Reparatur Carbonrahmen



Allgemeiner Ratgeber beim Kauf eines Carbonbikes und die Besonderheiten in der Pflege und Wartung, sowie Montage von Fahrradkomponenten

Carbonrennrad Radsport Gewicht Leistung Rennrad
Carbonrahmen sind aus dem Rennradsport heute nicht mehr wegzudenken

 

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. 

Systemgewicht und maximale Belastungen bei Carbonbikes berücksichtigen

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. 

Carbon Gewicht Belastungsgrenze
keine gute Kombination

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.

Nicht sichtbare Beschädigungen in Carbonstrukturen

 

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. 

Carbon defekt Schaden

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 ?

Knack- und Knarzgeräusche während der Fahrt

Knackgeräusche Knarzgeräusche Ursache aufspüren finden Rennrad Kurbel Carbonrahmen
Diagnose und Aufspüren der Ursache von Knack- und Knarzgeräuschen oftmals eine Sisyphusarbeit die Geduld erfordert

Nervige Störgeräusche werden bei Hohlräumen aus Carbon, wie beim Bike auf Grund der konstruktiv großen Querschnitte, speziell durch das Unterrohr, deutlich intensiver wiedergegeben. Die Resonanzräume sind größer und das Carbonlaminat dämpft deutlich weniger im Vergleich zu Aluminium- oder Stahlrahmen. Dies ist der häufige Grund warum ein Knarzen und Knacken oft mit dem Rahmen selbst in Verbindung gebracht wird, obwohl die Ursache meist durch eine Anbaukomponente wie Lenker, Sattelstütze, Klemmschelle, Kurbelgarnituren, Pedale, Pedalplatten etc. verursacht wird. Das Aufspüren der Störquelle ist nicht selten eine Sisyphusarbeit. Bei der Montage wird der konsequente Einsatz von Carbonmontagepaste empfohlen um ein mögliches Knacken im Vorfeld auszuschließen. Leitfaden zum Aufspüren von Knackgeräuschen:

 

Wie kann ich lästige Knarzgeräusche am Fahrrad aufspüren und eliminieren ?


Dynamic Montagepaste
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Optik und Oberfläche von Carbonrahmen

Rennrad Carbonoptik sichtbar
Carbonoptik Gewebe Twill 2/2 3K

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 ?

Werterhalt und Pflege Ihres teuren Carbonbike

Reinigung Pflege Rennrad Carbon Korrosion Pflegemittel
Richtige Pflege und Reinigung von Rennrädern aus Carbon

Schmutz, Salzreste vom Winterdienst und vor allem angetrockneter Körperschweiß, sind in ihrer Kombination aus Körpersalzen, Zitronensäure, Traubenzucker, sowie Schwefelwasserstoffen äußert aggressiv. Wir empfehlen daher die regelmäßige Reinigung von Carbonteilen jeglicher Art am Fahrrad unter Verwendung eines weichen Lappens mit klarem Wasser und eines Intensivreinigers, verschiedene Pflegesets sind in unserem Shop erhältlich. Reinigen Sie Ihr Carbonfahrrad nie mit einem Dampfstrahler, dies kann zu Lackabplatzungen führen. Des weiteren wird das Wasser durch den starken und scharfen Strahl in Dichtungen und alle verbauten Lager am Rennrad eingedrückt. Somit werden die Schmiermittel zwangsläufig verdünnt, Reibung erhöht sich und Korrosion setzt ein. 

 

Wie reinige ich mein Carbonfahrrad und welche Reinigungsmittel verwende ich dafür ?

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Carbonlaufräder

Disclaufrad Hochprofilfelge, Drahtreifen Schlauchreifen Carbon Reparatur
Disclaufrad, Hochprofilfelge, Drahtreifen oder Schlauchreifen

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 ? 

 

 

 

Rollentraining

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. 

Neulackierung von Carbonrahmen

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 ?

Drehmomente

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

Rennrad aus Carbon - Aufbewahrung, Transport zu Luft und zu Land

 

Vermeiden Sie hohe Temperaturen für Ihr Carbonfahrrad, speziell beim Transport mit dem Auto im Innenraum, lassen Sie Ihr Carbonbike nicht in der prallen Sonne im KFZ aufheizen, das Laminat könnte einen irreparablen Schaden erfahren.

 

Wie transportiere ich meine Fahrrad sicher zu mit dem Auto und auf Flugreisen, auf was muss ich achten ?

