Geradezu prädestiniert für das Aufrüsten mit hochwertigen Laufrädern sind Carbonrenner in der Preisklasse zwischen 1.500 und 2.000 Euro. Hier bekommt man in der Regel wertige Carbonrahmen – jedoch lässt die enge Kalkulation oftmals noch keine richtig guten Komponenten und Laufräder zu. Doch auch hochwertige Rennräder lassen sich mit Top-Laufrädern noch einmal spürbar optimieren.
Üblicherweise werden Rennräder in der ersten Tuning-Stufe mit neuen leichten Komponenten bestückt. Schritt für Schritt werden Sattel und -stütze, Lenker, Vorbau und Schnellspanner getauscht. Je nach Ausgangslage kann so schon ein halbes Kilogramm gespart werden. Doch bringt das wirklich so viel?
Bei Fahrten in der Ebene mit einem Systemgewicht (Fahrer plus Rad) von 85 Kilogramm und durchschnittlichen 35 Kilometer pro Stunde wird eine Leistung von 170 Watt benötigt, sie teilt sich auf in 41 Watt zur Überwindung der Rollreibung und 129 Watt, um dem Luftwiderstand zu trotzen. Wird hier das Systemgewicht durch leichtere Bauteile um ein halbes Kilogramm gesenkt, so sinkt die erforderliche Leistung für den Rollwiderstand nur um 0,24 Watt, der Leistungsbedarf für den Luftwiderstand bleibt. Kurzum: Auf völlig flachem Terrain bei konstanter Geschwindigkeit bringt Gewichtstuning fast gar nichts.
Sparpotenzial
Anders beim Sammeln von Höhenmetern: Fährt unser Beispiel-Fahrer einen fünf Kilometer langen Berg mit sechs Prozent Steigung (300 Höhenmeter), so werden bei einer konstanten Geschwindigkeit von 15 Kilometern pro Stunde 236 Watt benötigt. Ein um 0,5 Kilogramm minimiertes Systemgewicht spart 1,2 Watt. Wird diese eingesparte Leistung in Geschwindigkeit umgesetzt, so erhöht sich die Geschwindigkeit von 15 auf 15,1 km/h. Die Fahrzeit von knapp 20 Minuten reduziert sich um sechs Sekunden und ein Vorsprung von 25 Metern wird herausgefahren.
In der Praxis wird es noch ein wenig mehr sein, da zwischendurch auch beschleunigt wird. Ein um zwei Kilogramm reduziertes Körpergewicht bringt in unserer Beispielrechnung den vierfachen Gewinn. Je nach Qualität des Basis-Rennrads können mit einem Satz Top-Laufräder durchaus 500 Gramm gespart und gleichzeitig spürbare aerodynamische Vorteile erzielt werden. Gegenüber „Standard-Einsteigerlaufrädern“ – die kosten etwa 300 bis 400 Euro, wiegen über 1700 Gramm und weisen Felgenhöhen von rund 20 Millimetern auf – bringen hochwertige Laufradsätze (LRS) mit halbhohen Felgen ein Geschwindigkeitsplus von ein bis zwei Kilometer pro Stunde im Bereich eines „Dreißiger Schnitts“.
Halbhohe Felgen weisen Höhen von 30 bis 45 Millimeter auf, was gegenüber den flachen Varianten mit einem Mehr an Material beziehungsweise Gewicht verknüpft ist. Damit diese Felgen nicht zu schwer werden, kommt vorzugsweise Carbon zum Einsatz. Die Festigkeit ist hier nicht das Problem, sondern das Bremsverhalten. Aluminium weist gegenüber Carbon eine 14-fach höhere Wärmeleitfähigkeit und ein um 25 Prozent höheres Wärmeaufnahmevermögen auf.
Mögliche Gefahren
Das heißt, im ungünstigen Fall neigen Carbonfelgen zum Überhitzen. Schläuche können platzen, Felgen delaminieren. Fatal wäre in erster Linie das Bremsen mit konstant schleifenden Bremsen, das „Angsthasenbremsen“. Korrektes Verzögern heißt: Kurz und kräftig in Intervallen bremsen, dabei beide Bremsen nutzen. Durch kurzes Öffnen der Bremsen wird Überhitzen vermieden.
Betrachten wir das Verzögern unter physikalischen Aspekten: Jegliche Energie kann nicht vernichtet, sondern nur umgewandelt werden. Beim Bremsen wird die Geschwindigkeitsenergie über die Reibung der Beläge an der Felge in Wärme umgewandelt, die Wärmeenergie verteilt sich in der Felge und wird an die Umgebung abgegeben. Wovon die Energie (E) der Geschwindigkeit abhängt, zeigt die betreffende Formel: E = ½∙m∙v²
Nur die Masse (m), also das Systemgewicht und die Geschwindigkeit (v) fließen in die Berechnung ein. Die Geschwindigkeit tritt hier im Quadrat auf, das heißt, bei deren Verdoppelung ergibt sich eine Vervierfachung der Geschwindigkeitsenergie und damit der Wärmeentwicklung beim Bremsen. Hohes Tempo ist hier also wesentlich kritischer als hohes Systemgewicht.
