Cykelram
En cykelram är huvudkomponenten i en cykel , på vilken hjul och andra komponenter är monterade. Den moderna och vanligaste ramdesignen för en upprätt cykel är baserad på säkerhetscykeln och består av två trianglar : en huvudtriangel och en parad baktriangel. Detta är känt som diamantramen . Ramar måste vara starka, styva och lätta, vilket de gör genom att kombinera olika material och former.
Ett ramset består av ramen och gaffeln på en cykel och inkluderar ibland headsetet och sadelstolpen . Rambyggare producerar ofta ramen och gaffeln tillsammans som ett par.
Variationer
Förutom den allestädes närvarande diamantramen, har många olika ramtyper utvecklats för cykeln, av vilka flera fortfarande är vanliga idag.
Diamant
I diamantramen är den huvudsakliga "triangeln" egentligen inte en triangel eftersom den består av fyra rör: huvudröret, toppröret, nedröret och sätesröret. Den bakre triangeln består av sadelröret sammanfogat av parade kedjestag och sätesstag.
Huvudröret innehåller headsetet , gränssnittet med gaffeln . Toppröret förbinder huvudröret med sätesröret upptill. Toppröret kan placeras horisontellt (parallellt med marken), eller så kan det luta nedåt mot sätesröret för ytterligare frigång. Nedröret ansluter huvudröret till bottenfästet .
Den bakre triangeln ansluter till de bakre gaffeländarna , där bakhjulet är fäst. Den består av sadelröret och parade kedjestag och sätestag. Kedjestagen löper som förbinder bottenfästet med de bakre gaffeländarna. Sätesstagen ansluter toppen av sadelröret (ofta vid eller nära samma punkt som toppröret) med de bakre gaffeländarna.
Gå igenom
Historiskt sett hade damcykelramar ett topprör som kopplades i mitten av sadelröret istället för toppen, vilket resulterade i en lägre ståhöjd . Detta var för att tillåta ryttaren att stiga av medan han bar kjol eller klänning . Designen har sedan dess använts i unisex-brukscyklar för att underlätta montering och demontering, och är även känd som en genomstegsram eller en öppen ram. En annan stil som ger liknande resultat är mixten .
Konsol
I en fribärande cykelram fortsätter sätesstagen förbi sadelstolpen och böjer sig nedåt för att möta nedröret. Fribärande ramar är populära på cruisercykeln , lowridercykeln och hjulcykeln . I många konsolramar är de enda raka rören sätesröret och huvudröret.
Liggande
Den liggande cykeln flyttar vevarna till en position framför föraren istället för under, vilket generellt förbättrar slipströmmen runt föraren utan den karakteristiska skarpa böjningen i midjan som används av förare av cyklar med diamantram. Förbjöds från cykeltävlingar i Frankrike 1934 för att undvika att göra cyklar med diamantram föråldrade inom racing, tillverkningen av liggcyklar förblev nedtryckt i ytterligare ett halvt sekel, men många modeller från en rad tillverkare fanns tillgängliga år 2000.
Benägen
Den ovanliga benägna cykeln flyttar vevarna till baksidan av föraren, vilket resulterar i en körposition med huvudet framåt och bröstet nedåt.
Kors eller balk
En tvärram består huvudsakligen av två rör som bildar ett kors: ett sadelrör från bottenfästet till sadeln och en ryggrad från huvudröret till det bakre navet.
Truss
En fackverksram använder ytterligare rör för att bilda ett fackverk . Exempel inkluderar Humbers , Pedersens och den på bilden.
Monokok
En monocoque ram består endast av ett ihåligt skal utan inre struktur.
Hopfällbar
.jpg)
Hopfällbara cykelramar kännetecknas av förmågan att fällas ihop till 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 ryttare.
Andra
Det finns många varianter på den grundläggande diamantramsdesignen.
- Ramar utan sätesrör , som Trek Y-Foil, Zipp 2001 , Kestrel Airfoil och de flesta ramar från 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 , 2009 Viva Wire, Wire Bike från designern Ionut Predescu eller Slingshot Bicycles fold-tech-serien.
- Ramar med bågar som ersätter sadelröret, kedjestag och sätestag: kallade "roundtail".
- Den förhöjda kedjestagscykeln var populär i början av 90-talet. Den hade en bakre triangel med förhöjda bottenramstag, vilket förnekade behovet av att kedjan skulle dras genom den bakre ramen. Detta möjliggjorde en kortare hjulbas och förbättrad hantering under tekniska uppförsbackar, till bekostnad av försämrad integritet och resulterande ökad flexibilitet för bottenfästet (såvida den inte är förstärkt) jämfört med en ram med traditionella kedjestag.
