Evolution des Fahrrads

Eine ungewöhnliche Kaltwetterperiode zum Ende des achtzehnten Jahrhunderts brachte eine neue Art individueller Mobilität in der Alten Welt in Mode: den Eislauf. Selbst die Themse war 1788–1789 und erneut 1812–1813 in London zugefroren. Zuvor war auf dem europäischen Kontinent nur in den Niederlanden, wo es schmale Kanäle und Gräben gab, das Schlittschuhlaufen gang und gäbe. Zeitberichte beschreiben niederländische Bäuerinnen beim Schlittschuhlaufen auf gefrorenen Kanälen von Markt zu Markt, wobei sie eine Milchkanne auf dem Kopf balancierten und mit Wolle strickten (Ginzrot 1830, Band III, 328) Abb. 1.1

Der Ursprung der Idee, Kurbeln an der Vorderradwelle eines Velozipeds anzubringen, ist seit langem das heftigst diskutierte Thema der Radgeschichtsschreibung, und nicht bloß wegen des Mangels an zeitgenössischer Dokumentation. Wie Museumskurator Tom Rolt sagte, „ist der Grund, warum die Frage der Priorität so oft zum Thema hitziger Debatten wird, dass eine historische Erfindung nie ganz eigenständig ist“. Dies zeigt deutlich das seit kurzem bekannte preussische Patent von 1818 für Marcusons dreirädrige Velozipede mit Fußkurbelantrieb am Vorderrad, wenn auch mittels Steigbügeln statt Pedalen. Für standfeste Velozipede war der Kurbelantrieb am Vorderrad also bereits fünfzig Jahre in der Welt. Was dann 1866 wirklich neu war, war das Balancieren auf zwei Rädern und Kurbeln zugleich, nicht die Kurbel selbst. Dafür dürfte der vorausgegangene Boom des Rollschuhlaufens bahnbrechend gewesen sein. Denn wer beim Rollschuhlaufen mit Rollen unter beiden Füßen überlebte, hatte auf dem Zweirad keine Angst mehr, seine Füße vom Boden abzuheben und dauernd auf Pedale zu setzen. Die Verbreitung von handgekurbelten oder pedalbetriebenen Nähmaschinen kurz zuvor lieferte zudem ein mechanisches Vorbild.

Die Erfindung des Leichtbaurads aus gespannten Drahtspeichen war entscheidend für die Entwicklung des Fahrrads. Es dauerte ein halbes Jahrhundert, bis das neue Denken, welches das Drahtspeichenrad bedeutete, in andere Bereiche, wie etwa die Architektur, vordrang. Der amerikanische Architekt und Designer Richard Buckminster Fuller entwickelte in den 1920er-Jahren daraus eine eigene Entwurfsstrategie, die er „Tensegrität“ nannte. Zugstrukturen benötigen weniger Material als Druckstrukturen und können daher leichter sein.

Mit dem Fortschritt der Fahrradtechnik und der Verbesserung der Straßen wurde es offensichtlich, dass ein Fahrrad für jeden Tritt des linken plus rechten Beins des Fahrers auf ebenem Boden etwa fünf Meter zurücklegen sollte. Um dies mit direkt am Antriebsrad befestigten Kurbeln zu erreichen, war ein Vorderrad mit einem Durchmesser von etwa 150 cm erforderlich. Es war schwierig, ein Hochrad mit einem so großen Rad zu fahren. Für ein kleineres, handlicheres Antriebsrad war daher ein indirekter Antrieb wünschenswert. Es wurden verschiedene Systeme ausprobiert, einige mit Hebeln und Kurbeln, einige mit Riemen und Riemenscheiben, einige mit rotierenden Antriebswellen, einige mit ineinandergreifenden Kegelrädern und einige mit Kette und Kettenrädern. In diesem Kapitel gehen wir auf diese Alternativen ein und zeigen, wie die Kette als Mittel des indirekten Antriebs die Dominanz erlangte. Das verwandte Thema der variablen Getriebe wird in Kapitel 7 behandelt.

Das Hochrad war einfach, effizient und elegant, aber es war eine evolutionäre Sackgasse. Um 1880 hatte es seinen Höhepunkt erreicht. Der Name „the ordinary“ (das Übliche), der im Vereinigten Königreich rasch angenommen wurde, um das Hochrad vom neueren Niederrad zu unterscheiden, zeugte davon, wie gut es sich etabliert hatte. Der Name, unter dem es der heutigen Öffentlichkeit vielleicht am besten bekannt ist, „Penny Farthing“, war britische Umgangssprache; er spielte auf das Größenverhältnis zwischen Vorder- und Hinterrad der Maschine an, indem er dies mit den Penny- und Farthing-Münzen (Viertelpenny) der damaligen Zeit verglich.

In diesem Kapitel untersuchen wir technische Entwicklungen bei Reifen, bei gefederten Sattelstützen, bei gefederten Lenkern und bei der Radfederung.

In Kapitel 4 haben wir die Entwicklung des elementaren Antriebssystems besprochen. In diesem Kapitel untersuchen wir zwei Möglichkeiten, wie der Antrieb verbessert wurde, um bei Steigungen oder Gegenwind die begrenzte Leistung des Fahrers besser an die gewünschte Fahrgeschwindigkeit anzupassen.

Wir haben in Kapitel 7 gesehen, wie der automatische Freilauf bessere Bremsen erforderte, um den Verlust des Bremsens durch Gegenhalten auf den Pedalen zu auszugleichen, wie dies der Starrantrieb ermöglichte. In diesem Kapitel betrachten wir die Entwicklung der verschiedenen Bremsenarten.

