Technik-Facts Mobilität, Fokus Fahrrad

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1 Technik-Facts Mobilität, Fokus Fahrrad Informationen zur Förderung des Technikinteresses in der Schule Einführung Das Fahrrad ist das erste und bis heute preiswerteste Individualverkehrsmittel. In Europa erlangte es seine größte Verbreitung in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts, denn es war auch für Arbeiter erschwinglich, und diese mussten infolge der Industrialisierung immer längere Wege zurücklegen. Durch den wachsenden Wohlstand nach dem Zweiten Weltkrieg und das zunehmende Angebot an vergleichsweise preiswerten motorisierten Fahrzeugen wurde das Fahrrad als alltägliches Verkehrsmittel durch Motorräder und schließlich Autos zurückgedrängt. In den ärmeren Regionen der Welt spielt das Fahrrad immer noch eine ähnlich bedeutende Rolle wie in Europa zu Beginn des 20. Jahrhunderts, wird aber auch dort, soweit es die wirtschaftliche Entwicklung erlaubt, immer mehr durch das Auto ersetzt (zum Beispiel in China). Quellen und weiterführende Infos Mobilität Wie und warum bewegen wir uns fort Technikfacts Mobilität, Schwerpunkt Fahrrad Eveline Randegger Seite 1

2 Mobilitätsverhalten auf dem Schulweg Das Bundesamt für Strassen hat in einem Forschungsauftrag zum Schulweg von Primarschulkindern in der Schweiz folgendes herausgefunden: 78.5% aller Nennungen, wie die Kinder normalerweise den Schulweg zurücklegen, betreffen eine Mobilitätsform aus eigener Kraft : 60.8% das Gehen zu Fuss, 11.6% das Velo und 6.1% fahrzeugähnliche Geräte (FäG). In der Deutschschweiz wurde im Vergleich zur Romandie und zum Tessin signifikant häufiger das Velo genannt. Auf dem Land wurde das Velo signifikant häufiger erwähnt als in den beiden andern Siedlungstypen. 7.6% aller Nennungen betreffen das Auto, wobei der Anteil im Tessin rund sechsmal so hoch ist wie in der Deutschschweiz. Schweizweit werden 17.3% der Kinder mehrmals pro Woche mit dem Auto zur Schule gefahren (sogenannte Elterntaxis ). Im Tessin ist dieser Anteil rund viermal so hoch wie in der Deutschschweiz. Eltern, welche ihr Kind mehr als einmal pro Monat mit dem Auto zur Schule fahren, gaben als häufigsten Grund praktische Überlegungen an (43.4%). Sicherheitsbedenken wurden nur von 8% der Befragten erwähnt. BIKE2SCHOOL Die Aktion bike2school von Pro Velo bringt jedes Jahr Schülerinnen und Schüler aus der ganzen Schweiz aufs Velo. Die Klassen ab der vierten Primarschulstufe bis und mit Sekundarstufe zwei benutzen während der Aktion so oft wie möglich das Velo für den Schulweg und sammeln dabei Punkte und Kilometer im Wettbewerb um attraktive Klassen- und Einzelpreise. Die Aktion dauert das ganze Schuljahr, während dessen die Klassen im Herbst oder im Frühling an vier frei wählbaren Wochen teilnehmen können. Auch die zweimalige Teilnahme ist sinnvoll und erwünscht. Dabei gibt es nicht nur wertvolle Punkte im Wettbewerb um die attraktiven Klassen- und Einzelpreise zu gewinnen. Vielmehr beabsichtigt Pro Velo Schweiz, die Idee der erfolgreichen Aktion "bike to work" auch in die Schule zu bringen: Die Förderung von Fitness Technikfacts Mobilität, Schwerpunkt Fahrrad Eveline Randegger Seite 2

3 und Gesundheit, das Üben des Verhaltens im Verkehr und das Erlebnis im Team stehen dabei im Vordergrund. Mit Begleitaktionen, die von der Schule oder einer Elternorganisation durchgeführt werden, können die im Klassenteam auf dem Schulweg gesammelten Punkte vermehrt werden. Die Aktion bike2school setzt auf Freiwilligkeit. Durch die Integration von körperlicher Aktivität auf dem Schulweg wird das Verhalten verändert, ohne die Schulpräsenz zu verlängern oder das Freizeitbudget zu beeinträchtigen. Technikfacts Mobilität, Schwerpunkt Fahrrad Eveline Randegger Seite 3

