- Fahrradbereifung
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Die Fahrradbereifung hat wesentlichen Einfluss auf Leichtlauf und Fahrkomfort eines Fahrrades. Sie besteht üblicherweise aus dem Reifen, auch Mantel oder Decke genannt, und dem Schlauch. Der Mantel ist der äußere, robuste Teil des Fahrradreifens, er hält den Reifen gegen den Innendruck stabil und überträgt Beschleunigungs-, Brems- und Seitenführungskräfte auf den Untergrund. In der Regel ist er mit einem Profil versehen. Der innenliegende Schlauch ist luftdicht und mit einem Ventil versehen, er hält den Reifendruck aufrecht. Im Rennsport werden Schlauchreifen verwendet, bei denen der Mantel den Schlauch komplett umschließt.
Inhaltsverzeichnis
Geschichte
Luftbereifung wurde nahezu zeitgleich von dem schottischen Tierarzt John Boyd Dunlop (1888) und dem Franzosen Édouard Michelin (1889) erfunden. Erste Entwicklungen waren Zweiradreifen, die bald zur Luftbereifung von Automobilen weiterentwickelt wurden[1].
Bauarten
Drahtreifen
Ein Drahtreifen ist ein Reifen, bei dem an den zur Felge gewandten Seiten der beiden Reifenflanken jeweils ein „Draht“ eingearbeitet ist. Der so gebildete Wulst hält den Reifen in der für einen Drahtreifen geeigneten Felge (auch als Tiefbett-, Drahtreifen- oder Hakenfelge bezeichnet). Diese ist außen jeweils leicht profiliert, um den Wulst aufzunehmen und den Reifen auf diese Weise sicher zu halten.
Drahtreifen sind die bei allen Fahrradtypen mit Abstand am häufigsten eingesetzte Technologie. Schlauchreifen sind nur an Rennrädern anzutreffen und Vollgummi sowie schlauchlose Lösungen spielen in der Praxis keine Rolle. Technisch ist der Fahrrad-Drahtreifen mit den üblichen PKW-Bereifungen identisch. Er hat sich als Industriestandard durchgesetzt.
In den letzten Jahren haben sich sogenannte „pannensichere“ Reifen immer mehr etabliert. Ein rundum einvulkanisiertes Band aus Kevlar oder anderen vergleichbaren Materialien soll das Eindringen von Glas, Dornen und anderen Fremdkörpern verhindern. Dieser Pannenschutz funktioniert allerdings nur für Fremdkörper, die über die Lauffläche eindringen, die Reifenflanken sind weiterhin ungeschützt.
Ballonreifen
Ballonreifen ist lediglich eine Bezeichnung für breitere Drahtreifen (ab etwa 45 mm). Einem eher aufrecht sitzenden Fahrer vermittelt ein breiter (und damit auch höherer) Reifen ein sicheres Fahrgefühl. Bei sportlicher Fahrweise vermittelt ein dickerer Reifen jedoch ein schwammiges Fahrgefühl. Ballonreifen gibt es für fast alle wichtigen Alltags- und Freizeitfahrräder, so als Stadtrad, Trekkingrad, Kinderrad oder Faltrad. Mit 50 oder sogar 60 mm sind diese ungewöhnlich breit und übernehmen mit ihrem mehr als doppelt so großen Luftvolumen die Aufgabe der Federung. Ballonreifen federn besonders gut kurze Erschütterungen und lästige Vibrationen, wie zum Beispiel durch Kopfsteinpflaster, ab. Straßenbahnschienen oder regennasse Rillen zwischen Pflastersteinen können breiten Reifen ebenfalls kaum etwas anhaben.
Faltreifen
Der Faltreifen ist ebenfalls eine Variante des Drahtreifens. Hier wird der Draht durch ein Bündel aus Kevlarfäden ersetzt. Dadurch lässt sich der Reifen zusammenfalten und wird manchmal um etwa 50 bis 100 g leichter. Hauptvorteil der Faltreifen ist die Tatsache, dass sie sich auf ein kleines Packmaß zusammenfalten lassen und so bei Fahrradtouren mitgenommen werden können. Die Montage der Faltreifen kann komplizierter sein als die anderer Drahtreifen, da sie sich nicht so bereitwillig der Felgenform anpassen. Die erhöhte Elastizität der Faltreifen lässt Durchschläge direkter einwirken, was sie pannenanfälliger macht.
