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Gebrochen: Anschweißteil an Sattelrohr für Dämpfer

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EckehardD
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Re: Gebrochen: Anschweißteil an Sattelrohr für Dämpfer

Beitrag von EckehardD » Fr 6. Jan 2017, 00:17

Von meiner Seite aus herrschte erstmal Funkstille, weil ich noch einen weiteren Schaden am Fahrrad entdeckt habe: es gibt einen Riss unterhalb des Klemmbolzen der Sattelklemme in einem der drei Rohrdrittel, die durch Schlitze voneinander abgeteilt sind.
Das reine Anschweißen der abgebrochenen Backe hätte daher die Probleme nicht gelöst.
Insofern hat berlinonaut mit seiner Einschätzung vom 23.12. vielleicht Recht...
Ich stehe vor der Frage, ob ich
1. den Rahmen aufgebe und die Teile an einen anderen Rahmen anbaue. Erhältlich ist da ja offenbar derzeit nur ein Dahon vitesse Rahmen, bei CNC. Der ist leider nicht gefedert. Von daher käme für mich nur ein Anschrauben der guten Teile, ein Ergänzen neuer Teile und ein Verkauf des auf diese Weise ausgestatteten Rades zum Selbstkostenpreis in Betracht. Der läge aber bei mir bei ca. 450 € und ich weiß nicht, ob ich für diesen Preis das Rad verkaufen kann. Wenn meine Vorderradfederung passt, wäre es immerhin ein Unikat, ein crossover von jetstream und vitesse.
2. Die Alternative ist ein Edelstahlrohr mit 2 etwas weiter auseinander stehenden angeschweißten Backen, was aufgesteckt wird und auch den oberen Schaden gleich mit abdecken könnte. D.h. ein übergestecktes Rohr mit einem Ausschnitt für den bisherigen angeschweißten Sockel und die noch existierende Backe, die ich zur Lagesicherung bestehen lassen und auch wieder nutzen würde. Unterhalb des laten Sockels werden die beiden Backen nochmal verschraubt, um den Schlitz wieder zu schließen. Und oben bei der Sattelklemmung wird das Rohr geschlitzt wie das bestehende Sattelrohr. Dann brauche ich aber eine übergroße Schelle als Klemme. Gibt es auch alles nicht umsonst.
3. Letzte Lösung ist eine Bastellösung am jetzigen Rahmen um nicht noch mehr Geld hinterher zu schmeißen. Skizze folgt ggf.

@ch.Bacca, 23.12: an 2 Klemmschellen hatte ich auch scho gedacht, aber habe nur welche mit sehr geringer Auflagefläche gefunden.

@bergauf, 26.12.:
Übrigens gibt es tatsächlich ein Etikett „AL 7005 wig welded butted Tubing“, das hat mir ja nur vor drei Wochen noch nichts gesagt, inzwischen weiß ich dass es sich um eine Aluminiumlegierung, ein Schweißverfahren und ein Verfahren zur Herstellung von Rohren handelt. Also insofern vielen Dank für den entsprechenden Hinweis und keine Scheu vor „Tipps für Doofe“ bei mir!
@ chBacca, 23.12.: Ob es bei Edelstahl mit Aluminium Probleme mit Kontaktkorrosion geben kann, kann ich noch nicht ganz nachvollziehen, weil das ja auch einen Elektrolyten voraussetzt und ich nicht weiß ob das gelegentliche Regenwasser dafür ausreicht. Zumindestens wäre ja eine Schicht Epoxydharzkleber zw. Alu und V2A.
Nochmals Danke an alle Mitdenkenden! EckehardD

EckehardD
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Re: Gebrochen: Anschweißteil an Sattelrohr für Dämpfer

Beitrag von EckehardD » Sa 31. Mär 2018, 14:55

Hallo allerseits, nach reiflicher Überlegungszeit verfolge ich jetzt eine Lösung, die der von Katapult oben ähnelt. Das Thema "Schweißen" verfolge ich nicht mehr weiter, nachdem mir ein Experte gesagt hat, dass AL 7005 ein Oberbegriff ist und es darunter verschiedenste Zusätze in den Legierungen gibt. Wenn man die nicht kennen würde, sei es ein Sechser im Lotto, die richtige zu treffen.

