Im Rahmen einer Untersuchung bei der velotech.de GmbH unter Leitung von ö.b.u.v. Sachverständigem Ernst Brust und Marco Brust wurde die Widerstandsfähigkeit von Carbonrahmen gegenüber punktuellen Impulsbelastungen untersucht. Ziel war die praxisnahe Bewertung von Steinschlägen und deren potenzielle Auswirkungen – insbesondere bei modernen Pedelecs mit im Unterrohr integrierten Akkus.
1. Versuch mit Luftgewehr
Zur gezielten Einleitung definierter Energieimpulse wurde ein handelsübliches Luftgewehr verwendet. Dieses liefert gemäß deutschem Waffenrecht eine maximale Mündungsenergie von 7,5 Joule – im
Versuch lagen die Impulse bei unter 7 Joule.
- Munition: Nur Flachkopfdiabolos wurden verwendet
- Ziel: Carbonunterrohr eines Fahrradrahmens
- Schaden: Deutliche punktuelle Beschädigung der
Laminatstruktur
- Ergebnis: Schon bei ca. 6 Joule konnten erste strukturelle Schäden beobachtet werden. Selbst die vergleichsweise stumpfe Munition verursachte kritische Delaminationen im
Faserverbund.
2. Vergleich: Mit und ohne Schutzfolie
Zwei nahezu identische Rahmen wurden getestet:
- Ohne Schutzfolie: Schäden reichten bis in das Laminat.
- Mit Schutzfolie: Schäden beschränkten sich auf die Lackschicht.
Fazit: Transparente
Steinschlagschutzfolien bieten wirksamen Schutz im Alltagsbetrieb und können strukturelle Schäden verhindern.
3. Simulation realer Steinschläge
In Laborversuchen wurden unterschiedliche Steinmassen (10 g – 40 g) mit verschiedenen Auftreffgeschwindigkeiten (30–60 km/h) simuliert. Die resultierende kinetische Energie wurde als
Differenzenergie („Delta Ekin“) berechnet.
- Schlüsselwerte:
- Bei 60 km/h erreicht ein 40 g Stein bis zu 8,3 Joule
- Schon bei ca. 6–10 Joule traten Schäden an Carbonrahmen auf
Erkenntnis: Typische Steinschläge beim Pedelec auf Schotterwegen können
kritische Energielevel erreichen.
4. Sicherheitsrelevanz
Ein beschädigtes Unterrohr ist besonders kritisch bei Pedelecs mit integriertem Akku:
- Risiko: Mechanische Schäden an Akkuzellen können zu thermischen Reaktionen oder Bränden führen.
-
Empfehlung: Verwendung von Steinschlagschutzfolien und ggf. Radschützern – besonders bei Touren- und Alltagsrädern.
5. Prüfmethoden
Zur Bewertung der Schäden wurden praxisnahe, zerstörungsfreie Prüfverfahren eingesetzt:
- Steifigkeitsmessung: Lokal verminderte Steifigkeit zeigt innere Schäden an
- Computertomografie (CT):
Hochauflösende Darstellung innerer Strukturen
Nicht verwendet: Farbeindringprüfung und Thermografie – wegen begrenzter Eignung für CFK.
Fazit
Die Kombination aus Laborsimulation, Luftgewehrversuch und zerstörungsfreier Analyse zeigt: Schon bei ca. 6 Joule können strukturelle Schäden an Carbonrahmen auftreten – insbesondere bei
punktueller Belastung des Unterrohrs. Schutzmaßnahmen wie Steinschlagschutzfolien sind dringend zu empfehlen, da sie sicherheitsrelevante Schäden verhindern können. Dies gilt insbesondere für
Pedelecs im Alltags- und Toureneinsatz. Die Ergebnisse der von Ernst und Marco Brust geleiteten Untersuchungen liefern eine fundierte Datengrundlage für sicherheitsrelevante Designentscheidungen
und eine bewusste Materialwahl in der Fahrradentwicklung.
Infos: https://velotech.de/