Die Geometrie eines Rahmens kann das Fahrverh alten eines Fahrrads beeinflussen, aber können Sie wirklich vorhersagen, wie gut ein Fahrrad nur mit den Rohrwinkeln fahren wird?
Warnung: In den nächsten Absätzen kann es zu Wackeln, Flops und Zuckungen kommen. Keine Sorge – es sind Begriffe, die Ihnen helfen, das komplexe Thema Fahrradhandling besser zu verstehen. Einfach ausgedrückt ist das Handling der Input, der erforderlich ist, um die Richtung eines Fahrrads zu steuern, und der größte Faktor ist die Geometrie des Fahrrads.
Es hat ein Jahrhundert gedauert, um die Dynamik annähernd vollständig zu verstehen, aber Assistenzprofessor Arend Schwab von der Technischen Universität Delft, Niederlande, gehört zu einem Team von Physikern, das behauptet, das Problem 2011 schließlich gelöst zu haben.
„In unserer Gleichung gibt es 27 Parameter“, sagt er zu Cyclist. Dazu gehören Rohrwinkel, Abmessungen, Gabelneigung, Tretlagerhöhe und Schwerpunkt. Ändere nur ein Element und die Handhabung ändert sich.
Jahrzehntelange Erfahrung hat Rahmenbauer zu einer allgemeinen Geometrie für Rennräder geführt, die ein akzeptables Gleichgewicht zwischen Gewicht, Komfort, Effizienz und Handling bietet.
Das bedeutet, dass heute die meisten Optimierungen für das Handling mit dem Steuerrohrwinkel und dem Gabelversatz vorgenommen werden, manchmal auch als Rake bezeichnet, weil sie den „Trail“bestimmen.
Um eine Vorstellung von der Spur zu bekommen, stellen Sie sich einen Lichtstrahl vor, der durch die Mitte des Steuerrohrs scheint. Er berührt den Boden vor dem Punkt, an dem der Vorderreifen den Boden berührt.
Der Abstand zwischen diesen beiden Punkten ist der Weg und einer der Hauptfaktoren für das Fahrverh alten eines Fahrrads.
„Trail beeinflusst die Stabilität des Fahrrads“, sagt Rahmenbauer Richard Craddock von Craddock Cycles in Bromsgrove.
‘Alle Fahrräder sind stabiler, je schneller sie sich bewegen, aber mehr Spur macht es einfacher, aufrecht zu bleiben. Auf der anderen Seite bedeutet mehr Nachlauf mehr Wackeln, wenn Sie aus dem Sattel steigen, und es erfordert vom Fahrer mehr Kraft beim Lenken in Kurven.’
Es ist dieser letzte Punkt, der Anders Annerstedt von der luxemburgischen Fahrradmarke Rolo Energie gibt.
‘Ein Fahrrad mit einem längeren Trail ist schwieriger auf der idealen Bahn um eine Kurve zu h alten. Bei einer Haarnadelkurve müssen Sie also mit vielleicht zwei oder drei verschiedenen Eingaben durch die Kurve steuern.
'Du musst energisch sein, weil die Geometrie das Fahrrad in seiner bestehenden Bahn h alten will', sagt er.
Mit weniger Trail muss der Fahrer nicht so viel Energie aufwenden, um diese Korrekturen vorzunehmen, und kann dies schneller tun, fügt Annerstedt hinzu.
Er stimmt seine Geometrie ab, um übermäßiges „Laufrad-Flop“– Instabilität bei niedriger Geschwindigkeit – zu eliminieren, und alle Rahmenbauer zielen darauf ab, den Trail anzupassen, um die Art von Handling zu bieten, die für den beabsichtigten Einsatz des Fahrrads am besten geeignet ist.
Ein Tourenrad hat also möglicherweise viel Nachlauf, um eine stabile, vorhersehbare Fahrt zu ermöglichen, während ein Rennrad möglicherweise einen kleinen Nachlauf hat, um schnelle, scharfe Kurven zu bieten.