Artikeln om cykeltyper beskriver ytterligare varianter.
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 resor.
Ramrör
Diamantramen består av två trianglar, en huvudtriangel och en parad bakre triangel. Huvudtriangeln består av huvudröret, toppröret, nedröret och sätesröret. Den bakre triangeln består av sadelröret och parade kedjestag och sitsstag.
Huvudrör
Huvudröret innehåller headsetet, lagren för gaffeln via dess styrrör . I ett integrerat headset gränsar patronlager direkt med ytan på insidan av huvudröret, på icke-integrerade headset gränsar lagren (i en patron eller inte) med "koppar" intryckta i huvudröret.
Topprör
Toppröret , eller tvärstången , ansluter toppen av huvudröret till toppen av sadelröret.
I en diamantram med traditionell geometri är toppröret horisontellt (parallellt med marken). I en ram med kompakt geometri lutar toppröret normalt nedåt mot sätesröret för ytterligare frigång. I en mountainbike- ram lutar toppröret nästan alltid nedåt mot sadelröret. Radikalt sluttande topprör som äventyrar integriteten hos den traditionella diamantramen kan kräva ytterligare kilrör, alternativ ramkonstruktion eller andra material för likvärdig styrka. ( Se väg- och triathloncyklar för mer information om geometrier. )
Genomgående ramar har vanligtvis ett topprör som sluttar brant nedåt för att göra det lättare för föraren att montera och demontera cykeln. Alternativa genomstegsdesigner kan innefatta att utelämna toppröret helt, som i monocoque stordatordesigner med ett separerat eller gångjärnsförsett sätesrör, och dubbla topprör som fortsätter till de bakre gaffeländarna som med Mixte- ramen . Dessa alternativ till diamantramen ger större mångsidighet, men på bekostnad av ökad vikt för att uppnå motsvarande styrka och styvhet.
Styrkablar dras längs fästen på toppröret, eller ibland inuti toppröret. Vanligtvis inkluderar detta kabeln för bakbromsen, men vissa mountainbikes och hybridcyklar drar även fram- och bakväxelns kablar längs toppröret. Invändig dragning, som en gång bara fanns i de högsta prisklasserna, skyddar kablarna från skador och smuts, vilket t.ex. kan göra växlingen opålitlig.
Utrymmet mellan toppröret och ryttarens ljumske när man går över cykeln och står på marken kallas clearance. Den totala höjden från marken till denna punkt kallas höjdspaken.
Down tube
Nedröret ansluter huvudröret till bottenfästet . På racercyklar och vissa mountainbikes och hybridcyklar löper växelkablarna längs nedröret eller inuti nedröret. På äldre racercyklar växelspakarna monterade på nedröret. På nyare är de monterade med bromsspakarna på styret.
Flaskhållare finns också på nedröret, vanligtvis på ovansidan, ibland även på undersidan. Förutom flaskburar kan även små luftpumpar monteras på dessa fästen.
Sadelrör
Sadelröret innehåller sadelstolpen på cykeln , som ansluter till sadeln. Sadelhöjden är justerbar genom att ändra hur långt sadelstolpen sätts in i sadelröret. På vissa cyklar uppnås detta med en snabbkopplingsspak . Sadelstolpen måste sättas in minst en viss längd; detta är markerat med ett minimuminsättningsmärke .
Sätesröret kan också ha fastlödda fästen för en flaskhållare eller framväxel .
Kedjestag
Kedjestagen löper parallellt med kedjan och förbinder bottenfästet (som håller axeln runt vilken pedalerna och vevarna roterar) till de bakre gaffeländarna eller utsläppen. Ett kortare kedjestag innebär generellt att cykeln accelererar snabbare och blir lättare att köra i uppförsbacke, åtminstone samtidigt som föraren kan undvika att framhjulet tappar kontakt med marken.
När den bakre växelns kabel dras delvis längs nedröret, dras den också längs kedjestaget. Ibland (främst på ramar tillverkade sedan slutet av 1990-talet) kommer fästen för skivbromsar att fästas på kedjestagen. Det kan finnas en liten stag som förbinder kedjestagen framför bakhjulet och bakom vevfästesskalet.
Kedjestag kan utformas med avsmalnande eller icke avsmalnande rör. De kan vara avlastade, ovala, krympta, S-formade eller förhöjda för att tillåta ytterligare spelrum för bakhjulet, kedjan, vevarmarna eller hälen på foten.
Sittstag
Sätesstagen ansluter toppen av sadelröret (ofta vid eller nära samma punkt som toppröret) med de bakre gaffeln . En traditionell ram använder en enkel uppsättning parallella rör förbundna med en bro ovanför bakhjulet. När den bakre växelns kabel dras delvis längs toppröret, dras den också vanligtvis längs sätesstaget.
