Lange war Pause - jetzt über die Feiertage (wünsche übrigens schöne Tage gehabt zu haben!) ging es endlich weiter. Und es gab gar nicht so unerhebliche Fortschritte.

Zuerst habe ich mich mal den Kettenstreben angenommen. Noch mal ein bisschen Feintuning an der Gehrung, damit sie auch an den Rahmen passen. Der Rahmen, soviel zur Geometrie, hat ungefähr 10mm mehr Bodenfreiheit als ein normaler Straßenrahmen (jedenfalls wenn ich mich da richtig erinnere, was Straßenrahmen üblicherweise so haben), aber das liegt darin begründet, dass ich ja auch auf die Bahn können möchte damit, und wenn man dort nicht auf 165mm-Kurbeln umsteigen will, sondern bei 172,5mm oder 175mm bleiben mag, dann ist die Bodenfreiheit nicht schlecht angelegt. Auch wenn es bei dem Rad wohl nur um die 1000m oder die 4000m ginge, wo ja an der blauen Linie gefahren wird. Wenn man aber mal langsam weiter oben auf der Bahn rumrollen möchte, wird das je nach Überhöhung mit einem normalen Straßenrahmen schon mal knapp, und man könnte in die Verlegenheit kommen, mit dem kurvenäußeren Pedal aufzusetzen.

Ausrichten der Kettenstreben.

Ausgerichtet habe ich die Kettenstreben - ganz Heimwerker-Pfusch-like mit Brettchen, Aluklötzen, Lineal, Fäden etc., die Konstruktion ist teils auf dem Bild oben zu sehen.

Weiter ging es dann mit dem Unterrohr - das war ja schon auf Gehrung, musste also auch nur noch ausgerichtet und gefügt werden. Dabei habe ich dann gemerkt, dass sich das Profil leicht verdrillt hat bei der Produktion des Rohres - wahrscheinlich bei der Arbeit mit dem Schrumpfband. Das einfach diagonal gewickelt verdrillt natürlich das Rohr leicht beim Schrumpfen, weil es auch längs etwas schrumpft, quer nachrutscht, aber längs das ganze Profil mit verdreht (es wird ja ans laminat gepresst, und zieht dann daran). Glücklicherweise ist die Drillung noch im Rahmen, mit ein bisschen Extramaterial an den Enden bekommt man das unter den Muffen gut versteckt. Das Profil selbst ist ja auch zum Glück nicht so anfällig gegenüber Fehlanströmungen, wie es ein extremes Tropfenprofil gewesen wäre. Alles in allem kann man aber festhalten, dass Schrumpfband bei einem weichen Kernmaterial wie Styrodur nicht zu empfehlen ist. Das hatte ich damals ja schon festgestellt in Bezug auf die Oberflächengüte (wegen der "Stufen"), jetzt kommt noch ein Grund dazu. Daher der Tipp an die Heimwerker: Wenn euch der Schrumpfschlauch ausgeht, und nur noch Schrumpfband da ist, dann wartet lieber die Lieferung mit dem Nachschub an Schrumpfschlauch ab...

Nun gut, fixiert habe ich die Rohre übrigens wieder alle mit 5-Minuten-Epoxy. Das lässt sich nachher übrigens - weil es so unglaublich schlecht haftet - wieder von den Rohren runterbrechen, dann hat man mehr Klebefläche für richtigen Kleber.

Anpassen der Geometrie des Tretlagerbereiches.

Später wieder zu entfernende Kehlnaht aus 5-Minuten-Epoxy.

Das Unterrohr habe ich dann noch mit einem kleinen Gusset aus Airex-Schaum ans Oberrohr angebunden, rein der Sicherheit halber, und um dort schon mal ein bisschen Spachtel anzubringen, um das Steuerrohr anbinden zu können. Das ist auf den beiden folgenden Fotos dargestellt.

"Gusset" aus Schaum, um Unterrohr und Oberrohr zu verbinden und zu fixieren.

Verspachtelt, um mehr Festigkeit und Steifigkeit herinzubringen (damit ich das Steuerrohr besser einpassen kann).

So, dann waren als nächster Schritt wieder ein paar Angstfasern dran. Hier habe ich die Kettenstreben durch UD-Band mit dem Unterrohr verbunden, damit das Tretlager auch dort noch mal gehalten wird, und das Unterrohr nicht einfach nach vorne bzw, die Kettenstreben nach hinten abhauen können. außerdem habe ich Sitzrohr und Unterrohr noch "zusammengebunden", das hat eigentlich bei näherem Hinsehen nicht so viel Sinn was die Lastpfade angeht, aber Schaden tut's nix, und ob ich nun Spachtel hinklatsche, oder ein paar Fasern, das ist hier dann auch egal. Beim leichten Rahmen kommt dort nur ein bisschen Leichtspachtel hin, um die Radien zu vergrößern.

Zusätzliche Rovings, um Kettenstreben und Unterrohr zu verbinden.

Rovings, die Unterrohr und Sitzrohr verbinden - die sind aber nicht so wirklich notwendig.

