Cykelram - Bicycle frame

En cykelram är huvudkomponenten i en cykel , på vilken hjul och andra komponenter är monterade. Den moderna och vanligaste ramkonstruktionen för en upprätt cykel är baserad på säkerhetscykeln och består av två trianglar : en huvudtriangel och en parad bakre triangel. Detta kallas diamantramen . Ramar måste vara starka, styva och lätta, vilket de gör genom att kombinera olika material och former.

En ramuppsättning består av en cykels ram och gaffel och ibland inkluderar headsetet och sadelstolpen . Rambyggare producerar ofta ramen och gaffeln tillsammans som en parad uppsättning.

Variationer

Förutom den allestädes närvarande diamantramen har många olika ramtyper utvecklats för cykeln, varav flera fortfarande är vanligt förekommande idag.

Diamant

I diamantramen är huvudsakliga "triangeln" egentligen inte en triangel eftersom den består av fyra rör: huvudrör, topprör, nedrör och sitsrör. Den bakre triangeln består av sätesröret förenat av parade kedjestag och sittstöd.

Huvudröret innehåller headsetet , gränssnittet med gaffeln . Toppröret ansluter huvudröret till sitsröret på toppen. Det övre röret kan placeras horisontellt (parallellt med marken), eller så kan det luta sig nedåt mot sätesröret för att få ytterligare frihet. Nedröret ansluter huvudröret till bottenfästets skal.

Den bakre triangeln ansluts till bakgaffeländarna , där bakhjulet är fäst. Den består av sittröret och parade kedjestag och sittstöd. Kedjestagarna körs och förbinder bottenfästet med de bakre gaffeländarna. Stolstödet ansluter toppen av sätesröret (ofta vid eller nära samma punkt som det övre röret) till de bakre gaffeländarna.

Gå igenom

Historiskt sett hade cykelramar för kvinnor ett topprör som anslöt i mitten av sitsröret istället för toppen, vilket resulterade i en lägre överblickhöjd . Detta för att göra det möjligt för ryttaren att klättra av sig medan han hade på sig en kjol eller klänning . Designen har sedan dess använts i unisex-cyklar för att underlätta enkel montering och demontering, och är också känd som en genomgående ram eller en öppen ram. En annan stil som uppnår liknande resultat är mixten .

Konsol

I en cantilever cykelram fortsätter sätesstagen förbi sadelstolpen och böjer sig nedåt för att möta nedröret. Cantilever-ramar är populära på cruisercykeln , lowridercykeln och wheelie-cykeln . I många utkragningsramar är de enda raka rören sittröret och huvudröret.

Liggande

Den liggande cykeln flyttar vevarna till ett läge framåt för ryttaren istället för under, och förbättrar generellt glidströmmen runt ryttaren utan den karakteristiska skarpa böjningen i midjan som används av cyklister med diamantramcyklar. Förbjudet från cykelracing i Frankrike 1934 för att undvika att göra diamantramcyklar föråldrade i racing, tillverkningen av liggande cyklar förblev deprimerad i ytterligare ett halvt sekel, men många modeller från en rad tillverkare fanns tillgängliga år 2000.

Benägen

Den ovanliga benägna cykeln flyttar vevarna bakåt på föraren, vilket resulterar i en framåtriktad, nedåtriktad körposition.

Kors eller balk

En korsram består huvudsakligen av två rör som bildar ett kors: ett sitsrör från bottenfästet till sadeln och en ryggrad från huvudröret till det bakre navet.

Truss

En truss ram använder ytterligare rör för att bilda ett fackverk . Exempel är Humbers , Pedersens och den på bilden.

Monocoque

En monokokram består endast av ett ihåligt skal utan inre struktur.

Hopfällbar

Fällbara cykelramar kännetecknas av förmågan att fällas i en kompakt form för transport eller förvaring.

Penny-farthing

Penny-farthing ramar kännetecknas av ett stort framhjul och ett litet bakhjul.

Tandem och sällskaplig

Tandem och sällskapliga ramar stöder flera åkare.

Andra

Det finns många variationer på den grundläggande diamantramdesignen.

• Ramar utan sätesrör , som Trek Y-Folie, Zipp 2001 , Kestrel Airfoil och de flesta ramar av Softride .
• Ramar utan topprör som "Old Faithful" av Graeme Obree .
• Ramar som använder kablar för medlemmar som bara är under spänning, som Dursley Pedersen-cykeln på bilden, Pocket Bicycle , Viva Wire 2009, Wire Bike från designern Ionut Predescu eller Slingshot Bicycles fold-tech-serien.
• Ramar med bågar som ersätter sätesröret, kedjestag och sätesstöd: kallas "roundtail".
• Den upphöjda cykelkedjan var populär i början av 90-talet. Den innehöll en bakre triangel med upphöjda bottenramstag, vilket förnekade behovet av att kedjan skulle dras genom den bakre ramen. Detta möjliggjorde en kortare hjulbas och förbättrad hantering under tekniska stigningar, till priset av komprometterad integritet och resulterande ökad bottenfäste flex (om inte förstärkt) jämfört med en ram med traditionella kedjestag.