Många alternativ till den traditionella sittstagsdesignen har introducerats under åren. En typ av sätesstag som sträcker sig framåt från sadelröret, under den bakre änden av toppröret och ansluter till toppröret framför sadelröret, vilket skapar en liten triangel, kallas ett helleniskt stag efter den brittiska rambyggaren Fred Hellens, som introducerade dem 1923. Helleniska sittstag tillför estetiskt tilltalande på bekostnad av ökad vikt. Denna stil av sätesstag populariserades igen i slutet av 1900-talet av GT Bicycles (under benämningen "trippeltriangel"), som hade införlivat designelementet i sina BMX-ramar, eftersom det också gav en mycket styvare bakre triangel (en fördel i lopp); detta designelement har också använts på deras mountainbike-ramar av liknande skäl.
Volagi Cycles en variant av det traditionella sittstaget som går förbi sadelröret och ansluter längre in i toppröret . Detta ramelement gav längd till den traditionella designen av sätesstag, vilket gör en mjukare körning på offer av ramstyvhet.
En annan vanlig sätesstagsvariant är triangeln , enkelsitsstag eller monostag , som sammanfogar stagen strax ovanför bakhjulet till ett monorör som är sammanfogat med sadelröret. En bärarmsdesign ger vertikal styvhet utan att öka sidostyvheten, i allmänhet en oönskad egenskap för cyklar med oupphängda bakhjul. Bärarmskonstruktionen är mest lämplig när den används som en del av en bakre triangelstödram på en cykel med oberoende bakfjädring.
En dubbelsitsstag avser sittstag som möter den främre triangeln på cykeln på två separata punkter, vanligtvis sida vid sida.
Fastback sitsstag möter sadelröret på baksidan istället för rörets sidor.
På de flesta sätesstag används vanligtvis en bro eller stag för att ansluta stagen ovanför bakhjulet och under anslutningen till sadelröret. Förutom att ge styvhet i sidled, tillhandahåller denna brygga en monteringspunkt för bakbromsar, fendrar och kuggstänger. Själva sätesstagen kan även förses med bromsfästen. Bromsfästen saknas ofta i fasta växlar eller bancykelsäten.
Nedre fäste skal
Bottenfästeskalet är ett kort och stor diameter rör, relativt de andra rören i ramen, som löper sida till sida och håller fast bottenfästet . Den är vanligen gängad, ofta vänstergängad på höger sida (driven) av cykeln för att förhindra att den lossnar genom nötningsinducerad precession, och högergängad på vänster sida (icke-driven). Det finns många varianter, såsom ett excentrisk vevfäste, som möjliggör justering av spänningen av cykelns kedja. Den är vanligtvis större, ogängad och ibland delad. Kedjestagen, sätesröret och nedröret ansluts vanligtvis till bottenfästets skal.
Det finns några få traditionella standardskalbredder (68, 70 eller 73 mm). Landsvägscyklar använder vanligtvis 68 mm; Italienska landsvägscyklar använder 70 mm; Tidiga modeller av mountainbikes använder 73 mm; senare modeller (1995 och nyare) använder 68 mm vanligare. Vissa moderna cyklar har skalbredder på 83 eller 100 mm och dessa är för specialiserade mountainbike- eller snowbikeapplikationer . Skalets bredd påverkar Q-faktorn eller slitbanan på cykeln. Det finns några standardskaldiametrar (34.798 – 36 mm) med tillhörande gängstigning (24 - 28 tpi).
På vissa växellådscyklar kan bottenfästet bytas ut mot en integrerad växellåda eller en monteringsplats för en löstagbar växellåda.
Ramgeometri
Längden på rören och vinklarna vid vilka de är fästa definierar en ramgeometri . När man jämför olika ramgeometrier jämför designers ofta sadelrörsvinkel, huvudrörsvinkel, (virtuell) topprörslängd och sadelrörslängd. För att komplettera specifikationen av en cykel för användning, justerar föraren de relativa positionerna för sadeln, pedalerna och styret:
- sadelhöjd , avståndet från mitten av vevfästet till referenspunkten ovanpå sadelns mitt.
- stack , det vertikala avståndet från mitten av bottenfästet till toppen av huvudröret.
- räckvidd , det horisontella avståndet från mitten av vevfästet till toppen av huvudröret.
- bottenfästes fall , det avstånd med vilket mitten av vevfästet ligger under nivån på det bakre navet.
- styrets fall , det vertikala avståndet mellan referensen överst på sadeln till styret.