Schlauchreifen
Der Schlauchreifen ist fast ausschließlich den 27″-Rennrädern (632 mm) vorbehalten und wird in den Größen 19 bis 25 mm angeboten. Er wird nicht in eine Tiefbettfelge gezogen, sondern mit Reifenkitt oder speziellem Felgenklebeband aufgeklebt. Die sehr dünnen Latex-Schläuche sind in den Reifen eingenäht oder eingeklebt, was Reparaturen schwierig macht. Bei sehr langen Bergabfahrten kann sich die Felge (durch häufiges Bremsen mit Felgenbremsen) so stark erwärmen, dass der Kitt weich wird und der Reifen von der Felge rutscht (beispielsweise beim Unfall von Joseba Beloki bei der Tour de France 2003). Selbst Profiradsportler fahren teilweise schon Drahtreifen, meist aber nur im Training. Vorteile von Schlauchreifen sind die geringeren bewegten Massen (Felge und Reifen), der bauartbedingt (ohne Wulst) bessere Komfort sowie größere Reifeninnendrücke als beim Drahtreifen, was den Rollreibungswiderstand verringert. Da im Radsport zunehmend Carbon-Felgen Einzug halten, diese aber derzeit nicht für Drahtreifen passend hergestellt werden können, besitzt der Schlauchreifen neben den anderen Aspekten auch durch diesen Umstand weiter eine große Bedeutung im Hochleistungs-Radsport.
Im Radcross werden fast ausschließlich Schlauchreifen verwendet. Diese leicht bis mittelstark profilierten Reifen haben typischerweise eine Breite von 28 bis maximal 35 mm. Da im Radcross mit sehr niedrigem Reifendruck gefahren wird – je nach Streckenbeschaffenheit und Witterung zwischen 1,8 und 3 bar – geraten hier die Drahtreifen deutlich ins Hintertreffen: Sie weisen durch das Felgenhorn bei gleicher Breite eine geringere Bauhöhe auf, so dass es häufiger zu Durchschlägen kommt. Das im Vergleich zu Schlauchreifenfelgen relativ scharfkantige Felgenhorn wird dabei zum einen leicht beschädigt, außerdem führt es schneller zu einer Beschädigung des Reifens und damit zu einem Platten. Um das zu vermeiden, müsste der Fahrer mit höherem Luftdruck fahren, was wiederum Traktion und Komfort kostet.
Vollgummireifen
In einem Vollgummireifen beziehungsweise im Vollgummi-Schlauch unter dem Reifen-Mantel ist keine Luft, dieser Reifen eignet sich besonders im Bezug auf Pannensicherheit. Nachteilig sind hier hingegen der etwas höhere Rollwiderstand und die geringe Federung.[2]
Schlauchlose Reifen
Der Hersteller Mavic führte für Mountainbikes das UST Tubeless System ein. Das Gesamtsystem besteht aus:
- einem luftdichten Tubeless-Mantel, 26 Zoll, in verschiedenen Reifenbreiten von 1,9 Zoll bis 2,5 Zoll. Der UST-Tubeless-Mantel ist i. d. R. etwas schwerer als ein vergleichbarer „normaler“ Mantel, jedoch fällt das Gewicht des Schlauches weg.
- einer luftdichten, UST-fähigen Felge
- einem luftdicht in die Ventilbohrung der Felge eingeschraubten Ventil
Ein Schlauch wird nicht mehr verwendet.
Das System ist hauptsächlich für den Bereich Crosscountry, Marathon beziehungsweise Downhill ausgelegt. Folgende Vorteile werden dadurch erreicht:
- Höhere Sicherheit hinsichtlich herkömmlicher Pannen, zum Beispiel durch Pflanzendorne und so weiter
- Keine Durchschläge durch Felgenkontakt am Schlauch.
- Weil das Durchschlagrisiko minimiert ist, kann mit niedrigerem Druck gefahren werden, was zu deutlich besserem Grip führt (der Reifen kann sich besser an den Untergrund anschmiegen)
Nachteile:
- Die Montage ist aufwendiger. Der Reifen muss sehr sauber montiert werden.