Diese "Konstruktion" habe ich dann ein bisschen mit Abreißgewebeband fixiert, verpressen kann man das nicht wirklich nennen...

Fixierte Rovings für den Reservelastpfad.

Nebenbei, das kleine rosa Styrodurmodell war Positivform für das folgende (noch nicht fertige) Teil. Bisher hat noch niemand den Zweck erraten...

???, schlecht laminiert und noch nicht ganz fertig.

Gut, was fehlt noch? Ausfallenden, genau. Man nehme ein hundsgewöhnliches Stahlblech, biege es sich auf den (hoffentlich) richtigen Winkel, klebe eine Passfeder (das ist das ovale Stahlklötzchen auf dem nächsten Bild) mit 5-Minuten-Epoxy auf (wie toll sich das Zeug wieder löst, ohne die Platten einzutrennen, sieht man weiter unten noch), und dann trennt man alles mit Grundierwachs und Polyvinylalkohol ein. Das Trennmittel bildet dann beim trocknen eine Folie, die ein Verkleben von Form und Bauteil verhindert.

Stahlblech mit Passfeder als Form.

Seitenansicht - man sieht die Biegung des Bleches.

Dann schneidet man sich allerlei Zuschnitte. Ich habe viel 0°/90° und ein bisschen +-45° gemacht, das kam mir sinnvoll vor für die Ausfallenden. Weil aber das 400g-Leinwandgewebe aus dickem 12k-Roving so gerne auseinanderfällt beim schneiden, habe ich alles ganz leicht mit Sprühkleber (Aerofix 2, erhältlich bei R&G) benebelt. Senkt zwar die Festigkeit, verhindert aber das Ausfransen beim Schneiden, wie man schön auf dem 1:1-Crop sehen kann. Wenn ich die Schere endlich mal zur Aufarbeitung weggeben würde, wäre es noch besser vom Schnittbild... (Oder man arbeitet mit EC-Cuttern, das sind kleine elektronische Scheren, die funktionieren viel besser als normale Scheren.)
Jedenfalls wird dieser Sprühkleber auch zum fixieren von Zuschnitten beim RTM-Verfahren eingesetzt, und er ist für sowas optimiert. Der Festigkeitsabfall wird also im Rahmen des Möglichen klein gehalten, zu viel sollte man aber eben trotzdem keinesfalls draufsprühen.

Mit Sprühkleber fixiertes Gewebe, Zuschnitt und Schablone.

Man sieht den feinen Sprühkleber-Nebel, der sich auf dem Gewebe abgesetzt hat und es fixiert.

Für die Passfeder muss man auch noch ein bisschen was ausschneiden, das sieht man auf dem nächsten Bild.

Zuschneiden der Gewebestücke (Langloch).

Dann tränkt man alles Schicht für Schicht (viel Harz unten auf die Platten, dann von unten nach oben durcharbeiten, Schicht für Schicht, und zwischendrin natürlich immer Harz nachlegen, so minimiert man die Luftporen). Als letzte Schicht kommt Abreißgewebe drauf (was das ist, habe ich ja in einer älteren Episode mal erklärt, benutzt einfach die Suche, falls es nicht mehr geläufig ist), darauf dann der übliche Vakuumaufbau mit Lochfolie (durch die kann das Harz nachher raus) und Saugvlies (das nimmt das überschüssige Harz auf und lässt Luft aus dem Laminat in Richtung Vakuumpumpe durch).

Fertig laminiertes Ausfallende mit Abreißgewebe.

Vakuumaufbau mit Form-Laminat-Abreißgewebe-Lochfolie-Saugvlies. Drumherum kommt noch ein Foliensack.

Ich weiß, ich habe gesagt, dass ich nichts benutzen will, was nicht jeder daheim auch hat, oder billig einkaufen kann. Deswegen die Alternative zum Vakuumpressen: Man baut einen zweiten Blechwinkel, packt hinter die Bleche jeweils Bretter, damit es steifer wird, und verpresst dann alles mit Schraubzwingen. Hier muss man darauf achten, dass das Laminat auf den Spalt zwischen den Blechen abgestimmt ist, und dass man außen Abstandshalter einlegt, um eine gleichmäßige Dicke zu erreichen.

Fertig sehen sie Rohlinge dann also so aus:

Rohlinge der Ausfallenden, Passfeder und Kleberrest.

Die habe ich grob ausgeschnitten (Kontur aufgemalt, und dann mit der Metallsäge ausgesägt) und schon mal alles zusammengesteckt. Die Sitzstreben werden noch etwas niedriger angesetzt, und an den Ausfallenden ist natürlich auch noch Feinarbeit angesagt. Aber so langsam kann man erkennen, was aus dem ganzen Carbonzeug werden soll:

Man kann erahnen, was es werden soll...

So, dann wünsche ich noch einen guten Rutsch in's Jahr 2012!

English summary:

In this epoisode you can see how the downtube was attached to the bottom bracket, as well as the chainstays got attached to it. As usual I did this with a fast hardening epoxy resin which has very low adhesion. It's good enough to fixate the parts for laying up the additional load paths made from roving. After hardening them, the epoxy-fixation can be removed to get a larger bondable surface directly on the tubes.