 

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Einwinterung und richtiges Verstauen im Winter von Fahrrädern aus Carbon

Winterrad Rennradfahren Winter Training Pflege Carbonbike
Carbonrenner im Winter einmotten - auf das Winterrad umsteigen

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. 

Individuelle Aufkleber, Schutzfolien am Rennrad anbringen und entfernen

Bei der Verwendung, bzw. der Entfernung von Schutzfolien gehen Sie sehr vorsichtig vor, lösen Sie eine zu erneuernde Schutzfolie an einer Stelle und ziehen Sie die Folie im flachen Winkel vom Carbonrahmen ab, nicht im 90° zur Oberfläche, was sehr leicht die darunterliegende Lackschicht mit ablösen kann.

 

 

Schutzfolien machen Sinn, speziell an Scheuerstellen, potentiellen Kontaktstellen von Zugführungen, aber verzichten Sie am besten auf das anbringen individueller Kleber.


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Anlötsockel - Umwerfersockel lose oder defekt, Nieten halten nicht mehr, reißen aus

Anlötsockel Umwerfer Umwerfersockel lose Niet hält nicht mehr
Abgerissener Anlötsockel vor der Neubefestigung © jostec CBS

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. 

 

 

Die Kette als Ursache für Kettenklemmer

Kontrollieren Sie in regelmäßigen Abständen den Kettenverschleiß, eine durch Dauereinsatz überdehnte, ausgeleierte Kette produziert harte, ruppige Kettenblattwechsel. Der erhöhte Widerstand dabei leitet somit vermehrt Kräfte auf den Umwerfersockel und belastet diesen über die Maßen. Eine Kettenmeßlehre ist einfach anzuwenden und kostet nur wenige Euro.

Das Ritzelpaket / Kassette / Kettenritzel auf Verschleiß prüfen und wechseln

Deutlich langlebiger wie die Kette ist das Ritzelpaket, aber auch hier kommt es zum Verschleiß. Für den passionierten Rennradler mit vielen Kilometern in den Beinen empfiehlt sich dann auch eine Ritzel-Verschleißmesslehre, und bei entsprechendem Verschleiß eine Erneuerung des Ritzelpaket.

Mangelhafte Befestigung des Umwerfersockel durch Nieten

Ein ganz anderer Faktor ist dann noch die Befestigung / Vernietung selbst. Grundsätzlich ist die Kombination Carbonlaminat und Niete, bzw. Nietkopf technologisch nicht zu empfehlen, aber wirtschaftlich. Carbon- / Faserverbundlaminate allgemein sind sehr sensitiv gegen Druck. Ein verbautes, angezogenes Niet produziert über den Nietkopf den benötigten Anpressdruck zur Fixierung. Dies bedeutet jedoch hohe punktuelle Last, was dazu führen kann, dass der Kopf sich durch das druck-sensibel Laminat arbeitet. Dies wird natürlich noch die bereits oben genannten Faktoren verstärkt.

Kettenblätter Verschleiß

Kettenblatt abgebrochener Zahn Kettenblattwechsel
Kettenblatt Verschleiß führt zu unsauberen Schaltvorgängen und führt zu unnötigen Belastungen des Umwerfersockels. Quelle @Saito1984 / Twitter

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. 



Die Reparatur eines gelösten Anlötsockels -  Umwerfer

Scott Triathlon Carbonrahmen Anlötsockel Umwerfersockel lose wieder befestigen
Neufixierung eines Umwerfersockel bei einem Scott Plasma Carbonrahmen © jostec CBS

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.


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Carbonreparatur – Austausch einer losen Tretlagerhülse BSA Standard BB68

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.

 

Grundsätzlich sind die verbauten Tretlagerhülsen in den Carbonrahmen als eine nicht lösbare Verbindung verbaut. Stellt sich nun Spiel ein, heißt das jedoch nicht, dass man die vorhandene Hülse einfach demontieren, herausziehen kann, da diese meist auf Formschluss eingeklebt sind.

 

Aus dieser Tatsache heraus bleibt nur die einzige Möglichkeit die Tretlagerhülse zu zerstören, in kleine Teile zerlegen, ohne dass die Carbonrahmenstruktur dabei Schaden nimmt.

 

Der sorgfältige Ausbau der alten BSA oder auch ITA Tretlagerhülse ist somit der entscheidende und aufwendigste Arbeitsschritt, welcher viel Geduld und Erfahrung bedarf.

 

Ist dies einmal geschafft, steht der Neueinbindung einer frischen Tretlagerhülse nach BSA oder ITA Standard nichts im Wege und das Carbonbike ist wieder ohne Einschränkungen einsatzbereit.