Die Lösung "Übergestülptes Rohr" verfolge ich nicht weiter, weil ich keine Rohre mit entsprechenden Durchmesser gefunden habe. Weder im Internet noch im Großhandel.

Ich will jetzt das bestehende Ohr stehen lassen und habe ein Teil gebaut, das daneben angebracht wird. Es besteht aus Stahl mit 3mm Wandstärke und ist ein Vierkantrohr, das parallel zum Sattelrohr des Rahmens auf dem Anschweißsockel des abgebrochenen Teils aufliegt. Die nach außen weisende Seite wird jedoch bis auf einen kleinen Steg oben noch beseitigt, dieser Steg soll eventuell auftretende Querkräfte aufnehmen, die aus meiner unsauberen laienhaften Verarbeitung resultieren. Das Vierkantrohr liegt also auf dem Sockel auf und am bestehenden Ohr an. (habe Fotos, weiß aber nicht, wie ich die hier rein kriege, da sie nicht auf einem öffentlich zugänglichen Server liegen und ich das nicht kann).

Ich habe versucht, den Sockel, an dem die bisherigen beiden Ohren angeschweisst waren, etwas plan zu feilen, was mir per Hand aber nur unvollständig gelingt.
Ich werde da jetzt aber nicht mehr weiter feilen, weil mir dadurch zu viel Material verloren geht ; das brauche ich aber noch, weil ich das neue Element einerseits aufkleben will und andererseits mit vier Bohrungen und Stiften mit dem Sockel verbinden.
Die Lösung, Madenschrauben einzusetzen, verfolge ich nicht weiter, weil ich das handwerklich nicht beherrsche und weil Madenschrauben mit Innensechskant genau an der Stelle nur eine geringe Wandstärke aufweisen, wo sie in dem neuen Stahlteil gebraucht wird.

Es gibt also folgende Fragen:
1. womit klebe ich Stahl auf Aluminium?
Oben wurde mal Loclite 638 empfohlen, von Emil Emil habe ich mal Stabilit Express im Ohr, ist damit das von Pattex gemeint? Auf der diesbezüglichen Beschreibung ist Metall gar nicht erwähnt. Stattdessen gibt es andere Metallkleber von Pattex, die mit einer Festigkeit von 180 kp von pro Quadrat Zentimeter angegeben sind (pattex Maxi Power,"extrem fest", 2-Komponenten, explizit auch für Metall).

2. Oder sind andere Zweikomponentenkleber oder andere Industriekleber haltbarer?
Da das planschleifen nicht gut gelungen ist, müsste der Kleber auch eine Überbrückung von 0,5 bis 1 mm leisten.

3. Muss zuvor sämtlicher Lack entfernt werden?

Die dem Sockel zugewandte Seite meines Vierkantrohr soll also vier gegeneinander versetzte Bohrungen von 6 mm Durchmesser erhalten , die in den Sockel fortgesetzt werden. in die vier Bohrlöcher will ich anstelle von Madenschrauben Abschnitte eines 6mm Nagels einkleben.
Ich habe keine Ahnung, welche Kräfte vom Dämpfer in den Rahmen übertragen werden, da man den Dämpfer aber mit der Hand nicht eindrücken kann, dürften das einige Kilonewton sein. Diese Kräfte müssen also übertragen werden durch Lochleibungsdruck von meinen vier Stiften mit 6mm Durchmesser bei einer Wandstärke des Sockels von 5 Millimeter. Es stehen also 120 Quadratmillimeter für die Kraftübertragung zur Verfügung (wobei an den seitlichen Flanken sicherlich weniger Kraft übertragen wird als an den Oberseiten der Stifte.)
Der Sockel ist 3,4 x 4 cm gross, lt. Herstellerangabe würden also und 2000 kg von Kräften aufgenommen (unphysikalisch ausgedrückt.)