Den cykeltyper artikeln beskriver ytterligare variationer.

Det är också möjligt att lägga till kopplingar antingen under tillverkningen eller som en eftermontering så att ramen kan demonteras i mindre bitar för att underlätta packning och färd.

Ramrör

Diamantramen består av två trianglar, en huvudtriangel och en parad bakre triangel. Huvudtriangeln består av huvudrör, topprör, nedrör och sitsrör. Den bakre triangeln består av sätesröret och parade kedjestag och sittstöd.

Huvudrör

Den gaffelrörs innehåller headsetet, lagren för gaffeln via dess styrrör . I ett integrerat headset har patronlager gränssnitt direkt med ytan på insidan av huvudröret, på icke-integrerade headset lagren (i en patron eller inte) gränssnitt med "koppar" pressade in i huvudröret.

Topprör

Det övre röret , eller tvärstången , förbinder toppen av huvudröret med toppen av sitsröret.

I en diamantram med traditionell geometri är det övre röret horisontellt (parallellt med marken). I en ram med kompakt geometri lutar toppröret normalt nedåt mot sätesröret för ytterligare överblick. I en mountainbike- ram lutar toppröret nästan alltid nedåt mot sitsröret. Radikalt lutande topprör som äventyrar integriteten hos den traditionella diamantramen kan kräva ytterligare rörprofiler, alternativ ramkonstruktion eller olika material för motsvarande styrka. ( Se väg- och triathloncyklar för mer information om geometrier. )

Genomgående ramar har vanligtvis ett topprör som lutar ned brant så att föraren kan montera och demontera cykeln lättare. Alternativa genomstegskonstruktioner kan innefatta att man släpper ut toppröret helt, som i monokoque mainframe-konstruktioner med ett separat eller gångjärnsrör, och dubbla topprör som fortsätter till bakre gaffeländar som med Mixte- ramen. Dessa alternativ till diamantramen ger större mångsidighet, men på bekostnad av extra vikt för att uppnå motsvarande styrka och styvhet.

Kontrollkablar dras längs fästena på det övre röret eller ibland inuti det övre röret. Vanligtvis inkluderar detta kabeln för bakbromsen, men vissa mountainbikes och hybridcyklar leder också fram- och bakväxelkablarna längs toppröret. Invändig fräsning, som en gång bara finns i de högsta prisklasserna, skyddar kablarna från skador och smuts, vilket t.ex. kan göra växling opålitlig.

Utrymmet mellan toppröret och ryttarens ljumska medan han sträcker sig över cykeln och står på marken kallas fritt utrymme. Den totala höjden från marken till denna punkt kallas höjdspaken.

Ner rör

Den ner röret ansluter huvudet till vevlagrets hölje. På racercyklar och några mountainbikes och hybridcyklar går växelförare längs nedröret eller inuti nedröret. På äldre racercyklar monterades växelspakarna på nedröret. På nyare är de monterade med bromshandtagen på styret.

Flaskhållare fästen är också på den nedåtgående röret, vanligen på ovansidan, ibland även på bottensidan. Förutom flaskburar kan även små luftpumpar monteras på dessa fästen.

Sitsrör

Den sadelröret innehåller sadelstolpen på cykeln, som ansluter till sadeln. Sadelhöjden är justerbar genom att ändra hur långt sadelstolpen är införd i sätesröret. På vissa cyklar, åstadkoms detta med hjälp av en snabbkoppling spak. Sittstolpen måste sättas in åtminstone en viss längd; detta är markerat med ett minsta infogningsmärke .

Sitsröret kan också ha lödfästen för en flaskbur eller framväxel .

Kedjestag

De kedjestag löper parallellt med kedjan, som förbinder det nedre fästet skalet (som håller axeln kring vilken pedalerna och vevarna roterar) till de bakre gaffeländarna eller avbrott. En kortare kedjestag innebär i allmänhet att cykeln accelererar snabbare och blir lättare att åka uppför, åtminstone medan föraren kan undvika att framhjulet tappar kontakten med marken.

När bakväxelkabeln dras delvis längs nedröret, dras den också längs kedjestaget. Ibland (huvudsakligen på ramar tillverkade sedan slutet av 1990-talet) kommer fästen för skivbromsar att fästas vid kedjestagarna. Det kan finnas ett litet stag som förbinder kedjestagarna framför bakhjulet och bakom bottenfästets skal.

Kedjestag kan utformas med avsmalnande eller avsmalnande slang. De kan avlastas, ovaliseras, krympas, S-formas eller höjas för att möjliggöra ytterligare spel för bakhjulet, kedjan, vevarmarna eller fotens häl.

Sittplatser

De sätes vistelser ansluter toppen av sadelröret (ofta vid eller nära samma punkt som det övre röret) till de bakre gaffeldropouts. En traditionell ram använder en enkel uppsättning parallella rör som är förbundna med en bro ovanför bakhjulet. När bakväxelkabeln dras delvis längs det övre röret, dras den vanligtvis också längs sittstödet.