 

Für eine optimale Kraftübertagung von Stahl zu Carbonlaminat werden die beiden Oberflächen mit einer speziellen Prozedur vorab gereinigt, dann mechanisch durch Sandstrahlen präpariert und wiederum in einem klar definierten Reinigungsprozedur von den Rückständen befreit. Schlussendlich  werden die Komponenten mit einem Spezialkleber in einem zeitlich festgelegten Rahmen verklebt, um Oxidationsprozesse, speziell am Stahl bzw. Aluminium so gering wie möglich zu halten. Nur so ist eine maximale Haltbarkeit mit größtmöglicher Haftung garantiert. 

 

Im Vorfeld ist immer die Verfügbarkeit einer entsprechenden Tretlagerhülse mit dem passenden Standard nach Gewinde und Tretlagerbreite zu prüfen. Herstellerseitig sind Tretlagerhülsen oftmals nicht als Ersatzteil erhältlich, da diese als integraler Bestandteil des Fahrradrahmens gesehen werden und nicht zum Austausch vorgesehen sind.



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Die Carbonreparatur

Carbonreparatur Carbonbike Oberrohr Carbonschaden
Oberrohr Carbonreparatur

Ein Horror für jeden stolzen Carbonbikebesitzer, das Rad angelehnt, der Lenker schlägt ein und schon ist ein Riss im Oberrohr, oder man wird unsanft angefahren, ein anderer Radler fährt einen um und die Sitzstrebe ist angeknackst. So und noch viele andere Missgeschicke gehören zum Leben eines echten Rennradlers und lassen sich oft nicht vermeiden, aber ist dies der Todesstoß für ein Carbonbike ? Mitnichten, wenngleich es auch neuralgische, kritische Punkte am Fahrradrahmen aus Carbon gibt, so kann dennoch das Meiste wieder vollwertig, ohne Einschränkung für den weiteren Einsatz, innerhalb der Originalkonturen, ohne hässliche Bandagen, zusätzlichem Materialauftrag, repariert werden.

 

In diesem Artikel versuchen wir die unterschiedlichen Reparaturmöglichkeiten

etwas aufzuschlüsseln.

Rennrad, Mountainbike aus Carbon wieder instand setzen

Carbon Fahrradbau
Carbongewebe Twill 2/2

Das Positive vornweg, ein kleiner Riss oder Macke muss nicht zwangsläufig besorgniserregend sein. Eine Beurteilung gehört in erfahrene, spezialisierte Fachbetriebe für Carbontechnik und sollte zur eigenen Sicherheit abgeklärt werden.

 

Fahrradrahmen aus Carbon, übrigens auch andere Leichtbauteile, werden aus einem sogenannten Faserverbund hergestellt, welcher aus mehreren Lagen Carbon besteht und über die Matrix, das Epoxydharz, miteinander zu einem Verbund fixiert werden. Dabei ist jede einzelne Lage lastorientiert, lastoptimiert in ihrer Ausrichtung verarbeitet und hat so einen deutlichen Einfluss auf die Gesamtperformance. Betrachtet man jedoch die Komplexität eines Carbonrahmens hat eine einzelne Schadstelle, je nach Position, einen äußerst geringen Einfluss, da ja nicht die komplette Lage defekt ist, sondern „nur“ einzelne, wenige Fasern der betroffenen Lage(n).

 

 

Der lokale Ausfall einer oder mehrerer Carbonfaser ist aber nicht zu vernachlässigen, denn als Werkstoff mit Leichtbaupotential ist das Hauptkriterium ein möglichst steifer Rahmen bei geringstem Gewicht. Dies schließt somit eine allgemeine Haltbarkeit und Widerstandskraft für nicht bestimmungsgemäße Nutzung selbstverständlich aus und macht so das teure Highperfomance-Sportgerät anfällig, da keine dauerhaften Reserven für einzelne, defekte Carbonfasern eingebaut werden.

 

Diese eingebauten Reserven findet man noch in den Modellen der Anfangszeiten (Ende der 90er und 2000er Jahre) aus Carbon, als das Leichtbaupotential bei weitem noch nicht ausgereizt wurde. Diese Modelle sind aber recht schwer, dafür aber besitzen diese eine bessere, allgemeine Haltbarkeit und sind weniger empfindlich gegen Stöße und sonstige Beschädigungen.

