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Neue Techniken am Fahrrad

Das Bundesministerium für Bildung und Forschung hat das Jahr 2004 zum Jahr der Technik ausgerufen. Am 18.02.2004 stand in Karlsruhe im Landesgewerbeamt das Thema "Neue Techniken am Fahrrad: Innovationen oder Marketing-Gags?" auf dem Programm. Angekündigt waren die Referenten Hans-Christian Smolik mit dem Thema "Rahmen, Schaltung, Federung und Falträder" und die Herren Thomas Kramer und Dominik Krieger mit dem Thema "Zweckmäßigkeit und die Auswirkung der neuen Techniken auf die Gesundheit, Sicherheit und Komfort".

Die Popularität des Fahrrads ist ungebrochen. Trotz der gegenwärtigen Wirtschaftsflaute sind im Jahr 2003 die Verkaufszahlen um 3 % gestiegen. Jährlich werden in Deutschland 2,5 Millionen heimische und 2 Millionen importierte Fahrräder verkauft. In deutschen Haushalten gibt es etwa 75 Millionen Fahrräder. Auch wenn nur etwa 2,5 % der gesamten Wegstrecke mit dem Fahrrad bewältigt werden, so sind es in der Konkurrenz zu Auto, Bahn, Bus, Flugzeug, ... beachtliche 10 % der Wege. Auch in der Geburtsstadt des Fahrrades ist das Interesse an diesem vielfältig nutzbaren Verkehrs- und Freizeitmittel groß. Der Meidinger-Saal mit seinen 200 Sitzplätzen konnte die ungefähr 300 interessierten Personen nicht fassen und die Veranstaltung wurde zusätzlich mit Bild und Ton in das bestuhlte Foyer übertragen. Das Thema hat Menschen aus allen Altersgruppen angezogen, in der überwiegenden Mehrheit männlichen Geschlechts, aber auch ein paar Frauen.

Seit dem Aufkommen der Motorisierung um das Jahr 1900 hat das Interesse an Neuerungen in der Fahrradtechnik nachgelassen. Aber seit 1980 wird wieder vermehrt an verschiedenen Möglichkeiten am Fahrrad experimentiert, um den Fahrkomfort und die Schnelligkeit nach Möglichkeit zu erhöhen. Außerdem sollten die Fahrräder möglichst leicht sein, um den Transport zu erleichtern.

Für den Rahmen und die Vordergabel werden als Werkstoffe Stahl, Aluminium und Karbon verwendet, wobei die Werkstoffe auch kombiniert werden. Stahl ist weiterhin ein verhältnismäßig billiger und guter Werkstoff. Er federt und die Schwingungen werden auf Dauer gut vertragen. Außerdem ist Stahl ziemlich unempfindlich gegen Verletzungen durch Schlag und Stahl bricht außergewöhnlich selten plötzlich zusammen. Aluminium ist leichter als Stahl, aber nicht so reißfest. Um die Stabilität zu erhöhen, wird bei Aluminium die Rohrwand dicker und/oder der Rohrdurchmesser größer gemacht. Karbon federt besser als Stahl, solange die Fasern nicht verletzt werden. Wegen seines geringen Gewichtes und des hohen Preises wird Karbon vor allem in hochwertigen Rennrädern verwendet. Aber nach einer Meldung der FAZ vom 17.02.2004 mussten bei Porsche Mountainbikes der Karbonlenkervorbau 2540 mal und die Karbonsattelstütze 521 mal wegen Bruchgefahr ausgetauscht werden.

Um die Leichtgängigkeit zu erhöhen, ist der Elektroantrieb eine echte Erleichterung der Tretarbeit. Andererseits machen die Batterien das Fahrrad schwerer. Eine gut gewartete Kettenschaltung verschwendet etwa 1 bis 3 % der aufgewendeten Energie. Die Nabenschaltung vergeudet bis 10 % der Energie. Aber die Nabenschaltung ist geschützt untergebracht und braucht, außer dem Ölen der Züge, wenig Pflege. Nabenschaltungen sind komplikationslos zu bedienen. Die 14-Gang-Naben-schaltung ist dazu auch noch genau so gut abgestuft wie die 3x9-Kettenschaltung. Bei den Nabenschaltungen kann als Antriebsüberträger auch ein Zahnriemen eingesetzt werden. Die neuentwickelten Zahnriemen sind der Dauerbelastung besser angepasst als ehemals. Sie sind vorteilhaft, weil sie nicht geschmiert werden und sauber sind.

Der Energieverlust in der Schaltung ist ziemlich unbedeutend im Vergleich zum Energieaufwand um den Luftwiderstand zu überwinden. Der Luftwiderstand wird, neben der Verkleidung zum Beispiel an Liegerädern, am meisten von der Sitzposition bestimmt. Die Sitzposition kann im Allgemeinen einfach mit der Lage und Form des Lenkers und der Höhe des Sattels verändert und den individuellen Wünschen angepasst werden. Der "Multifunktionsvorbau" und der sogenannte "Brezellenker" sind einfache Veränderungen, die auch an alten Fahrrädern verhältnismäßig billig erstaunliche Verbesserungen bewirken können.