Många alternativ till den traditionella designen av sittplatser har introducerats genom åren. En sätesstilsstil som sträcker sig framför sätesröret, under den bakre änden av toppröret och ansluter till toppröret framför sätesröret, vilket skapar en liten triangel, kallas en grekisk stag efter den brittiska rambyggaren Fred. Hellens, som introducerade dem 1923. Grekiska sittstöd ger estetisk tilltalande på bekostnad av extra vikt. Denna stil av sittplatser blev populär igen i slutet av 1900-talet av GT-cyklar (under monikern "trippel triangel"), som hade införlivat designelementet i sina BMX-ramar, eftersom det också gav en mycket styvare bakre triangel (en fördel i tävlingar); detta designelement har också använts på deras mountainbike-ramar av liknande skäl.

År 2012 patenterades en variant av den traditionella sittstöd som kringgår sätesröret och ansluts längre in i toppröret av Volagi Cycles . Detta ramelement gav den traditionella sätesstödets längd, vilket gör en mjukare åktur på grund av ramstyvhet.

En annan vanlig sätesstödvariant är önskningsbenet , enstolsstaget eller monostaget , som sammanfogar stagarna precis ovanför bakhjulet till ett enrör som är fogat till sätesröret. En design av bensben tillför vertikal styvhet utan att öka sidstyvheten, i allmänhet ett oönskat drag för cyklar med oupphängda bakhjul. Länkbenets design är mest lämplig när den används som en del av en bakre triangelunderram på en cykel med oberoende fjädring bak.

Med dubbla sittplatser avses säten som möter cykelns främre triangel på två separata punkter, vanligtvis sida vid sida.

Fastback- sitsstöd möter sitsröret på baksidan istället för sidorna på tuben.

På de flesta sittstöd används vanligtvis en brygga eller stag för att ansluta stagarna ovanför bakhjulet och under anslutningen till sätesröret. Förutom att tillhandahålla sidstyvhet, ger denna bro en monteringspunkt för bakre bromsar, fendrar och ställningar. Sätets stag kan vara försedda med bromsfästen. Bromsfästen saknas ofta från sittplatser med fast växel eller spårcykel.

Bottenfäste skal

Den vevlagerhuset är en kort och stor rördiameter, i förhållande till de andra rören i ramen, att körningar sida till sida och håller vevlagret . Den är vanligtvis gängad, ofta vänstergängad på cykelns högra (driv) sida för att förhindra att den lossnar genom frettinginducerad inducering , och högergängad på vänster (icke-driven) sida. Det finns många variationer, till exempel ett excentriskt bottenfäste, vilket möjliggör justering av cykelkedjans spänning. Det är vanligtvis större, gängat och ibland delat. Kedjestagarna, sitsröret och det nedre röret ansluts vanligtvis till bottenfästets skal.

Det finns några traditionella standardskalbredder (68, 70 eller 73 mm). Vägcyklar använder vanligtvis 68 mm; Italienska vägcyklar använder 70 mm; Tidiga modellcyklar använder 73 mm; senare modeller (1995 och senare) använder 68 mm oftare. Vissa moderna cyklar har skalbredder på 83 eller 100 mm och dessa är avsedda för specialiserade mountainbike- eller snöcykeltillämpningar . Skalbredden påverkar Q-faktorn eller slitbanan på cykeln. Det finns några vanliga skaldiametrar (34.798 - 36 mm) med tillhörande gängsteg (24 - 28 tpi).

På vissa växellådcyklar kan bottenfästets skal ersättas med en integrerad växellåda eller en monteringsplats för en avtagbar växellåda.

Ram geometri

Rörens längd och vinklarna vid vilka de är fästa definierar en ramgeometri . När man jämför olika ramgeometrier jämför designare ofta sittrörets vinkel, huvudrörets vinkel, (virtuell) topprörslängd och sitsrörslängd. För att komplettera specifikationen för en cykel för användning, justerar föraren de relativa positionerna för sadeln, pedalerna och styret:

• sadelhöjd , avståndet från bottenfästets centrum till referenspunkten ovanpå sadelns mitt.
• stapel , det vertikala avståndet från centrum av bottenfästet till toppen av huvudröret.
• räckvidd , det horisontella avståndet från centrum av bottenfästet till toppen av huvudröret.
• nedre fästets nedgång , det avstånd som bottenfästets mitt ligger under bakre navets nivå.
• styrfallet , det vertikala avståndet mellan referensen längst upp på sadeln till styret.
• sadelnedslag , det horisontella avståndet mellan sadelns framsida och bottenfästets mitt.
• standoverhöjd , topprörets höjd över marken.
• främre mitten , avståndet från bottenfästets centrum till mitten av det främre navet.
• tåöverlappning , mängden som fötterna kan störa styrningen på framhjulet.

Ramens geometri beror på avsedd användning. Till exempel kommer en vägcykel att placera styret i ett lägre och ytterligare läge i förhållande till sadeln, vilket ger en mer krökt körställning; medan en nyckelcykel betonar komfort och har högre styr vilket resulterar i en upprätt körställning.