Als Lagesicherung soll eine Schelle dienen, die aus Aluminium besteht und vom Durchmesser her so schön passt, dass sie mit etwas Druck auf das Sattelrohr aufgeklipst werden kann.
Durch die bestehende Bohrung des noch bestehenden Ohres und neue Bohrungen in dem neuen Vierkant-Teil wird eine längere Achse geführt, auf der zwei alte Kettenspanner eingespannt sind, die durch die Schelle vor dem Rohr mit mäßiger Kraft verschraubt sind. Diese Schelle ist 30 m breit, sodass auf das 40 Millimeter Sattelrohr die Kräfte auf 1200 Quadratmillimeter verteilt sind, was eine übermäßige Quetschung verhindern soll. Die Schellenkanten habe ich schön rund gefeilt, damit es nicht zu Einkerbungen im Sattelrohr kommt.

Der Dämpfer überträgt Kräfte, die in einem Winkel zum Sattelrohr stehen. Es gibt damit Kraftkomponenten in Richtung des Sattel-Rohres und einen Kraftkomponente senkrecht dazu. Beide weisen nach oben.

4. nach meinem Verständnis treten keine Zugkräfte auf, weil der Dämpfer immer unter Druck steht, auch wenn man durch ein Schlagloch fährt (was auf die Hinterradschwinge einen Zug auslöst). Sehr Ihr das auch so?

Um die Kraftkomponente in Richtung des Sattelrohres nach oben noch weiter aufzufangen, möchte ich ein Stahlseil um die untere Schweißnaht des Oberrohres legen und ebenfalls mit der neuen Achse, die durch das obere Loch des Dämpfers führt , verspannen. Ein Stahlseil ist zwar etwas elastisch, ich wähle daher 4-8 Millimeter Durchmesser , aber es überträgt die Kräfte meiner Ansicht nach am besten auf die natürlich hubbelige Schweißnaht.

Eine letzte Sicherheit könnte noch ein Innenrohr im Sattelrohr aus Stahl oder Edelstahl bringen, das - oben eingeschlitzt - auch zugleich die Funktion der Hülse übernehmen könnte. Bei einem Durchmesser des Sattelstütze von 33,9 mm müsste diese Hülse ein Innenmaß von 34,1 m bei enger Toleranz aufweisen, wenn ich Emilemil richtig verstanden habe. Das Außenmaße 36mm, um in das Sattelrohr zu passen. Allerdings habe ich noch keinen gefunden, der so ein Rohr anbietet oder es drehen könnte.
Ich bin äußerst gespannt auf Eure Gedanken zu meinen Lösungsvorschlägen.
Schöne Ostern wünscht EkkehardD

EmilEmil
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Re: Gebrochen: Anschweißteil an Sattelrohr für Dämpfer