Die traditionelle Federung mit luftgefüllten Gummireifen, über quer gespannten Speichen, einer leicht gebogenen Stahlgabel und Federn im Sattel und die Sattelpolsterung ist einfach und robust und erfüllt im Allgemeinen immer noch die meisten Anforderungen.

Bei Mountainbikes ist eine aufwändige Vorderradfederung notwendig und obligatorisch. Nach der Probefahrt mit einem vollgefederten Rad ist man begeistert, aber man muss bedenken, dass die Federgabel und/oder Hinterradfederung das Fahrrad merklich schwerer machen. Um die Funktion zu erfüllen, müssen die Federungen genau eingestellt werden. Außerdem macht die Federung beim Transport von erhöhter Zuladung das Fahren instabiler. Man kann versuchen mit kleineren Verbesserungen auszukommen. Zur Komforterhöhung kannman breite Ballonreifen mit wenig Luftdruck nachrüsten. Größere Stöße können abgefangen werden, wenn die Arme beim Fahren nicht ganz ausgestreckt sind, und die Handgelenke sollten nicht abknickt und die Nerven nicht gequetscht werden. Am Lenker kann man weiche dicke Gummigriffe anbringen, welche die Stöße in den Händen abfangen. Eine Federgabel kann nachgerüstet werden. Eine gefederte Sattelstütze kann gegebenenfalls eine aufwändige Hinterradfederung ersetzen; das ergibt eventuell 3 kg weniger Gewicht. Wenn das Sitzrohr kurz genug ist und das Ausschwingen nicht behindert wird, kann eine gefederte Sattelstütze auch nachgerüstet werden. Auch Gelsättel sollten unbedingt nachgerüstet werden. Männer benutzen zunehmend Sättel mit einer Mulde in der Mitte. Für die richtige Stellung des Beckens sollte der Sattel so montiert werden, dass die Spitze nicht nach oben, sondern eher etwas abwärts zeigt.

Beim rauen Betrieb vor allem im Gelände werden die Felgen verschmutzt und abgenutzt. Die Mountainbikes bevorzugen Scheibenbremsen, auch wenn sie mehr gewartet werden müssen. Hydraulikbremsen sind leichter zu bedienen als Bremsen mit Zügen.

Die Luftwirbel bewirken auch an den Laufrädern einen Energieverlust, dem bei Rennrädern durch besondere Speichen und besondere Bespannung der Speichen entgegengewirkt wird. Wegen der schlechteren Seitenstabilität und Dämpfung lohnt sich der Aufwand für den Allgemeingebrauch nicht.

Ein plötzlicher Druckabfall im Reifen kann zu Stürzen führen. Inzwischen gibt es in Anlehnung an die schlauchlosen Reifen beim Auto auch bei Fahrrädern analoge Erzeugnisse. Das Aufziehen auf die Felge ist schwieriger als bei den bisher verbreiteten bekannten Fabrikaten, weil die Kontaktfläche zwischen Reifen und Felge luftdicht sein muss.

Um sich Wartungskosten zu ersparen, lohnt die "pannensichere" Bereifung und ein zuverlässiger Dynamo. Der Nabendynamo ist unübertroffen in der Zuverlässigkeit und im Preis. Der Seitenläufer ist die billige, leider anfällige Alternative. Der Durchmesser des Laufrädchens sollte doppelt so groß wie die bisher üblichen Laufrädchen sein. Außerdem soll das Laufrädchen mit weichem Gummi belegt sein, damit es einen guten Kontakt zum Reifen bekommt (Marke AXA). Das Vorderlicht und das Rücklicht sollten mit Zuleitungen zum Pluspol und zum Minuspol des Dynamos verbunden sein.

Es gibt inzwischen mehrere Klappräder auf dem Markt, welche auf verhältnismäßig glatten Wegen im Fahrverhalten den Fahrrädern ohne Klappmechanismus wenig nachstehen, aber dafür den Vorteil haben, erheblich besser transportiert werden zu können. (www.klapprad.de, www.faltrad.de). Wegen der kleineren Auflagefläche der Reifen, müssen die Reifen, um nicht beschädigt zu werden, stärker aufgepumpt werden. Dabei wird auch der Rollwiderstand kleiner.

Die heutige Vielfalt von jeweils Ein-, Kinder-, Jugend-, Klapp-, Elektro-, Renn-, Liegerädern, City-, Trekking-, Mountainbikes, Tandems, Rikschas, ... ermöglicht es jedem Interessenten, das für ihn passende Fahrrad zu finden. Die Referenten haben vermieden, eine Liste von wenig sinnvollen Neuerungen aufzustellen. Sie befürworten das Experimentieren und den Fortschritt.

In der Fahrradtechnik ist vieles im Fluss. Neben sinnvollen Neuerungen sind auch weniger günstige Lösungen auf dem Markt und in Gebrauch. Manche ausgefallenen Designerideen können sich in der Praxis, sei es fürs Renommieren, bewähren.

Walter Suppanz

Dies ist ein Artikel der Karlsruher Zeitschrift umwelt&verkehr 2/04

Stand des Artikels: 2004! Der Inhalt des Artikels könnte nicht mehr aktuell sein, der Autor nicht mehr erreichbar o.ä. Schauen Sie auch in unseren Themen-Index.

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