Carbon-Bremsflanken erfordern spezielle Bremsbeläge. Diese sind meist mindestens doppelt so teuer wie die für Alufelgen. Die meisten Laufradhersteller schreiben den genauen Typ der Beläge vor und verbinden deren Einsatz strikt mit der Betriebserlaubnis.
Systemvergleich
Bei den Felgen wird zwischen zwei Bauarten unterschieden: Clincher für Drahtreifen (mit separatem Schlauch) und Tubular mit aufgeklebten Schlauchreifen. Bei Tubularfelgen nimmt der geschlossene Reifenmantel den Reifendruck selbst auf und die Felgenflanke wird damit nicht belastet – sie kommt deshalb mit rund der halben Wandstärke aus, was pro Felge gute 100 Gramm und einige Euros spart. Bei sieben Bar Reifendruck müssen Clincherfelgen eine Gewichtskraft von sieben Kilo je Quadratzentimeter innen an der Felgenflanke aushalten.
Felgenvergleich
Um die Unterschiede zwischen Clincher- und Tubular-Laufrädern auszuloten, nahmen wir exemplarisch von Aerycs und Lightweigt beide Varianten in den Test auf – sie unterscheiden sich jeweils nur durch die Felgen, der Rest ist identisch. Fast alle Hersteller geben für die Laufräder Gewichtsbeschränkungen an, bezogen auf den Fahrer oder den Fahrer plus das Rad (Systemgewicht).
Es ist nicht so, dass die Laufräder gleich zusammenbrechen, sofern diese Limits um beispielsweise zwei, drei Kilogramm überschritten werden. Aber die Lebensdauer wird sich verkürzen. Noch bevor die Felge „durchgebremst“ ist, könnten die Speichen oder die Felge an der Öse reißen.
Viele der kleineren Hersteller reagieren hier flexibel und bieten die LRS mit einer größeren Speichenzahl oder stabileren Speichen und Felgen an. Im Umkehrschluss ist dies auch eine geeignete Maßnahme für Fahrer unterhalb der Gewichtsbeschränkung, die oft auf ruppigen Straßen unterwegs sind, denn so sinkt das Risiko eines Laufradschadens deutlich. Ein Mehr an Speichen erhöht zudem auch fast immer die Seitensteifigkeit.
Ein hohes „maximales Fahrergewicht“ ist somit in der Regel auch ein Qualitätsnachweis, ein Indiz für eine hohe Belastbarkeit.
Im Labor und auf der Straße
In Anlehnung an den Laufradtest im Heft 11/12 2014 – wir prüften Laufräder von 300 bis 1500 Euro – durchlaufen unsere Testkandidaten einige Tests im Labor. Weiter untersuchten wir das Bremsverhalten bei trockenen und nassen Verhältnissen. Die Seitensteifigkeit gibt die Kraft an, die erforderlich ist, um die Felge seitlich um einen Millimeter zu bewegen, die Maßeinheit ist Newton pro Millimeter (N/mm). Je größer der Wert, desto höher die Seitensteifigkeit. Mehr als 35 N/mm betrachten wir als solide und stabil, Werte unter 30 N/mm sind eher für leichte Bergfahrer akzeptabel. Wir ermittelten im Test Werte zwischen 26,5 und 50,3 N/mm. Bei den Clincher-Vorderrädern lieferte das Modell „Dura Ace“ von Shimano mit 48 N/mm den besten Wert ab.
Konstruktionsbedingt sind die Hinterräder weniger seitensteif als die Vorderräder. Wegen der Kassette stehen auf der Antriebsseite die Speichen deutlich steiler als beim mittig eingespeichten Vorderrad. Die Hersteller versuchen das mit mehr Speichen oder unterschiedlichen Einspeichmustern auszugleichen. Somit finden Sie in den Testbriefen zwei Seitensteifigkeiten bei den Hinterrädern, die erste für die seitliche Belastung nach links (die kritische Seite), die zweite für die Belastung nach rechts.