Beitrag von EmilEmil » Sa 31. Mär 2018, 22:24

EckehardD hat geschrieben:
Fr 6. Jan 2017, 00:17
Von meiner Seite aus herrschte erstmal Funkstille, weil ich noch einen weiteren Schaden am Fahrrad entdeckt habe: es gibt einen Riss unterhalb des Klemmbolzen der Sattelklemme in einem der drei Rohrdrittel, die durch Schlitze voneinander abgeteilt sind........
2. Die Alternative ist ein Edelstahlrohr mit 2 etwas weiter auseinander stehenden angeschweißten Backen, was aufgesteckt wird und auch den oberen Schaden gleich mit abdecken könnte. D.h. ein übergestecktes Rohr mit einem Ausschnitt für den bisherigen angeschweißten Sockel und die noch existierende Backe, die ich zur Lagesicherung bestehen lassen und auch wieder nutzen würde. Unterhalb des laten Sockels werden die beiden Backen nochmal verschraubt, um den Schlitz wieder zu schließen. Und oben bei der Sattelklemmung wird das Rohr geschlitzt wie das bestehende Sattelrohr. Dann brauche ich aber eine übergroße Schelle als Klemme. Gibt es auch alles nicht umsonst..........
Edelstahl mit Aluminium Probleme mit Kontaktkorrosion geben kann.........
Zumindestens wäre ja eine Schicht Epoxydharzkleber zw. Alu und dem Stahl.....
Der Riss in dem Stzrohr gehört in die Kategorie Grattlerunwesen. Das zieht sich von den ersten Klapprädern der 1960-er Jahrgänge bis in die heutige Zeit, weil es gewisse Leute für überflüssig halten, eine saubere Konstruktion abzuliefern. Mit dem Aufkommen der Slopingrahmen findet man wegen der langen Sattelstützen die markanten Schäden inzwischen auch an MtB-Rahmen.
Die nächsten Bilder stammen aus dem Pedelec-Forum. Nr. 1 ist ein Faltrad

Bild

Bild

Um Deine Probleme zu lösen, brauch Du nur ein als Hülse mit leichter Spielpassung übergestülptes Rohr mit dem angeschweißten (bei Stahl) Aufnahmewinkel (Löcher für den Bolzen des Dämpfers), das dann über das Sitzrohr geklebt wird. Stabilit Express (Fa Henkel, Festigkeit [15 N/mm²], die Baumarkt-Dödel schreiben natürlich 150 [kg/cm²], weil die Zahl größer ist. Die 150 werden wegen der Erdbeschleunigung mit 10 [m/s²] multipliziert und dann wegen cm² ==> mm² durch 100 geteilt. Die Festigkeit wird in einem Scherzugversuch ermittelt (Zwei Bleche werden aufeinandergeklebt und dann solange gezogen bis die Klebung bricht, abschert). Stabilit Express ist ein Zwei-Komponenten-Kleber, bei dem Harz mit einem Härter-Pulver gemischt wird. Für kleine Mengen (das sind die meisten Anwendungen) ist das komfortabler als das Zusammenmischen von 2 Flüssigkeiten.
Du machst eine Sache und die so ordentlich, daß es hält (Dauer-fest ist). Und irgendwelche abenteuerliche Rückversicherung mit Seilen und anderem Murks (Irgendwelche Nägel zur Kraftübertragung) vergiß bitte. Und die kaputte Konsole vollständig entfernen, die ist nachher der "gesunden" Konstruktion nur im Weg, und sauber die Reste abfeilen ! Farbe bei Klebung entfernen und säubern mit Waschbenzin oder Azeton.
Die Klemmung machst Du dann mit einer doppel-stöckigen Sattelklemme *) ohne die drüber gestülpte und mit dem Sitzrohr verklebte Hülse zu schlitzen. Der Schlitz erzeugt nur eine permanete Mittelspannung in einem durch Kerbwirkung geschwächten Bereich. Da ist der nächste Dauerbruch programmiert.
Problematisch ist natürlich, eine doppelte Hülse für die vorgegebenen Durchmesser käuflich zu erwerben. Selbst, wenn das möglich ist, ist nicht ausgeschlossen, daß irgendein Fernasier irgendeinen Murks abliefert. Ich leide gerade selbst drunter, denn für meine Reparatur des Klemmbereichs funktionierte eine Klemme gar nicht und die zweite funktionierte während der Probefahrt (30 [km]), brach dann aber neben der Quergewindemutter (der Klemmung) auseinander, als ich eine andere Sattelstütze montieren wollte. Ich überlege mir, eine doppelte Klemmung anfertigen zu lassen.
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So ähnlich wie im letzten Bild (Mechanischer Prototyp) sieht dann bei mir die Lösung aus. Stell Dir statt der Hartlötung eine Klebung vor und die Sitzstreben stehen bei mir für den Dämpfer-Halter. Ich muß aber alles neu konstruieren. Und Wunder dauern auch bei mir etwas länger. Ja, und eigentlich war ich mit der Sache schon fertig...... Es kann der Frömmste nicht in Frieden radeln, wenn es dem arglistigen Grattler nicht gefällt.
*) Z B. unter:
https://www.carboncycles.cc/?s=0&t=2&c= ... &&m=1&#top
Ich weiß natürlich nicht, ob Dein Sitzrohr mit dem großen Klemmdurchmesser (38,6 [mm]) harmoniert. Für den kleinen Klemmdurchmesser (Außendurchmesser der Sattelstütze) kann man mit einer Adapterhülse arbeiten. Ist nicht schön (Kein Leichtbau !) , aber geht.

