Liegeräder

Vorbereitende Arbeiten.

1 Für das Anfertigen von Entwürfen ist das Herstellen eines "Ergonomie-Hampelmanns" sehr nützlich. Das ist ein Modell des eigenen Körpers aus Pappe oder dünnem Alublech in Seitenansicht mit Druckknöpfen oder Nieten als Gelenke für Knie, Hüfte, Schulter und Ellenbogen im Maßstab des geplanten Bauplans, bei mir 1 : 5. Manchmal kann es sinnvoll sein, die Beweglichkeit der Wirbelsäule durch ein weiteres Gelenk in Körpermitte und im Halsbereich zu simulieren. Nützlich zum "Spielen" finde ich auch Pappscheiben mit den Durchmessern der verschiedenen Radgrößen und des Kurbelkreises.

2 eine ebene gerade Fläche für den Zusammenbau ist Voraussetzung für einen geraden Rahmen

3 Wenn man sich über alle Details im klaren ist, lohnt sich die Anfertigung einer Zeichnung 1 : 1 Packpapier oder Tapete genügt)

4 Kettenlinie sehr sorgfältig prüfen (kein Anfänger glaubt, wieviel Probleme hier auftauchen können )

Hier noch ein paar Merksätze

O bei schwierigen Teilen suchen, ob es nicht etwas ähnliches bereits gibt, das man nur etwas modifizieren muß

O immer wieder daran denken, daß man das ganze auch montieren und demontieren können muß, z. B. keine "versteckten"Schrauben und Muttern

O immer wieder die Kettenlinie kontrollieren

O Wenn du stolz bist, weil du bei einem Entwurf 20 Gesichtspunkte berücksichtigt hast, wirst du bei der Ausführung vielleicht merken, daß du 5 vergessen hast

Rahmen

Für gute Fahreigenschaften ist ein steifer Rahmen Voraussetzung. Am elegantesten finden viele den Gitterrohrahmen, am besten aus Dreiecken aufgebaut (wie der Eiffelturm). Der erhoffte Gewichtsvorteil ist bei gleicher Steifigkeit allerdings bescheiden. Elegant war auch der Rahmen des Kingcycle mit 2 parallel laufenden, ovalisierten Rohren, die gleich als Hintergabel dienten. Bei nicht ganz übersichtlichen Gitterwerken ist es hilfreich, zunächst ein Modell aus Draht, vielleicht 1 : 10 zu löten. (Kupferdraht läßt sich weich löten) Wenn man dann auf den Sitz oder das Tretlager drückt oder beim Dreirad Querkräfte aufbringt, sieht man, was sich verbiegt. Beim Gitterrohrahmen muß das Tretlager auch seitlich abgestützt werden, dort treten die höchsten Kräfte auf durch die außermittig auftretenden Tretkräfte von bis zu 1000 N. Wegen des viel leichteren Baus bevorzuge ich inzwischen Einrohrrahmen, man spart eine erkleckliche Zahl von Lötstellen mit allen erforderlichen Nebenarbeiten und Probleme mit Verzug. Für Einzelstücke oder Miniserien haben Rechteckrohre den großen Vorteil des überrall "kostenlos" vorhandenen rechten Winkels, das erleichtert den Bau von "geraden" Rahmen ungemein. Allerdings sind solche Rohre meist nur in Wandstärken bis herab zu 1,5mm erhältlich. Flux verwendet ein speziell für ihn hergestelltes Rechteckrohr in CroMo - Qualität mit stark abgerundeten Ecken.

Für Zweiräder halte ich Rundrohre 50 x 1 als ausreichend. Wenn man Wert auf einen absolut verwindungdfreien Rahmen legt, wie ich, ist 60 x 1 vorzuziehen.(Mehrgewicht; ca 250 g). Bei so dicken Rohren besteht bei seitlicher Krafteinleitung schon die Gefahr des Einbeulens. Ein aufgesetztes Sitzrohr z. B. sollte deshalb fast über die ganze Breite gehen. (Evtl. ovalisieren)

Gefahr des Einbeulens kein Einbeulen

Für den Bastler hat gewöhnlicher Baustahl (St 37) den Vorteil des niedrigeren Preises und der leichteren Verarbeitung. Der für die Steifigkeit des Rahmen verantwortliche E-Modul ist übrigens für alle Stähle gleich, vom billigsten bis zum hochlegiertesten. Geschweißte Rohre neigen beim Biegen und Zusammen drücken weniger zum Reißen und sind deutlich billiger, die Naht ist heutzutage völlig unkritisch, allerdings innen fühlbar. Vor dem Einlöten des Steuerkopfes sollte man zur Vermeidung von Verzug kräftige alte Lagerschalen eindrücken. Zum Verputzen tut eine Powerfeile hervorragende Dienste.

Sehr verlockend ist die Verwendung von vorhandenen „besonderen“ Rohren,

z. B. Masten von Surfbrettern aus GFK oder gar Kohlefasern oder Längsholme von Flugdrachen aus hochwertigstem Leichtmetall. Je nach Anordnung und Länge wird die Festigkeit, d. h. die Haltbarkeit ausreichen, der Rahmen wird aber vielleicht nicht ausreichend verwindungssteif. Wenn man dann Verstärkungen anbringt oder 2 Rohre parallel anordnet, gehen allein durch die erforderlichen Einspannungen die Gewichtsvorteile u. U. wieder verloren.

Auch aus faserverstärkten Kunststoffen können sehr leichte Rahmen gebaut werden, mit sehr eleganten fließenden Übergängen. Das verwendete Material ist gesundsheitsschädlich und schlecht zu recyceln. Viel Erfahrung verlangt die Einleitung der hohen Kräfte am Tretlager.

"Holzwürmer" haben auch schon wunderschöne Rahmen aus dem uralten Material Holz gebaut. Hauptproblem ist auch hier die Krafteinleitung an Tretlager, Steuerkopf und Achsaufnahmen.