Steif, bequem, leicht
Eine hohe Seitensteifigkeit am Vorderrad sorgt für ein präzises und direktes Einlenken in Kurven, das Rad läuft auch keinen Längsspurrillen hinterher. Das Schleifen der Bremsbeläge im Wiegetritt wird komplett unterbunden. Der Fahrkomfort von Laufrädern wird in erster Linie von Luftdruck und Reifenbreite bestimmt. Doch auch die leichte Elastizität der Räder an sich trägt hier zum gesamten Laufradkomfort bei, ihr Anteil liegt im Bereich von zwölf bis 15 Prozent. Auf einem Prüfstand belasteten wir die Achsen der Laufräder (ohne Reifen) senkrecht mit 100 Kilogramm und notierten die Elastizität beziehungsweise die Nachgiebigkeit. Wir ermittelten Werte zwischen 0,85 und 1,36 Millimetern, große Werte bedeuten mehr Komfort.
Beschleunigung
Zweifellos sind wir beim Studium von technischen Daten auf die Gewichte fixiert. Bei Laufrädern ist aber eine differenzierte Betrachtungsweise angesagt. Das Gewicht geht Hand in Hand mit der Felgenhöhe, hohe Felgen sind ein wenig schwerer, aber auch aerodynamischer und damit deutlich schneller. So wiegen hier die leichtesten Clincher-Laufräder, die „Schwarzbrenner“ von Tune, nur 1169 Gramm bei 25 Millimeter Felgenhöhe. Die „Meilenstein“ von Lightweight belasten die Waage mit 1202 Gramm, jedoch bei einer Felgenhöhe von 48 Millimetern. Dies spricht für eine bessere Aerodynamik.
Ein direkter Vergleich wird somit schwierig. Die Clincher-LRS im Test wiegen zwischen 1169 und 1540 Gramm, die Tubular-LRS 1016 und 948 Gramm. Konsequenzen hat auch die Verteilung des Gewichts auf die einzelnen Bauteile der Laufräder, das heißt, bei gleichem Gewicht beschleunigt die Kombination „leichte Felge plus schwere Nabe“ deutlich besser als „schwere Felge plus leicht Nabe“. Konzentriert sich ein großer Teil des Gewichts außen an der Felge, so ergibt sich eine hohe rotatorische Massenträgheit oder Drehenergie der Laufräder, die beschleunigt werden will. Die Maßeinheit lautet „Kilogrammquadratmeter“.
Wir rechneten einige Schritte weiter und gaben in den Testbriefen in der Zeile „Beschleunigung“ die Energie an, die erforderlich ist, um den LRS ohne Schlauch und Reifen von null auf 30 Kilometer pro Stunde zu beschleunigen. Diese Energie oder Arbeit wird in Joule gemessen. Die Werte im Test liegen bei den Clincher-LRS zwischen 25,5 und 35,5 Joule. Da Felgen in Tubular-Bauweise gute 100 Gramm weniger als Clincher-Felgen wiegen, beschleunigen diese auch erheblich besser. Die beiden Tubular-LRS im Test benötigen hier 20,4 (Lightweight) und 22,2 Joule (Aerycs).
Rotierende Masse
Da in der Formel für die rotatorische Massenträgheit der Radius im Quadrat auftaucht, sind die äußeren Bauteile wie Felge und Nippel, aber auch Reifen und Schläuche anteilig höher am Ergebnis beteiligt, die inneren Teile wie Naben und Kassetten weniger. Ein Beispiel: Das Hinterrad Campagnolo Bora One 35 wiegt 792 Gramm und benötigt für das Beschleunigen (0 auf 30 km/h) 16,8 Joule, mit einer Kassette (11-32 Zähne, 287 Gramm) bestückt wiegt es 1079 Gramm (+ 36 Prozent), für das Beschleunigen wird mit 17,3 Joule nur wenig mehr Energie (+ 3 Prozent) benötigt.
Mit dem Beschleunigungsverhalten der Laufräder wird die Agilität des gesamten Rennrades beeinflusst. In der Praxis machen sich Unterschiede von drei Joule schon bemerkbar. Wer beispielsweise von einem LRS mit 32 bis 35 Joule auf die „Schwarzbrenner“ von Tune (25,5 Joule) wechselt, der glaubt ein anderes Rennrad zu fahren. Das Beschleunigungsvermögen nimmt enorm zu, weiter lässt sich das Rad wesentlich leichter in Kurven einlenken. Carbonfelgen und Bremsen, dies ist ein ein heikles Thema? Oder nicht mehr? Ein einfacher Bremstest brachte Klarheit.
Die Bremsleistung
Wir notierten den Bremsweg aus 25 Kilometern pro Stunde, wobei wir der Reproduzierbarkeit wegen nur mit dem Vorderrad bremsten. Für das Nassbremsverhalten wurde die Felge vorher mit Wasser besprüht. Bei trockenen Verhältnissen lagen fast alle Laufräder zwischen 3,14 bis 3,35 Meter und verdienten sich ein „Sehr gut“. Hier stieg auf den letzten Zentimetern des Bremsweges schon das Hinterrad. Die Ergebnisse des Nass-Bremsens geben wir in den Testbriefen in Prozent an, das ist die prozentuale Verlängerung des Bremsweges bei Nässe. Hier ermittelten wir Werte zwischen zehn und 72 Prozent.