- sadelnedsättning , det horisontella avståndet mellan sadelns framsida och mitten av vevfästet.
- standover höjd , topprörets höjd över marken.
- främre mitten , avståndet från mitten av vevfästet till mitten av det främre navet.
- tåöverlappning , den mängd som fötterna kan störa styrningen av framhjulet.
Ramens geometri beror på den avsedda användningen. Till exempel kommer en landsvägscykel att placera styret i ett lägre och längre läge i förhållande till sadeln vilket ger en mer nedkrupen körställning; medan en brukscykel betonar komfort och har högre styre vilket resulterar i en upprätt körställning.
Ramgeometrin påverkar också hanteringsegenskaperna. För mer information, se artiklarna om cykel- och motorcykelgeometri och cykel- och motorcykeldynamik .
Ram storlek
Ramstorleken mättes traditionellt längs sadelröret 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. Touring ramar tenderar att vara längre, medan racing ramar är mer kompakta.
Landsvägs- och triathloncyklar
En racercykel är designad för effektiv kraftöverföring med minimal vikt och motstånd. I stort sett kategoriseras landsvägscykelgeometrin som antingen en traditionell geometri med ett horisontellt topprör eller en kompakt geometri med ett sluttande topprör.
Traditionell geometri vägramar är ofta förknippade med mer komfort och större stabilitet, och tenderar att ha en längre hjulbas vilket bidrar till dessa två aspekter. Kompakt geometri gör att toppen av huvudröret kan vara ovanför sadelrörets överdel, vilket minskar höjden på höjden och på så sätt ökar frigången och sänker tyngdpunkten. Åsikterna är delade om den kompakta ramens åkegenskaper, men flera tillverkare hävdar att ett minskat storleksutbud kan passa de flesta ryttare, och att det är lättare att bygga en ram utan ett perfekt plant topprör.
Motorcyklar för racing tenderar att ha en brantare sadelrörsvinkel , mätt från horisontalplanet. Detta positionerar föraren aerodynamiskt och utan tvekan i en starkare slagposition. Avvägningen är komfort. Touring- och komfortcyklar tenderar att ha mer slak (mindre vertikal) sitsrörsvinkel traditionellt. Detta placerar ryttaren mer på sittbenen och tar bort vikten från handleder, armar och nacke, och, för män, förbättrar cirkulationen till urin- och reproduktionsområdena. Med en slakare vinkel förlänger designers kedjestaget så att tyngdpunkten (som annars skulle vara längre bak över hjulet) är mer idealiskt placerad över mitten av cykelramen. Den längre hjulbasen bidrar till effektiv stötdämpning. I moderna masstillverkade touring- och komfortcyklar är sadelrörsvinkeln försumbart slakare, kanske för att minska tillverkningskostnaderna genom att undvika behovet av att återställa svetsjiggar i automatiserade processer, och därmed inte ge den komfort som traditionellt tillverkas eller skräddarsys. -tillverkade ramar som har märkbart slakare sitsrörsvinklar.
Roadracingcyklar som används i UCI-sanktionerade lopp regleras av UCI:s regelverk som bland annat säger att ramen ska bestå av två trianglar. Därför är konstruktioner som saknar sadelrör eller topprör inte tillåtna.
.jpg)
Triathlon - eller tidsträningsspecifika ramar roterar föraren framåt runt axeln på cykelns nedre fäste jämfört med standardramen för landsvägscykel. Detta för att sätta ryttaren i en ännu lägre, mer aerodynamisk position. Medan hanteringen och stabiliteten minskar, är dessa cyklar designade för att köras i miljöer med mindre gruppkörningsaspekter. Dessa ramar tenderar att ha branta sitsrörsvinklar och låga huvudrör, och kortare hjulbas för korrekt räckvidd från sadeln till styret. Dessutom, eftersom de inte styrs av UCI, har vissa triathloncyklar, som Zipp 2001 , Cheetah och Softride, otraditionella ramlayouter, vilket kan ge bättre aerodynamik.
Spårcyklar
Banramar har mycket gemensamt med väg- och tidskörningsramar, men kommer med horisontella, bakåtvända, bakgaffeländar, snarare än dropouts, så att man kan justera bakhjulets position horisontellt för att ställa in rätt kedjespänning. Det bakre navavståndet är 120 millimeter (4,7 tum) istället för 130 millimeter (5,1 tum) eller mer för vägramar. Nedre konsolfall är mindre, vanligtvis 50–60 millimeter (2,0–2,4 tum). Även sadelrörsvinkeln är brantare än på racercyklar.