Angaben zum Bau einer einfachen Rahmenbaulehre finden sich im Nachtrag

Wer vorhat, für das Tretlager seines Kurzliegers ein Patronenlager zu verwenden und etwas Gewicht sparen will, kann folgendes machen Statt des üblichen Tretlagergehäuses wird ein 70 mm langes Rohr 30 x 1 angelötet. An der Vorderseite wird auf beiden Seiten je ein 30 mm langes Röhrchen 10 x 1,5 angelötet Jetzt werden die beiden Röhrchen quer durchgesägt und das 30er Rohr dabei geschlitzt. Von der Tretlagerpatrone werden die beiden Abschlußmuttern entfernt. Die Patrone wird einfach festgeklemmt. Man muß nur noch 2 passende Gummiringe zur Abdichtung einkleben. Jetzt kann bei einem Schaden unterwegs die Tretlagerpatrone ohne Spezialwerkzeug gewechselt werden. Es gibt allerdings aauch Patronen mit anderen Durchmessern, als 28, also vorher messen.

Diese Konstruktion hat noch den weiteren Vorteil, daß man durch axiales Verschieben die Kettenlinie etwas korrigieren kann. Um die Patrone nicht oval zu drücken, darf das Rohr nicht zu dick sein (1mm Wand) und als Schrauben verwende ich M 5.

Zum Leichtbau

Leichtbau bringt in den Fahrleistungen viel weniger meßbare Verbesserung, als im allgemeinen angenommen, erhöht aber die Bruch- und Schadensgefahr im Dauerbetrieb erheblich. In der Ebene bringt 1 kg praktisch gar nichts. Am Berg und bei der Beschleunigung nur rund 1%, im krassen Gegensatz zu den Gefühlen des Fahrers. Je leichter das Ausgangsfahrzeug, desto teurer müssen Fortschritte im Leichtbau bezahlt werden, bei den Komponenten rund 500 € für das Kg! Gegen Leichtmetall habe ich zumindest für den Bastler erhebliche Bedenken. Schweißstellen erfordern ein erhebliches Maß an Wissen und Erfahrung wenn sie im Dauerbetrieb halten sollen. Ein aussichtsreicher Weg ist m. E. die Verwendung von Strangpreßprofilen in Verbindung mit Klebe- und Klemmverbindungen. (Siehe Artikel von Thomas Senkel im Tagungsband zum 3. Velomobilseminar)

Schwingenlager

Das Schwingenlager baue ich meist ziemlich breit, 120 mm, erstens ist es eine Bauerleichterung, wenn die Schwingenholme parallel sind, und zweitens wirkt sich etwa vorhandenes Spiel weniger aus. Außerdem gibt es weniger Probleme mit der Kettenlinie. Die lichte Weite vorn sollte auch deshalb mindestens 70 mm betragen, um sich die Möglichkeit für die Verwendung von breiten Reifen nicht von vornherein zu verbauen. Bei breiten Schwingen braucht man für Cantisockel allerdings u. U. spezielle Konsolen. Ich löte einfach ein Stück Rohr 22 x 1 an die Schwingeninnenseite, Ostrad knickte die Holme nach innen.

1 Schwingenholm 5 Reduzierhülse

2 Glycodur 12x 20 m. Bund 6 Lagerhülse

3 Schwingenlagerrohr 7 Bolzen M 8

4 Rahmenrohr 8 Verstärkungs-Röhrchen , eingelötet

Bisher habe ich das Schwingenlager so gebaut, wie in der Skizze dargestellt. (in ungefähr 49 von 50 Fällen)

Bei einem Rad entdeckte ich nun nach ungefähr 2000 km starkes Spiel im Schwingenlager. Die Demontage ergab, daß sich nicht die Lagerhülse in den Glycodurlagern gedreht hatte, sondern der Bolzen in der Hülse. Dies hängt wahrscheinlich damit zusammen, daß der Abstand A zwischen Schwingenlager und Versteifungs – Querrohr der Schwinge hier so kurz ist, daß man die Schwinge kaum verformen kann und die Hülse deshalb kaum festgeklemmt wird. Bei den meisten meiner Räder, zum Beispiel bei der Solveig F4 ist der Abstand A 100 – 150 mm. Da kann man auch biegesteife Schwingenholme (bei der F4 Rechteckrohr 40 x 15 x 1,5 um ein paar Zehntel Millimeter zusammenziehen und so die Hülse fest klemmen

Abhilfe:

In jedem Fall sollte die Länge der Hülse so bemessen sein, daß sie stramm zwischen die Schwingenholme paßt.

Darüber hinaus habe ich im fraglichen Fall eine Nut in den linken Schwingenholm gefeilt und ein neue Hülse mit entsprechenden Nocken angefertigt

Noch besser ist folgende Konstruktion

Die Hülse hat beiderseits Innengewinde M8, wird auch stramm eingepaßt und mit 2 Schrauben mit den Schwingenholmen verschraubt.

Löten und Schweißen

Hartlöten bietet weniger Fehlermöglichkeiten als Autogenschweißen. Außerdem kann man mit einiger Vorsicht Nähte durch Erwärmen wieder lösen (wenn einem inzwischen eine andere Idee gekommen ist), beim Schweißen bleibt dann nur Eisensäge und Flex. Die Lötfuge soll unter 0,2 mm sein und beide Teile metallisch blank, Flußmittel vor dem Löten mit kleinem Pinsel auftragen. Wenn das Lot nicht mehr läuft, den Stab immer wieder ins Flußmittel tauchen. Grate sorgfältig entfernen, weil diese sofort verbrennen, wenn man mit der Flamme hinkommt und das Oxyd bindet nicht. Für gemuffte Verbindungen und Rohre mit hoher Festigkeit kommt nur das sehr dünnflüssige und bei tiefer Temperatur schmelzende Silberlot in Frage. Bei ST 37 und stumpfem Stoß kann man mit Messing regelrechte Kehlnähte hinlegen.

Beim Zusammenlöten sehr unter- schiedlich dicker Teile muß man die Flamme mehr auf das dicke Teil richten, um das dünnere nicht zu verbrennnen. Durch Schwenken des Brenners vor den bereits gelöteten Teil wird erreicht, daß das Messing wirklich in den Spalt "schießt", d. h. den Spalt füllt und nicht nur obendrauf geklebt wird. Die Flamme wird so eingestellt, daß der mittlere hellblaue Teil fast verschwindet, dies läßt man sich am besten von einem Fachmann zeigen. In das Innere von Rohren soll möglichst wenig Flußmittel gelangen, weil man es schlecht herausbekommt. Es führt auf die Dauer zu Korrosion. Beim Löten immer wieder die Flamme kurz etwas zurückführen, um eine gleichmäßige Naht zu bekommen (kleinere Unebenheiten werden dabei "eingeschmolzen") Wenn man beim Löten größerer Teile am Rande anfängt, spart man Gas.