I also made the dropouts. The mould was made from sheet metal, which I bent to the correct angle. A feather spring was used to create the slots for the hub. I used a vacuum supported process, but of course you can just make another mould from a steel sheet, glue the mouls onto some wood and get the laminte pressed with c-clamps. You just have to adjust the layup to match the offset between the moulds, which should be deteminded by spacers.

The last picture is the frame as it is now - the seatstays will get attached a bit lower of course, to match the toptube.

This summary is a bit short - but that's it. The rest is documented on the photos above - I just don't have to add something ;-). If you have questions left, feel free to leave a comment or write an email.

There is also something I saw in the sites statistics - one of the most often appearing referrers is the Google translation into English. So I had a look, and this translation is pretty good for a automatic generated one. Of course some technical vocabulary isn't translated, or is translated a bit funny, but I think you can use Google to get the more detailled version of the article. Maybe it's even good enough to replace my summaries? Tell me!

Have a happy new year 2012!

So, liebe Leser, Weihnachten naht, und zumindest bis Neujahr hätte ich ganz gerne den Bahn- und Aerorahmen zusammengeleimt.Also ging es an diesem (leider verkürzten) Bastelwochenende ans Zusammenfügen der ersten Rohre.

Zuerst aber noch ein kleiner Nachtrag zum letzten Beitrag: Den Schrumpfschlauch sollte man vor dem Tempern der Rohre entfernen, nach dem Tempern bekommt man den nur noch unglaublich schlecht runter. Das habe ich vergessen zu erwähnen, aber Sebastian aka Coparni aka Carbonschmiede.de hat mich drauf aufmerksam gemacht. Danke Sebastian! Er hält übrigens den Uhu Endfest für merklich besser als den Epoxydkleber E von R&G - auch abgesehen von der Hydrolysebeständigkeit. Wo höchste Festigkeiten gewünscht sind, geht man also mit Uhu lieber auf Nummer sicher.

Da ich ja nun keine professionelle Rahmenlehre für diesen Rahmen verwenden will (was beim Steuerrohr übrigens noch einigermaßen Probleme machen wird- btw, ein Foto vom Steuerrohr mit Lagern habe ich natürlich vergessen zu machen...), wird also mit allerlei Unterlegern auf einer planen Holzplatte gebaut. Das kann so jeder nachmachen, die Kosten sind minimal. Die Holzplatte muss nur schön plan sein, das kann man mit einer Wasserwaage oder einer ähnlichen, absolut geraden Leiste/Brett/Stange kontrollieren. Für's Tretlager habe ich dann ein Loch in die Platte gebohrt und eine M12-Gewindestange durchgesteckt. Via Muttern und U-Scheiben kann man dann die Tretlagerhülse schön rechtwinklig auf die Ebene setzen und das Sitzrohr so fixieren. Die Detailzeichnung des Tretlagerbereiches habe ich einfach druntergeklemmt, das erleichtert die Ausrichtung der Rohre zueinander. Achso - entschuldigt die sehr mittelmäßigen Bilder - ich hatte meine Kamera diese Woche nicht dabei...

Fixierung der Tretlagerhülse auf der Holzplatte.

Die Klebung der Gewindehülse an das Sitzrohr habe ich ja letzte Woche bereits behandelt. Heute kommt noch das Oberrohr an das Sitzrohr. Da die Züge innen verlegt werden sollen (Aerodynamik, schön saubere Optik), ist jetzt die Frage, wie man das angeht. Der Bremszug für die Hinterradbremse geht also vorne durch eine Bohrung seitlich in's Oberrohr hinein (Foto vergessen zu machen, kommt in 2 Wochen nach!). Allerdings soll der Zug nicht wieder seitlich aus dem Oberrohr raus, sondern erst hinter dem Sitzrohr. Da liegt er zum einen im Windschatten des Sitzrohres, zum anderen verläuft er eben auch einfach länger im Rahmen, das dürfte der Optik zugute kommen. Der Zug soll in einem dünnen Carbonrohr laufen - so kommt keinesfalls Dreck an den Zug. Außerdem wird das Carbonrohr zumindest weitgehend durchgängig sein, sodass man einen neuen Zug einigermaßen gut durchfädeln kann, wenn man ihn nicht gleich mit dem alten Zug oder einem Faden durchziehen kann, weil man in der Eile den alten Zug einfach so herausgezogen hat. Wer einen Rahmen mit innenverlegten Zügen fährt, weiß vielleicht, wovon ich spreche.

Also musste erstmal eine Bohrung durch's Sitzrohr, von vorne nach hinten, Durchmesser ~4mm, und unter einem Winkel der 90°-Sitzwinkel entspricht, damit das Kohlerohr auch einigermaßen gerade im Oberrohr verläuft. Aussehen tut das dann so:

Zugverlegung durch das Sitzrohr, Führung im Oberrohr.

Über dieses Führungsröhrchen kommt dann das Oberrohr. Natürlich funktioniert diese Bauweise nur, wenn man einen ISP-Rahmen baut, oder wenn die Stütze robust genug ist, um in passender Höhe eine Bohrung zu setzen. Das Carbonröhrchen wird hinten natürlich noch abgeschnitten, aber erstmal muss da später noch der Hinterbau dran und die Muffe gewickelt werden - danach wird dann der Überstand entfernt.