Da die Berührungspunkte zwischen Fahrer und Maschine für eine komfortable und effiziente Fahrt wichtig sind, schauen sich Kaufinteressenten oft zuerst den Sattel, die Pedale und den Lenker eines Fahrrads an. Erfahrene Verkäufer wissen das und achten darauf, dass Lenkergriffe, Sattel und Pedale eines gebrauchten Fahrrads in einem guten Zustand sind. In diesem Kapitel gehen wir auf die Entwicklung dieser Komponenten ein.

Der Bedarf an Beleuchtung als Hilfsmittel für nächtliche Fahrten wurde schon in den frühesten Tagen des Fahrrads erkannt. Dieses Kapitel berichtet, wie neue Beleuchtungsmethoden für Radfahrer in Dienst genommen wurden und wie sich diese Anwendungen in der Folgezeit entwickelten.

Die Fähigkeit von Fahrrädern, Gepäck zu transportieren, ist seit den frühesten Zeiten der Maschine bekannt. Die Laufmaschine von Karl Drais war als Reitpferdersatz gedacht, und deshalb bot Drais auch die Möglichkeit, Gepäck zu transportieren, und begann damit eine Praxis, die bis heute anhält. In diesem Kapitel gehen wir auf die Entwiclung der vielfältigen Transport-Möglichkeiten mit dem Fahrrad ein. 

In Großbritannien wurden Maschinen, die von der Laufmaschine oder Draisine inspiriert waren, oft „hobby-horses“ (Steckenpferde) oder „dandy horses“ (Stenzpferde) genannt. Da die Laufmaschine das Reitpferd ersetzen sollte, wurden auch Rennen mit solchen Maschinen 1819 zu privaten Konkurrenzen. Im März desselben Jahres traten zwei Velozipedisten in Essex gegeneinander an, um herauszufinden, wer in einer Stunde am weitesten fahren konnte, wobei der Sieger fast 8 Meilen [13 km] schaffte. Einen Monat später legte ein Velozipedist in Kent aufgrund einer Wette 6 Meilen in etwas mehr als 51 Minuten [11 km/h] zurück. Später im selben Jahr schaffte ein Fahrer in Cornwall 26 Meilen in weniger als 4 Stunden, mit einem Durchschnitt von mehr als 11 Kilometer pro Stunde. Bei Drei-Meilen-Rennen in der Gegend von Ipswich sollen die Schnittgeschwindigkeiten bis zu 12 Meilen pro Stunde (19 km/h) betragen haben. Im Jahr 1819 gab es ein 50-Meilen-Rennen um die Außenbezirke von London.

In diesem Kapitel zeichnen wir die Geschichte der Nutzung und Anpassung des Fahrrads für militärische Zwecke nach. Es ist ein Thema, das die Phantasie mancher Erfinder und Militärstrategen beflügelt hat, vor allem bevor die Armeen motorisiert wurden. Wenn auch Fahrräder von einigen Armeen in großem Umfang für den Kurzstreckentransport außerhalb von Kampfgebieten genutzt wurden, wurden sie doch nur selten bei Kampfhandlungen in großem Umfang eingesetzt. Die wichtigste militärische Nutzung von Fahrrädern war die Verwendung von Standard-Diamantrahmen-Versionen für den Transport von Truppen und Nachschub.

Anno 1869, zu Zeiten des Pariser Kurbelvelozipeds, erschien in einer deutschen Zeitschrift die phantasiegeleitete Karikatur eines Gebirgsvelozipeds, das von einem großen Wasserstoffballon beim Aufstieg unterstützt wurde. Dass ein solches Experiment jemals versucht wurde, ist nicht bekannt. Tatsache ist jedoch, dass es seit vielen Jahren Radfahrer gibt, die an Fahrten im bergigen Gelände ihre Freude haben. Ein frühes Beispiel war Amos Sugden, der 1890 mit seinem schweren Niederrad über den Sty Head Pass im englischen Lake District fuhr und über seine Heldentaten in der CTC Gazette schrieb.

Die bei Fahrrädern für Erwachsene üblichen Raddurchmesser haben sich seit der Entstehung des Niederrads mit Diamantrahmen und Hinterradantrieb kaum verändert. Der 28-Zoll-Luftreifen war das größte Rad, das in dem robusten, unkomplizierten und leicht zu fertigenden Diamantrahmen bequem untergebracht werden konnte. Unter sonst gleichen Bedingungen rollt ein größeres Rad leichter als ein kleineres. In einem ungefederten Rahmen bietet ein größeres Rad auch mehr Fahrkomfort, weil es weniger tief in Unebenheiten der Fahrbahn eintaucht und sich bei Bodenwellen langsamer hebt und senkt. Oder einfach: Das 28-Zoll-Rad bot den besten Kompromiss zwischen Komfort und Rollwiderstand, den der Diamantrahmen zuließ. Alles andere hätte die Leichtigkeit des Auf- und Absteigens beeinträchtigt. Doch trotz anhaltender Dominanz der größeren Räder finden manchmal auch kleine Räder bei erwachsenen Fahrern eine Nische.

Der Fahrer eines Liegefahrrades nimmt mehr Platz in der Horizontalen als in der Vertikalen ein. Die Rückenlehne eines vollwertigen Liegefahrrades steht in einem Winkel von 30° oder weniger zur Horizontalen. In ruhiger Luft ist der Luftwiderstand eines Fahrrads und seines Fahrers proportional zur Frontfläche und zum Quadrat der Geschwindigkeit. Er ist der größte Widerstand, den ein Radfahrer, der schnell fahren will, überwinden muss. Aus diesem Grund können Liegeräder mit ihrer reduzierten Frontfläche einen erheblichen aerodynamischen Vorteil haben.