Es gibt zwei Möglichkeiten, wie ein Rahmenbauer den Nachlauf anpassen kann: durch Ändern des Winkels des Steuerrohrs oder durch Anpassen des Neigungswinkels (Offset) der Gabel. Um den Nachlauf zu verringern, können Sie das Steuerrohr steiler machen, die Gabelneigung erhöhen oder beides.
Rennradfahrer bevorzugen im Allgemeinen das Handling von Fahrrädern mit einer Spurweite von 50-60 mm. Ein Lenkwinkel im Bereich von 73° mit einem Gabelversatz von ca. 45 mm erreicht dies tendenziell.
Viele Rahmenbauer sind vorsichtig mit ihren genauen Zahlen, aber wenn Sie zwei der drei Variablen kennen, können Sie die dritte auf der Website bikecad.ca berechnen.
Es gibt eine zusätzliche Komplikation bei kleinen Rahmengrößen, da das Vorderrad näher am Tretlager liegt, wodurch die Gefahr besteht, dass es von den Zehen des Fahrers abgeschnitten wird.
Um den Freiraum zu vergrößern, muss entweder der Lenkwinkel flacher gemacht oder der Gabelversatz erhöht werden, beides wirkt sich auf das Fahrverh alten aus, sofern keine anderen Konstruktionsänderungen vorgenommen werden.
Gewichte und Maße
Leider wird Ihnen die Überprüfung der Geometrietabelle zur Beurteilung des Trails nicht alles sagen, was Sie über die Handhabung wissen müssen, da andere Faktoren eine Rolle spielen.
Rahmenbauer nennen Tretlagerhöhe und Radstand als die nächsten zwei einflussreichsten geometrischen Elemente für das Handling.
Weitere Änderungen am Fahrverh alten können vorgenommen werden, indem die Länge des Vorbaus, die Breite des Lenkers und die Art der Räder und Reifen geändert werden.
Schwerere Räder und Reifen haben zum Beispiel mehr Trägheit und erfordern mehr Kraft, um die Stangen zu drehen.
Das Fahrverh alten eines Fahrrads hängt auch von der Steifigkeit des Rahmens und der Gabel ab, was bedeutet, dass Materialien und Rohrformen ihre Rolle spielen.
„Die Auswahl und Verwendung von Material ermöglicht es einem Fahrradhersteller, spezifischere Fahreigenschaften des Fahrrads innerhalb einer definierten Geometrie zu erreichen“, sagt Tim Hartung, Design Engineer bei Trek Bicycles.
„Hier haben Verbundwerkstoffe einen großen Vorteil gegenüber isotropen Materialien wie Stahl und Aluminium.“
Er mag es, wie Carbon es ihm ermöglicht, die Steifigkeit durch Anordnungsmuster, Rohrdicken und Querschnittsformen präzise zu kontrollieren und abzustimmen.
Moderne Entwicklungen wie Scheibenbremsen an Rennrädern haben sich laut Hartung auch auf das Fahrverh alten eines Fahrrads ausgewirkt: „Normalerweise sind Steckachsen viel dicker [als Standard-Schnellspanner], üblicherweise 12 mm oder 15 mm.
'Die dickere Achse ist stärker und steifer und schafft auch eine steifere Systemverbindung zwischen Rahmen und Laufrad. Es kann ein Szenario schaffen, in dem die Vorder- und Hinterräder nicht miteinander synchron sind.
'Das Hinterrad und der Rahmen neigen dazu, mehr in der gleichen Ebene zu bleiben, was schlecht sein kann, wenn man versucht, in Kurven mit hoher Geschwindigkeit eine konstante Linie zu h alten.
'Am Ende kann es sein, dass ein Fahrrad nicht genug „Nachgiebigkeit“oder Flex im System hat, um eine gute Linie in einer Kurve zu h alten oder es Ihnen zu ermöglichen, entsprechend erfolgreich gegenzusteuern.