Schadensanalyse Carbon

Für den Laien ist eine Einschätzung oft mal schwer bei Carbon, denn das Material- und Bruchverhalten ist anders wie bei Aluminium oder Stahl. Dafür muss man sich auch nur das charakteristische Spannungs-Dehnungsdiagramm im Vergleich betrachten. Vor dem Bruch verformen sich metallische Werkstoffe, Carbon bleibt nahezu unverändert bis es zum plötzlichen Bruch kommt. Dies ist jedoch nur die wissenschaftliche Betrachtung eines einzelnen Stranges. Im Verbund als komplexes, auskonstruiertes Leichtbauteil aus Carbon, ist dies differenziert zu bewerten.

 

Daher eine Bitte, haben Sie eine Auge auf ihren Carbonrahmen und führen Sie eine regelmäßige Sichtkontrolle des gesamten Sportgerätes durch. Ein guter Prüftest ist: Weitet, vergrößert sich ein Riss und was sagt der „htD-Test“ - der hochtechnologische Daumendrucktest, ist die Stelle tendenziell weicher, gibt diese mehr nach ? Dies wäre ein eindeutiges Anzeichen für eine Delamination, welche beseitigt werden muss !!!

Im Zweifelsfall sollte eine zerstörungsfrei Prüfung veranlasst werden, mehr dazu: 
Carbonrahmenprüfung


Unterschied Materialeigenschaft von Stahl und Carbon

Diagramme sind nur charakteristisch  und nicht maßstabsgetreu

Quelle: Wikipedia, aufbereitet jostec - Carbon Bike Service 

 

Im linken Diagramm sieht man das typische Spannungs- Dehnungs-Diagramm von Stahl. So lange die Belastung des Materials im linearen Bereich, also der links unten beginnenden Geraden sich befindet, verformt sich das Material elastisch, was bedeutet, dass es nach Ende der Belastung sich wieder in den Originalzustand zurückstellt. Wird die Belastung überschritten, beginnt die plastische Verformung, was optisch dann wahr zu nehmen ist. Der Stahl verformt sich bis es letztendlich zum Bruch kommt.

 

Bei Carbonfasern, Glas, Aramid, siehe rechtes Bild, verhalten sich die Fasern unter Belastung durchgehend linear bis zum Abriss, Bruch. Es findet keine, bzw. eine sehr sehr geringe elastische Verformung statt.  Hier findet also keine wahrnehmbare plastische Verformung vor dem Abriss, Bruch statt. Man bedenke, dass auch Carbonfasern eine elastische Verformung haben, die im Vergleich zu Stahl sehr gering ist, durch diese Tatsache es aber trotzdem zu unbedenklichen Haarrissen am Carbonrahmen im Übergang von verbauten Komponenten unterschiedlicher Materialeigenschaften kommen kann, z.B. Tretlagerknoten Carbon  zur Tretlagerhülse aus Aluminium.


Carbonschaden an Rohrsegmenten

Kettenstrebe Carbon Defekt Carbonreparatur
gebrochene Kettenstrebe links

Grundsätzlich ist jeder Riss erst mal mit kritischem Auge zu betrachten und sollte zeitnah durch eine Reparatur behoben werden, denn unter weiterer Belastung führt ein Riss im Ansatz zu einer meist von Außen nicht sichtbaren, schleichenden Vergrößerung des Schadens und somit dann zu dem scheinbar mythischen, plötzlichen Versagen. Dies gilt insbesondere für Schäden, Haarrisse, an Rohren, wie z.B. Ober-, Unter-, Sattelrohr und Sitzstreben.

 

 

Die häufig gestellte Frage: „ Vielleicht nur ein Lackschaden ?“ ist in den meisten Fällen mit einem klaren Nein zu beantworten. Ist der Rahmen schwarz, transparent mit Klarlack beschichtet, liegt in der Regel ein Strukturschaden vor. Differenzierter muss man es aber bei farbig und vor allem in Weiß lackierten Carbonrahmen betrachten, da bis zum erreichen der vollen Deckkraft relativ dick-schichtig lackiert werden muss und der Lack nach einiger Zeit durch Nachhärtung spröde und rissig wird, dieser Prozess dauert mehrere Jahre.

 

Natürlich muss unterschieden werden, ob es sich um einen Lackabplatzer handelt, oder die Stelle eine Risssignatur aufweist. Hat der Abschlusslack keine gute Haftung zum Untergrund, kann dieser oftmals durch einen kleinen Schlag „abspringen“, was aber noch lange kein Strukturschaden im Carbon ist.  

