Wir hatten im Rahmen des Internet Community Bike Projektes versprochen, verschiedene Phasen der Produktentwicklung bis zur Markteinführung zu beschreiben. Dann kamen einige Dinge anders als gedacht und vieles blieb liegen – aber besser spät als nie kommt hier die Dokumentation des finalen Tests des Rahmens: Auf den Prüfständen der EFBe Prüftechnik GmbH muss das ICB mehr als nur die Norm erfüllen – wie es den Belastungen standgehalten hat, erfahrt ihr in der Foto-Story. Das Vorwort gibt Auskunft dazu, wie und warum so getestet wurde, am Schluss haben wir noch eine Zusammenfassung der durchgeführten Tests für euch.
# Gleich geht’s los: Wir waren dabei, als EFBe das ICB auf seine Prüfstände gespannt hat.
Vorwort
Eines vorweg: Auch der beste Prüfstand bleibt ein Prüfstand und kann damit die realen Belastungen, denen reale Bikes auf realen Trails ausgesetzt werden, nur begrenzt nachbilden. Ziele der Prüfung sind das Gewährleisten von Produktsicherheit für den Verbraucher, die Reduzierung von Rückläufern für den Hersteller und natürlich auch Marketing. Grundsätzlich muss die Frage gestellt werden, mit welchem Aufwand und zu welchen Kosten eine sehr individuelle und auch zufällige Belastung sehr präzise auf einem Prüfstand reproduziert werden soll, die in der Form so sehr begrenzt für die Zukunft aussagefähig ist – selbst der gleiche Fahrer wird auf gleicher Strecke zu erheblich unterschiedlichen Ergebnissen kommen.
Hier muss man sicherlich auch zwischen dem unterscheiden, was als Prüfung „gut aussieht“ und einem Fahrradkäufer plausibel erscheint, und dem, was technisch und in Hinblick auf die Produktsicherheit sinnvoll ist. Gerade Rollenprüfstände, radelnde Roboter und ähnliches sehen eindrucksvoll aus, aber letztlich kann man damit bestenfalls herausfinden, was vom Fahrrad zuerst abfällt.
Prüfung muss relevant, reproduzierbar und transparent sein. „Härte“ oder „Schärfe“ eines Test sind keine Qualitätsmerkmale. Prüfungen, die Brüche produzieren wie sie im Feld nicht vorkommen, verhindern hochwertigen Leichtbau. Tests, die niemand wiederholen und überprüfen kann, sind nichts wert. Und wenn man in einem Test feststellt, dass alle Produkte versagen, es aber keine signifikanten Probleme im Feld gibt, dann muss man sich Gedanken zum Test machen.
# Das Problem mit jeder Norm: Sie kann die Realität nur bedingt abbilden. So testete Stiftung Warentest viele E-Bikes kaputt, in der Praxis treten aber nur wenige Probleme auf.
Ziel eines Versuchs soll sein, eine realistische Darstellung tatsächlicher Belastung zu erreichen, aber:
Das Fahrrad, besonders das MTB und hier ganz speziell das Gravity-Bike, unterliegen – viel mehr als z.B. Flugzeuge oder Kraftfahrzeuge – einem sehr hohen Nutzereinfluss. Das zeigt sich schon im Verhältnis Fahrzeuggewicht/Fahrergewicht, aber auch in der absoluten Höhe der Belastung, die sehr individuell durch Muskelkraft und Fahrtechnik geprägt ist.
Das ICB wurde deshalb nach bestehender Norm und zusätzlich nach einem von EFBe entwickelten Verfahren getestet. Bei diesem EFBe TRI-TEST handelt es sich um die Kombination aus einstufigen Ermüdungsprüfungen für verschiedene Lastfälle, statische Maximallastprüfungen und Überlastprüfungen.
Foto-Story
# EFBe Prüftechnik sitzt in Waltrop, nördlich von Dortmund. Ruhrpott-Romantik an der Zeche Waltrop…
# Die EFBe Prüftechnik GmbH entwickelt seit 1995 neue Qualitäts- und Sicherheitsstandards für Fahrräder und die zugehörige Prüftechnik.
# EFBe ist ein führendes Prüflabor für mechanische Prüfungen an Fahrradbauteilen.
# Geschäftsführer Marcus Schröder mit dem ICB-Probanden
# Sieht man sofort: Die Profilträger und geschweißten Stahlprüfstande sind aus einem anderen Holz geschnitzt als leichte Bike-Rahmen
# Der Prüfstand kann flexibel auf jede Art von Fahrrad eingestellt werden
# Während unseres Besuches erzählte man uns viel über die Vorgänge in der Bike-Branche. Seit 1995 entwickelt man die Teststandards aktiv mit.
