Autoren:
Kyle Russ, Lead Biomechanics Engineer
Wendy Ochs, Senior Biomechanics Engineer
Paul Harder, Principal R&D Engineer
Die Evolution des Domane: Von IsoSpeed zu Gen 5
Die legendäre Trek Domane Plattform hat sich mit jeder Generation weiterentwickelt. Doch eine Sache bleibt immer gleich: Das Domane ist ein komfortables, zuverlässiges und effizientes Endurance-Rennrad, das für lange, schnelle Ausfahrten konzipiert ist.
Die erste Generation des Domane war mit Reifen im Format 700 x 25C, Felgenbremsen und schmalen Felgenprofilen ausgerüstet. Unabhängig von der Bremskraft brauchten diese dünnen Reifen nachweislich einen hohen Reifendruck. Deshalb entwickelten die Design- und Ingenieurteams von Trek seinerzeit eine revolutionäre Technologie, um den Fahrkomfort zu erhöhen: den IsoSpeed-Entkoppler oder einfach IsoSpeed. IsoSpeed sorgt für eine „entkoppelte“ Verbindung zwischen Sitzrohr und Oberrohr, wodurch das Sitzrohr deutlich mehr Flex als andere Rahmen dieser Zeit ermöglicht, was den Komfort spürbar erhöht.
Die Technologie war derart effektiv, dass Radsportasse wie Fabian Cancellara, Lizzie Deignan oder Elisa Longo Borghini auf einem Domane beim legendären Kopfsteinpflasterrennen Paris–Roubaix den Sieg erringen konnten.
Herausragende Rennergebnisse sind zwar eine Ehre für Trek, doch seit 2012 gab es enorme technologische Fortschritte. Beispielsweise haben hydraulische Scheibenbremsen die Felgenbremsen abgelöst und so breitere Reifen ermöglicht. Dadurch hat das Reifenvolumen schrittweise zugenommen, da Rider ein geschmeidigeres und besseres Fahrgefühl auf der Straße wollten. Diese Reifen-Revolution hat den Weg für deutlich leichtere und weniger komplexe Bikes geebnet, die eine ähnliche Nachgiebigkeit und höhere Tretsteifigkeit bieten. Wie das Gen 5 Domane.
Abb. 1: Kyle Russ und Paul Harder verkabeln ein Testbike im Trek Performance Research Lab.
Gen 5 Domane – Blick zu den Details
Beim Gen 5 Domane wollte das Designteam drei Ziele umsetzen: die auf den Rider übertragene Schwingungsleistung1 begrenzen, die Tretsteifigkeit verbessern und das Gewicht des Bikes reduzieren. Die Schwingungsleistung ist eine Kennzahl, mit der das Trek Performance Research Team die Energie ermittelt, die beim Fahren in unebenem Terrain auf den Rider übertragen wird. Doch wie kann ein Rad, das auf IsoSpeed verzichtet, hohen Fahrkomfort und eine höhere Tretsteifigkeit miteinander verbinden? Drei Komponenten liefern die Antwort darauf: Sattelstütze, Rahmen und Reifen.
Durch eine Optimierung der Sattelstützengeometrie und ein Carbonfaser-Layup konnten die vertikale Nachgiebigkeit und die Seitensteifigkeit verbessert werden. Die Sattelstütze hat einen ovalen Innenquerschnitt und ermöglicht so auch bei harten Stößen einen spürbaren Flex, während die Seitensteifigkeit auch unter Belastung beim Riden gewahrt bleibt.
Abb. 2: Die Sattelstütze des Gen 5 Domane ermöglicht bei internen Tests zur vertikalen Nachgiebigkeit einen hohen Fahrkomfort.
Beim Rahmen wurde das Layup im Hinblick auf die vertikale Nachgiebigkeit und die Tretsteifigkeit optimiert. Das neue Bike hat im Tour Magazine Pedaling Stiffness Test² um 6 % höher abgeschnitten, wodurch sich das Gen 5 Domane genau im „Sweet Spot“ zwischen dem Gen 4 Domane und dem Gen 8 Madone einreiht. Es ist im Bereich des Tretlagers nicht ganz so steif wie das ultimative Racebike, bietet aber eine deutlich bessere Kraftübertragung auf die Pedale als das Vorgängermodell des Domane.
Abb. 3: Volle Power mit dem Gen 5 Domane.
