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Trommel- und Scheibenbremsen

Trommel- und Scheibenbremsen sind weniger gebräuchliche Bremssysteme bei Fahrrädern. Trommelbremsen wirken durch die Reibung eines Blocks im Inneren einer geschlossenen Trommel. Diese Trommel ist ein Teil der Nabe des Rads. Solche Bremsen können sehr heiß werden, und darum befinden sich auf der Nabe ein Etikett, auf dem man gewarnt wird, die Nabe nach einer Bremsung eine gewisse Zeit lang nicht zu berühren. Scheibenbremsen sind Felgenbremsen sehr ähnlich, aber sie haben eine separate Scheibe, die an der Nabe befestigt ist. Der hauptsächliche Vorteil hierbei ist, dass die Scheibe so besser vor Straßenschmutz, Wasser und anderen Partikeln geschützt wird. Durch beide Bremssysteme wird das Fahrrad schwerer, wobei die Trommelbremse besonders schwer ist. Beide Typen werden bei professionellen Abfahrts- Fahrrädern benutzt, bei denen die Bremskraft essentieller ist als das Gewicht.

Balancieren und Lenken

Sobald einmal die Stützräder abgebaut werden können, ist das Fahrradfahren für die meisten Leute genauso natürlich wie das Gehen. Und doch stellt diese Art der Fortbewegung ein kompliziertes dynamisches System dar, das selbst heutzutage noch die Wissenschaft beschäftigt. Wir wissen, dass die menschliche Kraft, die sich in die Pedale überträgt, das Fahrrad antreibt. Aber wie bewegt sich das Fahrrad vorwärts? Und warum bleibt es aufrecht?

Das Zentrum der Schwerkraft

Die meisten von uns erinnern sich noch ihrer ersten Bemühungen, die Balance auf ihrem Rad zu halten. Das Balancieren ist einer der Hauptgegenstände unseres anfänglichen Trainings, und auch auf professionellem Niveau ist es ein wichtiger Aspekt.

Sobald eine Fahrerin ein Fahrrad besteigt, wird ihr Schwerpunkt nach oben verschoben, da ihr Gewicht nun auf einem höheren Punkt über dem Fahrrads ansetzt. Ein Fahrrad mit Fahrer hat einen erhöhten Schwerpunkt und ist sehr unstabil, solange es stillsteht.

Die Wirkung der Fliehkraft

Die Geometrie der Räder und die Geschwindigkeit, mit der sie sich drehen, haben auch fundamentale Bedeutung für die Balance. Hier kommt der Begriff der Fliehkraft ins Spiel, der dazu führt, dass ein rotierendes Rad die Tendenz hat, seine Bewegungsrichtung und seine Achsneigung beizubehalten. Manche Wissenschaftler glauben, dass dieser Effekt der Fleihkraft hauptsächlich für die Stabilität des Fahrrads verantwortlich ist . So ist zum Beispiel ein rollendes Rad umso stabiler, je schneller es sich dreht. Der Einfluss der wirksamen Kräfte verändert sich mit der Geschwindigkeit, mit der sich das Rad dreht. Ein sich schneller drehendes Rad ist äußeren Einflüssen wie z. B. dem Seitenwind stärker ausgesetzt, und dadurch wird auch die Vorwärtsbewegung stärker beeinflusst.

Die Lenkungseigenschaften eines Fahrrads sind abhängig von dessen Geschwindigkeit sowie von den geometrischen Verhältnissen des Rahmens und der Räder. Während bei langsamer Geschwindigkeit der Wendekreis des Vorderrads ziemlich klein sein kann, reicht bei höheren Geschwindigkeiten, ab ungefähr 15 km/h, eine ruckartige Lenkbewegung von nur wenigen Graden schon aus, um den Fahrer mit seinem Rad stürzen zu lassen.

Interessanterweise streiten sich viele Wissenschaftler sogar über die Grundlagen der Balance und des Lenkens. Während manche behaupten, ein hoher Schwerpunkt sei förderlich für die Stabilität, befürworten andere widerum einen niedrigen Scherpunkt. Manche bestehen darauf, dass allein die Fliehkraft der rotierenden Räder für die Stabilität verantwortlich ist, andere bestreiten dies.

URBane Neuigkeiten

Eine Reihe von Experimenten des Britischen Wissenschaftlers David Jones dreht sich um den springenden Punkt des Konflikts zwischen den Experten. Jones rief das Projekt URB ins Leben, eine Studie, in welcher er ein unfahrbares Fahrrad (un-ridable bycycle - URB) zu konstruieren versuchte. Er probierte den Fliehkraft-Effekt des Vorderrades auszuschalten, indem er neben dem Vorderrad ein zweites Rad anbrachte, das sich in entgegengesetzter Richtung drehte.
Jones fand dabei heraus, dass die Aufhebung der Fliehkraft keinen Effekt auf die Fähigkeit hatte, dass Fahrrad zu lenken, und das auch die allgemeine Stabilität des Fahrrads nicht erschüttert wurde. Bei einem anderen Experiment, diesmal ohne Fahrer ausgeführt, fand Jones jedoch heraus, das die Wirkung der Fliehkraft das Fahrrad schon stabiler macht. Dies deutet allerdings darauf hin, dass der Schwerpunkt, der sich ja bei einem Experiment mit und ohne Fahrer naturgemäß verändert, eine ausschlaggebende Rolle für der Stabilität des Fahrverhaltens spielen könnte.
Das URB Projekt war eine wichtige Demonstration, indem es die allgemeine Auffassung in Frage stellte, wonach allein die Wirkung der Fliehkraft der Räder für die Stabilität des Fahrrades verantwortlich ist.

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