Ramgeometri påverkar också hanteringsegenskaperna. För mer information, se artiklarna om cykel- och motorcykelgeometri samt cykel- och motorcykeldynamik .

Ram storlek

Ramstorleken mättes traditionellt längs sätesröret från mitten av bottenfästet till mitten av toppröret. Typiska "medelstora" storlekar är 54 eller 56 cm (ungefär 21,2 eller 22 tum) för en europeisk racercykel för män eller 46 cm (cirka 18,5 tum) för en mountainbike för män . Det bredare utbudet av ramgeometrier som nu finns har också lett till andra metoder för att mäta ramstorlek. Turramar tenderar att vara längre, medan racingramar är mer kompakta.

Väg- och triatloncyklar

En racercykel är konstruerad för effektiv kraftöverföring med lägsta vikt och drag. I stort sett kategoriseras vägcykelgeometrin antingen som en traditionell geometri med ett horisontellt topprör eller en kompakt geometri med ett sluttande topprör.

Vägramar med traditionell geometri är ofta förknippade med mer komfort och större stabilitet och tenderar att ha en längre hjulbas som bidrar till dessa två aspekter. Den kompakta geometrin gör att topprörets topp kan ligga ovanför sitsrörets topp, vilket minskar överblivningshöjden och därmed ökar friluftsspelet och sänker tyngdpunkten. Åsikterna är delade om den kompakta rammens ridfördelar, men flera tillverkare hävdar att ett minskat utbud av storlekar kan passa de flesta åkare, och att det är lättare att bygga en ram utan ett perfekt jämnt topprör.

Vägcyklar för racing tenderar att ha en brantare sitsrörsvinkel , mätt från horisontalplanet. Detta placerar föraren aerodynamiskt och utan tvekan i en starkare strökposition. Avvägningen är komfort. Tur- och komfortcyklar brukar ha mer slack (mindre vertikal) sitsrörsvinkel traditionellt. Detta placerar ryttaren mer på sittbenen och tar tyngden av handlederna, armarna och nacken och förbättrar för män cirkulationen till urin- och reproduktionsområdena. Med en slackare vinkel förlänger designers kedjestaget så att tyngdpunkten (som annars skulle vara längre bak på hjulet) placeras bättre över mitten av cykelramen. Den längre hjulbasen bidrar till effektiv stötdämpning. I moderna massproducerade touring- och komfortcyklar är sätesrörets vinkel försumbar slankare, kanske för att minska tillverkningskostnaderna genom att undvika behovet av att återställa svetsjiggar i automatiserade processer, och ger således inte komforten för traditionellt tillverkade eller specialanpassade -gjorda ramar som har märkbart slackare sätesrörsvinklar.

Vägracingcyklar som används i UCI-sanktionerade tävlingar styrs av UCI- regler, som bland annat säger att ramen måste bestå av två trianglar. Följaktligen är design som saknar sittrör eller topprör inte tillåtna.

Triathlon - eller tempo -specifika ramar rotera ryttaren framåt runt axeln hos den nedre fästet av cykeln, jämfört med standard vägen cykelramen. Detta för att sätta föraren i ett ännu lägre, mer aerodynamiskt läge. Medan hanteringen och stabiliteten minskar är dessa cyklar utformade för att åka i miljöer med mindre gruppkörningsaspekter. Dessa ramar tenderar att ha branta sitsrörsvinklar och rör med lågt huvud och kortare hjulbas för rätt räckvidd från sadeln till styret. Eftersom de inte styrs av UCI, har dessutom vissa triathloncyklar, såsom Zipp 2001 , Cheetah och Softride, icke-traditionella ramlayouter, vilket kan ge bättre aerodynamik.

Spåra cyklar

Spårramar har mycket gemensamt med väg- och tidsramar, men har horisontella bakåtvända gaffeländar, snarare än utfall, så att man kan justera bakhjulets position horisontellt för att ställa in rätt kedjespänning. Bakre navavstånd är 120 millimeter (4,7 tum) snarare än 130 millimeter (5,1 tum) eller mer för vägramar. Nedre fästets nedgång är mindre, vanligtvis 50–60 millimeter (2,0–2,4 tum). Sitsrörets vinkel är också brantare än på racercyklar.

Mountainbikes

För körkomfort och bättre hantering används ofta stötdämpare ; det finns ett antal varianter, inklusive modeller med fullfjädring , som ger stötdämpning för fram- och bakhjulen; och endast främre upphängningsmodeller ( hardtails ) som endast hanterar stötar från framhjulet. Utvecklingen av sofistikerade upphängningssystem på 1990-talet resulterade snabbt i många modifieringar av den klassiska diamantramen.

Nya mountainbikes med bakre upphängningssystem har en svängbar bakre triangel för att aktivera den bakre stötdämparen. Det finns mycket tillverkarvariationer i ramkonstruktionen för mountainbikes med full upphängning och olika mönster för olika ridningsändamål.

