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Der Fahrradrahmen ist das tragende Gestell eines Fahrrads, er trägt das Gewicht des Fahrers und überträgt es auf die Laufräder. Er bildet das Grundgerüst, das alle Komponenten und Anbauteile trägt.

Seine Bauart und Ausführung bestimmen wesentlich die Eigenschaften des Fahrrads. Man unterscheidet verschiedene Rahmenformen:

• Als beste (ideale) Kombination aus Stabilität und Gewicht hat sich der Diamantrahmen herausgestellt. Er bildet sich aus zwei Dreiecken, die eine optimale Verteilung der Kräfteeinwirkungen gewährleisten. Das vordere Dreieck bildet den Hauptrahmen, bestehend aus Oberrohr, Unterrohr und Steuerrohr. Das hintere Dreieck nennt man Hinterbau, bestehend aus Sitzstreben und Kettenstreben. Beide Dreiecke haben als verbindendes Element das Sattel- oder Sitzrohr und das Tretlagergehäuse.

• der Kreuzrahmen treffen, kreuzen sich Sattelrohr und das kombinierte, einzelne Unter/Oberrohr mittig.
• der gefederte und stabile Fachwerkrahmen eines Moulton-Rades stellt eine weitere Alternative dar. Das starre Rahmenwerk eines Dursley-Pedersen-Rades weißt eine ähnliche Komplexität auf.
• verschiedene Monocoque-Rahmenkonstruktionen aus Verbundmaterialien haben abseits vom Rennbetrieb keine weitere Verbreitung bei Alltagsrädern gefunden.

Da Frauen und alte Menschen einen tieferen Einstieg bevorzugen, gibt es noch weitere Rahmenformen:

• Der Trapezrahmen ist ein Diamantrahmen mit abgesenktem Oberrohr. Das Oberrohr kann gerade oder geschwungen zum Sattelrohr führen.

• Der Anglaiserahmen mit einem Oberrohr, das vom Sattelrohr ab zweigeteilt (zusätzlich zu Sattel- u. Kettenstreben) zum Hinterrad geführt wird.

• Der Schwanenhalsrahmen hat zwei geschwungene und parallel verlaufende Hauptrahmenrohre.

• Der Waverahmen ist der meist verkaufte Damenrahmen und wird in sogenannten Cityräder verbaut. Er hat nur ein überdimensioniertes Unterrohr, das wie eine Welle (Wave) geschwungen ist und am Tretlagergehäuse ein kleines Verstärkungsrohr hat.

• Der Easy Boarding Rahmen (oder auch Tiefeinsteiger genannt) weist den tiefsten Einstieg auf. Hier ist das alleinige überdimensioniertes Unterrohr entgegengesetzt zum Waverahmen geschwungen. Hier ist der Einstieg noch vor dem Tretlager möglich und somit extrem tief.

Diese Benennungen haben sich im Laufe der Zeit und in den verschiedenen Ländersprachen geändert. Bei den Mountainbikes hat sich ebenfalls der Diamantrahmen durchgesetzt, obwohl hier auch häufig mit alternativen Rahmenformen experimentiert wird; nicht zuletzt aus modischen Gründen:

• Der Y-Rahmen. Vom Steuerrohr führt nur ein Rohr das sich dann gabelt zum Sattelrohr. Diese Rahmen werden entweder ungefedert bei Jugendrädern, oder vollgefedert bei Mountainbikes angeboten.

• Ungefederte MTB Rahmen werden Hardtails genannt.

• MTB Rahmen mit gefedertem Hinterbau nennt man Full Suspension oder Fullys. Hier unterscheidet man dann noch Eingelenker, Mehrgelenker und Viergelenker, je nach Konstruktionsprinzip sowie der Anzahl und Plazierung der Gelenke.

Die Rahmengeometrie bestimmt die Fahreigenschaften eines Fahrrads.

Fahrradrahmen wurden bis ins 3. Jahrtausend vorwiegend aus Stahl gefertigt. Heute findet man Stahl nur noch bei Billigrädern oder exklusiven Herstellern. Bei aufwendigen Stahlrahmen werden die Rahmenrohre mit Muffen verlötet, außerdem werden Rahmenrohre mit unterschiedlichen Wandstärken verwendet, die Gewicht sparen, aber auch sehr teuer sind. Die Rahmenrohre haben hierbei unterschiedliche Wanddicken, an den Muffen sind sie dicker als in der Mitte. Bekannte Hersteller solcher Rahmenrohre sind Columbus und Reynolds sowie Mannesmann.

Aus Kostengründen ist heute Aluminium Standardmaterial. Als Verkaufsargument wird gern das geringe Gewicht und die rostunempfindlichkeit von Aluminium genannt, was sich aber teils relativiert. Verbesserte, stoßunempfindliche Lackierungen ermöglichen haltbare Stahlrahmen, auch Aluminium oxidiert, wenngleich anders. Schlecht verarbeitete Rahmen aus Aluminium haben wesentlich dickere Rohre und teils auch größere Wandstärken als beim Stahl, sie sind so oft nicht leichter als vergleichbare Stahlrahmen. Vorteil von Aluminium sind die mittlerweile eingespielte Verarbeitung, Nachteil die geringere Flexibilität (Komfort), geringere Festigkeit (dadurch größere Rohrdurchmesser). Da billige Stahlrahmen aber wie Alurahmen aussehen sollen, sind sie mit dem Auge schwer zu unterscheiden. Magnetisch jedoch sehr gut, da ein Magnet am Stahl hält, was bei Aluminium nicht der Fall ist. Außerdem haben Alurahmen deutlich breitere Schweißnähte und rund doppelt so breite Ausfallenden. Bei Rahmen mit größeren Rohrdurchmesser und geringeren Wandstärken spricht man auch vom "Oversized".

Ein großer Teil der heute verkauften Fahrräder wird mit Rahmen aus Taiwan ausgestattet, diese bedienen aufgrund ihrer hohen Spezialisierung vor allem das mittlere Preissegment. Rahmen 'Made in Taiwan' sind nicht mehr als Billiglabel anzusehen, sondern ein Qualitätsmerkmal. Billige und minderwertige Rahmen werden von taiwanesischen Subunternehmern in Vietnam und Laos sowie in Deutschland und Osteuropa hergestellt. Nur wenige Hersteller fertigen wirklich Rahmen in ihren eigenen Werken in Europa oder Amerika, diese sind dann entsprechend teuer und hochwertig wie Räder von z. B. De Rosa.

Es kommen aber auch andere Rahmenwerkstoffe wie z.B. Scandium, Titan und Carbon, sowie Kombinationen aus diesen Werkstoffen zum Einsatz. Diese findet man aber nicht im Baumarkt.

Die verschiedenen Rahmenwerkstoffe werden auch mit verschiedenen Fügetechniken zusammengefügt. Stahl wird vorwiegend mit Muffen gelötet oder geschweißt, Aluminium und Titan hauptsächlich geschweißt und selten auch geklebt. Carbonrahmen die aus einem faserverstärkten Kunststoff bestehen, werden geklebt oder bestehen aus einem Teil der dann Monocoque genannt wird. Selten finden sich auch Verbundkonstruktionen, etwa faserverstärkte Metallrahmen.

Der Fahrradrahmen ist durch seine Leichtbauweise erheblichen dynamischen Belastungen ausgesetzt. Ein Bruch des Rahmens ist zwar ein seltenes Ereignis, kommt aber gehäuft bei Rahmen von Billigrädern oder großer Belastung (Unfall, Downhill-Wettbewerbe) vor.

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