Warum die vertikale Nachgiebigkeit nur die halbe Wahrheit ist
Früher wurden Rahmen im Labor in eine Prüfvorrichtung montiert. Anschließend wurden Gewichte an den Sattel gehängt, um die Verformung von Rahmen und Sattelstütze zu messen. Dies ist zwar gängige Praxis, berücksichtigt aber weder Laufrad noch Reifen als Teil des „Systems Rad“. Außerdem wirkt bei diesem Test eine statische Belastung statt einer dynamischen Belastung, wie sie in der Praxis auftritt. Deshalb ist die Analyse der Nachgiebigkeit des gesamten Systems eine Herausforderung. Das gilt umso mehr, wenn die Dynamik beim Pedalieren in rauem Gelände mit berücksichtigt werden soll. Doch hier kommt das Trek Performance Research Lab ins Spiel. Das Trek Performance Research Lab wurde ins Leben gerufen, um die Interaktion zwischen Rider und Bike in einem dynamischen Umfeld genau zu analysieren.
Im Lab gibt es ein maßgefertigtes lammelenartiges Woodway-Laufband, auf dem die Teams von Trek jeden beliebigen Untergrund simulieren können. In Kombination mit einer breiten Palette an Geräten zur Datenerfassung können die Spezialisten von Trek dadurch die Fahrdynamik genauestens unter die Lupe nehmen. Mithilfe von 3D-Videoanalyse, Beschleunigungssensoren und Spannungsmessern am Bike analysieren wir im Labor jedes noch so kleine Detail – von der Unebenheit bis zum Körper. Durch diese Möglichkeiten konnte das Designteam des Domane sicherstellen, dass die neueste Generation alle Leistungsvorgaben erreicht.
Messung der Schwingungsleistung
Das Trek Performance Research Team arbeitet intern mit den jeweiligen Produktentwicklungsteams zusammen, um Fragen zu Komfort, Effizienz und Kontrolle zu klären. Da der Fahrkomfort eines Bikes ein subjektiver Eindruck bzw. ein subjektives Gefühl ist, versuchen wir, ihn durch Daten zu untermauern. So können wir Prototypen mit bestehenden Trek Bikes und Modellen von Wettbewerbern vergleichen.
Aus Perspektive der Datenerhebung ist unsere Definition von Komfort ziemlich einfach: Es geht darum, die Schwingungsenergie zu reduzieren, die bei einer bestimmten Geschwindigkeit, in einem bestimmten Terrain auf einem bestimmten Bike3 auf den Fahrer übertragen wird. Trotz dieses einfachen Prinzips sind die Methoden für die Messung der Schwingungsenergie eher komplex.
Abb. 4: Paul Harder und Wendy Ochs bereiten Bike und Rider auf eine weitere Testfahrt vor.
Gen 4 und Gen 5 Domane wurden mit einem Drucksensor an Sattel und Lenker versehen. Durch die Ermittlung der Kraft an den Kontaktpunkten und die Berücksichtigung der dort von den Beschleunigungssensoren erfassten Geschwindigkeit können wir ermitteln, welche Kraft an jedem Kontaktpunkt auf den Fahrer übertragen wird. Mit dieser Methode haben wir die Gen 4 und Gen 5 Bikes einem direkten Vergleich auf einem durchgehend unebenem Untergrund mit Geschwindigkeiten zwischen 11 und 32 km/h sowie unterschiedlichen Reifendrücken unterzogen.
Bei den 32 mm und 35 mm breiten Reifen wurde jeweils der mit dem Reifendruckrechner von Wolf Tooth ermittelte empfohlene Reifendruck verwendet. Dabei wurden verschiedene Faktoren wie die Oberflächenbeschaffenheit, das Gewicht von Bike und Rider, die Reifengröße oder die Reifenkonstruktion berücksichtigt. Der Druckbereich wurde auf den empfohlenen Druck ±20 % festgelegt. Für den Vergleich mit dem Reifen im Format 700 x 25C haben wir eine Druckempfehlung für Schlauchreifen verwendet, die auf historischen Daten basiert.

Abb. 5: Die Schwingungsleistung bei einem Gesamtgewicht (Rider und Bike) von 91 kg auf unebenem Untergrund auf dem Laufband.
Die obige Grafik zeigt, dass IsoSpeed im Zeitalter der mit hohem Druck befüllten 25 mm breiten Schlauchreifen ganze Arbeit geleistet hat. Selbst mit IsoSpeed ist die übertragene Schwingungsleistung bei 25 mm breiten Reifen um 19 % höher als beim Gen 5 ohne IsoSpeed. Ein Wechsel von einem 32 mm breiten zu einem 35 mm breiten Reifen erhöht die innere Reifenoberfläche um etwa 10 %. If pressure is kept the same, the total outward force acting on the tire casing therefore increases by 10%. Um die nach außen wirkende Kraft auf die Reifenkarkasse bei 32-mm- und 35-mm-Reifen konstant zu halten, müssen wir den Druck daher um 10 % reduzieren.
