Hybrid-Fahrradfelge – Sichere Fahrt durch Carbon und Kunststoff
Fahrradfelgen aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK, ugs. Carbon) setzen sich immer mehr neben Aluminium durch. Zu den Vorteilen einer Felge aus CFK gehören die Gewichtseinsparung bei gleichzeitig höherer Stabilität. Allerdings ist die Herstellung deutlich aufwendiger, die Schäden bei Überbelastungen groß und das Austauschen der Felgen häufig wirtschaftlich nicht rentabel. im Projekt "ThermoRip" wird eine neuartige Fahrradfelge entwickelt - mit einer Kombination aus Carbon und Kunststoff.
Das Aussehen einer Fahrradfelge hat sich in den letzten Jahrzehnten stetig geändert. Dies betrifft nicht nur das Profildesign, sondern auch die verwendeten Werkstoffe. Neben dem dominierenden Werkstoff Aluminium setzen sich nach und nach Felgen aus CFK durch. Die Vorteile einer Felge aus CFK gegenüber Aluminium sind eine Gewichtseinsparung bei gleichzeitig höherer Steifigkeit und Korrosionsbeständigkeit.
Allerdings ist die Herstellung von CFK-Felgen deutlich aufwendiger als die von Aluminiumfelgen. Weiterhin treten bei Überbelastungen häufig Beschädigungen des Felgenhorns auf, das den Reifen sicher auf der Felge fixiert. Aufgrund fehlender Kenntnis über den Umfang der Schädigung ist die Instandsetzung von CFK-Felgen häufig wirtschaftlich nicht rentabel oder schwer realisierbar.
Neue Materialkombinationen für mehr Sicherheit und Effizienz
Ziel des im April 2020 gestarteten Projekts "ThermoRip" ist es, sowohl einen Kunststoff (Thermoplast) für das Felgenhornprofil als auch eine neue CFK-Felge zu entwickeln. Hierbei soll die Felge mit dem sogenannten Prepregverfahren (=Aushärtung von harzgetränkten Fasermatten in einem Druckbehälter) hergestellt werden. Die Vorteile der Kombination beider Materialien liegen darin, dass Stöße und Schläge besser absorbiert werden können, im Schadensfall ein leichterer Austausch möglich ist und die Fertigungskosten niedriger sind.
Für die Herstellung der Felge wird eine Schablone mit harzgetränkten Fasern (Prepreg) belegt und anschließend in einem beheizten Druckbehälter ausgehärtet. Nach dem Prozessende wird das Bauteil von der Schablone gelöst und nachbearbeitet.
Darüber hinaus soll das Material für das Felgenhorn so entwickelt werden, dass es als Endlosprofil hergestellt und mit der Felge verklebt werden kann. Dadurch wird ein leichterer Austausch und somit eine kostengünstige Reparatur ermöglicht. Insbesondere die Entwicklung des Materials und dessen Ausstattung entscheidet über die Leistungsfähigkeit und Verarbeitbarkeit sowie das erfolgreiche Ersetzen von CFK als bisheriges Material des Felgenhorns.