# Die Prüfstände machen sichtbar, wie weich Komponenten (hier eine Gabel) tatsächlich sind. Mehrere Zentimeter Flex sind kein Problem.
# Unter Druck: Von hier aus werden die verschiedenen Zylinder befüllt und knechten die zu prüfenden Teile
# Der Zylinder bringt viele Male hintereinander die selbe Kraft auf, auch wenn sich die Gabel nach und nach weiter verformen lässt.
# ICB-Konstrukteur Stefan Stark und Yo Rollenbeck fachsimpeln mit Prüftechniker Marcus Schröder
# Bei Fullys wird der Hinterbau durch eine starre Verbindung blockiert. Die europäische Norm testet voll ausgefedert, der EFBe TRI-TEST halb eingefedert.
# Bei der Ermüdungsprüfung durch Kurbelkräfte wird auch der Kettenzug nachgebildet.
# Ursprünglich bei EFBe entwickelt, als Teil der DIN 79100, EN 14766 und ISO 4210 heute auf der ganzen Welt angewandt: Der Ermüdungstest mit pedalierenden Kräften.
# Prüfstand für die pedalierenden Kräfte / Wiegetrittprüfung
# Zwei kräftige Zylinder simulieren heftigsten Wiegetritt. Der Rahmen ist an Hinterachse und Steuerrohr eingespannt und verwindet sich heftig, wie hier zu sehen.
# Das ICB wurde nicht nur dem DIN EN Test unterzogen, sondern auch dem EFBe Tri Test.
# Die DIN beurteilt leider auch nicht, wie das Bauteil versagt: Gutmütig, indem es sich langsam verbiegt, oder bösartig, weil es urplötzlich zerbricht?
# Und ein weiterer gnadenloser Test: Der Prüfstand versucht, das Steuerrohr abzureißen. Fahrbahnstöße und Bremsungen werden simuliert.
# Die gute Nachricht: Das ICB hat sowohl den DIN Test als auch den EFBe Tri Test Top Performance Test bestanden.
# Sicher ist sicher: Nicht alle getesteten Teile überstehen die Prüfung unbeschadet. Hier ein Mitarbeiter am Prüfaufbau
# Mit einem Wort einen mechanischen Prüfstand beschreiben? Massiv.
# Neben dem EFBe-Prüflabor hat auch die Firma Hase Bikes Produktionsstätten im Gebäude.
# Waltrop – Zuhause der EFBe, direkt daneben Hase Bikes
# Kaffee trinken und warten, wie der Rahmen die vielen Tausend Zyklen übersteht…
# Marcus Schröder zeigt uns die verschiedenen Tests, irrwitzige Formulierungen für Prüfaufbauten und führt uns durch die Geschichte der Fahrradtests.
Video
EFBE – ICB-Dauertests von Freesoul – mehr Mountainbike-Videos
Test-Prozedere
Kurz gesagt: Die Europäische Norm DIN EN 14766:2005 und der EFBe TRI-TEST. TRI-TEST bezeichnet das umfassende Sicherheits-Prüfprogramm nach EFBe Standard, das die drei sicherheitsrelevanten Prüfungsarten Ermüdung, Maximallast und Überlast beinhaltet. Bei den Ermüdungsprüfungen kann zusätzlich zwischen drei Fahrradtypen und drei Leistungsklassen gewählt werden. Für das ICB wurden logischerweise „Mountainbike“ und die höchste Belastungsstufe „Top Performance“ gewählt.
Europäische Sicherheitsnorm
Grundsätzlich ist natürlich super, dass es die Europäische Sicherheitsnorm gibt, aber die Lastannahmen gehen vielfach an der Realität, heutigen Konstruktionen und moderner Nutzung vorbei. Daneben hat sich in den Jahren das MTB diversifiziert – vom Leichtgewichts-CC-Bike bis zum Downhiller gibt es eine große Bandbreite von MTB, denen nicht mit den gleichen Maßstäben beizukommen ist.
In vielen Fällen sind die EN-Annahmen eher zu gering, in manchen Fällen sind die Norm-Anforderungen aber auch zu hoch. In der EN 14766 versagen bei der Prüfung „Horizontale Kräfte“ die Steuerkopfbereiche guter und bewährter CC-Bikes, ein Schadensbild, das aus der Praxis nicht bekannt ist. Der Grund: Vielfach haben sich „Angstzuschläge“ aus den Anfangszeiten des MTB etabliert, die heute echtem Leichtbau im Wege stehen. Ob zu Recht oder nicht, darf natürlich gerne diskutiert werden.