Im Trockenen lagen die Campagnolo Bora One 35 (3,14 Meter) und die DT Swiss R38 (3,15 Meter) vorn, bei Nässe ebenfalls die Campagnolo Bora One 35 (plus zehn Prozent), die Mavic Cosmic Carbone (plus 14 Prozent) und die Citec 3000S Aero Carbone (plus 15 Prozent), das Citec-Laufrad weist eine Alubremsfläche auf. Korkbeläge sind besonders weich und „streicheln“ die Felgen beim Bremsen, das ist gut für die Lebensdauer der Carbonfelgen, ergibt aber auch längere Bremswege. Bontrager lieferte für diesen Test die Aeolus-Laufräder mit Korkbelägen aus, empfiehlt aber für den härteren Einsatz die Beläge „Swiss Stopp Black Prince“.
Campagnolo rauht die Carbon-Bremsflanke auf, das ergab hier im Test die besten Verzögerungswerte. Das mit der Rauhigkeit verbundene „Bremspfeifen“ liegt in einer eher angenehmen Tonlage, die Lautstärke ist dezent. Wir wollten es genau wissen: Auch nach rund 1000 Extrakilometern ließ die Bremsleistung nicht nach.
Zuverlässiger Begleiter aller Bremstests war das Stevens Vuelta mit Ultegra-Bremsen, alle LRS wurden mit Belägen nach Herstellervorgaben gebremst, zum größten Teil waren sie im Lieferumfang enthalten. Die meisten LRS brauchten praktisch nicht eingebremst werden, das heißt, nach bis zu drei Vollbremsungen stellte sich die volle Bremskraft ein; bis zu zehn Vollbremsungen bewerteten wir mit „geringem Einbremsen“.
Übergang
Grundsätzlich nimmt der Luftwiderstand mit der Felgenhöhe ab, jedoch wird er auch von der Felgenform und den Speichen beeinflusst. Zudem ganz wichtig: Die Wahl des passenden Reifens. Wenn Felge und Reifen nahezu die gleiche Breite aufweisen, ergibt sich ein verwirbelungsfreier Übergang und das Laufrad wird insgesamt aerodynamischer. Besonders glatte Übergänge fanden wir bei den Mavic Cosmic Carbone (Mavic-Reifen, 23 Millimeter) und den Bontrager Aeolus (Continental-Reifen, 25 Millimeter).
Geräuschkulisse
Technisch völlig unbedeutend, aber dennoch ein Thema: das Freilaufgeräusch. Manche mögen es laut und metallisch, manche nervt es. Wir ermittelten den Schallpegel und bewerten ihn mit: sehr leise, leise, mittel und laut.
Die Messungen von Höhen- und Seitenschlag blieben allesamt unter 0,2 Millimeter, darum wurden sie in den Testbriefen nicht aufgeführt. Nicht objektiv messbar, aber durchaus ein Kaufargument ist die Optik der Laufräder. Rennräder mit schwarzen Felgen ohne oder mit nur sehr dezenten Schriftzügen wirken eher martialisch, hier wird auch der Rahmen optisch betont. Reichlich verzierte Laufräder sehen sportlich oder verspielt aus. Das größte Plus für die Optik ist aber die Felgenhöhe.
Fazit
Hochwertige Laufräder bieten enormes Tuningpotential. Beim Kauf sollte man sich genau über den Einsatzbereich der Laufräder bewusst sein: Berge oder Ebene? Die Varianten mit halbhohen Felgen sind ein sehr guter Kompromiss zwischen Gewicht und Geschwindigkeit. Sie sprechen also eine sehr große Zielgruppe an. Vor allem dann, wenn die Felge auf Drahtreifen ausgelegt ist. Damit erhöht sich die Alltagstauglichkeit. Die Schlauchreifenversion macht dagegen eher im Renneinsatz Sinn. Was die im Rennradbereich noch recht neuen Tubelessreifen-Felgen-Kombinationen leisten, werden wir in einem zukünftigen Test klären.
So haben wir getestet:
Der Prüfstand zur Messung von Komfort und Seitensteifigkeit: Über eine Wippe wird die Laufradachse mit 100 Kilogramm Gewichtskraft belastet, die Felge steht auf einer Kraftmessdose, der Messverstärker darunter zeigt die Kraft und die Messuhr die Nachgiebigkeit an.
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