Gut, das Oberrohr habe ich dann also in passender Höhe an das Sitzrohr gelegt, und dann mit 5-Minuten-Epoxy fixiert, genau wie bei der Tretlagerhülse. Das sah dann so aus:

Oberrohr am Sitzrohr fixiert. Unten: das Unterrohr.

Im folgenden Schritt habe ich dann die Übergänge ein bisschen mit einem gefüllten Kleber geglättet. Hierzu habe ich Kohlenstofffaserschnitzel (3mm lang, tolles Wort!), Thixotropiermittel (das neue bei R&G, soll sich besser vermischen - scheint mir auch wirklich weniger Klümpchen zu bilden) und gemahlene Kohlenstofffaser (0,2mm lang) mit Laminierharz vermischt. Die Füllstoffe ohne Harz habe ich dann auch mal fotografiert, das kennt vermutlich kaum einer der Nicht-Heimwerker hier vom sehen her. Übrigens, Bilderrätsel, bis zur nächsten Folge darf geraten werden, was das kleine rosa Teil ist, was auf dem Bild links rumliegt.

Füllstoffe für die Klebermasse

Der Kleber darf übrigens gerne ziemlich harzreich angerührt werden - das Thixotropiermittel macht das alles sehr zähflüssig, und mit viel Harz vermeidet man zu viele Lufteinschlüsse, die sich bei den 3mm-Kohleschnitzeln sonst gerne mal bilden, wenn man nicht verpresst. Damit habe ich dann also ein bisschen Kanten, Absätze und Radien geglättet. Im weiteren Fortgang kamen dann noch Rovings bzw. UD-Band als Schlaufen um die Tretlagerhülse bzw. um das Sitzrohr. Damit will ich Reservelastpfade schaffen, damit selbst im Falle eines Schadens an einer der Muffen noch Fasern da sind, die das ganze ein bisschen zusammen halten.

Kurzer Einschub an dieser Stelle:

In diesem Zusammenhang verwenden viele Hersteller auch Aramidfasern. Aramidfasern haben eine sehr hohe Bruchdehnung, ertragen hohe Lasten (allerdings ausschließlich auf Zug, während C-Fasern und Glasfasern auch Druck können!) und wirken sehr gut als Rissstopper (ein Riss im Harz wird meist gestoppt, wenn er die sehr zähe Faser erreicht). Man könnte also meinen, dass es in Hinsicht auf das Bruchverhalten sehr nützlich sei, Aramidfasern in Rohrknoten hineinzulegen. Dabei werden aber gerne die Probleme außer Acht gelassen, die man sich mit der Aramidfaser in's Bauteil holt:

Aramidfasern sind wie schon gesagt nur auf Zug beanspruchbar (bei Druck knicken die Fasern in sich, auch im Verbund mit Harz). Sie müssen aufwändig getrocknet werden, da Feuchte ihre Festigkeit deutlich heruntersetzt (dazu bräuchte man einen entsprechenden Ofen, der auch die Luftfeuchte auf extrem niedrige Werte reguliert, sowas besitze ich nicht, und ob alle Fahrradhersteller in China sowas einsetzen sei auch mal dahingestellt...). Die Verklebung von Faser und Matrix ist kritisch. Die Faser-Matrix-Haftung ist bei Aramidfasern meist deutlich schlechter als bei C-Fasern oder Glasfasern. Zwischenfaserbrüche können an der Grenzschicht von Faser und Harz oft schneller entstehen. Einen Rissstopper-Effekt kann man auch durch Schichtung von vielen dünneren Schichten C- oder Glasfasern erreichen, wenn ihre Winkel etwas streuen (+-5° hilft da schon, gerne natürlich auch mehr, sofern das technisch sinnvoll ist). Das Bruchverhalten ist in solchen komplex beanspruchten Bereichen wie es die Rohrknoten sind (hier wirken ja Spannungen in alle möglichen Richtungen, die Laminate enthalten auch meist mehr als nur 2 Faserrichtungen) sowieso eher günstig (sofern keine ultrahochmodularen Fasern verwendet werden), weil die Steifigkeit deutlich abnimmt, bevor alles auseinander reißt. Das merkt man also rechtzeitig. Alles in allem denke ich, dass der Aufwand, der betrieben werden muss, um Aramidfasern dort sinnvoll einzusetzen, eindeutig zu hoch ist, verglichen mit dem Nutzen. Ein gut gemachter Rohrknoten, rein aus C-Fasern (meinetwegen mit zwei unterschiedlichen Fasertypen, eine steife, eine mit viel Bruchdehnung) ist absolut ausreichend.

So, also die Schlaufen jedenfalls werden großflächig an die Rohre angeschlossen, in deren Richtung sie liegen. Damit ist eine gute Krafteinleitung über die Klebung gewährleistet.

Schlaufe, die Oberrohr und Sitzrohr verbindet. Darunter teils gefüllte Klebermasse.