Kehlnaht eingelegter Schweißdraht

Nach amerikanischen Untersuchungen (Cycling Science Herbst 92) liegen Verbindungen mit Messing - "Kehlnaht" in ihrer Haltbarkeit und Belastbarkeit etwa in der Mitte zwischen gemufften und geschweißten Verbindungen. Achtung!, eine zu lange Erwärmung, z. B. bei zweimaligem Löten kann zu einer Kornvergröberung des Stahls und damit zu erhöhter Bruchanfälligkeit führen. Wenn die Lötfuge ausnahmsweise zu groß geraten ist, lege ich einen Schweißdraht ein, fülle die Fugen mit Messing und verfeile das Ganze vorsichtig. Nicht ganz fein, aber manchmal der letzte Ausweg. Edelstahl läßt sich schwerer löten und ist recht "warmbrüchig".

Rohrverbindungen

Eine sehr stabile Verbindung von Rohren unterschiedlicher Dicke ergibt das Durchstecken und Verlöten

"Durchstecken" Knotenblech Einlegemuffe

Knotenbleche erhöhen die Haltbarkeit sehr. Wenn zwei Rohre in Flucht stumpf verlötet werden sollen, arbeite ich mit einer Einlegemuffe, meist aus 1,5 mm Blech gerollt, mit schräger Kante für einen weichen Übergang, vorher gut mit

Flußmittel einpinseln., evtl auch schweißen. Bei einem Knick in einem dicken Rohr schweiße ich eine dünne Blechscheibe mit in den Stoß ein, das verhindert Ovalwerden unter Belastung und erhöht die Festigkeit sehr.

Das Ausarbeiten der Rundungen für das Ansetzen eines dicken Rohres an ein anderes erfordert viel Arbeit. Eine Abwicklungsschablone aus Pappe erleichtert das genaue Anpassen. Meist arbeite ich zunächst mit der Flex, der Rest ist geduldige Feilarbeit, ab etwa 50 mm Durchmesser setze ich auch mal die Stichsäge ein, wenn beides nicht greifbar ist, bleibt nur das Bohren mit 4 -5 mm, Loch an Loch.

Biegen von Rohren

Zum Biegen von Rohren um größere Winkel Rohr mit trockenem Sand füllen, mit Holz- oder Papierstopfen verschließen, durch Klopfen verdichten, oder passende Schraubenfeder einstecken, glühend machen, in Stücken von ca 5cm über Klapprad- oder Rollerfelge o. ä. biegen. Bis ca 10mm Æ kann man auch gut kalt über eine Schablone biegen. Wenn man vorhat, sich mehr als ein Rad zu bauen, lohnt es sich, eine Biegevorrichtung, vor allem für 22er Rohr (Sitz, Lenker, Hinterbau) zu kaufen oder zu bauen. VA - Rohre neigen beim Biegen stärker zu einem "Ofenrohreffekt", d. h. zu Faltenbildung an der Innenseite

Herstellen von Schellen

Die stabilste Schelle ist die sog. Fliegerschelle mit 2 angelöteten Röhrchen (erst anlöten, dann durchsägen) Die normale Schelle hält um so mehr, je dichter die Schrauben am Rohr sitzen.

Strebenenden

Die einfachste Methode, ein Auge an eine Strebe zu bekommen, ist das Flachdrücken und abrunden. Um häßliche Riefen zu vermeiden, beidseitig Alublech unterlegen. Die Biegefestigkeit steigt sehr, wenn man ins Ende ein Stück Blech, 2- 3mm dick einlegt.. Rundung grob andeuten, verlöten, endgültig rund feilen. Eleganter ist das Anlöten eines kurzen, dickwandigen Röhrchens.

Anfertigen von Kleinteilen

Ehe ich Stütz- und Knotenbleche, komplizierte Schellen o. ä. anfertige, mache ich erst ein Muster aus Pappe, denn mit der Nagelschere arbeitet man viel schneller, als mit der Blechschere.

Bau von Vordergabeln

Wenn einem die käuflichen Gabeln für die kleinen Räder entweder zu primitiv oder zu teuer sind, bleibt nur Selbstbau. Man nimmt eine solide Gabel sägt sie auf die richtige Länge und lötet die Ausfallenden wieder ein. Dabei am besten die Ausfallenden auf das Vorderrad montieren, heften, Rad ausbauen und endgültig verlöten. Die richtige Vorbiegung kann bei einfachen Gabeln kalt hergestellt werden, bei guten Gabeln muß man vorsichtig erhitzen.

Reifen

Für die Bezeichnung der Reifen sollte man sich die ETRTO-Bezeichnung angewöhnen, 47 x 559 z. B. bedeutet, der Reifen ist 47 mm breit und hat in der Felgenauflage einen Durchmesser von 559 mm, da sieht man gleich, jeder Reifen mit dem Maß 559 paßt auf die gleiche Felge. Die Zollbezeichnung für diesen Reifen wäre 26 x 1,75, wobei 26 den Außendurchmesser in Zoll und 1,75 die Breite in Zoll bedeutet. Dabei paßt aber durchaus nicht jeder 26" Reifen auf die gleich Felge. Es gibt 26"-Reifen mit 584 und 559mm Innendurchmesser. Man sollte also diesen alten Zopf endlich abschneiden. Hinten kommt praktisch jeder Reifen ab 400mm Felge in Frage. Ich nehme gern den Conti Avenue (ATB- Slick) wegen seines seidenweichen Laufs und seines niedrigen Rollwiderstands, den Big Apple oder den Schwalbe Marathon wegen seiner hohen Lebensdauer. Vor allem bei Federung verwende ich auch hinten aber inzwischen meist Räder mit 500 mm Durchmesser. Das Fahrzeug wird kompakter, handlicher, steifer und leichter und man hat eine günstigere Radausweichrichtung. Außerdem braucht man auf Reisen nur einen Ersatzreifen (Wenn man vorn auch ein Rad mit 500 mm hat). Das kleinste brauchbare Rad ist m. E. 47 x 305, 57 x 305, oder 37 x 340, (alles 16")

Wenn ich aus irgendwelchen Gründen (z. B. tieferes Tretlager oder Tieflieger für Kurz- beinige) 16" verwende, nehme ich ganz gern den 50 mm breiten Big Apple. Er verträgt hohen Druck und macht das an sich etwas nervöse kleine Rädchen eine Spur stabiler bei höheren Geschwindigkeiten. Dann kommt 32 x 369, 17" von Moulton, ziemlich teuer, aber leicht laufend und bis 90 Psi Druck vertragend. 28 x 390 verwendete Kurt Pichler früher für seine Vorderräder. Dann wird es verwirrend, da kommen nämlich 7 verschiedene 20"-Reifen, die 3 verschiedene Felgen erfordern. Einige für Liegeräder geeignete Reifen sind im Anhang aufgeführt.