Roadster / utility cyklar

Roadster-cyklar har traditionellt ett ganska slakt sittrör och huvudrörsvinkel på cirka 66 eller 67 grader, vilket ger en mycket bekväm och upprätt "sitt-upp-och-tig" körställning. Andra egenskaper inkluderar en lång hjulbas, uppåt 40 tum (ofta mellan 43 och 47 tum, eller 57 tum för en långcykel ) och en lång gaffelrivare, ofta cirka 3 tum (76 mm jämfört med 40 mm för de flesta vägcyklar). Denna ramstil har fått en uppgång i popularitet de senaste åren på grund av dess större komfort jämfört med mountainbikes eller vägcyklar. En variation på denna typ av cykel är "sports roadster" (även känd som "light roadster"), som vanligtvis har en lättare ram och ett något brantare sitsrör och huvudrörsvinkel på cirka 70 till 72 grader.

Ram material

Historiskt har det vanligaste materialet för rören på en cykelram varit stål . Stålramar kan tillverkas av olika stålkvaliteter, från mycket billiga kolstål till dyrare och högre kvalitet legeringar av krommolybdenstål . Ramar kan också tillverkas av aluminiumlegeringar , titan , kolfiber och till och med bambu och kartong . Ibland har diamant (formade) ramar bildats från andra sektioner än rör. Dessa inkluderar I-balkar och monocoque . Material som har använts i dessa ramar inkluderar trä (massivt eller laminat ), magnesium ( gjutna I-balkar) och termoplast . Flera egenskaper hos ett material hjälper till att avgöra om det är lämpligt vid konstruktionen av en cykelram:

• Densitet (eller specifik vikt ) är ett mått på hur lätt eller tungt materialet per volymenhet.
• Styvhet (eller elastisk modul ) kan i teorin påverka körkomforten och kraftöverföringseffektiviteten. I praktiken, för att även en mycket flexibel ram är mycket styvare än däcken och sadeln, är körkomforten i slutändan mer en faktor för sadelval, ramgeometri, däckval och cykelpassning. Sidstyvhet är mycket svårare att uppnå på grund av en smal profil på en ram och för mycket flexibilitet kan påverka kraftöverföringen, främst genom däckskrubbning på vägen på grund av bakre triangelförvrängning, bromsar som gnuggar på fälgarna och kedjens gnugga på växeln mekanismer. I extrema fall kan växlarna byta själva när föraren applicerar högt vridmoment ur sadeln.
• Avkastningsstyrka avgör hur mycket kraft som behövs för att permanent deformera materialet (för kollisionssäkerhet ).
• Förlängning avgör hur mycket deformitet materialet tillåter innan sprickbildning (för kraschvärdighet).
• Trötthetsgräns och uthållighetsgräns bestämmer ramens hållbarhet när den utsätts för cyklisk belastning från trampning eller åkstopp.

Rörteknik och ramgeometri kan övervinna mycket av de upplevda bristerna i dessa specifika material.

Rammaterial listas efter gemensam användning.

Stål

Stål ramar byggs ofta med olika typer av stållegeringar inklusive chromoly . De är starka, lätta att arbeta och relativt billiga. De är emellertid tätare (och därmed i allmänhet tyngre) än många andra konstruktionsmaterial. Jämfört med aluminiumbaserade ramar erbjuder stålramar i allmänhet en mjukare körupplevelse. Det är vanligt (som av 2018, hybrid pendlare cyklar) för att använda stål för gaffelbladen även när resten av ramen är tillverkad av ett annat material, eftersom erbjuder stål bättre vibrationsdämpning .

En klassisk typ av konstruktion för både vägcyklar och mountainbikes använder vanliga cylindriska stålrör som är anslutna med klackar . Lugs är beslag av tjockare stålbitar. Rören är inpassade i klackarna, som omger rörets ände och löds sedan till klacken. Historiskt sett hade de lägre temperaturerna i samband med lödning (särskilt silverlödning) mindre negativ inverkan på slangstyrkan än svetsning vid hög temperatur, vilket möjliggjorde användning av relativt lätta rör utan förlust av styrka. De senaste framstegen inom metallurgi (" Lufthärdande stål ") har skapat slangar som inte påverkas negativt, eller vars egenskaper till och med förbättras av svetsningstemperaturer vid höga temperaturer, vilket har gjort det möjligt för både TIG- och MIG- svetsning att slingra konstruktionen i sidled i alla utom några få avancerade cyklar. Dyrare släpade cyklar har klackar som läggs in för hand i snygga former - både för viktbesparingar och som ett tecken på hantverk. Till skillnad från MIG- eller TIG-svetsade ramar kan en slät ram lättare repareras i fält på grund av dess enkla konstruktion. Eftersom stålrör kan rosta (även om färg- och korrosionsskydd i praktiken effektivt kan förhindra rost) tillåter den släta ramen ett snabbt rörbyte med praktiskt taget ingen fysisk skada på de angränsande rören.