Diese Schlaufen werden dann ein bisschen mit Abreißgewebeband umwickelt und dann ausgehätet. Für das Tretlager sieht das dann so aus:

Verpresste Schlaufe am Tretlager.

Da die Fasern in der Schlaufe sehr straff gezogen werden können, muss man dort nicht unbedingt pressen, weil sich die Luft von selbst größtenteils rausdrückt. Das habe ich damals immer bei den Sattelklemmen gesehen - die waren ja auch nur straff gewickelt, mit gut getränktem Roving, die Laminatqualität war immer einwandfrei. Das funktioniert also sehr gut. Natürlich sinkt der Faservolumengehalt, man schleppt etwas mehr Harz als nötig mit - da das aber nur die Schlaufen betrifft, macht das am ganzen Rahmen nicht viel aus.

Übrigens ist es günstig, den Faservolumengehalt etwas zu senken, wenn die Fasern rein auf Zug beansprucht werden - während man üblicherweise 60% Fasern einstellt, ist es in Hinsicht auf Ermüdungsbeanspruchung günstig, den Fasergehalt auf 50% zu senken. Natürlich muss die Fasermenge gleich bleiben, sie wird also nicht gesenkt, sondern es wird einfach mehr Harz verwendet. Dadurch liegen die Fasern etwas weiter auseinander im Verbund, es gibt weniger Fehlstellen, wo zwei Fasern direkt aneinander reiben. Sollte ein Filament (=einzelne Faser) reißen, dann wirkt sie auf die etwas weiter entfernte Nachbarfaser nicht so stark als Kerbe. Für alle anderen Beanspruchungen der UD-Schicht sollte man sich beim Fasergehalt aber besser bei ~60% bewegen!

Gut, das wäre es dann auch für heute. Nächstes Wochenende gibt es keinen Fortschritt, da muss ich endlich mein seit einer Weile abgeschlossenes Bachelorstudium feiern. Die nächste Folge dürfte es dann eventuell übernächste Woche geben, spätestens am 25.12. gibt es aber das fertige Steuerrohr, die Ausfallenden, das kleine rosa Teil vom Bild oben (na, schon eine Idee?) und vielleicht auch den Hinterbau als solches. Vielleicht kommt in der Zwischenzeit noch ein Beitrag von David zu seinem 2nd Ride - falls Ihr die Serie noch nicht kennt, die Einführung gibt es hier: Link, den ersten Teil dort: Link, weitere Teile natürlich im Archiv.

Bis dahin eine schöne Vorweihnachtszeit!

English summary:

Hi out there! First: sorry for the not-so-good pictures this week - I forgot to take my camera to the workshop, so I had to take a small camera. This Weekend I attached the toptube onto the seattube. I used a plain wooden board as a device for positioning the tubes. The BB was attached with a thread bar, which made a good rectangular alignment of the BB to the frames plane. The cable for the rear brake is installed inside the toptube, it's going in at the left side in just behind the steering tube and it goes out through the seattube. Therefore I had to drill a ~4mm hole in which I bonded a small carbon fibre tube as some kind of liner.

The edges of the cross sections are smoothened with some epoxy based glue. I used the L20/EPH161 as epoxy system, but filled it with Aerosil and two kind of milled carbon fibre - 3mm and 0,2mm length. It's relatively important to use enough epoxy to prevent too much cavities. After that, I laminated some nooses to prevent the tubes from getting apart if the lug cracks. This was done for the toptube/seattube-intersection as well as for the BB. I pressed the laminte partially with some peel-ply.

BTW, you see that small pink part on the left of picture no. 4? Have a guess what this is for! ;-)

The next episode will be around december the 18th or the 25th! Have a nice pre-christmas period!

So, weiter wieder mit dem Aero-Rahmen:

Diese Woche habe ich ein bisschen am Unterrohr weiter gemacht. Hier hatte ich ja noch Bilder vom verpressen via Schrumpfschlauch versprochen. Das sieht man ganz gut uaf dem Bild unten. Hier war das Rohr schon weitgehend fertig, es kam nur noch die letzte, äußere Schicht an Laminat drauf. Nach dem Schrumpfen wird ein kleines Stück Schrumpfschlauch auf das Ende geschoben und geschrumpft. Versucht man die komplette Länge aufzubringen, verschiebt sich das Laminat, die Faserwinkel stimmen nicht mehr, es gibt Unebenheiten etc., also alles, was man vermeiden will. Wenn man das Ende bereits mit Schrumpfschlauch auf den Kern bzw. das Rohr drückt, vieschiebt sich nichts mehr, die Fasern sind schön abgelegt wie gedacht (sieht man ja auf den anderen Fotos). Wichtig ist, viele Löcher mit einer Nadel in den Schrumpfschlauch zu stechen (das geht gut nach dem ersten Schrumpfvorgang). Dann kann das Harz und die Luft gut raus. Je mehr Löcher, desto besser, kann man sagen.

Rahmenrohr mit Schrumpfschlauch. Die Tropfen auf dem Schlauch sind überschüssiges Harz, das durch die Löcher abfließt.