‘Dies könnte bedeuten, dass Ihre Reifenaufstandsfläche mit dem Boden hinten beeinträchtigt werden könnte. Oder Sie treten auf die Bremse, um Ihre Linie in einer Hochgeschwindigkeitskurve auf der Straße anzupassen “, fügt Hartung hinzu.
‘Keines davon ist in Rennsituationen wünschenswert. Denken Sie daran, dass dieser Detaillierungsgrad wirklich nur von Elite-Radfahrern bemerkt wird und ein Teil dieses Effekts durch Ändern Ihrer Rahmensteifigkeitsparameter gemildert werden kann.’
Das organische Element
Egal, welche Geometrie und Steifigkeit in ein Fahrrad eingewählt wurden, es wird immer eine Variable geben, die der Rahmenbauer nicht genau vorhersagen kann: den Fahrer.
Körperformen und Fahrstile werden die Dynamik des Fahrverh altens beeinflussen, und Arend Schwab von der Technischen Universität Delft hat eindeutige Ansichten darüber, wie sich die Position des Fahrers auf das Fahrverh alten auswirkt.
„Die H altung oder Position des Fahrers ist nicht so wichtig, wenn es um das Handling geht, aber die Art und Weise, wie Sie den Lenker h alten, ist sehr wichtig“, sagt er.
‘Die Lenkstruktur ist sehr leicht und wenn Sie die große Masse der Arme und des Oberkörpers hinzufügen, kann dies das System und seine Reaktion beeinflussen.’
Schwab schlägt vor, dass es theoretisch am besten für die Stabilität wäre, die Stangen mit gestreckten Armen im gleichen Winkel wie das Steuerrohr zu h alten, da dann Ihr Arm und Ihre Oberkörpermasse nur minimalen Einfluss auf das Lenksystem haben.
Der in London ansässige Rahmenbauer Tom Donhou fügt hinzu: „Man möchte wirklich, dass der Schwerpunkt am richtigen Ort bleibt, besonders wenn man mit hoher Geschwindigkeit fährt. Das Wackeln der Geschwindigkeit hängt von der Platzierung des Gewichts ab, also müssen Sie das Gewicht zwischen den Rädern richtig verteilen.’
Für einen Rahmenbauer kann der Versuch, alle geometrischen Elemente gegen die Physiologie des Fahrers auszubalancieren, eine entmutigende Aufgabe sein, besonders wenn Kunden bemerkenswert anspruchsvoll und gleichzeitig unklar sein können, was die Art des gewünschten Handlings betrifft.
„Menschen verwenden Wörter wie reaktionsschnell, reaktiv, agil, flink, aggressiv“, sagt Tom Rodi vom amerikanischen Maßschneider Parlee Cycles.
‘Es gibt 20 oder 30 Adjektive, die du hören wirst. Manchmal spricht jemand über ein „nervöses“Fahrradgefühl. Es könnte am Steuerrohr zu steil oder die Gabel zu starr sein.
'Es gibt viele Stücke zu sehen. Da ist die Torsionssteifigkeit des Kopf-, Ober- und Unterrohrs, die Torsionsreaktion der gesamten Gabelbaugruppe und da ist die vertikale Nachgiebigkeit – die Fähigkeit dieser Dinge, sich als Reaktion auf Straßenanomalien zu biegen.’
Es ist offensichtlich, dass es keine einfache Lösung gibt, um das Fahrverh alten eines Fahrrads vorherzusagen. Es ist etwas, an dem Rahmenbauer sowohl durch Versuch und Irrtum als auch durch Wissenschaft weiter basteln und es verfeinern werden.
Und sobald du deinen Rahmen hast, werden die Teile, die du daran befestigst, ebenfalls einen Effekt haben, aber hauptsächlich wird es deine Sache sein, wie du durch diese Haarnadelkurve fährst.
Wie sich ein Fahrrad handhabt, hängt weitgehend von der Person ab, die es bedient.