 

Mehr dazu in unserem Blogbeitrag: Kleine Macke oder Riss, wie einschätzen ?

Carbonschaden an Verbindungsknoten

Haarrisse an Verbindungsknoten, bzw. Verbindungspunkten der einzelnen Rohrsegmente am Carbonrahmen sind im Vergleich zu Streben unterschiedlich zu beurteilen. Über den Tretlagerknoten laufen die größten Lasten, die ganze Antriebskraft, und die nicht minder großen Verwindungskräfte durch den Wiegetritt. Der Tretlagerknoten selbst ist daher der am massivsten ausgeführte Teilsektor des ganzen Rahmens. Trotz der Steifigkeit von Carbon kommt es hier dennoch zu einer Bewegung, wenn auch minimal, welche sich dann mit minimalen Haarrissen abzeichnen kann, speziell wenn es hier auch noch zu Materialübergängen kommt, zwischen dem Tretlagerkorpus aus Carbon und einer verklebten Tretlagerhülse aus Aluminium. Hier entstehen durch den Kraftfluss über unterschiedliche Materialien hinweg (Carbon-> Kleber-> Aluminium) unvermeidbare Spannungsspitzen. Diese sind durch die geeignete Wahl eines mechanisch hoch-belastbaren Klebers zu minimieren, aber nicht immer gänzlich zu vermeiden, denn auch ein mechanisch hoch-belastbarer Kleber wird im Laufe der Jahre spröde und verliert somit seine verbindenden Eigenschaften.

 

 

Im Gegensatz zu Schäden, Rissen, an Rohrsegmenten sind diese somit weniger dramatisch, was jedoch nicht bedeutet, diese einfach zu ignorieren. Hierzu mehr in unserem Blogbeitrag: Risse am Tretlager

Defektes, abgerissenes Ausfallende Carbon

Carbonrahmen mit Ausfallenden oder gar integrierten Schaltaugen aus Carbonmaterial sind in der Regel nicht mehr zu reparieren. Dies ist meist das Ende eines betroffenen Rahmens, denn die Strukturen sind zu klein, um mit einer Reparatur die Punktlasten, Punktkräfte, des Schaltwerkes großflächig wieder an die bestehende Struktur anzubinden.  In wenigen Ausnahmen kann eine Modifkation auf ein anderes Schaltauge durchgeführt werden. Eine anfrage(at)carbon-bike-service.eu lohnt sich immer. 

 

Grundsätzlich sind Carbonrahmen mit Ausfallenden aus Aluminium oder seltener Weise Stahl, der Vollcarbonausführung vorzuziehen, da isotrope Werkstoffe Punktlasten deutlich besser aufnehmen und in den Rahmen ableiten können. Aber auch das ist keine Haltbarkeitsgarantie.

 

Mehr dazu unter: Ein defektes, zerstörtes Schaltauge / Ausfallende aus Carbon oder Aluminium kann leicht zum Ärgernis und Stilllegung des Bikes führen

Schaden durch Unfall Zusammenstoß

Nochmals anders sieht es aus, wenn Sie einen offensichtlichen, kapitalen Unfall durch Sturz oder Zusammenstoß hatten. Erst mal ist eine gründliche Sichtprüfung des kompletten Carbonrahmens zwingend erforderlich. Hierbei ist besondere Achtung den Übergängen zu schenken, wie Tretlagerknoten zu den Kettenstreben, den Ausfallenden etc. Große Achtsamkeit ist am Carbonlenker geboten, im direkten Übergang von der Vorbauklemmung zum Lenker selbst. Carbongabeln und Carbonlenker sind meist zur eigenen Sicherheit nach einem Unfall auszutauschen, ob dennoch je nach Schadensbild eine vollwertige Carbonreparatur möglich ist. Mehr dazu in unserem Blogbeitrag: Carbonlenker austauschen, was spricht dafür, was dagegen ?

 

Ebenso ist ein Ausbau der Gabel zur Sichtprüfung dringend in einem solchen Falle anzuraten, sowie einmal im jährlichen Wartungszyklus.

 

Sind nach einer gründlichen Sichtprüfung keine Schäden im Ansatz vorhanden, aber dennoch die persönliche Unsicherheit groß, bzw. der Unfall heftig gewesen, raten wir zu einer zerstörungsfreien Materialprüfung um evtl. versteckte Schäden wie Delaminationen ( Ablösung der einzeln Carbonlagen untereinander im Inneren) auszuschließen. Mehr dazu unter: Carbonrahmenprüfung

 

Ist der Rahmen gänzlich in zwei Teile durchgebrochen, raten wir zum Austausch, da in diesem Falle die Rahmengeometrie „verloren“ ist. 

