Fraunhofer-Forscher entwickeln Sattelstütze aus Kohlenstofffaser
Es ist ein furchtbares Bandwurmwort: Kohlenstofffaserverbundwerkstoff, zum Glück nennt man es oft nur CFK. CFK machen nicht nur Formel-Eins-Rennwagen, sondern auch Autos und Flugzeuge leichter. Nun sollen auch Radfahrer von dem neuen Werkstoff profitieren: Forscher des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie in Pfinztal stellten jüngst auf mehreren Messen eine gefederte Sattelstütze aus CFK vor.
Bordsteinkanten, Schlaglöcher, Straßenbahnschienen – Radfahrer werden oft ganz schön durchgeschüttelt. Seit einigen Jahren gibt es gefederte Sattelstützen für Profis und Freizeitradler. Sie fangen die schlimmsten Stöße ab und bieten mehr Komfort für den Rücken. Noch mehr Komfort soll eine Fahrradsattelstütze aus Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen (CFK) bieten, die Fraunhofer-Forscher entwickelt haben. Sie ist superleicht und sei äußerst wirkungsvoll: "Ein Hardtail-Mountainbike mit dieser neuartigen CFK-Sattelstütze fährt sich, als wäre es ein Full-Suspension-Bike", schwärmte Triathlon-Weltmeister Daniel Unger nach der Probefahrt gegenüber den Forschern. Der Profi meint damit, dass jedes am Hinterrad ungefederte Mountainbike zum voll gefederten Komfortgefährt wird. Das verspricht viel. Nicht zuletzt deshalb wurde das Bauteil im September auf der Fahrradmesse Eurobike 2009 in Friedrichshafen mit dem Eurobike Award ausgezeichnet, in Stuttgart ist die Hightech-Stütze für den AVK-Innovationspreis 2009 nominiert. Die AVK - die Industrievereinigung Verstärkte Kunststoffe e.V. - vergibt jedes Jahr ihren Innovationspreis für besonders herausragende Entwicklungen im Bereich der verstärkten Kunststoffe.
Die Sattelstütze wurde am Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT in Pfinztal bei Karlsruhe entwickelt. "Den Anstoß dazu gab der fahrradbegeisterte Kollege Sergej Belaew", erinnert sich Gruppenleiter Oliver Geiger, der für die Umsetzung der flexiblen Sattelstütze verantwortlich ist. "Das Bauteil basiert auf zwei CFK Profilen, die als Blattfederelemente wirken. Die Federsteifigkeit wurde dabei so eingestellt, dass die Verbiegung laut Geiger im Bereich von 10 bis 15 Millimetern liegt. Das steigere den Komfort für den Radfahrer spürbar. "Die Außenradien der Profile wurden so gewählt, dass sie problemlos in existierende Fahrradrahmen montiert werden können. Das Sattelgestell wird gelenkig am oberen Ende der Profile gelagert, zusammen mit der Klemmvorrichtung und dem Sattel ergibt sich ein Parallelogramm. Die Stütze soll zudem Belastungsspitzen schon bei geringfügigen Unebenheiten mildern. Unebenheiten in der Straßenoberfläche oder Kanaldeckel seien kaum spürbar. "Mehr Fahrkomfort bei 30 Prozent weniger Gewicht", fasst Geiger die Vorteile zusammen.
Der Prototyp der CFK-Sattelstütze wurde in einem speziellen Verfahren gefertigt. Die Forscher nennen es Resin Transfer Moulding (RTM) Verfahren: "Zuerst zieht man die Geflechtschläuche wie einen Strumpf auf das Formwerkzeug – einen Butylschlauch – auf und streckt sie, bis der erforderliche Faserwinkel erreicht ist, beschreibt der Forscher und Fahrradfahrer Sergej Belaew den Herstellungsprozess. "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", so Belaew weiter.
Derzeit arbeiten die Experten daran, Werkzeugtechnik und Fertigungsablauf für die Herstellung von größeren Stückzahlen zu optimieren. Laut einer Pressemitteilung soll die Fraunhofer-Ausgründung "carbobike" künftig Produktion und Vertrieb übernehmen.