- Reifenwechsel wird erschwert, da der Reifen sehr eng auf dem Felgenring sitzt
- Weniger Auswahl an Bereifung und meist höhere Preise
Pannenhilfe:
- Der Reifen wird mit einer kleinen Menge einer speziellen Dichtflüssigkeit befüllt, die im Fall eines Luftaustritts an der entsprechenden Stelle gummiartig erhärtet und somit abdichtet
- Tubeless Repair Kit. Analog zum Flicken eines Schlauches werden Flick-Sets angeboten, mit denen der Reifen von innen mit einem aufgeklebten Flicken abgedichtet wird.
Schlauchlose Kits
Eine Alternative zum UST-Schlauchlosreifen bildet der Schlauchlos Kit. Es gibt davon zwei Arten, die sich folgendermaßen unterscheiden:
- Kits, die mit einem Band eine normale Drahtreifenfelge dichten. Hier wird jede beliebige Felge mit einem elastischen Band abgedichtet.
- Kits, mit einer spezielle Felge, die ein deutlicher gebogenes Felgenhorn aufweist. Hier werden lediglich mit einem speziellen Klebeband die Speichenlöcher der Felge abgedichtet.
Diese Systeme werden entweder mit UST-Mänteln, häufiger aber mit Mänteln betrieben, die ursprünglich für die Nutzung mit Schläuchen gedacht waren. Die Funktionsweise ist ähnlich dem UST-System, in den Mantel kommt eine Latex-Milch, welche die Abdichtung kleiner Löcher übernimmt.
Schlauchlose Kits sind etwas günstiger als schlauchlose Reifen. Der Montageaufwand ist bei der Nutzung von herkömmlichen Mänteln nicht höher als bei Drahtreifen oder UST. Jedoch ist bei der Montage ein Kompressor nötig.
Schlauchlos-Kit-Systeme finden derzeit nur im MTB-Bereich Anwendung, im Rennradbereich sind die nötigen Drücke zu hoch. Die Milch und das darin enthaltene Latex hat nicht genügend Zeit, um ein Loch abzudichten. Erst wenn ein Druck unter drei Bar anliegt, wirkt das System.
Die Mantelmischung
Die Gummimischung, aus der der Mantel gefertigt wird, soll verschiedene, zum Teil konkurrierende Eigenschaften in sich vereinen: geringer Rollwiderstand, hohe Haftung, geringer Abrieb, lange Haltbarkeit, stabile Stollen.
Besondere Aufmerksamkeit liegt dabei stets auf dem Zielkonflikt zwischen geringem Rollwiderstand und guter Nasshaftung. Gute Haftung bedeutet, dass der Reifen viel Energie aufnehmen soll, während für einen geringen Rollwiderstand die Gummimischung möglichst wenig Energie verbrauchen soll. Ein guter Kompromiss wird zum Beispiel durch den Füllstoff Silica erreicht. Eine andere Möglichkeit ist, an einem Reifen mehrere Gummimischungen einzusetzen (Dual- und Triple-Compound-Technologie). Vor allem für Alltagsfahrräder, die ganzjährig genutzt werden, gibt es spezielle Winterreifen. Bei diesen Reifen kommen Gummimischungen zum Einsatz, die für den Betrieb bei niedrigen Temperaturen und möglichst gute Haftung bei winterlichen Straßenverhältnissen ausgelegt sind. Teilweise sind in diese Reifen Spikes eingearbeitet.
Früher wurde der Mantel innen mit Talkum (einem fein gemahlenen, natürlichen, kristallwasserhaltigen Magnesiumsilikat) bestreut, um ein Verkleben von Mantel und Schlauch zu verhindern. Heute sind die Schläuche bereits ab Werk mit einer dünnen Talkum-Schicht ausgestattet. Nach dem Flicken eines Schlauches sollte man daher die Talkum-Schicht rund um die Flickstelle erneuern.
