmeidige Schaltvorgänge beim Kettenblattwechsel werden den Umwerfersockel oder Anlötsockel schonen. Was Sie dafür tun können beschreiben wir in diesem Blogartikel. 

Für Extremradler sind natürlich auch noch die großen Kettenblätter selbst auf Verschleiß zu prüfen. Ein fehlender Zahn durch Ermüdung ist kein seltenes Phänomen bei Vielfahrern mit hohen Trainingsumfängen. 

Die Instandhaltung, Wartung und Pflege des Antriebsstranges wird Ihnen der Rahmen danken und erhält die Freude am Fahrradfahren. 

Kommt es nun doch zum Abriss, Loslösung des Umwerfersockels ist eine Neufixierung grundsätzlich kein Problem. Dabei muss jedoch Folgendes bedacht werden: In den seltensten Fällen kann einfach ein neues Niet gesetzt werden, da die Kernbohrung durch den Schaden beschädigt, vergrößert wurde. Ist nur die Bohrung ohne weitere Ausrisse des Laminats betroffen, was aber auch selten ist, werden alle Nieten ausgebohrt. Die Neufixierung erfolgt daher mit VA-Stehbolzen, präpariert auf Formschluss, welche ausschließlich verklebt werden. Somit ist der Anlötsockel lastneutral, ohne schädliche Punktlasten, fixiert.

Im Regelfall ist aber bei einem gelösten Niet das umliegende Carbonlaminat weitläufiger durch Delamination geschädigt. Deswegen müssen die Delaminationen mit einer Standardreparatur beseitigt, ausgeschliffen werden. Die Stelle wird in der Folge wieder auf Originalkontur gearbeitet und lokal nachlackiert, um so wieder eine solide Basis für die Montage des Anlötsockel zu schaffen. Abschließend wird dann wie bereits erwähnt mit Stehbolzen der Umwerfersockel neu verklebt.

Bei Carbonrahmen kommt es hin und wieder vor, dass sich nach einigen tausend Kilometern die Tretlagerhülse im Tretlagerknoten löst und Spiel bekommt.

Der Tretlagerknoten als Ganzes ist die meist beanspruchte Sektion am ganzen Rahmen. Hierüber laufen die größten Kraftflüsse, verursacht durch den Antrieb. Kommt noch die persönliche Leidenschaft für Berge hinzu, steigert sich die Belastung nochmals erheblich durch den häufigeren Wiegetritt, denn die Verwindungskräfte sind immens.

Der Grund für auftretendes Spiel liegt in der ständigen Wechselbelastung durch die Verwindungskräfte, was dann nach einer gewissen Zeit zur Materialermüdung des Klebers führt, welcher die Verbindung von der Tretlagerhülse zum Tretlagergehäuse herstellt.

Einmal lose bekommt man die Tretlagerhülsen ohne größeren Aufwand jedoch nicht wieder fest. Der Versuch Kleber in den Spalt oder durch eine Bohrung von unten in den Tretlagerknoten einzupressen, einzudrücken ist keine Lösung, da beide Kontaktseiten zuvor für eine 100% Verklebung präpariert werden müssen, um so eine neue Dauerhaltbarkeit zu bekommen.