MfG EmilEmil

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Re: Gebrochen: Anschweißteil an Sattelrohr für Dämpfer

Beitrag von Ch.Bacca » Mo 2. Apr 2018, 12:15

EckehardD hat geschrieben:
Sa 31. Mär 2018, 14:55
... Die Lösung "Übergestülptes Rohr" verfolge ich nicht weiter, weil ich keine Rohre mit entsprechenden Durchmesser gefunden habe. Weder im Internet noch im Großhandel. ...
Und deshalb diese abenteuerliche Lösung?

Dafür gibt es Metallbauer (früher nannte man die Schlosserei), die das Rohr auf den richtigen Durchmesser drehen können (Spalt für den Kleber lassen). Die können auch gleich die Ohren bauen und anschweißen. Nach meinen Erfahrungen sind Metallbauer auf dem Land eher zu solchen Improvisationen imstande und bereit, als die in der Stadt. Auf dem Land müssen die öfter mal ein Arbeitsgerät an Landmaschinen anpassen, für es eigentlich nicht gedacht ist. Das ist dem sehr ähnlich, was Du brauchst.

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Re: Gebrochen: Anschweißteil an Sattelrohr für Dämpfer

Beitrag von EckehardD » Mo 2. Apr 2018, 23:44

Hallo, vielen Dank für Eure Ideen und Hinweise und für den Link bezüglich der doppelstöckigen Klemmen.
Mein Sattelstützrohr hat einen Durchmesser von 33,9 mm, das Sattelrohr des Rahmens einen Außendurchmesser von 40 mm bei 2 Millimeter Wandstärke. Wenn ich Euren Tipps folgeng darüber ein Rohrstück stülpe, müsste dies doch mindestens eine Wandstärke von einem Millimeter haben, so sieht mir das zumindestens an den roten Rahmen auf dem letzten Foto von Emilemil aus. Oder welche Wandstärke ist dort vorhanden?
An einen Millimeter Wandstärke kann man nicht anschweissen ohne dass es zu Verwerfungen der runden Rohrgeometrie aufgrund der ungleichmäßigen Hitzeeinwirkung kommt. Das Rohr muss also am Anfang mindestens (!!) zwei Millimeter stark sein und hinterher von innen aufgedreht werden auf 40mm.
Aber ob es eine Sattelklemme gibt, die 42 oder 43 mm umfasst?? Habe ich jedenfalls noch nicht gefunden.
Schöne Grüße von EkkehardD

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Re: Gebrochen: Anschweißteil an Sattelrohr für Dämpfer