Reifen- und Felgengrößen
Reifenaußen-
durchmesser
in ZollReifeninnendurchmesser
in mm nach ETRTO10 152 12 203 14 288 oder 298 16 305 18 340 oder 349 20 390, 406, 438, 440, 451 oder 460 22 440 24 507, 540 oder 541 26 559, 571, 584 oder 590 27 630 28 622 oder 635 29 622 In Europa haben sich vor allem zwei Bezeichnungen durchgesetzt, und zwar
- die metrische Bezeichnung in Millimeter (mm) nach der europäischen ETRTO-Norm, zum Beispiel 47 - 622, wobei die erste Zahl die ungefähre (großzügig geschätzte) äußere Breite des Reifens angibt und die zweite den Nenndurchmesser der Felge, und
- die (ältere) Bezeichnung für die Reifen in Zoll (″), zum Beispiel 28 × 1.75″, wobei die erste Zahl den ungefähren äußeren Reifendurchmesser angibt und die zweite die ungefähre Reifenbreite. Hier sind beide Maße also nicht exakt festgelegt.
Eine Tabelle mit der – in beiden Richtungen eindeutigen – Zuordnung zwischen beiden Bezeichnungen ist über den Abschnitt Weblinks (unten) zu finden.
Aus dem Reifendurchmesser (im Zollmaß) allein kann nicht auf den Felgendurchmesser geschlossen werden, umgekehrt auch nicht. Zum Beispiel ist der Felgendurchmesser bei Reifen 27 × 1¼″ mit 630 mm größer als bei den 28″-Reifen mit 622 mm. Zudem kommt es vor, dass eine Zoll-Größenangabe für unterschiedliche Größen verwendet wird. So gibt es bei 26 Zoll vier und bei 20 Zoll sogar sechs unterschiedliche Größen (siehe Tabelle).
Dennoch setzt sich die Bezeichnung nach der immer eindeutigen ETRTO-Norm bei den Fahrradbenutzern nur sehr langsam durch. Teilweise ist die gemischte Bezeichnung (Durchmesser in mm und Breite in Zoll) verbreitet.
Die vielen unterschiedlichen Maßsysteme für Reifen und Felgen wurden erstmals von Sheldon Brown zusammengetragen und in einem Vergleichssystem zusammengefasst.
Luftdruck/Reifendruck
Der zulässige Innendruck eines Reifens wird auf den Flanken des Reifenmantels angegeben, meist in bar, teilweise auch in psi. Viele Hersteller geben auch beide Werte an.
Aspekte bei der Wahl des Reifendrucks:
- Niedriger Druck bedeutet auf asphaltierten Wegen größeren Rollwiderstand. Die Auflagefläche vergrößert sich und damit die Reibung. Zudem wird der Reifen stärker durchgewalkt, was die Lebensdauer verkürzt. Die Seitenflächen des Reifens werden schneller brüchig. Auf unebenen Wegen mit weichem Untergrund sinkt hingegen der Rollwiderstand, da der Reifen weniger tief in Boden einsinken kann und Unebenheiten besser überrollt werden.
- Niedriger Druck bedeutet bessere Traktion oder Kraftübertragung abseits asphaltierter Wege. Die Auflagefläche kann auch gezielt vergrößert werden, um zum Beispiel bei Mountainbikes die Kraftübertragung an steilen Anstiegen auf einem sehr lockeren oder sehr festen Untergrund zu verbessern.
- Niedriger Druck verringert die Stabilität in Schräglagen und verschlechtert dadurch das Fahrverhalten des Rades. In Kurven tritt das sogenannte „Schwimmen“ auf, d. h. das Rad bewegt sich quer zur Fahrtrichtung.
- Federungswirkung des Reifens. Je nach Luftdruck und Reifendicke können mehrere Millimeter Federweg erzeugt werden. Je höher der Druck, desto weniger Federung beziehungsweise Komfort. Unebenheiten werden dann direkter auf den Rahmen übertragen.
- Niedriger Druck kann zum Wandern des Mantels in Längsrichtung auf der Felge führen. Wenn dabei der Schlauch am Mantel anhaftet, besteht die Gefahr eines Ventilabrisses.
- Bei zu geringem Druck besteht die Gefahr von Reifenpannen.
- Der richtige Luftdruck hängt vom Körpergewicht ab. Bei höherem Gewicht ist der Luftdruck höher zu wählen.
- Der Luftdruck hängt auch von der Umgebungstemperatur ab (siehe auch Thermische Zustandsgleichung idealer Gase, Gasgesetze). Fällt die Temperatur, folgt ihr der Druck in gleichem Maß nach unten.
