200 Jahre Fahrrad - Teil 5 - Spezialbereifung, Kugellager, Ketten, Zahnriemen, Kardanantrieb
Einen kleinen Nachtrag zur Luftbereifung gibt es noch: Während des 1. Weltkrieges war Kautschuk sehr knapp, also konnten nur sehr wenig Reifen oder Schläuche hergestellt werden. Um aber beim Fahrkomfort keine Abstriche zu haben, montierte man Schraubenfedern auf die Felgen als eine Art Notreifen.

Bild zeigt einen solchen Notmantel aus Schraubenfedern.

(Bildquelle: Von Lokilech - Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1778606)

 
 
 
Ein weiteres Bauteil - sehr wichtig aber oft vernachlässigt – ist das Kugellager.

Sobald das Rad erfunden war, ergab sich ein Problem mit seiner Anwendung. Für den Lastentransport oder auch die Fortbewegung brachte das Rad viele Vorteile, die das Problem war die Verbindung vom festen zum drehenden Teil. Hohe Reibkräfte sorgen für Erwärmung und einen permanenten Verschleiß. Hier musste eine Lösung gefunden werden.

Bei Ausgrabungen wurden keltischen Streitwagen von ca. 700 v.Chr. gefunden, bei denen Radlager aus Hartholzzylindern genutzt wurden. Auch die Römer hatten Wälzlager bei Ihren Hebemaschinen oder auch Drucklager für drehbare Statuen im Einsatz.

Obwohl das Prinzip der Wälzlager also schon sehr früh bekannt war, passierte eigentlich nichts. Man begnügte sich lange mit gut geschmierten Gleitlagern. Erst mit dem Aufkommen der Dampfkraft traten Wälzlager wieder in Erscheinung.

- 1759 erfindet der Uhrmacher John Harrison ein Rollenlager mit Käfig.

- 1794 erhielt der Engländer Philip Vaughan das erste Patent für Achsen, hier kann man die ersten Rillenkugellager finden.

- 1869 erhielt der Franzose Jules Suriray ein Patent für Kugellager am Fahrrad.

- 1883 baute Friedrich Fischer („Kugelfischer“) in Schweinfurt die erste Kugelschleifmaschine. Zusammen mit seinem Mitarbeiter Wilhelm Höpflinger entwickelte er diese dann entscheidend weiter. Nun war die Produktion der Kugeln im industriellen Maßstab möglich.

- 1890–1910 Kugellagerpatente von Friedrich Fischer, Wilhelm Höpflinger, Ernst Sachs, August Riebe

- 1898 meldete Henry Timken in den USA ein Patent für das Kegelrollenlager an.

- 1907 Sven Gustaf Wingqvist erfand das Pendelkugellager und gründete in Göteborg die Firma Svenska Kullagerfabriken – SKF.

- 1934 Erich Franke erfand das Drahtwälzlager nach dem Prinzip der eingelegten Laufdrähte.

Im Laufe der Zeit kamen zahlreiche weitere Varianten hinzu. Insbesondere entwickelten sich die Fertigungsgenauigkeit und die Schmierstoffentwicklung weiter. Zahlreiche Normen legen mittlerweile Standard-Abmessungen fest und vereinfachten so Konstruktion und Fertigung.

Auch die Fahrradkette ist ein oft vernachlässigtes Bauteil am Fahrrad:

1878 hielten Rollenketten mit dem Aufkommen des Sicherheitsniederrades Einzug in die Fahrradtechnik.

William Spears Simpson erfindet 1895 die Simpson-Hebelkette mit dreieckförmigen Kettengliedern.

Dann war erst einmal Pause mit der Weiterentwicklung der Fahrradkette. Erst 1978 ging es mit der Lagerkragenkette des französischen Unternehmens Sedisport.

Shimano bringt 1982 die Uniglide-Kette auf den Markt. Ihre ausgestellten Außenlaschen verbessern die Schalteigenschaften.
                       





















Kettenglied mit Nietstift

(Bildquelle: Von Rado bladteth Rzeznicki - Eigenes Werk, Gemeinfrei,
https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1144097)

       
Regina erfindet dann 1987 eine bolzenlose Kette. Der Vorteil der Gewichtsersparnis kann jedoch nicht den höheren Verschleiß ausgleichen.

Rohloff verbessert 1988 die Flexibilität ihrer Ketten durch nach innen angebogene Außenlaschen, was die Schaltqualität hebt.                
                                 
Heute verwendet man fast ausschließlich Hülsenketten oder Lagerkragenketten mit einer Teilung von 1/2".
Doch egal welche Kette montiert ist: rostig und ungefettet kann diese ihre Arbeit nicht vernünftig leisten.

Heute gibt es natürlich Alternativen zur Kette beim Antrieb:
Die sogenannten Kardanantriebe, die sich nie richtig durchgesetzt haben und auch Zahnriemen.

Die Zahnriemen werden seit Anfang der 1980er Jahre an Fahrrädern montiert. Dem Vorteil des leichten, sauberen, wartungsarmen und leiseren Betriebs steht die Empfindlichkeit gegen Fremdkörper und ungenaues Ausrichten der Fluchtung gegenüber.
Weil der Riemen nicht wie eine Kette teilbar ist, muss der Hinterbau des Fahrradrahmens zum Montieren geöffnet werden. Kettenschaltungen können nicht mit Zahnriemen betrieben werden.

Seit langem haben Konstrukteure die Hoffnung, den Kardanantrieb fahrradtauglich zu bekommen. Der Kardanantrieb war ja schon im 19. Jahrhundert bekannt, und fand schließlich auch seinen Weg in die Fahrradproduktion. Allerdings ist der Antrieb hier keine Kardanwelle im eigentlichen Sinn mit beweglichen Gelenken sondern eher eine Welle mit je einem Kegel-/Tellerrad an jedem Ende, über die die Tretkraft übertragen wurde.

Das System war schwer, lies sich auch schwerer treten als ein Kettenantrieb, war nicht mit Schaltungen kombinierbar und konnte sich deshalb trotz seiner Wartungsfreiheit nicht durchsetzen. Nur wenige Hersteller bauten bis zum 2. Weltkrieg Kardanantriebe in Fahrräder ein. Auch jeder weitere Vorstoß ab den 1970er Jahren lief schnell wieder ins Leere.
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