Mountainbikes
För åkkomfort och bättre hantering används ofta stötdämpare ; det finns ett antal varianter, inklusive fullfjädrade modeller, som ger stötdämpning för fram- och bakhjulen; och framfjädring modeller ( hardtails ) som endast hanterar stötar som uppstår från framhjulet. Utvecklingen av sofistikerade fjädringssystem på 1990-talet resulterade snabbt i många modifieringar av den klassiska diamantramen.
Senaste [ när? ] mountainbikes med bakfjädringssystem har en svängbar bakre triangel för att aktivera den bakre stötdämparen. Det finns mycket tillverkares variation i ramdesignen på fullfjädrade mountainbikes, och olika konstruktioner för olika körändamål.
Roadster/brukscyklar
Roadstercyklar har traditionellt sett en ganska slack sits- och huvudrörsvinkel på cirka 66 eller 67 grader, vilket ger en mycket bekväm och upprätt "sit-up-and-beg"-körställning. Andra egenskaper inkluderar en lång hjulbas, uppåt 40 tum (ofta mellan 43 och 47 tum, eller 57 tum för en longbike ), och en lång gaffelkrata, ofta cirka 3 tum (76 mm jämfört med 40 mm för de flesta landsvägscyklar). Denna ramstil har fått en återväxt i popularitet de senaste åren på grund av dess större komfort jämfört med mountainbikes eller landsvägscyklar. En variant på denna typ av cykel är "sportroadster" (även känd som "lätt roadster"), som vanligtvis har en lättare ram och en något brantare sadelrörs- och huvudrörsvinkel på cirka 70 till 72 grader.
Rammaterial
Historiskt sett har det vanligaste materialet för rören på en cykelram varit stål . Stålramar kan tillverkas av olika stålkvaliteter, från mycket billigt kolstål till dyrare och högre kvalitet på krommolybdenstållegeringar . Ramar kan också tillverkas av aluminiumlegeringar , titan , kolfiber och till och med bambu och kartong . Ibland har diamant (formade) ramar formats av andra sektioner än rör. Dessa inkluderar I-balkar och monocoque . Material som har använts i dessa ramar inkluderar trä (fast eller laminat ), magnesium ( gjutna I-balkar) och termoplast . Flera egenskaper hos ett material hjälper till att avgöra om det är lämpligt i konstruktionen av en cykelram:
- Densitet (eller specifik vikt ) är ett mått på hur lätt eller tungt materialet per volymenhet.
- Styvhet (eller elasticitetsmodul ) kan i teorin påverka åkkomforten och kraftöverföringseffektiviteten. I praktiken, eftersom även en mycket flexibel ram är mycket styvare än däcken och sadeln, är åkkomforten i slutändan mer en faktor för sadelval, ramgeometri, däckval och cykelpassform. Sidostyvhet är mycket svårare att uppnå på grund av den smala profilen på en ram, och för mycket flexibilitet kan påverka kraftöverföringen, främst genom däckskrubbning på vägen på grund av bakre triangelförvrängning, bromsar som skaver på fälgarna och kedjan skaver på växeln. mekanismer. I extrema fall kan växlarna byta av sig själva när föraren applicerar högt vridmoment ur sadeln.
- Sträckgränsen avgör hur mycket kraft som behövs för att permanent deformera materialet (för krocksäkerhet ).
- Förlängning avgör hur mycket deformering materialet tillåter innan det spricker (för krocksäkerhet).
- Trötthetsgräns och uthållighetsgräns bestämmer ramens hållbarhet när den utsätts för cyklisk stress från trampning eller cykling.
Rörteknik och ramgeometri kan övervinna mycket av de upplevda bristerna hos dessa speciella material.
Rammaterial är listade efter vanliga användningsområden.
Stål
Stålramar byggs ofta med olika typer av stållegeringar inklusive kromoly . De är starka, lätta att arbeta och relativt billiga. De är dock tätare (och därmed generellt sett tyngre) än många andra strukturella material. Jämfört med aluminiumbaserade ramar erbjuder stålramar generellt en mjukare körupplevelse. Det är vanligt (från och med 2018, i hybridpendlarcyklar) att använda stål för gaffelbladen även när resten av ramen är gjord av ett annat material, eftersom stål ger bättre vibrationsdämpning .