Der Schrumpfschlauch ist selbsttrennend und lässt sich nachher einfach der Länge nach aufschneiden und abnehmen. Das Schrumpfen selbst nimmt man zweckmäßigerweise mit einem Heißluftfön oder einem Heizlüfter vor, auch über einer Kerze geht das, das ist aber aus Brandschutzgründen und wegen der Möglichkeit Harz zu verbrennen (sehr ungesund, die Dämpfe) nicht zu empfehlen. Auf jeden Fall sollte man beim Schrumpfen des Schlauches ein Atemschutzgerät mit A1-Filter tragen, unter Hitze entstehen doch deutlich mehr Dämpfe als bei der Verarbeitung des Harzes bei Raumtemperatur.

Ja, weiter geht's. Im letzten Beitrag habe ich ja schamlos Werbung für Uhu Endfest Plus gemacht. Hier noch als Nachtrag ein laut Datenblatt quasi äquivalentes Produkt, mit dem ich ebenfalls schon gute Erfahrungen gemacht habe, nämlich der Epoxydkleber E von R&G. Der hat den Vorteil billiger zu sein als der Uhu. Allerdings mag er kein heißes Wasser - da versagt die Klebung dann im Kochtest. Ich weiß allerdings nicht, ob das beim Uhu besser ist - habe das Datenblatt auch gerade nicht da. Das Zeug sieht jedenfalls so aus:

Epoxydkleber E.

Gut, jedenfalls habe ich mal die Tretlagerhülse, um die es ja auch im letzten Beitrag ging, an das Sitzrohr geklebt. Weil ich den Rahmen hier ja so bauen will, dass es jeder nachmachen kann, habe ich keine Vorrichtung gefräst und auch keine Rahmenlehre zur Hilfe genommen (die wird aber für den leichten Rahmen des eigentlichen Von-der-Faser-zum-Fahrrad-Fahrrades benutzt). Mittels rechtwinkliger Aluklötze, planen Platten und gerade Aluvierkantrohren (das Zeug bekommt man im Prinzip alles im Baumarkt und/oder Werkzeughandel) habe ich mit 5-Minunten-Epoxy die Hülse fixiert. Die Gehrung habe ich ja letzte Woche schon hergestellt, das war auch im letzten Beitrag beschrieben.

Fixierung der Tretlagerhülse am Sitzrohr.

Das scheint jetzt auch soweit gut funktioniert zu haben. Bei Rohren, die keinen Kreisquerschnitt haben, muss man natürlich auch aufpassen, dass das Profil richtig ausgerichtet ist.

Weiter mit dem Steuerrohr, das war ja das einzige noch nicht gebaute Rahmenrohr. Hier habe ich mich jetzt für die 1"-Gabel von Time entschieden - die schaut einfach stimmiger aus zum Rest, ein Foto davon gibt's dann weiter unten. Mir sind da zwei FSA-Steuersatz-Lager zugelaufen, Chromstahl, 45x45, 36er Durchmesser glaube ich, Bohrung ist jedenfalls 27mm. Die habe ich dann auf die Gabel gepackt, am Lagersitz unten habe ich mit Glasfasern aufgefüttert. Glasfasern, weil ich da sehr dünne Gewebe habe, mit denen sich das gut zentrisch und passgenau aufbauen ließ. Nachher noch ein klein wenig mit Schleifpapier drumherum, und schon saß das Lager einwandfrei. Oben habe ich einen Basaltfaserring laminiert und als Lagersitz zurechtgedreht (wollte einfach mal Basaltfasern ausprobieren, Kohlenstofffasern oder Glasfasern gehen da genauso. Hier habe ich natürlich eine Drehbank verwendet, die vielleicht nicht jeder zur Verfügung hat - aber normalerweise kann man sich den Steuersatz ja so aussuchen, dass keine solchen Arbeiten anfallen.

Lagerung im Steuerrohr.

Jetzt musste da natürlich ein Steuerrohr für einen integrierten Steuersatz drumherum gebaut werden. Der findige Bastler greift also zu dünnen Wachsplatten aus dem Bastelbedarf. Andere Leute verzieren damit Kerzen, aber als günstig via Ebay oder Bastelgeschäft zu erwerbendes, leicht formbares Material kann man damit auch Steuerrohre bauen. Dazu muss nur mit Wachsstreifen alles so aufgedickt werden, dass eine schöne Kontur dabei herauskommt. Die Lager lassen sich damit auch gleich abdichten gegenüber dem Epoxydharz, nicht, dass nachher das Lager voll mit ausgehärtetem Harz ist.

Steuerrohr mit Wachsplatten verkleidet.

Das Wachs hat den Vorteil, dass es selbsttrennend ist, sehr weich, sich also mit einem Spatel oder per Hand in Form drücken lässt, und auch gut dichtet. Diesen Wachskern und die Lager habe ich noch mit PVA-Trennmittel (Polyvinylalkohol, das ist eine Flüssigkeit, die man mittels Pinsel, Schwamm oder Lackierpistole aufträgt, und die zu einer Folie eintrocknet) behandelt, aber hauptsächlich damit die Lager nicht mit dem Laminat verbacken. Danach konnte Laminiert werden. Auch hier habe ich wieder mit Schrumpfschlauch verpresst. Als Fasern habe ich allerlei Rest verwendet, Toray T700 als 100g/m²-UD-Gelege, 400g/m²-6k-Köpergewebe, Kohleschlauch aus T300, was eben gerade anlag. Aufbau ist fast schon quasiisotrop, die Lagersitze sind zusätzlich mit Roving in Umfangsrichtung versteift.

