Stahl kontra Aluminium in der Fahrradherstellung, was ist besser?
Einsatz am Fahrrad:
Aluminium ist zusammen mit Stahl der mengenmäßig bedeutendste Werkstoff am Fahrrad. Je nach Fahrradtyp ist er teilweise sogar der vorherrschende. Aluminium hat - ob berechtigt oder nicht - oft die Aufgabe, ein Fahrrad zumindest statusmäßig aufzuwerten. Deshalb wird in der Werbesprache Aluminium synonym mit leichtbenutzt. Dies ist nur bedingt richtig. Aluminium hat ja bei einem Drittel der Dichte gegenüber Stahl auch nur ein Drittel der Steifigkeit und z.T. eine geringere Festigkeit. Die Aussage ist nur dann richtig, wenn aluminiumspezifisch konstruiert wird (z.B. mit großvolumigen hohlen Bauteilen oder Rahmenkörpern) und hochwertige Legierungen verwendet werden. Bremshebel und Bremswerke sind schon bei einfachen Fahrrädern aus Aluminiumglanzlegierungen. Tretkurbeln, Lenker, Vorbauten, Naben, Kettenblätter, Felgen, Dynamogehäuse und Rahmen sind hochbeanspruchte Teile, die je nach Anwendung keine geringen Ansprüche an die Werkstofftechnik und die Konstruktion stellen. Das dies in der Vergangenheit nicht immer zur Genüge beachtet wurde, beweisen Gerichtsurteile, Gutachten von TÜV und Hochschulen sowie diverse Rückrufaktionen wegen Lenker-, Gabel- und Rahmenbrüche. Die große Kerbempfindlichkeit des Aluminiums ist der wichtigste Punkt, auf den bei der Beurteilung eines Bauteils aus diesem Werkstoff unbedingt geachtet werden muss!
Große Vorsicht ist geboten aufgrund der geringen Bruchdehnung von Aluminium gegenüber Stahl. D.h. ein Bruch kündigt sich besonders bei den hochfesten Aluminiumlegierungen NICHT durch auffällige Dehnung (Verformung) an. Besonders bei Lenkern führt dies gelegentlich zu schweren Stürzen. Bei Alu-Lenkern für MTB's wird heute unvernünftig Material und Gewicht gespart, so dass ein Fahrradlenker zum Verschleißteil wird und ein stark belasteter Lenker nach 1-3 Jahren ausgewechselt werden muss. Vor allem bereits verbogene Lenker müssen sofort ersetzt werden!
Contra:
Wenn die speziellen Eigenschaften des Werkstoffs Aluminium bei der Konstruktion und Fertigung beachtet werden, können leichtere und steifere Bauteile entstehen, als es in vergleichbarer Stahlbauweise möglich wäre. Hier ist der Einsatz sehr sinnvoll, da mit Hilfe geeigneter Strangpressprofile z.B. Felgen entstehen können (nicht unbedingt müssen!), die bei dem halben Gewicht einer Stahlfelge die dreifache Steifigkeit und die gleiche Lebensdauer aufweisen. Dazu kommt, dass beim Einsatz von Felgenbremsen auf Aluminiumfelgen eine wesentlich bessere Bremswirkung erzielt wird, besonders bei Nässe. Allerdings tritt hier ein deutlich stärkerer Felgenverschleiß auf, der zum Bruch der Felge führen kann. Bremsbeläge müssen daher häufig von Aluspänen gereinigt werden, um das "Fressen" von Alu auf Alu zu vermeiden.
(Text: U. Triepel, Quelle: vgl. U.Lippmann, Berufsbildungsforum Berlin/Materialkunde)