En klassisk typ av konstruktion för både landsvägscyklar och mountainbikes använder vanliga cylindriska stålrör som är förbundna med klackar . Klackar är beslag gjorda av tjockare bitar av stål. Rören monteras i klackarna, som omsluter rörets ände, och löds sedan fast i tappen. Historiskt sett hade de lägre temperaturerna förknippade med hårdlödning (särskilt silverlödning) mindre negativ inverkan på rörhållfastheten än högtemperatursvetsning, vilket gör att relativt lätta rör kan användas utan förlust av styrka. De senaste framstegen inom metallurgi (" lufthärdande stål ") har skapat rör som inte påverkas negativt, eller vars egenskaper till och med förbättras av svetstemperaturer vid höga temperaturer, vilket har gjort det möjligt för både TIG- och MIG -svetsning att släpa konstruktionen i alla utom ett fåtal. high end cyklar. Dyrare släpade ramcyklar har klackar som filas för hand i snygga former - både för viktbesparing och som ett tecken på hantverk. Till skillnad från MIG- eller TIG-svetsade ramar kan en luggad ram lättare repareras i fält på grund av sin enkla konstruktion. Dessutom, eftersom stålrör kan rosta (även om färg och korrosionsspray i praktiken effektivt kan förhindra rost), tillåter den försänkta ramen ett snabbt rörbyte med praktiskt taget inga fysiska skador på närliggande rör.
En mer ekonomisk metod för cykelramskonstruktion använder cylindriska stålrör anslutna med TIG- svetsning , vilket inte kräver klackar för att hålla ihop rören. Istället justeras ramrören exakt till en jigg och fixeras på plats tills svetsningen är klar. Filélödning är en annan metod för att sammanfoga ramrör utan klackar. Det är mer arbetskrävande och det är därför mindre sannolikt att det kommer att användas för produktionsramar. Precis som vid TIG-svetsning, är kälramsrör exakt skårade eller geringsförsedda och sedan löds en mässingsfilé på fogen, på samma sätt som vid konstruktionsprocessen. En källodram kan uppnå mer estetisk enhet (jämnt krökt utseende) än en svetsad ram.
Bland stålramar minskar vikten och kostnaden att använda stumrör . Butting innebär att väggtjockleken på slangen ändras från tjock i ändarna (för styrka) till tunnare i mitten (för lättare vikt).
Billigare cykelramar i stål är gjorda av mjukt stål, även kallat höghållfast stål, som kan användas för att tillverka bilar eller andra vanliga föremål. Men cykelramar av högre kvalitet är gjorda av höghållfasta stållegeringar (vanligtvis krom - molybden eller "kromoly" stållegeringar) som kan göras till lätta rör med mycket tunna väggmått. Ett av de mest framgångsrika äldre stålen var Reynolds "531" , ett mangan -molybdenlegerat stål. Vanligare nu är 4130 ChroMoly eller liknande legeringar. Reynolds och Columbus är två av de mest kända tillverkarna av cykelslangar. Några medelkvalitativa cyklar använde dessa stållegeringar för endast några av ramrören. Ett exempel var Schwinn Le tour (åtminstone vissa modeller), som använde kromolystål för topp- och bottenrören men använde stål av lägre kvalitet för resten av ramen.
En stålram av hög kvalitet är i allmänhet lättare än en vanlig stålram. Allt annat lika kan denna viktminskning förbättra cykelns accelerations- och klättringsprestanda.
Om slangetiketten har tappats bort kan en stålram av hög kvalitet (kromoly eller mangan) kännas igen genom att du knacka skarpt på den med ett nagelknips. En högkvalitativ ram ger en klockliknande ring där en stålram av vanlig kvalitet ger en tråkig känsla. De kan också kännas igen på sin vikt (cirka 2,5 kg för ram och gafflar) och vilken typ av klackar och gaffeländar som används.
Aluminiumlegeringar
Aluminiumlegeringar har lägre densitet och lägre hållfasthet jämfört med stållegeringar; de har dock ett bättre förhållande mellan styrka och vikt, vilket ger dem anmärkningsvärda viktfördelar jämfört med stål. Tidiga aluminiumstrukturer har visat sig vara mer känsliga för utmattning , antingen på grund av ineffektiva legeringar eller på grund av ofullständig svetsteknik. Detta står i kontrast till vissa stål- och titanlegeringar, som har tydliga utmattningsgränser och är lättare att svetsa eller hårdlöda ihop. Men några av dessa nackdelar har sedan dess mildrats med mer kvalificerad arbetskraft som kan producera bättre kvalitetssvetsar, automatisering och den större tillgängligheten för moderna aluminiumlegeringar. Aluminiums attraktiva hållfasthet i förhållande till vikt jämfört med stål, och vissa mekaniska egenskaper, säkerställer det en plats bland de favoritmaterial för rambyggnad.
Populära legeringar för cykelramar är 6061 aluminium och 7005 aluminium .
Den mest populära typen av konstruktion idag använder aluminiumlegeringsrör som är sammankopplade genom Tungsten Inert Gas (TIG) svetsning . Svetsade cykelramar av aluminium började dyka upp på marknaden först efter att denna typ av svetsning blev ekonomisk på 1970-talet.