En mer ekonomisk metod för cykelramkonstruktion använder cylindriska stålrör anslutna med TIG- svetsning , vilket inte kräver klackar för att hålla ihop rören. I stället är ramrören exakt inriktade i en jigg och fixerade på plats tills svetsningen är klar. Filé lödning är en annan metod för sammanfogning av ramrören utan klackarna. Det är mer arbetskrävande och är därför mindre benägna att användas för produktionsramar. Som med TIG-svetsning, är Filé ramrören exakt skårad eller gerade och sedan en filé av mässing är hårdlödd på det gemensamma, liknande den släpade byggprocessen. En filetlödningsram kan uppnå mer estetisk enhet (jämnt böjt utseende) än en svetsad ram.

Bland stålramar minskar vikt och ökar kostnaden med hjälp av stödd slangar . Böjning innebär att slangens väggtjocklek ändras från tjock i ändarna (för styrka) till tunnare i mitten (för lättare vikt).

Billigare cykelramar av stål är gjorda av mjukt stål, även kallat höghållfast stål , som kan användas för att tillverka bilar eller andra vanliga föremål. Cykelramar av högre kvalitet är dock tillverkade av höghållfasta stållegeringar (vanligtvis krom - molybden eller "kromoly" stållegeringar) som kan göras till lätta rör med mycket tunna väggmätare. En av de mest framgångsrika äldre stål var Reynolds "531" , en mangan -molybdenum legerat stål. Mer vanligt nu är 4130 ChroMoly eller liknande legeringar. Reynolds och Columbus är två av de mest kända tillverkarna av cykelslangar. Några få medelcyklar använde dessa stållegeringar för endast några av ramrören. Ett exempel var Schwinn Le-turnén (åtminstone vissa modeller), som använde kromolstål för de övre och nedre rören men använde stål av lägre kvalitet för resten av ramen.

En högkvalitativ stålram är i allmänhet lättare än en vanlig stålram. Allt annat lika kan denna viktminskning förbättra cykelns acceleration och klättringsprestanda.

Om slangetiketten har gått förlorad kan en högkvalitativ (kromoly eller mangan) stålram kännas igen genom att knacka kraftigt på den med ett fingergrepp. En högkvalitativ ram kommer att producera en klockliknande ring där en stålram av vanlig kvalitet ger en tråkig klack. De känns också igen av deras vikt (cirka 2,5 kg för ram och gafflar) och den typ av klackar och gaffeländar som används.

Aluminiumlegeringar

Aluminiumlegeringar har lägre densitet och lägre hållfasthet jämfört med stållegeringar; emellertid har de ett bättre förhållande mellan styrka och vikt, vilket ger dem anmärkningsvärda viktfördelar jämfört med stål. Tidiga aluminiumkonstruktioner har visat sig vara mer utsatta för trötthet , antingen på grund av ineffektiva legeringar eller genom att använda ofullkomlig svetsmetod. Detta står i kontrast till vissa stål- och titanlegeringar, som har tydliga utmattningsgränser och är lättare att svetsa eller lödas ihop. Några av dessa nackdelar har emellertid sedan mildrats med mer skickligt arbete som kan producera svetsningar av bättre kvalitet, automatisering och större tillgänglighet för moderna aluminiumlegeringar. Aluminiums attraktiva förhållande mellan styrka och vikt jämfört med stål och vissa mekaniska egenskaper säkerställer att det blir en plats bland de favoritrambyggnadsmaterial.

Populära legeringar för cykelramar är 6061 aluminium och 7005 aluminium .

Den mest populära typen av konstruktion idag använder aluminiumlegeringsrör som är kopplade ihop med Tungsten Inert Gas (TIG) svetsning . Svetsade aluminiumcykelramar började dyka upp på marknaden först efter att denna typ av svetsning blev ekonomisk på 1970-talet.

Aluminium har en annan optimal väggtjocklek än slangdiametern än stål. Det är som starkast runt 200: 1 (diameter: väggtjocklek), medan stål är en liten del av det. Vid detta förhållande skulle dock väggtjockleken vara jämförbar med en dryckesburk, alldeles för ömtålig mot stötar. Således är aluminiumcykelslangar en kompromiss som erbjuder ett förhållande mellan väggtjocklek och diameter som inte är av högsta effektivitet, men ger oss överdimensionerade slangar med mer rimliga aerodynamiskt godtagbara proportioner och god motståndskraft mot stötar. Detta resulterar i en ram som är betydligt styvare än stål. Medan många ryttare hävdar att stålramar ger en mjukare åktur än aluminium eftersom aluminiumramar är utformade för att vara styvare, är det påståendet tveksamt giltigt: själva cykelramen är extremt styv vertikalt eftersom den är gjord av trianglar. Omvänt ifrågasätter just detta argument påståendet att aluminiumramar har större vertikal styvhet ifrågasatt. Å andra sidan förbättrar lateral och vridbar (torsions) styvhet acceleration och hantering under vissa omständigheter.