- Manche Leichtbaufelgen sind nur für die Verwendung mit Reifen bis zu einer bestimmten Maximalbreite freigegeben. Der Grund ist, dass die Kraft auf die Flanken der Felge proportional zum Produkt aus Reifendruck und Mantelfläche ist und damit bei gleichem Reifendruck durch breitere Reifen eine höhere Kraft auf die Felge ausgeübt wird.
Als minimale und maximale Belastbarkeitsgrenze wird die Hälfte des Minimaldrucks beziehungsweise das doppelte des Maximaldrucks angesehen. Dabei handelt es sich jedoch lediglich um die technischen Grenzwerte, bis der Reifen unfahrbar oder zerstört wird. In der Praxis sind beide Werte als nicht praktikabel bis gefährlich anzusehen.
Der optimale Luftdruck hängt von oben genannten Aspekten ab aber auch vom persönlichen Geschmack:
- Beim Mountainbike stehen eher Traktion und Stabilität im Vordergrund. Federung spielt nur bei ungefedertem Hinterbau eine Rolle. Der Druck bewegt sich zwischen 2 und 4 bar, bei Schlauchlosreifen 1,8 bis 2,5 bar.
- Beim Tourenrad sowie Trekkingrad legt man mehr Wert auf niedrigen Rollwiderstand und Pannensicherheit, die Drücke liegen hier zwischen 3,5 und 6 bar.
- Rennräder, egal ob mit Draht- oder Schlauchreifen, werden auf der Straße mit etwa 7 bis 9 bar gefahren, beim Bahnrad zwischen 10 und 13 bar, bei Rekordfahrten auch darüber. Ab einem Druck von etwa 14 bar gilt der Reifen als „totgepumpt“, das heißt er verliert wesentliche Eigenschaften der Abfederung und Kraftumleitung bei Stößen, so dass der Fahrkomfort abnimmt, aber auch der Gesamt-Rollwiderstand wieder zunehmen kann.
Der folgenden Tabelle kann zur Orientierung der optimale Luftdruck in Abhängigkeit von der Reifenbreite entnommen werden:
Reifenbreite Bar 25 mm 7,0 28 mm 6,0 32 mm 5,0 37 mm 4,5 40 mm 4,0 47 mm 3,5 50 mm 3,0 54 mm 2,5 60 mm 2,0 Pannensicherheit
Prinzipiell hängt die Pannensicherheit von der Gummimischung, der Manteldicke, der Dichte und Art der Fäden im Gewebe im Unterbau und vom Luftdruck ab.
Viele Hersteller bieten seit einigen Jahren auch Reifen mit integriertem Pannenschutzgürtel aus speziellen Gummimischungen, zum Beispiel mit hohem Kohlenstoffanteil oder Beimischung von Kevlarfasern an. Kevlarschutzgürtel sind meist als relativ dünne Schicht ausgebildet, während der Schlauch bei einem Spezialkautschuk-Pannenschutzgürtel im Bereich der Lauffläche von einer dicken Schicht geschützt wird. Letzterer Gürtel wird von den Herstellern meist farbig hervorgehoben. Bessere Pannensicherheit bedeutet immer höheres Gewicht, erhöht den Rollwiderstand und verringert den Federungskomfort. Zudem sind in einigen Fällen pannensichere Reifen schwieriger zu montieren, manchmal ist eine werkzeuglose Montage sogar unmöglich.
Im Fahrradhandel werden auch nicht-integrierte Pannenschutzgürtel angeboten, die zwischen Reifen und Schlauch geklemmt werden und im Gegensatz zum integriertem Pannenschutzgürtel nach einem Mantelwechsel (beispielsweise wegen Verschleiß) weiter genutzt werden können.
Haltbarkeit der Reifen
Die Laufleistung sowie die Lebensdauer der Reifen variiert sehr stark mit der Gummimischung, Dicke der Gummischicht, Luftdruck, Belastung, Umgebungstemperatur, Fahrbahnoberfläche, Fahrstil, Bremsverhalten etc. Längere Standzeiten zerstören einen Reifen früher als häufiges Fahren. In der Regel sollte ein guter Reifen zwischen 4.000 und 12.000 Kilometer erreichen. Reifen, bei denen konstruktiv hoher Wert auf Belastbarkeit und Laufleistung gelegt wurde, können auch bis zu 20.000 Kilometer halten.
