Hightech fürs Fahrrad

Seit einigen Jahren gibt es gefederte Sattelstützen für Profis und Freizeitradler. Sie fangen die schlimmsten Stöße ab und bieten mehr Komfort für den Rücken. Doch für spürbar mehr Fahrkomfort muss man tiefer in die Tasche greifen. Jetzt haben Fraunhofer-Forscher eine funktionsintegrierte Fahrradsattelstütze aus Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen (CFK) entwickelt, die superleicht und wirkungsvoll sein soll. Jedes am Hinterrad ungefederte Mountainbike werde damit zum voll gefederten Komfortgefährt. Nicht zuletzt deshalb wurde das Bauteil im September auf der Messe Eurobike 2009 in Friedrichshafen mit dem Eurobike Award ausgezeichnet.

Entwickelt wurde die Sattelstütze am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT in Pfinztal bei Karlsruhe, und zwar im Fraunhofer-Innovationscluster Kite Hylite – Technologien für den hybriden Leichtbau. Sie basiert auf zwei CFK-Profilen, die als Blattfederelemente wirken. Die Federsteifigkeit wurde so eingestellt, dass die Verbiegung im Bereich von 10 bis 15 Millimetern liegt. Die Außenradien der Profile wurden so gewählt, dass sie in existierende Fahrradrahmen montiert werden können. Das Sattelgestell ist gelenkig am oberen Ende der Profile gelagert, zusammen mit der Klemmvorrichtung und dem Sattel ergibt sich ein Parallelogramm. Diese Struktur weisen bisher nur sehr teure Sattelstützen auf. Pluspunkte der neuen Entwickung sind die besonderen Eigenschaften der Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe kombiniert mit einer intelligenten Bauweise, die eine laut Institut deutlich spürbare zusätzliche Dämpfungs- und Federwirkung bieten. Die Verbiegung der CFK-Profile beeinflusst die Kinematik der Sattelspitze und unterstützt im Idealfall die Trittbewegung aktiv. Die Stütze mildert zudem Belastungsspitzen schon bei geringfügigen Unebenheiten. „Mehr Fahrkomfort bei 30 Prozent weniger Gewicht“, ist das Motto. Der Prototyp wurde im Resin Transfer Moulding (RTM) Verfahren gefertigt. Zuerst zieht man die Geflechtschläuche wie einen Strumpf auf das Formwerkzeug – einen Butylschlauch – auf und streckt sie, bis der erforderliche Faserwinkel erreicht ist. Nach dem definierten Aufpumpen der Schläuche wird das Bauteil mit einem Harz-Härter-Gemisch infiltriert. Mit Beginn der Aushärtung wird der Druck in den Butylschläuchen nochmals erhöht, um eine optimale Imprägnierung zu erreichen.

Derzeit arbeiten die Experten daran, Werkzeugtechnik und Fertigungsablauf für die Herstellung von größeren Stückzahlen zu optimieren. Die Fraunhofer-Ausgründung Carbobike soll künftig Produktion und Vertrieb übernehmen.