 Beschreibung:
Das Safety
Erstes Rover BikeBekanntester Vertreter dieser Bauform war das von John Kemp Starley seit 1884 angebotene „Rover Safety Bicycle“. Der Name Safety rührt daher, dass das Safety aufgrund der niedrigeren Sitzposition des Fahrers sicherer war als das Hochrad. Zudem war das Safety schneller und auch bequemer als das bis dahin etablierte Hochrad.
Seit 1884 waren hierzulande auch die ersten brauchbaren Kugellager der von Friedrich Fischer gegründeten „Velociped-Gußstahlkugelfabrik“ erhältlich, die den Reibungswiderstand in Naben und Tretlager drastisch verringerten.
Die Gebrüder Ljungström waren sehr kreative und typische Erfinderpersönlichkeiten des 19. Jahrhunderts. Sie erfanden nicht nur den nach ihnen benannten Turbinentyp, sondern auch eine frühe Form des Fahrrades. Dieses Fahrrad besaß bereits die heute bekannte Rahmenform, der Antrieb des Rades funktionierte jedoch nach einem völlig anderen Prinzip. Die Gebrüder verwendeten Klavierdraht und Exzenter statt Fahrradkette und Hinterradritzel. Ihr Svea-Fahrrad mit Freilauf wurde ab 1892 in Serie hergestellt und konnte sich für etwa zehn Jahre am Markt behaupten, bis die technologischen Probleme bei der Herstellung von Fahrradketten überwunden waren.
In der Geschichte des Fahrrades wurden immer wieder Alternativen zum Kettenantrieb erfunden und erprobt – von Kardanwellen über Riemenantrieben bis zu hochkomplizierten Hebelmechanismen. Doch keine dieser Entwicklungen konnte bisher langfristig mit der Kette konkurrieren.
Diamantrahmen und Stahlrohr
Maße am Fahrrad.Um 1880 kam der Diamantrahmen auf, eine Fachwerkkonstruktion aus einem Trapez für den Hauptrahmen (durch Verschmelzen von Ober- und Unterrohr am Steuerkopf wird das Trapez bei aktuellen Alu- und Carbonrahmen jedoch manchmal zum Dreieck) und einem doppelten Dreieck für den Hinterbau („Diamant“ ist eine falsche Übersetzung von diamond, was auch Raute bedeutet und die Rahmenform beschreibt).
Bis dahin waren bei Niederrädern sogenannte Kreuzrahmen üblich, die im wesentlichen aus einer Strebe von der Vordergabel zur Hinterachse und einer zweiten, sie kreuzenden Strebe vom Sattel zum Tretlager bestanden. Beim Diamantrahmen werden die Streben fast nur durch Zug und Druck belastet und kaum noch durch Verwindung oder Verbiegung – deshalb ist er wesentlich stabiler als ein Kreuzrahmen.
Das nahtlos gezogene Stahlrohr
Die Rahmen früher Fahrräder waren aus massivem Eisen oder Hohlstahl gefertigt und entsprechend schwer. 1885 ließen sich die Brüder Mannesmann ein Verfahren zur Erzeugung nahtloser Stahlrohre patentieren. Mit diesem seit 1890 erhältlichen Stahlrohr war schließlich das Rahmenmaterial gefunden, das bis vor kurzem im hochwertigen Fahrradbau dominierte und inzwischen teilweise durch Aluminium und im Radrennsport auch durch kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (umgangssprachlich Carbon) verdrängt wird. In der Massenproduktion waren allerdings die billigeren, mit Längsnaht geschweißten Stahlrohre üblich.
Das aus Stahlrohr gefertigte „Rover“ mit Diamantrahmen wurde zum Prototyp des modernen Fahrrads.
Die qualitativ hochwertigsten gezogenen Stahlrohre für Fahrradrahmen wurden bis in die 1990er Jahre von den Herstellern Columbus und Reynolds hergestellt.
Damenräder
Eine etwas andere Rahmengeometrie ist bei sogenannten Damenrädern üblich. Statt vom oberen Ende des Sitzrohres waagerecht zum Steuerrohr verläuft das Oberrohr hier von einer am Sitzrohr etwa 20 cm über dem Tretlager angesetzten Muffe zunächst horizontal, dann mehr oder weniger parallel zum Unterrohr. In sportlicheren Versionen ist es ungekrümmt und verbindet ungefähr die Mitte des Sitzrohres mit dem Steuerrohr. In jedem Fall ist ein solcher Rahmen als Fehlkonstruktion anzusehen; das Sitzrohr wird durch die Hinterbaustreben auf Biegung belastet, die Torsionssteifigkeit im Bereich des Lenkkopfs ist gegenüber dem Diamantrahmen stark reduziert.
Sattel
Fahrräder haben einen Sattel, der dem Körper während der Fahrt Halt gibt. Für weitergehende Informationen siehe Fahrradsattel.