Für die Auswahl der Reifen und Felgen kommen folgende Kriterien in Frage:

- Preis, die Spannweite reicht von etwa 10€.- für einen Klappradreifen -bis ca 30.- für den Big Apple

- Auswahlmöglichkeit hier sieht es bei kleinen Rädern nicht ganz so günstig aus, wie bei Mountain Bike Reifen.

- Fahrkomfort, hängt vor allem vom Luftdruck und der Reifenbreite ab

- Verfügbarkeit auf Reisen,

- Rollwiderstand, er hängt vor allem vom Luftdruck ab. Beim Aufpumpen von den bei vielen Alltagsrädern üblichen 1,5 auf 3,5 bar fällt er z.B. von 0,0077 auf 0,004, d. h. um ca. 40%, von 3,5 auf 6 bar allerdings nur noch um 25%. Eine größere Reifenbreite verkleinert den Rollwiderstand, wenn alles andere gleich bleibt Auch die Reifenkonstruktion hat einen großen Einfluß (Siehe die Tabelle im Anhang ).

- Luftwiderstand, ein 47 mm breiter Reifen hat ca. 95 qcm mehr Fläche als ein 28mm breiter, da er aber nur z. T. freiläuft nimmt die Gesamtquerschnittsfläche höchstens um ein Prozent zu.

- Gewicht, ein 47 x 406 wiegt ca. 540 g, ein 28 x 390 nur 330 g

- Brauchbarkeit für besondere Betriebsverhältnisse, auf Sand, Geröll und Schienen ist ein breiter Reifen deutlich von Vorteil

- Tragfähigkeit, nimmt mit Breite, Durchmesser und Druck zu, hängt aber auch von der Reifenkonstruktion ab

- Lebensdauer, wird von Gummimischung, Breite und Durchmesser beeinflußt

Abhängigkeit des Rollwiderstands vom Reifeninnendruck

Zum Rollwiderstand

Ian Sims hat im Internet Rollwiderstandsmessungen an 14 Reifen mit 400 und 500 mmÆ veröffentlicht. Er gibt die Verlustleistung in Watt in Abhängigkeit vom Innendruck zwischen 4 und 16 bar an. Die 16 bar hielt der Schwalbe Marathon 32 x 406 aus. Drücke ab ca. 6 bar halte ich allerdings für den Alltagsfahrer für kaum interessant, weil der Rollwiderstand darüber nur noch wenig abnimmt und der Fahrkomfort „unter die Räder kommt“, von den Strapazen für Wirbelsäule, Nieren, Handgelenke und Rahmen gar nicht zureden. Am besten schnitt der Tioga Comp Pool ab, dann kam erstaunlicherweise bereits der Primo 349 und der kaum schlechtere Schwalbe Cityjet 54 x 305, noch vor dem Conti Grand Prix 28 x 406. Nach meinem Eindruck (keine Messung) nimmt allerdings z. B. bei Cityjet 54 x 305 der Rollwiderstand bei niedrigen Drücken stärker zu als bei größeren Reifen. Weitere Angaben zum Rollwiderstand finden sich im Anhang.

Wie stark die Fahrbahnoberfläche den Rollwiderstand beeinflußt, geht aus folgender Tabelle hervor. (Quelle Fiets 8/95)

feiner Asphalt 0,0032

grober Asphalt 0,0039

Klinker 0,0074

Schotter 0,0099

Kopfsteinpflaster 0,0190

Nach einer Mitteilung des Fa. Pedalkraft,71254 Ditzingen, Tel 07156 8369, gibt es inzwischen folgende weitere Reifen:

Schwalbe Marathon mit Reflexstreifen in den Größen 40 –305, 47-305, 47-406

Conti Top Touring 57-305

Schwalbe Big Apple 50-305, 50-406 und 60-406

Zusammenfassend möchte ich sagen, daß in meinen Augen 406 das aussichtsreichste Format ist, im Alltag mit 47 oder gar 60 mm Breite, diese Reifen werden auch nicht so leicht von Straßenbahnschienen eingefangen. Wenn man mit zu wenig Druck einen Bordstein hinauffährt, hat man nicht gleich eine Delle in der Felge .

Speichen

Für ungewöhnliche Naben - Felgenkombinationen kann man sich die erforderlichen Speichenlängen nach folgender Formel ausrechnen

(Bei geösten Felgen 2 - 3 mm Zugabe)

dabei ist

2R der Felgeninnendurchmesser, 2r der Nabenflanschdurchmesser

a der Flanschabstand, s die gesuchte Speichenlänge

n die Zahl der Kreuzungen, N die Zahl der Bohrungen je Flansch,

normal also 18

Der Cosinus nimmt bei 36 Speichen folgende Werte an

Kreuzung 0 1 2 3 4

cosinus 1,0 0,9397 0,7660 0,5 0,17305

Vorderräder ohne Trommelbremse speiche ich gern radial ein, die Räder bleiben länger rund, es sieht schöner aus und das Einspeichen geht schneller. Die Beanspruchung der Nabe ist allerdings höher. Ich hatte aber bisher noch nie Probleme damit. Kleine Räder mit Trommelbremse oder Siebengangnabe speiche ich höchtens 2fach gekreuzt ein, damit die Speichen an der Felge nicht so schräg stehen. Ich speiche meine Hinterräder grundsätzlich symmetrisch ein, das erhöht die Stabilität sehr, und baue dafür den Hinterbau unsymmetrisch.

Bei Felgen mit 400 mm Durchmesser und 36 Speichen kommt man u. U. schlecht mit der Luftpumpe ans Ventil. Der Abstand der Nachbarspeichen soll sich zur Nabe hin vergrößern

. Bei hohen Ansprüchen an den Rundlauf ist es zweckmäßig, Speichenstrahler vor dem Zentrieren zu montieren. Nirospeichen jeder geraden Länge ab 106 mm Länge fertigt die Fa. Pedalkraft an (Adresse im Anhang).