Dadurch liegt die Schwingungsleistung des Gen 5 Domane innerhalb von 5 % des Gen 4 Bikes mit IsoSpeed. Nicht schlecht für ein Rad, das 292 g leichter ist und ohne IsoSpeed auskommt. Natürlich wurde das Domane nicht nur im Labor getestet. Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Whitepapers hatten die Vorserienmodelle des Gen 5 bereits mehr als 400 Stunden und fast 10.000 Kilometer im Praxistest hinter sich.
Analyse der Bewegung von Rider und Bike
Für die Untersuchung, wie ein Bike auf unebenes Terrain mit hoher oder niedriger Krafteinwirkung, Beschleunigung und der damit verbundenen Schwingungsleistung reagiert, nutzen wir eine dreidimensionale Bewegungserfassung, kurz „Mocap“ genannt. Dabei haben wir die Bewegungen von Rider und Bike (sowohl Gen 4 als auch Gen 5 Domane) auf dem Band anhand von zwölf OptiTrack PrimeX 22 3D-Infrarotkameras festgehalten.
Abb. 6: Wendy Ochs hält die Bewegungen in 3D fest.
Dazu wurde jedes Bike-Segment mit reflektierenden Markierungen versehen. Damit lässt sich erkennen, wie die verschiedenen Bereiche des Fahrrads auf Einwirkungen des Geländes im dreidimensionalen Raum reagieren. Was die Laufruhe des Chassis angeht (d. h. wie gut das Bike Unebenheiten ausgleicht), schauen wir uns die Markierungen rund um das Tretlager an. Um die Auswirkungen im Sattel zu erfassen, richten wir den Blick auf die Bewegung von Becken und Sattel. Einfach gesagt: Je geschmeidiger die Fahrt, desto besser sind Becken und Sattel „gekoppelt“. Anders ausgedrückt: Bei Fahrten im unebenen Gelände kann der Sattel den Rider durchschütteln, sodass Becken und Sattel nicht gut gekoppelt sind. Alternativ kann der Rider leicht über dem Sattel „schweben“, was allerdings den Stoffwechsel extrem beansprucht.
Die Grafik unten zeigt den Mittelwert pro Runde (d. h. die durchschnittliche Verschiebung pro Runde auf dem Laufband) bei 32 km/h mit dem Gen 4 Domane mit 32 mm breiten Reifen und dem Gen 5 Domane mit 35 mm breiten Reifen. Die Standardabweichungen von Runde zu Runde werden durch die leicht schattierten Bereiche um die Kurve herum dargestellt. Die schattierten Bereiche unterhalb der Kurve sind mit transparenten Blau- und Gelbtönen aufgefüllt, sodass ein Grünton eine Überlappung kennzeichnet. Die Tendenz ist bei allen Geschwindigkeitsbereichen gleich. Doch in diesem Fall konzentrieren wir uns auf die 32 km/h, da hier die größte vertikale Verschiebung des Bikes über das Gelände festzustellen ist. Wie wir sehen, beträgt der Unterschied bei der Laufruhe des Chassis – bzw. der vertikalen Verschiebung des Tretlagers – 0,08 mm. Die Verschiebung zwischen Sattel und Kreuzbein (die „Kopplung“) beträgt nur 0,11 mm. Mit anderen Worten: Der Unterschied zwischen dem Gen 5 und dem Gen 4 ist nicht wahrnehmbar.

Abb. 7: 3D-Video-Analyse: Mittelwert pro Runde der Verschiebung des Tretlagers sowie der Verschiebung zwischen Sattel und Kreuzbein
Fazit
Das Gen 5 ist ein leichteres und einfacheres Carbon-Rennrad, das dank der Geometrie und des Carbonfaser-Layups von Sattelstütze und Rahmen sowie den 35 mm breiten Reifen* sein Versprechen einlöst und ein geschmeidiges, effizientes Fahrgefühl bietet. Das Gen 5 Domane behält zudem die beliebte Endurance-Rennradgeometrie und -Passform bei, die für Komfort, Zuverlässigkeit und Effizienz sorgt – Merkmale, die das Domane seit Anbeginn auszeichnen.
*35 mm Reifenfreiheit bei allen Modellen serienmäßig, außer beim SLR 9 AXS 1x
Referenzen:
1. Drouet J-M, Covill D, Leroux M, Richard S (2022) On metrics to assess road bicycle dynamic
comfort during impacts. Sports Eng 25:1. https://doi.org/10.1007/s12283-021-00366-x
2. Tour Magazine Pedaling Stiffness Test: https://www.tour-magazin.de/en/buying-advice/components/how-tour-tests/how-tour-tests-the-tour-road-bike-test-in-detail/
3. Trek CheckOUT Whitepaper: https://www.trikbikes.mom/us/en_US/checkout-full-suspension-science/