Laminiertes und verpresstes Steuerrohr.

Die Gabelkrone muss natürlich auch eingetrennt werden, sonst hat man nachher alles mit der Gabel verklebt. Wenn das Laminat ausgehärtet ist, lässt sich wieder der Schrumpfschlauch abnehmen, außerdem kann man dann mit einer Säge die Überstände über/unter den Lagern mit etwas Reserve absägen. Dann muss man alles nur noch entformen und das Wachs herausholen. Das ging in den kleinen Abschnitten ganz gut mechanisch mit einem Schraubendreher, aber ausschmelzen müsste bei dem niedrigschmelzenden Wachs auch gut funktionieren. Leider konnte ich das Steuerrohr noch nicht ganz entformen, das wollte ich ihm nach 15h Härtezeit noch nicht zumuten. Das kommt dann nächste Woche.

Das grob besäumte Steuerrohr.

Nun gut. So viel zum Steuerrohr. Dann habe ich noch das Unterrohr teils auf Gehrung zum Tretlager gebracht. Das ist wie beim Sitzrohr auch passiert, diesmal habe ich aber noch ein paar Fotos gemacht. Wie üblich: zuerst die Mitte des Rohres mit einer Rundfeile "ankörnen", dann mit einem Schleifleinen-bewehrten Rohr die Gehrung ausarbeiten:

Markierung der Rohrmitte.

Schleifen der Gehrung.

Wichtig ist, hier mit nassem Schleifleinen zu arbeiten. Andernfalls hat man den gesundheitsschädlichen Kohlenstoffstaub überall, das juckt und ist eben auch für Bronchien und Lunge nicht so toll. Zweitens steigert das die Standzeit des Schleifmittels ganz erheblich. Hier muss man darauf achten, ordentliches, wasserfestes Schleifleinen zu kaufen. Das gibt's beim Werkzeughändler - kostet das Gleiche wie im Baumarkt, ist aber 3 Klassen besser.

Natürlich muss noch eine Gehrung angebracht werden, damit das Rohr auch an der Sitzrohr gut anschließt. Hier habe ich nur eine Markierung mit Kreppband angebracht, und grob mit einer Säge vorgeschnitten - die eigentliche Gehrung dort bringe ich nächste Woche an, dafür hat dieses Wochenende die Zeit nicht mehr gereicht.

Gehrung und Zeichnung des Rohrknotens.

Ja, das war dann auch alles, was ich dieses Wochenende gemacht habe in Bezug auf das Rad. Weiter geht's am nächsten Wochenende (zumindest mit Arbeit, aber ich habe leider nur wenig Zeit in der Werkstatt), und vor allem dann in der Uni-Winterpause. Mit einem Gesamteindruck (wo man auch die Time-Gabel im Zusammenspiel mit dem Rest sieht) verabschiede ich mich dann bis zur nächsten Folge!

Gesamteindruck des Rahmensets bisher.

English summary:

This episode is about various topics. On the first picture you can see how I compressed the laminate with a shrink hose. It's best if you put a little piece of the hose onto one end first and shrink it, then apply the rest of the hose - that way the fibres do not misalign. Another important thing is to prick many holes into the shrinking hose after shrinking it onto the laminate to let air and resin pass. After having that done you should shrink the hose again.

Then I also attached the BB shell onto the seat tube. It's just attached with some low grade glue (5 minutes epoxy), but it's just to fixate it. I did not use a professional device to get everything aligned, because everyone should be able to build a frame like this with things you have at home or could easily get at a hardware shop. The light frame for the original "From-the-fibre-to-the-bike"-bike will be bonded together on a adequate device.

In addition I did some work on getting the down tube matched to the BB and the seat tube - I think the pictures are speaking for themselves. Finally there is the picture above, where you can see all the tubes arranged - including the Time fork. You can see, that this fork matches the style of the frame, especially if the crown gets shaped with filler. Have a nice time until the next part!

Letzte Woche gab's die Schäden zu sehen, die der Rahmen meiner Wahl vom Vorbesitzer davon getragen hat. Sowohl das Oberrohr als auch das rechte Sitzrohr wiesen massive Schäden auf. In allen drei Fällen erstreckten sich die Risse auf ca. 75% des Umfanges. Insbesondere der obere Bruch an der Sitzstrebe hat mich vor der Reparatur ein wenig beschäftigt, da er direkt am Übergang zur Bremsbrücke(?) lag, also zum einen recht wenig Platz vorhanden war um zu schäften, zum anderen diese Stelle im Betrieb hoch belastet und natürlich sicherheitsrelevant ist, so dass hier auf Nummer sicher gearbeitet werden muss. Wie Julian in einem der letzten Berichte zum Fahrrad aus der Faser berichtete, werden Oberrohre und auch Sitzstreben in der Regel aus Laminaten aufgebaut, bei denen verschiedene Lagen unterschiedliche Funktionen übernehmen. Unidirektionale Fasern in Rohrlängsrichtung dienen dazu Zug- oder Druckspannungen zu übertragen, während Fasern die Schräg zur Rohrlängsrichtung verlegt werden Schub und damit Momente aufnehmen können. Die Reparatur der schadhaften Stellen erfolgte dann nach klassischer Manier.