Einige Speichenlängen für kleine Räder habe ich im Anhang aufgeführt.

Naben

Beim Langlieger ist die Beanspruchung des Hinterrads deutlich größer (Ca 75% Lastanteil). Deshalb ist die Verwendung guter Naben ratsam. Bei Kassettennaben verbiegen sich die Achsen nicht so leicht, weil der Lagerabstand größer ist. Lackierte Naben bleiben bei Einwirkung von Streusalz (das die Kommunen inzwischen klammheimlich wieder eingeführt haben) länger ansehnlich.

Felgen

Kleine Felgen sind manchmal nicht auf breite Reifen und hohen Luftdruck eingerichtet, sie "gehen auf", wer also ständig mit 47mm breiten Reifen und 6 bar Luftdruck fahren will, schaue sich nach ordentlichen Felgen um. Generell sind aber kleine Felgen viel stabiler als große. Selbst bei einem Langlieger mit 80% Last auf der Hinterachse habe ich mit 406 mm -Rädern und vollem Zeltgepäck auf dem Gepäckträger auch ohne Hohlkammerfelge keine Probleme gehabt.

Federung

Das Fahrrad war lange Zeit neben dem Schubkarren so ziemlich das einzige ungefederte Fahrzeug, sogar Kinderwagen haben schon lange eine Federung. Zum Glück beginnt sich beim Mountain Bike und inzwischen auch beim Trekkingrad die Federung durchzusetzen, als ich 1980 meine ersten gefederten Räder baute, war ich noch ein bestaunter Exot. Untersuchungen der Uni Oldenburg zeigen, daß ständiges Fahren mit einem ungefederten Fahrrad auf üblichen Großstadtstraßen und Wegen auf die Dauer bereits gesundheitsschädlich sein kann, (Pro Velo 12)

Beim Liegerad ist eine Federung noch wichtiger, weil man die Beine nicht als Stoßdämpfer einsetzen kann. Der erreichbare Fahrkomfort verhält sich etwa wie die Radlasten, d. h. beim Langlieger bringt eine Hinterradfederung bereits 70 -80% des möglichen Komforts.

Die wichtigsten Punkte sind

steife Schwinge

ausreichend Federweg (beim Langlieger hinten mindestens 80mm

richtige Geometrie (die Federung soll nur bei Löchern in der Straße, nicht beim Treten ansprechen, dies wird beim Langlieger erreicht, wenn der ziehende Teil der Kette im belasteten Zustand 10 - 20 mm über dem Schwingenlager verläuft.

Im übrigen verweise ich auf meine Ausarbeitung "Federung" an anderer Stelle der Homepage.

Sitzposition und Ergonomie

Im Heft Chopperfahrräder ist als günstigste Tretlagerposition 150 mm unter Sitzhöhe angegeben. Dies geht von einer steilen Lehne aus und ist bei Kurzliegern kaum zu verwirklichen. Untersuchungen der Uni Nijmegen und von Bernd Zwikker vom holländischen HPV etwa aus 1988 deuteten daraufhin, daß die Tretlagerposition für sich allein betrachtet weniger wichtig ist, sondern der Sitzwinkel zwischen mittlerer Lehnenneigung und Verbindungslinie

hintere Sitzkante - Tretlager sollte etwa 120 Grad betragen.

Körperöffnungswinkel

Ist er kleiner, sitzt man zusammengekrümmt, ist er größer, braucht man bei hoher Leistung extra Energie, um ein Hochrutschen des Körpers auf dem Sitz zu verhindern. (Es sei denn, man benutzt spezielle Schulterstützen.) Wenn man also z. B. eine flachere Lehne wählt, kann oder sollte das Tretlager entsprechend höher sein. Inzwischen gibt es eine gewisse Tendenz zu kleinerem Sitzwinkel, der vor allem für kürzere Anstrengungen, z. B. für Berg- oder Rekordfahrten günstig zu sein scheint. Der Kurzlieger Lightning z. B. mit ca. 108 Grad gilt als besonders bergfreudig. Mit dem Rekordfahrzeug Cheetah erreichte Cris Huber 110 km/h bei einem Sitzwinkel von ca. 80 Grad! Die Lehne war hierbei sehr kurz und möglicherweise kam man zu diesem extremen Sitzwinkel, weil Cris ein sehr gut trainierter Rennradfahrer ist und man kippte einfach die für ihn gewohnte Sitzposition nach hinten, um ihm langes Umtrainieren zu ersparen.

Matt Weaver dagegen fuhr mit seiner ebenfalls außerordentlich schnellen Cutting Edge mit über 130 Grad, hat beim Sitz aber nicht näher erläuterte Vorkehrungen getroffen, um die Tretreaktionskräfte aufzunehmen

Zusammenfassend läßt sich vielleicht folgendes sagen:

Für sportliches Fahren ist ein Sitzwinkel von 80 bis 120 Grad günstig, das Tretlager sollte aus aerodynamischen Gründen ca 150 mm über Sitzhöhe liegen.

Für Alltag und Touren scheint ein Sitzwinkel von 100 bis 130 Grad günstig zu sein, Ich persönlich finde 150 mm Tretlagerüberhöhung schon etwas unbequem, vor allem, wenn ich keine Radlerhosen, sondern die alltagsüblichen Jeans trage, im Winter auch noch dicke lange Unterhosen darunter trage und vielleicht sogar noch 2 kg Winterspeck angesetzt habe. Martin Sörensen baute meist 20 cm Tretlagerüberhöhung, ist allerdings besonders "drahtig" und fährt sehr selten in Jeans. Viele, vor allem ältere Leute finden ein Tretlager ca 150 mm unter Sitzhöhe besonders bequem. Entscheidend sind aber in jedem Fall die Gefühle des Menschen, der auf dem Rad sitzt, und die sind nun mal sehr unterschiedlich. 100 Kilometer sollte man allerdings vor einem endgültigen Urteil gefahren sein, oder wie Peter Ross sagt: "beware of carpark-conclusions" Einige interessante Überlegungen zur Ergonomie hat Helge Schrenker in Test eines Toxx –Tiefligers in der Online – Zeitschrift Liegeradmagazin.de dargestellt.