 

An dieser Stelle sei erwähnt, dass der Carbon Bike Service auch Gabelschaftverlängerungen anbietet. Was erst mal sich technisch unmöglich anhört, aber korrekt ausgeführt kein Risiko darstellt.

Carbonreparatur selbst machen

Zur eigenen Sicherheit und Verantwortung für Leib und Leben, sowie für die Familie, raten wir dringend von eigenen Reparaturversuchen ab. Auch sollte ein angeknackstes Carbonbike nicht mit Schlauchschellen und irgendwelchen provisorischen Schienen aus Kunststoff- oder Metallschienen behelfsmäßig stabilisiert werden.

 

Der Rahmen wird nicht bei der sanften, dahin rollenden Geradeausfahrt in der Ebene brechen, sondern das unverhoffte Schlagloch in der Abfahrt wird der Killer sein. Hier hat die angeknackste Carbonstruktur keine Reserve mehr und diese Belastungsspitze, der Impuls aus der Kombination Geschwindigkeit und Schlagloch, ist nicht mehr kompensieren kann. Der Mythos des plötzliches Versagens wird hier widerlegt.

Crashreplacement

Wen das alles immer noch nicht von einer Carbonreparatur überzeugt, kann selbstverständlich auf das Crashreplacement der Hersteller innerhalb der Gewährleistungsfrist zurückgreifen. Hierbei gibt es einen neuen Rahmen mit einem Preisnachlass, welcher je nach Hersteller variiert. Ein Vorteil dabei ist die neu beginnenden Gewährleistungsfrist. Dabei ist jedoch zu beachten, dass man auf eine Carbonreparatur genauso die gesetzliche Gewährleistung von 12 Monaten erhält und eine Carbonreparatur in der Regel immer noch deutlich günstiger ist, wie ein neuer Carbonrahmen vom Hersteller. 

 


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Fahrradanhänger Kinderanhänger Carbonrahmen Klemmkralle
MTB Carbonrahmen mit Verstärkung für Fahrradanhänger

Grundsätzlich ist es keine gute Idee an einem Carbonrahmen einen Fahrradanhänger zu befestigen. Dies kann sehr schnell zu einem Strukturschaden führen. Durch manuelles Festziehen der Klemmkralle ist ein Carbonrahmen sehr leicht zu "knacken". Dies gilt auch für den Transport mit dem Auto. Unter weiterer, fortlaufender Belastung führt dies zu einem sich schleichend vergrößernden Rahmenschaden, welcher die allgemeine Sicherheit für das Carbonbike reduziert, aber vor allem für den Biker selbst gefährlich werden kann. Das ach so abrupte Versagen von Carbon ist leider ein Mythos, sofern man den Rahmen falsch einsetzt, falsch montiert , etc.  Unser Tipp, keine Anhänger an Carbonrahmen, auch nicht in Ausnahmefällen, der Folgeschaden kann immens sein. 

In obigen Falle wurde die Kettenstrebe, ein BMC teamelite TE01, links repariert und auf Kundenwunsch links wie rechts mit zusätzlichem Laminat verstärkt, da der Kunde nicht auf den Anhänger verzichten möchte. Durch zusätzliches Laminat wurden die Sitzstreben beidseitig verstärkt, im Durchmesser vergrößert, um die Klemmkräfte besser in die Rahmenstruktur einzuleiten.

 

Sicherlich gibt es Kunden, Biker, für welche eine solche Nachkonfiguration Sinn macht, eine lokale Verstärkung durch den spezifischen Einsatz gerechtfertigt, aber von Grund auf sollte man dies im regulären Betrieb, normalen Einsatz eines Carbonbikes tunlichst vermeiden. 

Der Einsatz eines Schnellspanners zur Hinterachsmontage für Fahrradanhänger wie der "Thule Chariot"  ist eine mögliche Kupplungsvariante. Es sollte jedoch darauf geachtet werden, dass das Ausfallende des Carbonrahmens aus einem isotropen Werkstoff ist, sprich Aluminium oder Edelstahl. Isotrope Werkstoffe nehmen Punktlasten deutlich besser auf, wie anisotrope, also Faserverbundwerkstoffe. Ausfallenden aus Carbon sind die Achillesverse eine Fahrradrahmens, eine Reparatur ist nur in den wenigsten Fällen möglich.

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