1: Abkleben von Bereichen die nicht durch die Reparatur beeinflusst werden sollen

2: Abschleifen der Laminatteile die ersetzt werden sollen, dabei muss auf ein ausreichend hohes Schäftungsverhältnis geachtet werden.

3: Auftragen von Harz und Fasern

4: Mit Abreißgewebe alles fixieren

5: min 24 std. Warten

6: Abreißgewebe entfernen und anschließend glatt schleifen

7: Decklage aufbringen

8: Siehe Punkt 4 bis 6

9: Abschließend mit Harz einstreichen und je nach gewünschter Oberfläche das Ganze bedecken.

Oberrohr mit Flicken und mit Abreißgewebeband komprimiert.

Nun, für welchem Lamintaufbau habe ich mich entschieden? Beim Herausschleifen der schadhaften Stellen kann man in der Regel sehr gut erkennen in welche Richtung die Fasern der jeweiligen Schicht laufen. Bei beiden Rohren kamen neben der Decklage, die in bekannter 12k-Optik daherkam, vor Allem Fasern in einem niedrigen Winkel zum Einsatz. Ein solches Laminat eignet sich in erster Linie gut für Biege-, Zug- und Druckbelastungen, hat aber zusätzlich (begrenzt) Reserven zum Aufnehmen von Torsionsmomenten oder Schub wie er im Falle der Sitzstreben zwischen Ober- und Unterseite in Folge der Durchbiegung auftritt. Zur Erklärung sei erwähnt, dass die Sitzstreben des Heliums einen sehr flachen Querschnitt aufweisen, was vermutlich der vertikalen Nachgiebigkeit des Hinterbaus zu Gute kommen soll. Da ich den Rahmen noch nicht gefahren bin, kann ich leider noch nicht sagen, ob die Rechnung aufgeht ;-). Wie ersetzt man nun mit einfachen Mitteln ein solches Laminat? Prinzipiell bieten sich hier zwei Möglichkeiten. Entweder UD-Material (z.B. Bänder, oder entsprechende Streifen) in einem vergleichbaren Winkel abwechselnd ablegen, also z.B. +15°, -15°, -15° und abschließend wieder +15° zur Längsachse des Rohres. Oder man verwendet verschiedene Gelege/Gewebe um sein Ziel zu erreichen. In meinem Fall habe ich mich für letzteres entschieden. Als erste Lage wurde ein Streifen UD-Material in Längsrichtung (0°) abgelegt, hierauf kam dann ein AWV mittleren Faserwinkels (ca. 30°). Hierzu wurden ein entsprechendes, rechteckiges Stück in einem Winkel von 45° aus Köpergewebe geschnitten. Leinwand wäre im Falle von geraden Rohren auch möglich, Köper lässt sich aber ganz allgemein besser verschieben und drapieren, was eine leichtere Verarbeitung ermöglicht. Dieses Rechteck wurde nun ein wenig in die Länge gezogen, so dass sich die Fasern in einem flacheren Winkel wiederfinden. Bei einer solchen Lage sollte man darauf achten, dass sich die Enden im Umfangrichtung leicht überlappen, was bei reinen UD-Lagen in 0° natürlich nicht notwendig ist. Abschließend wurde wieder eine Lage UD aufgebracht.

Oberrohr nach der Reparatur.

Auf diese Weise ließen sich sowohl das Oberrohr (hier allerdings mit einer zusätzlichen Lage 0°), als auch der untere Bruch der Sitzstrebe recht problemlos „flicken“. Der obere Bruch der Sitzstrebe war aber, wie oben bereits erwähnt, direkt am Übergang von Sitzstrebe zur Bremsbrücke. Insbesondere Momente die durch das Bremsen entstehen, können unter Umständen nicht ausreichend aufgenommen werden. Die Lösung hier: schlicht steilere Faserwinkel, und um auf Nummer Sicher zu gehen, zwei Lagen Köper welches mit viel Geduld um den Übergang drapiert wird.

Sitzstrebe nach der Reparatur.

Ich muss zugeben, dass das Resultat, insbesondere am oberen Bruch der Sitzstrebe keine Schönheitspreise gewinnen wird...noch nicht. Prinzipiell ist der Rahmen so wohl wieder fahrbar, um aber auch ästhetischen Ansprüchen gerecht zu werden soll er in den nächsten Wochen vollständig entlackt und anschließend wieder neu lackiert werden. Bis dahin sollten dann auch die letzten Unebeneheiten in der Oberfläche verschwunden sein. Hier ein Bild vom aktuellen Status:

Der komplette Rahmen.