Beitrag von EmilEmil » Di 3. Apr 2018, 09:12

Gut, daß Du mal die Durchmesser gemessen hast und weitere Gedanken zu doppelstöckigen Klemmen entwickelt hast.
Also hat Dein Sitzrohr außen 40 [mm] und bei 2 [mm] Wanddicke innen 36 [mm]. Da müßte dazu eine Hülse mit außen 36 [mm] und innen 34,1 bis 34,2 im Hinblick auf die Sattelstütze 33,9 [mm] verbaut sein.
Mir scheint aber bei Betrachtung der Bilder des Eingangsfadens, daß der Klemmbereich des Sitzrohrs eingezogen ist. Weiter fällt mir auf, daß sowohl der Lenker sehr hoch als auch die Sattelstütze sehr weit heraus gezogen ist.
Deine Größe (Große Biegemomente !) ist damit manifestiert und hoffentlich kommt nicht auch Übergewicht hinzu. Denn der Größe Entsprechendes reicht "schon" für das Ausreizen der Festigkeits-Reserven.
Wenn der eingezogene Klemmbereich noch mit mehr als einem Schlitz segmentiert ist, kann die Sattelstütze nur mit einer "Schneidenbelastung" fixiert werden. Da sollte sich diese Sattelstütze schon vor dem Auftretens des Risses per Handkraft hin und her wackeln haben lassen. So weit so gut (Besser: so weit so bescheiden....).
Für ein Rohr (Gestülpte Hülse) ist da eine Wanddicke von 1,5 [mm] , entsprechend einem Außendurchmesser von 43 [mm], notwendig. Eine doppelstöckige Klemme hätte idealerweise eine Auslegung auf 43 [mm]/33,9 [mm} (bzw 42,9 [mm] , aus Gründen der Maßhaltigkeit wird da meist 0,05 [mm] oben am Klemmensitz abgedreht). Das ist aber kein Problem, da die Klemme auf beide Maße eingestellt werden kann.
Eine solche Klemme muß angefertigt werden und kostet selbst bei "Freunschaftspreis" ca 60 bis 70 €. Am Markt käufliche Doppelklemmen kosten ca . 20 bis 30 € (Sehr günstige 10 €). Da die Hülse (ca. 7 €) bei einer Doppelklemme eingespart werden kann (Kosten und Gewicht) , ist eine angefertigte Klemme etwa doppelt so teuer.
Ein Rohrstück mit den geforderten Maßen bekommst Du am ehesten bei einem Rahmenbauer. Die Aufnahme für den Federbein-Anschluß sollte als ein Teil (wegen der Maßhaltigkeit) gebogen und anschließend angeschweißt werden.
Dann viel Spaß und einen hohen Wirkungsgrad.

MfG EmilEmil

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Re: Gebrochen: Anschweißteil an Sattelrohr für Dämpfer

Beitrag von EckehardD » Di 3. Apr 2018, 23:12

Hallo, erst mal gaaanz vielen Dank für die umfangreichen Ausführungen.
Das Ganze muss ich noch weiter durchdenken, aber Einiges kann ich adhoc beantworten.
In der Tat ist der Sattel weiter rausgezogen, ich fahre mit einer Schrittlänge von 1,02 m. Zum Glück habe ich aber kein Übergewicht, sondern bei 186 Größe und 69 kg ohne Klamotten bin ich gerade im unteren Bereich des Body-Mass-Index. Aber die Hebelkräfte und natürlich in der Tat nicht zu unterschätzen.
Eingezogen ist der Klemmbereich nicht, das täuscht vielleicht auf den Fotos, das Sitzrohr hat einen durchgängige Außendurchmesser von 40 mm. Es ist oben allerdings in der Tat mit drei Schlitzen versehen, jeder Schlitz endet in einer kreisförmigen Bohrung von ca. 6 mm Durchmesser. Bei meinen anderen Fahrrädern gibt es immer nur einen Schlitz. Lese ich aus Deinem Text richtig zwischen den Zeilen heraus, dass Du die Lösung mit 3 Schlitzen wer schlecht findest? Ich dachte, da verteilen sich die Kräfte gleichmäßiger im Rund als bei der Lösung mit einem Schlitz!
Schöne Grüße von EkkehardD

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