Aluminium har en annan optimal väggtjocklek än rördiameter än stål. Det är som starkast runt 200:1 (diameter:väggtjocklek), medan stål är en liten bråkdel av det. Vid detta förhållande skulle dock väggtjockleken vara jämförbar med den för en dryckesburk, alldeles för ömtålig mot stötar. Således är cykelslangar i aluminium en kompromiss, som erbjuder ett förhållande mellan väggtjocklek och diameter som inte är av yttersta effektivitet, men ger oss överdimensionerade slangar av mer rimliga aerodynamiskt acceptabla proportioner och bra motståndskraft mot stötar. Detta resulterar i en ram som är betydligt styvare än stål. Medan många förare hävdar att stålramar ger en jämnare gång än aluminium eftersom aluminiumramar är utformade för att vara styvare, är det påståendet av tveksam giltighet: själva cykelramen är extremt styv vertikalt eftersom den är gjord av trianglar. Omvänt ifrågasätter just detta argument påståendet om aluminiumramar med större vertikal styvhet. Å andra sidan förbättrar sido- och vridstyvhet (torsionsstyvhet) 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 högkvalitativ stålram. Stummade aluminiumrör - där väggtjockleken på mittsektionerna är gjorda för att vara tunnare än ändsektionerna - används av vissa tillverkare för viktbesparingar. Icke-runda rör används av en mängd olika skäl, inklusive styvhet, aerodynamik och marknadsföring. Olika former fokuserar på ett eller annat av dessa mål och uppnår sällan alla.
Titan
Titan är ett relativt nischat material för cykelramar. Den har många önskvärda egenskaper, inklusive en hög specifik hållfasthet , hög utmattningsgräns och utmärkt korrosionsbeständighet. Även om de inte är lika lätta som kolfiberramar, ger titans egenskaper och rimliga styvhet en behagligare åkkvalitet, vilket gör materialet populärt bland cyklister som söker komfort framför prestanda. Men titan har en hög materialkostnad och är svårare att bearbeta än stål eller aluminium, vilket översätts till relativt dyra ramar jämfört med stål, aluminium och kolfiber.
Titanramar använder vanligtvis titanlegeringar och rör som ursprungligen utvecklades för flygindustrin . Den vanligaste legeringen på cykelramar av titan är 3AL-2,5V (3,5% aluminium och 2,5% vanadin ), följt av 6AL-4V (6% aluminium och 4% vanadin). Vissa tillverkare experimenterar med andra legeringar som utformats speciellt för cykling. Rör kan kalldras och hydroformas till olika former och möjliggör intern kablage. Svetsning utförs vanligtvis under inerta förhållanden för att skydda svetsarna från oxidation.
Kolfiber
Kolfiberkomposit är ett populärt icke-metalliskt material som vanligtvis används för cykelramar. Även om den är dyr, är den lätt, korrosionsbeständig och stark och kan formas till nästan vilken form som helst. Resultatet är en ram som kan finjusteras för specifik styrka där det behövs (för att stå emot trampkrafter), samtidigt som det tillåter flexibilitet i andra ramsektioner (för komfort). Anpassade cykelramar i kolfiber kan till och med utformas med individuella rör som är starka i en riktning (som i sidled), medan de är kompatibla i en annan riktning (som vertikalt). Möjligheten att designa ett individuellt kompositrör med egenskaper som varierar beroende på orientering kan inte uppnås med någon metallramkonstruktion som är vanlig i produktionen. Vissa kolfiberramar använder cylindriska rör som är sammanfogade med lim och klackar, i en metod som är lite analog med en luggad stålram. En annan typ av kolfiberramar tillverkas i ett stycke, så kallad monocoque -konstruktion.
I en serie tester utförda av Santa Cruz Bicycles visades det att för en ramdesign med identisk form och nästan lika vikt, är kolramen betydligt starkare än aluminium när den utsätts för en total kraftbelastning (som utsätter ramen för båda spänningarna) och kompression) och slaghållfasthet. Även om kolfiberramar kan vara lätta och starka, kan de ha lägre slagtålighet jämfört med andra material och kan vara benägna att skadas om de kraschar eller hanteras fel. Sprickor och fel kan vara resultatet av en kollision, men också från överdragning eller felaktig installation av komponenter. Det har föreslagits att dessa material kan vara känsliga för utmattningsbrott, 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 designpraxis. Det är möjligt för trasiga kolramar att repareras, men på grund av säkerhetsproblem bör det endast göras av professionella företag enligt högsta möjliga standard.
