Bremsbeläge und andere Motorradteile aus Carbon sind nicht nur ein wesentlicher Bestandteil der Motorrad-Sicherheit, sie beeinflussen auch maßgeblich das Fahrerlebnis. Wer geräuscharmes Bremsen bevorzugt oder maximale Bremskraft sucht - die Wahl der Materialien macht den Unterschied. Dieser Artikel erläutert die Unterschiede sowie die Vor- und Nachteile der verschiedenen Bauarten.
Was ist Carbon?
Carbon ist ein Verbundwerkstoff aus Kohlefasern und Kunststoff. Die einzelnen Fasern werden in einem thermo-chemischen Verfahren (Pyrolyse) aus kohlenstoffhaltigen Materialien gewonnen. Sie sind sechs- bis zehnmal dünner als ein menschliches Haar. Die Fasern werden zu einem Endlosstrang gebündelt, aufgespult und zu Matten gewoben. Beim Weben entsteht die charakteristische Netzstruktur, die sich bei Belastung nicht gegeneinander verschiebt. Dadurch widersteht sie hohen Zugkräften aus jeder Richtung. Außerdem sehen Carbonmuster super aus.
Vor der Verarbeitung werden die Matten in Kunstharz getränkt (Imprägnieren oder Laminieren) und in Formen gelegt. Zum Aushärten kommen die Formen in einen Ofen oder einen Autoklaven. Im ersten Fall spricht man von „Tempern“, im zweiten von „Backen“. Das ausgehärtete Material heißt carbonfaserverstärkter Kunststoff (CFK) oder auch kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (KFK). Oder schlicht Carbon.
Carbon-Bremsbeläge: Für schwere und schnelle Motorräder
Bremsbeläge aus Carbon unterscheiden sich in 2 Kategorien: Die einen sind für die schnelle Runde auf der Rennstrecke, mit maximaler Bremsleistung und ohne Fading. Die anderen sind für schwere Motorräder mit großen Bremsanlagen, die sehr lange Bremsphasen an Pässen haben können. Carbon-Bremsbeläge in beiden Kategorien sind den organischen Belägen im Aufbau ähnlich, allerdings werden die nichtmetallischen Fasern komplett durch Kohlefasern ersetzt, was die Wärmeableitung von der Bremsscheibe weg verbessert.
Vorteile von Carbon-Bremsbelägen
- Extrem hitzebeständig: Ideal für den Einsatz unter extremer Belastung, wie auf Rennstrecken oder langen Passfahrten mit schweren Maschinen.
- Lange Lebensdauer bei hohen Temperaturen: Verschleißt weniger bei starker Hitze.
Nachteile von Carbon-Bremsbelägen
- Geringere Leistung bei niedrigen Temperaturen: Je nach Aufbau möglich.
- Teuer: Sehr hohe Anschaffungskosten.
- Bremsstaub: Feiner Carbonstaub kann sich ablagern und ist schwer zu entfernen.
Bremsstaub-Risiko
Obwohl Carbon-Beläge weniger Bremsstaub produzieren als Sinter-Beläge, ist der entstehende Staub feiner und kann hartnäckiger an Felgen und Bremssätteln haften.
Carbonteile am Motorrad: Mehr als nur Optik
Carbon gilt für die meisten Biker als Synonym für das Beste: begehrenswert, besonders leicht und natürlich äußerst performant. Doch um kein Material am Bike ranken sich mehr Mythen! Egal ob Rahmen, Laufrad oder Lenker - hat man die Qual der Wahl, würden die meisten von uns fast schon automatisch zur Carbon-Variante greifen.
Vorteile von Carbon
- Gewichtsersparnis: Carbonfasern sind extrem leicht.
- Stabilität: Dank des strukturellen Aufbaus ist Carbon sehr stabil. Daher reißt es nicht so schnell wie beispielsweise glasfaserverstärkter Kunststoff, kurz GFK.
- Schutz: Die Zähigkeit von Carbon schützt die darunterliegenden Teile sehr gut. Außerdem ist die Gefahr wesentlich geringer, dass der Motor oder Rahmenteile bei einem Sturz beschädigt werden.
- Korrosionsbeständigkeit: Absolut korrosionsbeständig.
- Design: Teile aus Carbon sehen edel aus.
Nachteile von Carbon
- Preis: Die Anschaffungskosten sind sehr hoch.
- Empfindlichkeit: Kommt ein Schlag, Stoß, oder eine Kraft aus unvorhergesehener Richtung, ist Carbon sehr empfindlich. Risse können im Inneren der Carbon-Struktur entstehen, die auch noch sehr schwer von Außen erkennbar sein können.
- Reparatur: Nach jedem Sturz muss man es austauschen, auch wenn man keine eindeutigen Risse im Material sehen kann. Schäden sieht man nämlich nicht so gut äußerlich - und das ist das Gefährliche an diesem empfindlichen Material.
- Umweltbelastung: Die Herstellung ist sehr energieintensiv.
Carbon vs. Aluminium
Aluminium wie auch kurz darauf Carbon sind schon in den 1980er Jahren in der damals frisch sprießenden MTB-Szene aufgetaucht und heute, neben dem mittlerweile selten verwendeten Stahl und dem exklusiven Titan, die zwei meist eingesetzten Materialien an Rahmen und zahlreichen Bauteilen.
Beim Vergleich von Aluminium und Carbon ist es wichtig zu beachten, dass es sich bei beiden Materialien um Gruppen von Legierungen handelt, die unterschiedliche Eigenschaften aufweisen können.