Bei Zweiradreifen werden heute meist weichere Materialien verwendet als noch bis in die 1980er Jahre. Das verbessert die Haftreibung und unter Umständen auch den Komfort, geht aber zu Lasten der Haltbarkeit.
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Schwalbe Smart Sam Reifen nach kurzer Testfahrt
Reifenkodierung
Ähnlich der DOT-Nummer finden sich zum Teil auch auf Fahrradreifen Angaben zum Herstellungsdatum.
Für Reifen des Herstellers Continental gilt beispielsweise:
Neben der Vulkanete mit dem Typen-Schriftzug befindet sich auf einer Reifenseite ein Kreis. Daneben steht eine Zahl, die Auskunft über das Herstellungsjahr gibt. Der Kreis selbst ist in vier Segmente unterteilt, in denen sich kleine Punkte befinden. Diese geben Auskunft über die Herstellungswoche, wobei ein Punkt für vier Wochen steht.Steht beispielsweise neben dem Kreis eine 6 und im Kreis befinden sich 4 Punkte, dann wurde der Reifen in der 16. Woche 2006 produziert.
Reflexstreifen
Die Gesetzgeber einiger Länder schreiben Lichtreflektoren an den Laufrädern vor. Hier sind sowohl die bekannten Speichenreflektoren (zwei Stück pro Laufrad um 180° versetzt) zulässig, als auch durchgehende Reflexstreifen, die fest auf beide Reifenflanken vulkanisiert sind.
Bei diesen Reflexstreifen wird das auftreffende Licht von winzigen, reflektierenden Glaskügelchen zur Lichtquelle zurückgeworfen. Durch die hohe Leuchtkraft und die runde Form sind die Reflexstreifen bereits aus einer Entfernung von 150 m zu erkennen, weit früher als bei den herkömmlichen Speichenreflektoren, auch der Reflexionswinkel ist größer.
Speichenreflektoren sind bei Reifen mit Reflektorstreifen laut StVZO nicht erforderlich. Durch die heute meist eingesetzten Aluminiumfelgen und deren Abrieb in Verbindung mit Felgenbremsen verschmutzen Reflektorstreifen jedoch deutlich schneller als Speichenreflektoren und verlieren ihre zunächst überlegene Reflexionsintensität.
Im Bild ist die linke Seite des Reifens und des Speichenreflektors gereinigt, die rechte Seite verschmutzt, um den Unterschied zu verdeutlichen.
Zulassung
In Deutschland brauchen Fahrradreifen für den Straßenverkehr keine Zulassung, allenfalls ein evtl. aufgebrachter Reflexstreifen, siehe § 22a (1) 1a StVZO. Laut Richtlinie R30 der Wirtschaftskommission für Europa sind die Teilnehmerländer der European Tyre and Rim Technical Organisation (ETRTO) verpflichtet zu melden, welche Prüforganisationen Reifen prüfen und zulassen. Voraussetzung für die Zulassung auch von Fahrradreifen ist die eingebackene Angabe der metrischen Größenbezeichnung und des vorgesehenen Luftdrucks.
Literatur
- Walter Euhus: Die Geschichte der Fahrradbereifung, Historische Fahrräder e.V, 2003, ISBN 3-9807011-2-3
- Michael Gressmann, Franz Beck, Rüdiger Bellersheim: Fachkunde Fahrradtechnik. 1. Auflage, Verlag Europa Lehrmittel, Haan-Gruiten, 2006, ISBN 978-3-8085-2291-2
- Fritz Winkler, Siegfried Rauch: Fahrradtechnik Instandsetzung, Konstruktion, Fertigung. 10. Auflage, BVA Bielefelder Verlagsanstalt GmbH & Co. KG, Bielefeld, 1999, ISBN 3-87073-131-1
Siehe auch
Weblinks
Commons: Fahrradbereifung – Sammlung von Bildern, Videos und AudiodateienWikibooks: Fahrradtechnik: Reifen reparieren – Lern- und Lehrmaterialien- Fahrradreifen reparieren – Eine Anleitung
- Technik-Infos über Fahrradreifen auf der Homepage des Reifenherstellers Ralf Bohle GmbH („Schwalbe“)
- Reifen- und Laufradgrößen
Einzelnachweise
Kategorien:- Fahrradtechnik
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