Luftreifen
1888 erfand der schottische Tierarzt John Boyd Dunlop zum zweitenmal nach Robert William Thomson den Luftreifen, der erstmals eine praktikable Dämpfung und zuverlässigere Bodenhaftung ermöglichte. Bis dahin waren Fahrräder mit Eisen- oder seit 1865 mit Vollgummireifen ausgestattet. Den ersten abnehmbaren Luftreifen erfanden die Brüder Michelin 1890 in Frankreich. Der Luftreifen stieß anfangs auf große Skepsis; den Durchbruch brachten erst Erfolge im Rennsport (siehe auch: Fahrradventil, Fahrradbereifung). Während des ersten Weltkrieges wurden "Notmäntel" als Nachrüstsatz entwickelt und in Serie hergestellt.
Freilauf und Schaltung
Der von A. P. Morrow 1889 in den Vereinigten Staaten patentierte Freilauf war unter Radfahrern zunächst sehr umstritten. Die Freilaufgegner hatten ebenso gewichtige Argumente gegen seine Anerkennung im Radsport wie die Befürworter dafür. Der in den USA schon früher entschiedene Streit wurde in Deutschland erst nach 1900 durch die erfolgreiche Markteinführung der Torpedo-Freilaufnabe von Fichtel & Sachs mit integrierter Rücktrittbremse beendet.
1907 wurde die erste 2-Gang-Nabenschaltung nach einem Patent der Wanderer-Werke von Fichtel & Sachs auf den deutschen Markt gebracht. Sie besaß ein Planetengetriebe und ebenfalls eine Rücktrittbremse.
Im Gegensatz zu einer Kettenschaltung zeichnet sich die Nabenschaltung durch den geringen Wartungsaufwand und damit hohe Alltagstauglichkeit aus. Nachteilig ist das höhere Gewicht und der im Vergleich zu einer Kettenschaltung etwas geringere Wirkungsgrad - mit Ausnahme des direkten Ganges, bei dem die Kraftübertragung ohne Getriebeeinsatz erfolgt.
Die Nabenschaltungen wurden kontinuierlich weiterentwickelt. Neuere Entwicklungen gibt es u. a. von den Firmen Shimano mit der 8-Gang-Nabenschaltung Nexus oder der etwas länger übersetzten 9-Gang-Nabenschaltung von SRAM, sowie der Firma Rohloff mit der hochentwickelten 14-Gang-Nabenschaltung Speedhub 500/14, in der sich drei Planetengetriebe in einer Nabe befinden. Die von SRAM immer noch produzierten 3- und 5-Gang-Naben erfreuen sich weiterhin großer Beliebtheit, besonders bei Hollandrädern. Die flache Topographie der Niederlande macht niedrige Übersetzungen verzichtbar.
Als Exot sollte hier auch noch die Tretlager-2-Gang-Schaltung der Schweizer Firma Schlumpf genannt werden. Diese lässt sich beispielsweise mit der Nexus-Nabenschaltung kombinieren und erweitert so die Entfaltung in den Bereich der Rohloff-Nabe.
Weitere Entwicklung
Die weitere Entwicklung des Fahrrads orientierte sich am Konzept des Niederrads – lediglich mit Varianten bei Konstruktion und Materialien. Größere Fortschritte wurden nur noch bei Gangschaltung und Bremsen gemacht. Entsprechende Impulse gingen von der Entwicklung des Mountain Bikes (MTB) in den USA aus. Seit den 90er Jahren werden Fahrräder zunehmend mit Federung ausgestattet.
Besonders in den 80ern und 90er Jahren des 19. Jahrhunderts wurde viel mit alternativen Bauformen experimentiert, die sich aber nicht durchgesetzt haben. Dies wiederholt sich momentan teilweise im Bereich der Mountainbikes, wo immer wieder neue ungewöhnliche Rahmenkonstruktionen zu sehen sind. Im Straßen- und Bahnradrennsport bleibt jedoch der Diamantrahmen Standard.
Die im Zusammenhang mit dem Fahrrad gemachten Erfindungen waren wegbereitend für die Entwicklung des Motorrads und des Automobils um 1900, ebenso wie der Kampf gegen Fahrverbote der Obrigkeit.
Mit der Umweltbewegung sind seit den 80er Jahren Sonderformen wie Dreiräder und Liegeräder wiederentdeckt und weiterentwickelt worden, werden aber vom Fahrradhandel nicht so unterstützt wie die im Radrennsport gebräuchlichen Formen. Für diesen Sport, der in der Regel mit größeren Feldern im Massenstart durchgeführt wird, sind solche Räder nicht wendig genug, und sie bieten daher zu wenig Sicherheit im Verhältnis zu den hohen möglichen Geschwindigkeiten.
Heute werden Fahrradrahmen zum Großteil aus Stahl und Aluminium hergestellt, häufig mit größerem Rohrdurchmesser. Im
Radsport finden auch Rahmen aus Carbon ihren Einsatz.
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