Många racercyklar byggda för individuella tidsloppslopp och triathlons använder kompositkonstruktion eftersom ramen kan formas med en aerodynamisk profil som inte är möjlig med cylindriska rör, eller skulle vara överdrivet tung i andra material. Även om denna typ av ram faktiskt kan vara tyngre än andra, kan dess aerodynamiska effektivitet hjälpa cyklisten att uppnå en högre total hastighet.
Andra material förutom kolfiber, såsom metalliskt bor , kan läggas till matrisen för att öka styvheten ytterligare. [ Citat behövs ] Vissa nyare avancerade ramar innehåller kevlarfibrer i kolvävarna för att förbättra vibrationsdämpningen och slaghållfastheten, särskilt i nedrör, sätestag och kedjestag.
Termoplast
Termoplaster är en kategori av polymerer som kan värmas upp och omformas, och det finns flera sätt att 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 vanligare härdplasterna av epoximaterial . GT Bicycles var en av de första stora tillverkarna som tillverkade en termoplastram med sina STS System-ramar i mitten av 1990-talet. Kolfibrerna vävdes löst till ett rör tillsammans med fibrer av termoplast. Detta rör placerades i en form med en blåsa inuti som sedan blåstes upp för att tvinga kol- och plaströret mot insidan av formen. Formen upphettades sedan för att smälta termoplasten. När termoplasten väl svalnat togs den bort från formen i sin slutliga form.
Magnesium
En handfull cykelramar är gjorda av magnesium , som har cirka 64 % densitet av aluminium. På 1980-talet utarbetade en ingenjör, Frank Kirk, en ny form av ram som var formgjuten i ett stycke och sammansatt av I-balkar snarare än rör. Ett företag, Kirk Precision Ltd, etablerades i Storbritannien för att tillverka ramar för både landsvägscykel och mountainbike med denna teknik. Men trots vissa tidiga kommersiella framgångar fanns det problem med tillförlitligheten och tillverkningen stoppades 1992. Det lilla antalet moderna magnesiumramar i produktion är konstruerade på konventionellt sätt med hjälp av rör.
Scandium aluminiumlegering
Vissa tillverkare av cyklar tillverkar ramar av aluminiumlegeringar som innehåller scandium , vanligtvis bara kallat scandium för marknadsföringsändamål även om Sc-innehållet är mindre än 0,5%. Scandium förbättrar svetsegenskaperna hos vissa aluminiumlegeringar med överlägsen utmattningsbeständighet som tillåter användning av rör med mindre diameter, vilket möjliggör mer flexibilitet i ramkonstruktionen.
Beryllium
American Bicycle Manufacturing i St. Cloud, Minnesota, erbjöd kort en ramsats gjord av berylliumrör (bundna till aluminiumklackar), prissatt till $26 000. Rapporter var att åkturen var mycket hård, men ramen var också mycket flexibel i sidled.
Bambu
Flera cykelramar har gjorts av bamburör förbundna med metall- eller kompositsnickerier. Estetisk tilltalande har ofta varit lika mycket av en motivator som mekaniska egenskaper.
Trä
Flera cykelramar har gjorts av trä, antingen massivt eller laminat. Även om man överlevde 265 ansträngande kilometer av Paris–Roubaix- loppet, har estetiskt tilltal ofta varit lika mycket av en motivator som åkegenskaper. Trä används för att tillverka cyklar i Östafrika. Kartong har även använts till cykelramar.
Kombinationer
Att kombinera olika material kan ge önskad styvhet, följsamhet eller dämpning i olika områden bättre än vad som kan åstadkommas 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 nerrör av metall och kedjestag med topprör i kol, sätesrör och sätesstag. En annan är en huvudtriangel av metall och kedjestag med bara sätesstag i kolfiber. Kolgafflar har blivit mycket vanliga på racercyklar av alla rammaterial.
Övrig
Artikeln om cykeltyper beskriver ytterligare varianter.
Butted tubing
Butted tubing har ökat tjockleken nära lederna för styrka samtidigt som vikten hålls låg med tunnare material någon annanstans. Till exempel betyder triple butted att röret, vanligtvis av en aluminiumlegering, har tre olika tjocklekar, med de tjockare sektionerna i änden där de är svetsade. Samma material kan användas i styret.
Braze-ons
En mängd små funktioner – monteringshål för flaskburar , växelrör , kabelstopp , pumppinnar , kabelstyrningar etc. – beskrivs som lödningar eftersom de ursprungligen, och ibland fortfarande är, lödda på.
Suspension
Många cyklar, speciellt mountainbikes, har fjädring.
Se även
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 verktyg för kalkylator för ramstorlek
- Metallurgi för cyklister - diskuterar rammaterials egenskaper i relation 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.
