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Antrieb und Gangschaltung
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Die Entwicklung des Kettenantriebes hat das Fahrrad
in unserem heutigen Sinne überhaupt erst möglich gemacht.
Dank des Kettenantriebs war es nicht länger nötig, den
Fahrradfahrer oben auf dem Rad sitzen zu lassen. Stattdessen konnte
er nun zwischen den Rädern platziert werden, wo er viel leichter
das Gleichgewicht halten konnte.
Als schließlich die Gangschaltungen aufkamen, wurde auch das
Treten für den Fahrradfahrer effektiver, und die Radler begrüßten
den Zugewinn an Geschwindigkeit
und das leichtere Fahren an schrägen Hängen.
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Ein moderner Kettenantrieb und
eine Kettenschaltung
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Die ersten Kettenantriebe
Die großartige Idee eines Antriebs aus
Kette und Zahnrad wird Leonardo da Vinci im 15. Jahrhundert zugeschrieben.
Es dauerte aber fast 400 Jahre lang, ehe diese Idee in der Praxis
umgesetzt werden konnte. Ein Kettenantrieb ist dann zweckmäßig,
wenn es gelingt, die Kraft aus den Beinen der Fahrradfahrerin
wirksam auf das das Hinterrad des Fahrrads zu übertragen.
Außerdem sollte sich der Tretwiderstand in einem für
die Radlerin komfortablen Bereichs bewegen. Die Entwicklung von
robusteren Materialien und andere technologische und konstruktive
Fortschritte führten schließlich dazu, dass der Kettenantrieb
um 1880 allgemein verbreitet war.
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Vorteile der Gangschaltung
Ein Kettenantrieb ohne Gangschaltung taugt etwas,
solange man auf flachen Strecken oder sogar etwas bergab fährt.
Sobald man aber etwas Gegenwind hat, der Weg bergauf führt,
oder man einfach nur schnell anfahren will, muss man sich auf
einen Fahrrad ohne Gangschaltung schon in den Stand begeben und
sich mit seinem ganzen Körpergewicht in die Pedalen stemmen,
um auch nur ein bisschen an Tempo zu gewinnen.
Die Schaltungen sorgen nun dafür, dass der Radler komfortabel
und effektiv treten kann, ganz gleich, ob er nun bergauf oder
bergab fährt und ob er den Wind von vorn oder von hinten
hat.
Auf den alten Velocipeds waren die Pedalen direkt
mit dem Rad verbunden. Eine Umdrehung der Pedalen war identisch
mit einer Umdrehung des Rades. Erst die Gangschaltungen machten
es möglich, dieses Verhältnis zu andern. Für steile
Anstiege wählen wir einen Gang, der uns mehrere Pedalumdrehungen
für eine Umdrehung des Rad abverlangt. Auf flachen Strecken
oder wenn es bergab geht, können wir hingegen einen Gang
wählen, bei dem sich das Rad viele Male dreht, wenn wir eine
Umdrehung an den Pedalen machen.
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PAUL de VIVIE, alias "Velocio"
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Einer der bedeutendsten Entwickler und Vorkämpfer
der Kettenschaltung war der Franzose Paul de Vivie
(1853-1930). Der leidenschafliche Befürworter
des Fahrradfahrens fuhr sein erstes Velociped,
als er 28 Jahre alt war, und schon bald darauf
verkaufte er seine Seidenhandlung und eröffnete
ein Fahrradgeschäft.
Auch gründete er im Jahr 1887 das Magazin
"Le Cycliste", für das er
unter dem Decknamen "Velocio" schrieb
und wo er für das Vergnügen und die
Vorteile des Fahrradfahrens warb.
Typisch für einen eifrigen Erfinder, war
Velocio davon überzeugt, dass Fahrräder
mit Gangschaltung, die damals noch eine Seltenheit
waren, für die Zukunft des Fahrradfahrens
von großer Bedeutung sein würden.
Obwohl die ersten bereits existierenden Schaltungen
schlecht und unzuverlässig waren, ließ
er sich nicht von seiner Vision abschrecken. Er
investierte viel Zeit in die Entwicklung mehrerer
Schaltungsschemas. 1905 testete er eine Kettenschaltung
mit einem Umwerfer für zwei verschiedene
Geschwindigkeiten,
den Cyclist
genannt.
Durch Velocios doppelte Anstrengung, sowohl auf
dem Gebiet des Machinenbaus als auch in der Publizistik,
wurde die Kettenschaltung immer weiter verbessert,
und 1933 konnte der Italiener Tullio Campagnolo
erstmals wurde eine relativ zuverlässige
Version präsentieren.
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Zähle Deine Zähne
Paul Doherty, wissenschaftlicher Berater am
Exploratorium, schildert eine einfache Methode, um das Übersetzungsverhältnis
eines Fahrrads herauszufinden. Nach dieser Methode braucht mann
nur die Zahl der Zähne auf dem vorderen Ritzel (oder Zahnkranz)
zu zählen und dann die auf dem hinteren Zahnkranz. In einem
Beispiel, das Paul herausgreift, hat das vordere Ritzel 54 Zähne
und der hintere 27. "Das heißt, jedesmal, wenn ich
das vordere Zahnrad einmal herumtrete, dreht es sich um 54 Zähne
weiter. Und das bedeutet, das sich das hintere Zahnrad mit seinen
27 Zähnen in derselben Zeit zweimal drehen muss. Das ergibt
ein Übersetzungsverhältnis von 2 zu 1. Wenn das hintere
Zahnrad jetzt nur 11 Zähne hatte, dann wäre das Verhältnis
5 zu 1, und so weiter ...
"
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Hinteres Zahnrad
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Vorderes Zahnrad
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Diese Animation demonstriert
die Umdrehung des vorderen und hinteren Zahnrads bei einem
Fahrrad.
Beachte, dass sich bei jeder Umdrehung des größeren
vorderen Zahnrades das das hintere Zahnrad zweimal dreht.
Die Animation zeigt ebenfalls eine interessante optische
Illusion, wobei die Streben des vorderen Zahnrades rückwärts
zu gehen scheinen.
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Paul Doherty vom Exploratorium
erzählt über Übersetzungsverhältnisse
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Antrieb und Gangschaltung
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©1997-99 Das
Exploratorium
Übersetzung:
Andrea
Bandelli
/
newMetropolis
- nachgesehen
von
Eckhard Stasch
/
institut pm
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