# Wenn es sein soll, kriegen die Zylinder alles kaputt. Oft genug dran gezogen und wieder gedrückt, und der Rahmen gibt auf – das allein kann aber nicht Ziel von Prüfung sein.
Schwierig ist auch, gerade im Gravity-Bereich, die Festlegung von Maximallasten. Die EN sieht hierfür nur zwei Stoßprüfungen vor und limitiert hierbei jegliche bleibende Verformung. Das kann zu gefährlichen Konstruktionen führen, die sich bei hohen Spitzenlasten elastisch verformen und dann, ohne jede weitere Vorwarnung, spröde brechen.
EFBe führt im Rahmen des TRI-TEST zusätzlich zu den Prüfungen auf Materialermüdung immer auch Tests zum Verhalten bei Maximal- und Überlast durch. Die Maximallast für einen bestimmten Lastfall ist eine selten auftretende Belastung, die jedoch im Bereich des „bestimmungsgemäßen Gebrauchs“ liegt, und die ohne Schaden ertragen werden muss. Die Überlast dagegen ist typisch für den Bereich des Fehlgebrauchs oder auch Unfälle – hierbei darf das Bauteil versagen, es muss aber gutmütig versagen und eine Resttragfähigkeit besitzen.
# Wohlbemerkt hat ein einziger ICB-Rahmen beide Prüfungen mit insgesamt über 550.000 Zyklen ausgehalten.
Der EFBe-Ermüdungsstandard
Der EFBe-Ermüdungsstandard besteht für den Rahmen in der Basis aus drei Teilprüfungen, die von einem Prüfling nacheinander ertragen werden müssen. Sie entsprechen folgenden Lastfällen:
- Wiegetritt (pedalierende Kräfte): Hier wird eine Belastung durch leistungsstarke Vielfahrer simuliert. Die Prüfung wurde von EFBe entwickelt und von den DIN- und EN-Normen in der Zwischenzeit übernommen.
- Fahrergewicht (vertikale Kräfte): Belastungen, die von Fahrern über den Sattel auf den Rahmen ausgeübt werden, oder beim Durchfahren einer Kuhle im Sitzen auftreten. Die EFBe-Prüfanordnung entspricht den EN-Normen.
- Sprung (nach Norm: horizontale Kräfte): Belastungen durch Sprünge, Hindernisse und Bremsungen, die über die Gabel in den Rahmen eingeleitet werden. Die EFBe-Prüfanordnung weicht von den EN-Normen ab, bringt die Prüfkräfte senkrecht zur Achse des Steuerkopfs ein und belastet das Tretlager zusätzlich. Dadurch wirken nochmals höhere Kräfte auf das Unterrohr, an dem das Steuerrohr und das Tretlager ansetzen.
Zusätzliche Ermüdungsprüfungen werden für vollgefederte Rahmen und für die hintere Bremsaufnahme durchgeführt:
- Achslast: Hier werden Fahrbahnstöße simuliert und schwellende Prüfkräfte senkrecht in den Hinterbau eingeleitet. Diese Prüfung ist in der Norm nicht vorgesehen, hat sich aber bei Fullys sehr gut bewährt und deckt Schwächen am Hinterbau und Umlenkung auf.
- Bremsabstützung: Dabei werden die dynamischen Bremskräfte am Radaufstandspunkt nachgebildet und die Momentabstützung, die besonders auf die linke Kettenstrebe wirkt.
Für die Maximal- und Überlastprüfungen werden zwei Lastfälle nachgestellt, hierzu gibt es keine Äquivalente in der Norm:
- Lastfall Sprung: Der Rahmen wird fixiert, die Krafteinleitung erfolgt vertikal von oben in das Tretlager, die Kraftaufnahme in den Radachsen. Alle Kräfte wirken in der Rahmenebene. Fully-Rahmen werden mit einem starren Dummy-Federelement bei 50 % Einfederung geprüft.
- Lastfall Einseitige Pedallast: Der Rahmen wird erneut statisch bestimmt gelagert. Der rechte Kurbelarm ist vertikal nach unten gerichtet. Die Krafteinleitung erfolgt rechtsseitig in Pedalposition unter einem definierten Winkel mit 26° seitlich zur Rahmenebene.
# Die diversen Belastungsrichtungen – Grafik von EFBe
So. Wer hat fleißig mitgezählt? In Summe 550.000 Zyklen in sechs EFBe und DIN EN Ermüdungsprüfungen, dazu noch je 2 Maximal- und Überlastprüfungen in zwei Lastfällen und zwei Stoßprüfungen aus der DIN EN 14766 zusätzlich hat unser ICB bestanden.
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Redaktion: Stefanus Stahl
Foto: Johannes Herden
Quellen: EFBe.com, DIN EN 14766