Ich baue inzwischen meist eine verstellbare Lehne. Damit hat man fast 2 Räder in einem. Überland kann man mit flacher Lehne und guter Aerodynamik fahren und in der Stadt aufrecht, ca. 60 bis 75 gegen die Wagrechte mit guter Übersicht. Um die die Verstellung auch unterwegs zu erleichtern, sollten Schnellspanner oder Flügelmuttern verwendet werden.

Zu verschiedenen Möglichkeiten der Lehnenverstellung siehe den Anhang.

Immer noch viel diskutiert wird die Frage, ob die Liegeradposition ergonomisch ungünstiger ist oder nicht. Als Vorbereitung des Projekts Daedalus, bei dem ein "fliegendes Fahrrad" 115 km von Kreta nach Santorin flog, wurden in Amerika umfangreiche Versuche gemacht. Dabei ergab sich u. a., daß das Verhältnis von Sauerstoffverbrauch und abgegebener Leistung nach ausreichendem Training für alle Versuchspersonen für die beiden Sitzpositionen praktisch gleich ist.

Versuche von Stefan Gloger an der TH Darmstadt scheinen sogar dafür zu sprechen, daß die Liegeradposition ergonomisch günstiger ist.

Biodynamischer Wirungsgrad, ermittelt über den Sauerstoffverbrauch bei Liegrad und Aufechtrad

Der biodynamische Wirkungsgrad ist also zumindest nicht schlechter Damit ist im Grunde auch die oft gestellte Frage nach der Bergsteigefähigkeit von Liegerädern beantwortet: bei gleicher Fahrerleistung, gleicher Übersetzung und gleichem Gewicht sind Liege- und Normalrad etwa gleich schnell. Da Liegeräder in der Praxis meist etwas schwerer sind, sind sie am Berg eine Spur langsamer. Der Gewichtsunterschied muß allerdings im Grunde immer auf das Gesamt- gewicht von Fahrrad und Fahrer bezogen werden. Gegenüber einem Rad mit 15 kg ist ein 85 kg schwerer Fahrer auf einem 17 kg schweren Rad z. B. am Berg höchtens 2% langsamer, h. statt mit 15 km/h fährt er mit dem schwereren Rad mit 14,7 km/h hoch. Bei flacheren Bergen und damit höherer Geschwindigkeit wird der Unterschied noch kleiner, weil hier der Luftwiderstand mitspielt. Ich möchte behaupten daß solche minimalen Unterschiede zwar im Sport eine entscheidende Rolle spielen können, im Alltag aber von kaum jemand registriert werden Die von Laien ohne Ahnung von Biodynamik immer wieder beim Anblick eines Liegerads spontan gestellte Frage: "wie ist es damit am Berg?" hat m. E. folgenden Grund: Jeder hat vor Jahren das Radfahren auf einem Kinderrad ohne Schaltung gelernt, wenn er nicht mehr weiter kam, stand er einfach auf. Jeder fühlt instinktiv beim Anblick eines Liegerads, daß dies damit nicht möglich ist, außerdem hat jeder schon Bilder von Rennfahrern gesehen, die im Wiegetritt den Berg hochfahren. Schaltungen mit breitem Übersetzungsbereich sind im Unterbewußtsen noch nicht gespeichert. Selbst den Rennfahrern der "Tour" war aufgefallen, daß Indurain wenn irgend möglich im Sitzen die Berge hochstürmte (weil der Energieverbrauch dabei geringer ist).

Ein auf das Normalrad gut eingefahrener Radler braucht ca. 6 Wochen Umstellungszeit, um sich an die neue Art der Beanspruchung zu gewöhnen.

Beim Liegerad werden andere Muskeln beansprucht, deshalb ist vor einer Gewalttour eine mehrwöchige Umgewöhnung ratsam.

Ein Wiegetritt ist natürlich nicht möglich, eine Entlastung der Sitzfläche durch Aufstehen ist beim Liegerad auch nicht erforderlich! Als Liegeradbauer müssen wir eigentlich sehr froh sein, daß bei uns kein Wiegetritt möglich ist, denn dadurch wird die Beanspruchung des Rahmens übersichtlicher und deutlich niedriger!

Ziehen am Lenker bringt beim Liegerad übrigens nur einen unnötigen Energieverbrauch, weil die Reaktionskraft völlig "kostenlos" von der Lehne aufgebracht wird, es ist aber sehr schwer, die in Jahrzehnten auf Normalrädern erworbenen Reflexe abzulegen.

Ab einer Tretlagerhöhe von etwa 400mm besteht in Kurven keine Gefahr mehr, mit den Pedalen, bezw. Fersen aufzusetzen.

Zur Lehnenneigung: Je flacher die Lehne

desto gewöhnungsbedürftiger die Fahreigenschaften

desto schlechter die Übersicht

desto schwieriger das Umdrehen

desto niedriger i. A. der Luftwiderstand

desto bequemer die Haltung auf Touren (in Grenzen)

Zur Sitzhöhe: je tiefer der Sitz

desto geringer die Fallhöhe bei Stürzen

desto schlechter die Übersicht

desto gewöhnungsbedürftiger die Fahreigenschaften

desto niedriger i. A. der Luftwiderstand

desto leichter lassen sich Verkleidungen anbauen

desto leichter wird man selbst übersehen

desto schneller kann man nach Eingewöhnung einem Hindernis ausweichen

Ich persönlich bevorzugte für den Alltag lange eine Sitzhöhe von 600 - 650mm. Damit kann ich im Stadtverkehr bei steiler Lehne mit einem leichten Anheben des Kopfes über die meisten Autos wegschauen.

Im Sport tauchen immer mehr Tieflieger mit einer Sitzhöhe von 150- 300mm auf. Dies hat vor allem aerodynamische Gründe. Ich bin früher auch davon ausgegangen, daß es für niedrigen Luftwiderstand vor allem darauf ankommt, den Fahrer in eine möglichst gestreckte Lage zu bringen, ob dann von den schmalen Reifen ein paar cm mehr oder weniger unten herausschauen ist nicht so wichtig. Bei Lichte besehen kommen aber durch Nabe, Speichen, Zahnkranz, Schaltwerk, Gabel und Rahmen doch einige zusätzliche Quadratzentimeter zusammen(die durch ihre zerklüftete Bauweise auch die Luft noch besonders stark verwirbeln.), die beim Tieflieger zumindest teilweise im Profil des Fahrers verschwinden.