Aluminiumramar anses allmänt ha en lägre vikt än stål, även om detta inte alltid är fallet. En aluminiumram av låg kvalitet kan vara tyngre än en stålram av hög kvalitet. Butted aluminiumrör - där väggtjockleken på mellansektionerna är tunnare än ändsektionerna - används av vissa tillverkare för viktbesparingar. Icke-runda rör används av olika skäl, inklusive styvhet, aerodynamik och marknadsföring. Olika former fokuserar på ett eller annat av dessa mål och uppnår sällan alla.

Titan

Titan är kanske den mest exotiska och dyra metallen som ofta används för cykelramrör. Den kombinerar många önskvärda egenskaper, inklusive högt förhållande mellan styrka och vikt och utmärkt korrosionsbeständighet. Rimlig styvhet (ungefär hälften av stål) gör att många titanramar kan konstrueras med "standard" -storlekar som kan jämföras med en traditionell stålram, även om rör med större diameter blir vanligare för mer styvhet. Titan är svårare att bearbeta än stål eller aluminium, vilket ibland begränsar dess användning och ökar också ansträngningen (och kostnaden) för denna typ av konstruktion. Eftersom titanramar vanligtvis är dyrare än liknande ramar av stål eller aluminiumlegering, gör kostnaden dem utom räckhåll för de flesta cyklister.

Titanramar använder vanligtvis titanlegeringar och rör som ursprungligen utvecklades för flygindustrin . Den vanligaste legeringen på cykelramar i titan är 3AL-2,5V (3,5% aluminium och 2,5% vanadin). 6AL-4V (6% aluminium och 4% vanadin) används också, men det är svårare att svetsa, göra rör av och bearbeta. Ofta har rören 3AL-2,5V medan utfall och andra perifera sektioner är gjorda av 6AL-4V. Experimentella ramar har gjorts med kommersiellt rent (CP, dvs: olegerat) titan, men dessa visade sig vara mindre hållbara för den aktiva ridningen som är avsedd för ramar med denna kostnadsnivå.

Omfattande stöttning används också för att skapa rör med låg vikt med acceptabel styvhet. De tidiga versionerna av Fat Chance Titanium (1992 och 93 versioner) hade rör av olika diametrar svetsade ihop för att skapa ett styvare bottenfästeområde. 1994-versionen hade bottenrör med utvändigt stöt.

Ramrören är nästan alltid sällskap av gasvolframsvetsning (GTAW eller TIG) svetsning, även om vakuumhårdlödning har använts på tidiga ramar. Några tidigare titanramar gjordes med titanrör bundna till aluminiumöglor, som t.ex. Miyata Elevation 8000 och Raleigh Technium Titanium.

Kolfiber

Kolfiberkomposit är ett alltmer populärt icke-metalliskt material som vanligtvis används för cykelramar. Även om det är dyrt är det lätt, korrosionsbeständigt och starkt och kan formas till nästan vilken form som helst. Resultatet är en ram som kan finjusteras för specifik styrka där det behövs (för att motstå trampkrafter), samtidigt som det ger flexibilitet i andra ramavsnitt (för komfort). Anpassade kolfibercykelramar kan till och med utformas med enskilda rör som är starka i en riktning (t.ex. i sidled), medan de är kompatibla i en annan riktning (som vertikalt). Förmågan att utforma ett enskilt kompositrör med egenskaper som varierar beroende på orientering kan inte uppnås med någon metallramkonstruktion som vanligtvis är i produktion. Vissa kolfiberramar använder cylindriska rör som är förenade med lim och klackar, i en metod som är något analog med en släpad stålram. En annan typ av kolfiberramar tillverkas i ett enda stycke, kallad monokok konstruktion.

I en serie tester utförda av Santa Cruz Bicycles visades det att för en ramkonstruktion med identisk form och nästan samma vikt är kolstommen betydligt starkare än aluminium, när den utsätts för en total belastning (utsätter ramen för båda spänningarna och kompression) och slaghållfasthet. Även om kolramar kan vara lätta och starka kan de ha lägre slaghållfasthet jämfört med andra material och kan vara benägna att skada om de kraschar eller misshandlas. Sprickor och fel kan orsakas av en kollision, men också av för hårt åtdragning eller felaktig installation av komponenter. Det har föreslagits att dessa material kan vara sårbara för utmattningsfel, en process som sker vid användning under en lång tidsperiod, även om detta ofta är begränsat till interlaminära sprickor eller sprickor i lim vid fogar, där spänningar kan kontrolleras väl med bra designmetoder. Det är möjligt att trasiga kolfiberramar repareras, men på grund av säkerhetsproblem bör det endast göras av professionella företag med högsta möjliga standard.

Många tävlingscyklar byggda för individuella tävlingslopp och triatlon använder kompositkonstruktion eftersom ramen kan formas med en aerodynamisk profil som inte är möjlig med cylindriska rör eller skulle vara för tung i andra material. Även om denna typ av ram faktiskt kan vara tyngre än andra, kan dess aerodynamiska effektivitet hjälpa cyklisten att uppnå högre total hastighet.