4 Geschichte des Fahrrads Im 18. Jahrhundert trifft man auf die ersten Fahrradähnlichen Fahrzeuge. Sie waren vierrädrig, und wurden mit reiner Muskelraft betrieben. Die Masse des Gefährts war jedoch so gross, dass die Fahrer schnell müde wurden. Erst als das Fahrrad als allgemein benutztes Fahrzeug benutzt wurde, verbesserte sich die Ausnutzung der Muskelkraft. Neue und leichtere Materialien verringerten das Gewicht, Kugellager und Luftreifen verbesserten die Rollfähigkeit. Zweiradprinzip 1817 erfand Karl Drais das Zweirad. Es wurden noch keine Pedale und Ketten gebraucht, man stiess sich einfach mit den Füssen am Boden ab. Aus diesem Grund wurde die Draisine auch Laufmaschine genannt. Wichtig war, dass sich die Laufmaschine bereits damals mit dem Vorderrad lenken liess. So konnte man auch ohne weiteres gleiten. Pedalantrieb Es lässt sich streiten, wer der beiden Erfinder, Pierre Michaux oder Pierre Lallement, das Zweirad mit Tretkurbel erfunden hat. Bei beiden wurde die Tretkurbel fix am Vorderrad angebracht. Dabei entsprach konstruktionsbedingt der bei einer Umdrehung der Pedale zurückgelegte Weg dem Umfang des Vorderrads. Hochrad Das Hochrad funktionierte mit gleicher Technik wie das erste pedalangetriebene Zweirad. Um grössere Geschwindigkeiten zu erzielen, vergrösserte man das Vorderrad. Beim Auf- und Absteigen verlangte das Hochrad Technikfacts Mobilität, Schwerpunkt Fahrrad Eveline Randegger Seite 4

5 viel Geschick und eine gute Balance. Man sass beim Fahren relativ weit oben und hatte dadurch bei einem Sturz eine grosse Verletzungsgefahr. Aus diesem Grund wurde das Hochrad in vielen Städten sogleich verboten. Hinterantrieb Kettenantrieb Die Zweiräder mit Hinterantrieb wurden zuerst mit fixen Stangenverbindungen zwischen der Tretkurbel und dem Hinterrad angetrieben, ähnlich wie bei einer Dampflokomotive. Erst später wurden die Stangen durch eine flexible Kette ersetzt. Konstruktion und Technik Zu den wesentlichen Konstruktionselementen eines Fahrrads gehören Rahmen mit Steuerrohr, Oberrohr, Unterrohr, Sitzrohr, obere Hinterbaustrebe, untere Hinterbaustrebe (Kettenstrebe) Gabel mit Gabelscheide und Gabelschaft, Steuersatz mit Lenker (Lenkstange) und Vorbau Zwei Laufräder, das lenkbare Vorderrad und das angetriebene Hinterrad, bestehend aus Nabe, Speichen, Felge, Reifen, dazu an der Hinterradnabe zusätzlich Zahnkranz oder Zahnkranzpaket Sattel mit Sattelstütze Tretlager mit Innenlager, Kurbeln und Kettenblättern, die begrifflich nicht zum Tretlager gehörigen Pedale sind am Ende der Kurbeln eingeschraubt Kette und Kettenschutz zwei Bremsen für Vorder- und Hinterrad, bei Handbremsen mit Bremsgriff und Bowdenzug Technikfacts Mobilität, Schwerpunkt Fahrrad Eveline Randegger Seite 5

6 Ergänzt wird die Funktionalität bei Bedarf durch folgende Bauelemente: Klingel Beleuchtung Gangschaltung mit Schalthebel, Bowdenzug, Schaltwerk und Umwerfer oder Überwerfer Schutzblech Gepäckträger Satteltasche Ständer Anhängerkupplung und Fahrradanhänger Der Rahmen ist, vergleichbar mit dem Fahrgestell bei Fahrzeugen anderer Art, als tragendes Element hoch belastbar und verbindet alle anderen Bauteile fest oder beweglich miteinander. Im Steuerrohr ist über das Lenkkopflager die Gabel und der Vorbau mit der Lenkstange drehbar montiert. Das Sitzrohr trägt die Sattelstütze mit dem Sattel. In die Verbindungsstelle von Sattelrohr, Unterrohr und Hinterstrebe ist das Tretlagergehäuse eingelassen. In die Hinterstreben und die Vorderradgabel sind die Naben der beiden Laufräder eingespannt. Zwischen dem Kettenblatt des Tretlagers und dem Zahnkranz der Hinterradnabe sorgt eine Rollenkette für die Kraftübertragung von den Pedalen auf das Hinterrad. Als Bremsen haben sich vielfach Felgenbremsen bewährt, die an der Vorderradgabel bzw. an der oberen Hinterbaustrebe montiert sind. Am Hinterrad wurde früher auch oft eine Nabenbremse verbaut, die durch Zurücktreten der Pedale (Rücktritt) ausgelöst wird. Dieser Rücktritt gilt heute jedoch als zu unsicher. Die Fahrradtechnik ist heute kompliziert und vielfältig. Bei der Montage vieler Komponenten ist die Berücksichtigung von Spezialwissen und Sonderwerkzeug notwendig. Seit ca sind Fahrräder selbst der billigsten Bauart mit Schaltungen ausgestattet. Reparaturen an Nabenschaltungen sind für Laien nahezu unmöglich, die Einstellung von Kettenschaltungen ist in den meisten Fällen nicht trivial. Die immer weiter verbreiteten Federelemante verlangen fachgerechte Wartung. Viele Teile an modernen Fahrrädern unterliegen heute weit größerem Verschleiß als vor wenigen Jahrzehnten, was eine regelmäßige Wartung erfordert. Technikfacts Mobilität, Schwerpunkt Fahrrad Eveline Randegger Seite 6