Tieflieger empfinde ich immer noch als faszinierende Geräte, im Laufe der Zeit habe ich (und andere Leute) abergemerkt, daß der Geschwindigkeitsvorteil kleiner als gedacht ist. Ich habe mal Liegeradhersteller nach dem Geschwindigkeitsunterschied zwischen einem Tieflieger und einem normalen Kurzlieger gefragt. Sergio Gomez (ZOX) meinte, ein km/h, Uwe Mischner (Flux ) sagte, ein bis zwei km/h. Für Rennen reicht das zwar für eine deutliche Überlegenheit, für den Alltag ist dieser Vorteil gegen die Nachteile abzuwägen, vor allem schlechtere Übersicht, schwererer Rahmen und schwierigerer Antrieb u- U.mit mehreren Umlenkungen.

Bei zu hoch liegendem Tretlager muß auch der Lenker so hoch sein, daß die Hände die Stirnfläche schon wieder vergrößern.

Ein nicht zu verachtender Vorteil der Tieflieger ist die niedrige Fallhöhe bei Stürzen. Dies war für mich der Grund, wieder zum Tieflieger zurück zu kehren.

Sitzbauarten

Ehe man sich für einen bestimmten Sitz entscheidet, sollte man sich im klaren sein, daß an den Sitz je nach Einsatzzweck und persönlichen Vorstellungen sehr unterschiedliche Anforderungen zu stellen sind. Beim Radrennfahrer z. B. dient der Sitz fast nur zur Führung, außerdem soll er beim Treten auf keinen Fall stören, der Sitzkomfort spielt praktisch keine Rolle, da Sportler bewußt lernen, Schmerzen und Unbequemlichkeiten nicht zur Kenntnis zu nehmen. Außerdem wird ohnehin der größte Teil des Körpergewichts von den Beinen (und Armen) getragen.

Ein guter Liegeradsitz soll

O den Körper möglichst großflächig unterstützen

O in seiner Form dem menschlichen Körper, insbesondere der Wirbelsäule angepaßt sein

O Die Abführung von Körperwärme und Schweiß möglichst wenig behindern

O Die Tretreaktionskräfte gut aufnehmen, d. h. beim Treten möglichst wenig nachgeben

O seitlich gut führen

O zum Ausgleich von Bodenunebenheiten elastisch sein (vor allem bei fehlender

Federung

O möglichst leicht sein

O beim auf- und absteigen wenig hindern

O das Umdrehen wenig erschweren

O unterschiedliche Sitzpositionen ermöglichen

O ansprechend aussehen

O preiswert herzustellen sein

Wie meist in der Technik, widersprechen sich diese Forderungen teilweise. Man kann also nur versuchen, sich ihnen anzunähern bezw. persönliche Prioritäten setzen. Grundsätzlich bin ich der Meinung, daß jeder cm, der an der Sitzbreite gegenüber dem, was sich darauf befindet, fehlt, einen Verlust an Fahrkomfort bedeutet.

Meist wird eine aus optischen und Gewichtsgründen nur ca. 23 cm breite GFK - Schale (GFK = glasfaserverstärkter Kunststoff) mit einer dem Körper angepaßten Form und 2 an der Unterseite zur Verstärkung anlaminierten Rippen verwendet. Darauf kommt eine Polsterung aus Filz, Schaumstoff oder noch besser eine 3cm dicke Lage aus Latex/Kokosfaser. Dieser Sitz ist sehr elegant und leicht (250 bis 1100g) und ermöglicht bei Untenlenkung einen schmalen Lenker und damit eine kleine Stirnfläche. Nicht alle Menschen finden ihn auf Dauer bequem, weil die Form nicht für jede Anatomie paßt und die Schale sich im Gegensatz zu einer Bespannung nicht anpaßt. Ich selbst finde vor allem die fehlende Wasserdampfdurchlässigkeit nachteilig. Darüberhinaus habe ich bei meinen Schalensitzen im Schulterbereich eine Verbreiterung um ca 12cm angebracht und die unappetitliche Kante im Nacken durch eine anlaminierte elastische Rundung entschärft. Bei einer Lehnenneigung um 45 Grad entstand bei mir der Wunsch nach einer Kopfstütze. Es scheint günstig zu sein, den Radius im Schulterbereich ziemlich groß zu wählen. Insgesamt ziehe ich "Gartenstuhlsitze" vor, Rahmen aus Stahlrohr 22 x 1 oder Alurohr 22 x 1,5, mit "Fliegengitter" bespannt, einem besonders durchlässigen Stoff. Meine Sitze bespanne ich meist mit Rolladengurt, 15 mm breit oder besser mit Rucksackgurt, schwarz (da sieht man den Dreck nicht, außerdem nimmt er weniger Wasser auf und muß seltener nachgespannt werden), 20 mm breit. Beide müssen am Anfang allerdings ein paar mal nachgespannt werden. Ein Ende des Gurts verbinde ich entweder mit einem Gummiring oder mit einer Rucksackschnalle mit dem Rahmen. Wenn der Sitz auch von Frauen benutzt werden soll, die im allgemeinen ein breiteres Becken haben, baue ich den Sitz 430 mm breit, wenn seitliche Streben zur Lehnenabstützung vorhanden sind, u. U noch 10 - 30 mm breiter. Wem es auf gute Aerodynamik ankommt, kann bei wenig Komfortverlust bis auf etwa 370 mm (außen gemessen) heruntergehen.

In der vornehmsten Ausführung ist die Lehnenneigung einstellbar, am besten in Fahrt, wie beim Liegetandem von Peter Lis, dann kann man über Land flach fahren für guten Luftwiderstand und in der Stadt steil für gute Übersicht. Der Rahmensitz hat im Alltag noch den Vorteil, daß man Einkaufstaschen über die Lehnenholme hängen kann. Im Winter fädle ich ein 25cm breites Stück Isomatte zwischen die Gurte ein, dessen oberes Ende beim Verlassen nach unten gebogen wird und so einen trockenen Sitz garantiert.

Wichtig: Die vordere Querstrebe muß die ganzen Längskräfte aufnehmen., die durch den Druck auf die Lehne verursacht werden. Dadurch ist die Lötverbindung zwischen Sitzholm und Querstrebe hoch beansprucht. Deshalb die Querstrebe so wenig wie möglich kröpfen (dadurch wird der Hebelarm kleiner) oder/und eine zusätzliche kleine Strebe einsetzen. (Bauplan im Anhang)

Diagonalstreben zur Entlastung der Schweißstellen zwischen Holmen und Querstrebe

Einen aufwändigen Sitz mit längs gespanntem Stoff (muß von bester Qualität sein) hat Christian Kuhtz gebaut (s. Heft Chopperfahrräder)

Flux-Räder haben einen Sitz aus kräftig durchlöchertem Schichtholz, zwar 1500 g schwer aber umweltfreundlich und unverwüstlich.