Andra material förutom kolfiber, såsom metallbor , kan tillsättas till matrisen för att ytterligare förbättra styvheten. Några nyare high-end-ramar innehåller Kevlar-fibrer i kolvävningarna för att förbättra vibrationsdämpning och slaghållfasthet, särskilt i rör, sittstöd och kedjestag.

Termoplast

Termoplaster är en kategori av polymerer som kan värmas upp och omformas, och det finns flera sätt som de kan användas för att skapa en cykelram. En implementering av termoplastiska cykelramar är i huvudsak kolfiberramar med fibrerna inbäddade i ett termoplastiskt material snarare än de vanligaste värmehärdande epoximaterialen . GT Bicycles var en av de första stora tillverkarna som tillverkade en termoplastram med sina STS-systemramar i mitten av 1990-talet. Kolfibrerna vävdes löst in i ett rör tillsammans med fibrer av termoplast. Detta rör placerades i en form med en urinblåsa inuti som sedan blåstes upp för att tvinga kol- och plaströret mot insidan av formen. Formen upphettades sedan för att smälta termoplasten. När termoplasten hade svalnat avlägsnades den från formen i sin slutliga form.

Magnesium

En handfull cykelramar är tillverkade av magnesium , som har cirka 64% densitet av aluminium. På 1980-talet utarbetade en ingenjör, Frank Kirk, en ny form av ram som gjuten i ett stycke och bestod av I-balkar snarare än rör. Ett företag, Kirk Precision Ltd, grundades i Storbritannien för att tillverka både racercykel- och mountainbike-ramar med denna teknik. Trots viss tidig kommersiell framgång fanns det emellertid problem med tillförlitligheten och tillverkningen avbröts 1992. Det lilla antalet moderna magnesiumramar i produktion är konstruerade konventionellt med hjälp av rör.

Scandium aluminiumlegering

Vissa tillverkare av cyklar tillverkar ramar av aluminiumlegeringar som innehåller skandium , vanligtvis bara kallade skandium för marknadsföringsändamål, även om Sc-innehållet är mindre än 0,5%. Scandium förbättrar svetsegenskaperna hos vissa aluminiumlegeringar med överlägsen utmattningsbeständighet som möjliggör användning av slangar med mindre diameter, vilket möjliggör mer ramdesignflexibilitet.

Beryllium

Amerikansk cykeltillverkning i St. Cloud, Minnesota, erbjöd kort en ramuppsättning gjord av berylliumrör (bundna till aluminiumfästen) till ett pris av 26 000 dollar. Rapporterna var att resan var väldigt hård, men ramen var också mycket lateralt flexibel.

Bambu

Flera cykelramar har gjorts av bamburör kopplade till metall eller sammansatt snickeri. Estetisk överklagande har ofta varit lika mycket en motivator som mekaniska egenskaper.

Trä

Flera cykelramar har gjorts i trä, antingen massiva eller laminat. Även om man överlevde 265 ansträngande kilometer från Paris-Roubaix- loppet, har estetisk överklagande ofta varit lika mycket av en motivator som köregenskaper. Trä används för att forma cyklar i Östafrika. Kartong har också använts för cykelramar.

Kombinationer

Att kombinera olika material kan ge önskad styvhet, efterlevnad eller dämpning i olika områden bättre än vad som kan uppnås med ett enda material. De kombinerade materialen är vanligtvis kolfiber och en metall, antingen stål, aluminium eller titan. En implementering av detta tillvägagångssätt inkluderar ett metallrör och kedjestag med kolfiberrör, sitsrör och sittstöd. En annan är en huvudtriangel av metall och kedjestag med bara kolstolsstöd. Kolgafflar har blivit mycket vanliga på racercyklar av alla rammaterial.

Övrig

Den typ cykel artikeln beskrivs ytterligare varianter.

Butted slang

Butted slang har ökat tjockleken nära fogarna för styrka samtidigt som vikten är låg med tunnare material någon annanstans. Till exempel betyder trippelstöt att röret, vanligtvis av en aluminiumlegering, har tre olika tjocklekar, med de tjockare sektionerna i slutet där de är svetsade. Samma material kan användas i styret.

Braze-ons

En mängd små funktioner- flaskhållare monteringshål, shifter chefer, kabel stopp pump pinnar, kabellinjer , etc.-beskrivs som lödning ons eftersom de var ursprungligen, och ibland fortfarande är lödda på.

Suspension

Många cyklar, särskilt mountainbikes, har upphängning.

Se även

Referenser

externa länkar

• Science of Cycling: Ramar och material från Exploratorium
• Sheldon Browns "Revisionist Theory of Bicycle Sizing" - en förklaring av de olika sätten att mäta ramstorlekar.
• Frame Size Calculator - ett enkelt ramstorleksberäknarverktyg
• Metallurgi för cyklister - diskuterar rammaterialegenskaper i förhållande till lämplighet för ramanvändning
• BikeCAD-programmet låter dig designa din egen ram online.
• Frame Sketcher är en enkel HTML5-app som gör det möjligt att skissa och jämföra ramar online.