Aluminiumlegierungen
- Al6061: Gutmütiges Bruchverhalten, aber schlechteres Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht.
- Al6069: Höhere Festigkeitswerte als Al6061.
- Al7005: Zugfester und höhere Dauerfestigkeit als 6xxxer Legierungen.
- Al7075: Noch höhere Festigkeitswerte, aber teuer und schwer zu bearbeiten.
Der Zusatz Tx beschreibt außerdem den sogenannten Zustand der Legierung. Bei T6 etwa wurde die Legierung lösungsgeglüht und warmausgelagert, wodurch sie ihre maximale Zugfestigkeit erreicht.
Aluminium ist, wie alle Metalle, ein isotroper Werkstoff. Das heißt: Seine Eigenschaften gelten gleichermaßen in alle möglichen Belastungsrichtungen - ein essenzieller Unterschied zu Carbon.
Carbonfasern
Die Kohlefaserbündel sind längs der Fasern enorm zugfest und belastbar, besitzen bei seitlichem Zug aber kaum Festigkeit. Beim Carbon liegt der Trick deshalb im Lay-up des Bauteils, also der Anordnung mehrerer Faserschichten in unterschiedlichen Richtungen.
Carbon-Felgen
Carbon-Felgen von BST für extra agiles Handling, edle Ducati Panigales mit geschmiedeten Magnesium-Felgen, oder Stahlrahmen mit Aluminium-Schwingen - schon die einfachsten Broschüren und Zeitschriften über Motorräder bombardieren uns mit allerlei technischen Details und Materialien.
Carbon-Räder sind wesentlich steifer als Aluminium-Räder. Besonders während Sprints oder in Kurven kommt dieser Eigenschaft besondere Geltung zu. In Kurven kommt die hohe Steifigkeit der Präzision zugute, was das Lenken vereinfacht. Carbonfasern sind extrem leicht.
Mit Carbon ist es zum Beispiel möglich, höhere Felgen zu bauen, ohne dabei das Felgengewicht zu vergrößern. Laufräder aus Vollcarbon mit einer hohen Felge sehen einfach gut aus. Hierbei handelt es sich um die vielleicht wichtigste Eigenschaft eines guten Carbon-Satzes. Besonders im Regen ist der Unterschied zur Konkurrenz spürbar. Das soll nicht heißen, dass man auf Carbon-Rädern schlecht bremsen kann, denn viele holen mit ihrer Bremsleistung beinahe die Alu-Bremsflanken ein. Carbon ist ein sehr beständiges Material und Räder aus Carbon haben daher meist eine lange Lebenserwartung.
Ein Carbon-Rad besteht aus mehreren Carbon-Schichten, die mit einem speziellen Harz, auch "Resin" genannt, verklebt werden. Die verklebte Felge wird dann in einer Form erhitzt um ihm die gewünschte Form zu geben. Der Nachteil des Klebens ist natürlich, dass der Kleber auch wieder aufgelöst werden kann. Mit zunehmender Hitze, verliert das Harz seine Klebkraft. Ab einer gewissen Temperatur (meist zwischen 180 und 280 Grad, abhängig vom Hersteller) wird das Harz weicher, was dafür sorgt, dass die Bremsflanken weniger stabil werden. Ob sie zur Gefahr werden können, oder nicht hat nämlich mit dem Fahrstil des Radfahrers zu tun.
Nachteile von Carbon-Felgen
- Höhere Kosten.
- Schlechtere Wärmeabfuhr.
- Schwer erkennbare Beschädigungen.
Weitere Materialien im Vergleich
Neben Carbon und Aluminium gibt es noch weitere Materialien, die im Motorradbau verwendet werden:
Stahl
- Vorteile: Robust, steif, hart, relativ günstig, formbar, korrosionsbeständig, reparaturfreundlich, wiederverwertbar.
- Nachteile: Relativ hohes Gewicht.
Magnesium
- Vorteile: Sehr leicht, korrosionsbeständig (in Legierungen).
- Nachteile: Bricht und reißt relativ schnell, korrosionsanfällig in Reinform.
Titan
- Vorteile: Relativ leicht, sehr hohe Festigkeit, Robustheit, Korrosionsbeständigkeit und Härte, thermisch belastbar.
- Nachteile: Hohe Kosten, schwierige Verarbeitung.
Mechanische Eigenschaften im Überblick
Die folgende Tabelle zeigt die mechanischen Eigenschaften der verschiedenen Materialien:
| Material | Dichte (g/cm³) | Zugfestigkeit (MPa) | Elastizitätsmodul (MPa) | Härte (HB) |
|---|---|---|---|---|
| Stahl | 7,87 | 200 | 210.000 | 60 |
| Aluminium | 2,7 | 50 | 70.000 | 20 |
| Magnesium | 1,75 | 150 | 47.000 | 20 |
| Carbon | 1,5 | 3500-7000 | 180.000 (in Faserrichtung) / 12.000 (quer zur FR) | - |
| Titan | 4,5 | 434 | 105.000 | 70 |
Verwandte Beiträge:
- Ducati Diavel Carbon Teile: Tuning & Zubehör
- Carbon Laufradsatz Rennrad Disc Test: Die besten Modelle im Vergleich 2024
- Fulcrum Carbon Laufräder: Test, Modelle & Kaufberatung
- Shimano XT 1x12 Schaltwerk: Präzise Schaltung für anspruchsvolle Touren
- 100 Neue Alpenpässe Entdecken: Ultimative Motorrad-Routen & Unvergessliche Fahrerlebnisse
Kommentar schreiben