DAS Fahrrad 

Thematik des Fahrrades und die Lösung (zum Patent angemeldet)


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      Das Fahrrad wurde um 1817 (Korrekterweise als Lauf-Fahrrad) in Deutschland erfunden, um 1860 mit Trettkurbelantrieb am Vorderrad vorgesehen, um 1880 mit Antriebskette verbessert, um 1900 kam der Freilauf, zwei Jahre später die Nabenschaltung, um 1940 die Kettenschaltung und dann blieb das Fahrrad antriebsmässig bis heute prinzipiell unverändert.
      Der Kurbelantrieb wird bereits seit ca. 120 Jahren verwendet und  kann keinen theoretischen Wirkungsgrad von 100% erreichen (theoretisch, also ohne Berücksichtigung der Reibung). Weiters ist der Wirkungsgrad der Einheit Mensch-Fahrrad  umstritten und wird wahrscheinlich auch nie in einer Formel ausgedrückt werden können, da er als Zusammenspiel zwischen Mechanik, Physik, Fahrradgeometrie und Muskulatur vom persönlichen Verhalten des jeweiligen Anwenders abhängig ist; als unumstritten gilt aber zugleich, dass große Verluste jedenfalls vorhanden sind.


Ein Problem hierbei ist, dass ein Kurbelantrieb die größtmögliche  Kraftübertragung ohne Verluste vom Fuß zur Antriebskette nur unter der Voraussetzung gewährleisten würde, dass die Kraft auf das Pedal tangential zum Pedaldrehkreis wirkt. Wie jeder weiß, kann man so die Pedale nur unter einem Winkel von ca. 45° betätigen.  Bei der Annahme, dass der „normale“ Anwender das Pedal immer senkrecht betätigen würde, lässt sich einen theoretischen Wirkungsgrad von (nur) ca. 71% erzielen. Das heißt, dass ca. 29% der Kraft verloren geht; oder anders ausgedrückt, im angenommenen Fall der immer senkrechter Betätigung des Pedals liegt eine nicht verwendete Reserve von 39/71*100 = 41% vor.


Seit ca. 70 Jahren gibt es Versuche und Patente für  lineare oder quasilineare Fahrradantriebe. All diese  Enthusiasten konnten keine Lösung für die Tatsache finden, dass obwohl das Hinterrad von einem Linearantrieb mehr Drehmoment zur Verfügung hat, das Fahren mit solchen Antrieben schnell anstrengend wird. Die Erklärung dafür: die Füße müssen eine vorgegebene Richtung verfolgen und in abrupten Umkehrbewegungen sehr viel kinetische Energie verlieren.  


Die Lösung ist das Fahrrad der fünften Generation (G-5 Fahrrad)  im Bild unten, dessen Linearpendelantrieb sich automatisch so anpasst, dass das Pedal immer in die beste Richtung gedrückt wird und die Füße bewegen sich frei,  natürlich, nach vorne und nach hinten, auf einer Kurve (Patent pending). Zusätzlich, wird kinetische Energie in kritischen Momenten gespeichert um später dem Antrieb zur Verfügung gestellt zu werden (Patent pending).  



 


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Fahrradantrieb, linear