7 Das E-Bike am Beispiel des FLYERS der Firma Biketec, Huttwil Ein Elektrorad, auch Elektrofahrrad, E-Fahrrad, E-Rad, E-Bike oder ebike genannt, ist ein Fahrrad, das zur Gänze oder tretunterstützend von einem Elektromotor angetrieben wird. Der Motor kann wahlweise im Vorderrad oder im Hinterrad als Nabenmotor oder im Tretlager als sogenannter Mittelmotor angebracht sein. Die Versorgung des Elektromotors mit Energie erfolgt durch einen oft abnehmbaren Akku. Eine Firma, die in der Schweiz E-Bikes herstellt ist die Firma Biketec in Huttwil, sie stellt den sogenannten FLYER her Die Biketec AG wurde am 3. Dezember 2001 gegründet und hat die FLYER Aktivitäten von der Firma BKTech AG übernommen. Der Geschäftszweck ist die Entwicklung, Herstellung und Vertrieb des FLYER's und weiterer innovativer Produkte der effizienten Zweirad- Mobilität. Der Flyer ist in mehreren Etappen aus einem Mobilitätsbedürfnis entstanden. Nachdem der Prototyp eines elektrifizierten Fahrrades ("Roter Büffel") 1993 die ersten Runden gedreht hatte Wurde von ein erstes Serienprodukt in Kleinserie durch die Firma BKTech AG hergestellt: der FLYER Classic. Mit verschiedenen Unternehmerpreisen ausgezeichnet fand die innovative Idee immer mehr Anhänger. Dank der Unterstützung innovativer Investoren konnte ein ehrgeiziges Projekt in Angriff genommen werden: Die Entwicklung eines neuen Zweirad- Mobilitätsproduktes, welches weltweit den Massstab setzen soll. In enger Zusammenarbeit Technikfacts Mobilität, Schwerpunkt Fahrrad Eveline Randegger Seite 7

8 mit Hochschulen, Zulieferanten und Behörden konnte der New Flyer entwickelt und realisiert werden. Mit einem Jahr Verspätung wurde das Versprechen im Frühsommer 2000 eingelöst und seither ist der Flyer als Massstab im Markt anerkannt. Lancierung der Flyer C-Serie 2003 lanciert Biketec das erste Elektrofahrrad Europas, welches mit der neuen Lithium-Ionen Technologie ausgestattet ist ein Quantensprung ist gelungen. Das Fahrzeug wurde konsequent auf die Bedürfnisse der Endverbraucher ausgerichtet (tiefer Einstieg, solide und zuverlässige Technik und hochwertige Komponenten) und hebt sich durch das Design als eigenständiges Produkt ab. Dank der Flyer C-Serie erreicht die Marke Flyer in der Schweiz einen Marktanteil von ca. 70% und ermöglicht den erfolgreichen Eintritt in den deutschen Markt. Danach kamen jährlich neue Modelle dazu wie das Faltrad, die Plusmodelle mit einem grösseren Akku, die T-Serie für Touren und Trekking, die S-Serie ein sportliches Modell, ein Tandem, die K-Serie mit Karbonrahmen, die L-Serie mit tieferem Einstieg, das i:sy Kompaktrad, die X-Serie welche noch sportlicher und noch geländegängiger ist, die R-Serie welche konsequent auf Sportlichkeit ausgerichtet ist sowie der Cargo, das universelle Arbeitstier für Alltag und Freizeit. Forschungsaufträge für Schülerinnen und Schüler Was gibt es nebst der Firma Biketec noch für Hersteller von E-Bikes und Fahrrädern in der Schweiz? Wer war Pierre Michaux? Informiere dich über seine Person und seine Erfindung Betrachte dein eigenes Fahrrad und versuche die einzelnen Konstruktionselemente zu benennen (Die Abbildung auf S. 4 hilft dir dabei) Wie legst du deinen Schulweg zurück? Führe eine Woche lang Tagebuch darüber. DO-IT-Aufgaben Velotasche, Five-Pack: Outdoor (Fussvelo, Five-Pack: Outdoor ) Technikfacts Mobilität, Schwerpunkt Fahrrad Eveline Randegger Seite 8