Klemens Bucher aus Berlin baute einen Sitz aus wärmeleitfähigem 3mm Alublech, in fünfstündiger Arbeit zum Schweizerkäs verwandelt.

Jouta experimentierte mit einem Sitz, der nur aus längs verlaufenden gepolsterten Rohren besteht, für Wasserdampfabtransport sicher günstig, wie komfortabel sich das anfühlt, ist mir nicht bekannt.

Zillnerdesign stellte auf der Eurobike 94 einen Sitz vor, der aus einer stark konkaven Schale besteht, an deren Vorderseite Kunststoffdrähte gespannt sind. Das könnte auch eine Lösung für das Frieren am Rücken im Winter bei den bisherigen Sitzen sein. Einen interessanten Schalensitz aus Alu hat Radius für die Hornet entwickelt, die obere Neigung ist verstellbar und die Rückenstütze ist in Höhe und Vorwölbung verstellbar. Ähnlich ist der Sitz von HP –Velotechnik gestaltet.

ATL verwendet einen gepolsterten Sitz, bei dem leichtes Auf- und Absteigen und wenig behindertes Umdrehen im Vordergrund steht. Große Menschen können damit sogar, wie beim Normalrad durch Schwenken des Beins über die Lehne aufsteigen.

Achim Nöll teilt bei seinen Kurzliegern die Lehne, das Oberteil mit Kopfstütze läßt sich in der Höhe verstellen und damit unterschiedlichen Körpergrößen anpassen.

Ein nur 1150 g wiegender Sitz aus Alurohr, mit "Fliegengitter" bespannt und guter Form wurde beim Tanaro verwendet.

Eine Auflage aus Holzperlen oder Böschungsmatte (wird z. B. bei der Anlage von Teichen verwendet) verbessert bei Schalensitzen die Belüftung etwas.

Zur Lagerung von Sitzen am Rahmen eignen sich sehr gut geteilte Kunststoffschellen, wie sie für dicke Hydraulikleitungem üblich sind.

Lenkgeometrie

Ein gutes Lenkverhalten zu erreichen, gehört zu den höheren Künsten im Liegeradbau. Die Meinungen, was darunter zu verstehen ist gehen schon mal auseinander. M. E. gehört dazu:

O Gute Spurstabilität, auch beim Bremsen und Beschleunigen

O angenehmes Eigenlenkverhalten (Reaktion auf Neigen des Fahrzeugs durch Gewichtsverlagerung)

O niedrige, aber spürbare Lenkkräfte

O keine Neigung zum Aufschaukeln, vor allem bei höheren

Geschwindigkeiten

Ich persönlich strebe z. B. eine möglichst hohe Spurstabilität an und finde es angenehm, wenn das Rad auf Neigen in die Kurve durch leichtes Einlenken reagiert. Hohe Lenkkräfte stören mich kaum. Als gute Ausgangsposition für Liegeräder haben sich etwa 75 Grad Steuerwinkel und 50 mm Nachlauf bewährt. Das Lenken eines Fahrrads ist aber ein so komplizierter Vorgang, daß eine geschlossene mathematische Darstellung bis jetzt immer noch nicht gelungen ist und folglich bis jetzt auch kein schlüssiges "Patentrezept" für optimale Lenkeigenschaften entwickelt werden konnte.

Der Grund dafür liegt wahrscheinlich darin, dass der Fahrer zwei ganz verschiedene Verfahren benutzt, die sich allmählich überlagern.

-beim ganz langsamen Fahren

wenn der Fahrer samt Fahrzeug nach rechts zu fallen droht, schlägt er das Vorderrad nach rechts ein und bringt dadurch den Schwerpunkt wieder über die Unterstützungslinie zwischen den Aufstandspunkten von Vorder- und Hinterrad

-beim schnelleren Fahren wird die Kreiselkraft des Vorderrads benutzt. Wenn auf die Achse eines Kreisels eine Kraft ausgeübt wird, weicht die Achse senkrecht dazu aus. Wenn der Fahrer eine Rechtskurve fahren will, zieht er links am Lenker, der Kreisel Vorderrad weicht senkrecht dazu aus und legt das Fahrrad nach rechts in die Kurve. Außerdem wirkt durch die angefangene Linkskurve wahrscheinlich eine Fliehkraft, welche das Fahrzeug ebenfalls nach rechts neigt.

Prof. Falk Ries von der Uni Oldenburg hat mit seinem Team immerhin mit gewissen Vereinfachungen eine näherungsweise mathematische Funktion gefunden, die z. B. gewisse Vorhersagen erlaubt, wie man einen Hecklenker fahrbar machen könnte.

Im übrigen zeigt meine Erfahrung, dass der Mensch sich an fast alles gewöhnen kann. Ein englischen Forscher hat mal versucht, ein unfahrbares Fahrrad zu bauen, z. B. einen Einspurer, bei dem ein Einschlag nach rechts das Vorderrad nach links schwenken ließ. Oder ein Rad ohne jede Kreiselkräfte, das Vorderrad war durch eine Kufe mit vielen kleinen Rollen ersetzt; nach genügend Üben erwiesen sich alle Räder doch als fahrbar.

Die Lenkeigenschaften eines Fahrrads werden nach meinem Eindruck von folgenden Faktoren positiv beeinflußt

O großer Raddurchmesser

O hohes Trägheitsmoment des Rads d. h. . schwerer Reifen und schwere

Felge

O niedriger Reifendruck (höhere Dämpfung)

O große Reifenbreite

O Steuerwinkel zwischen 70 und 80 Grad

O Nachlauf zwischen 40 und 65 mm

O langer Radstand

O hoher Schwerpunkt

O niedriges Trägheitsmoment um die Lenkachse

O dosierter Lenkwiderstand (mechanische oder hydraulische Reibung)

Mein K5/K6 fährt sich z. B. mit 72 Grad, 65 mm Nachlauf und 47 mm breitem Vorderreifen sehr angenehm. Das Flux 200 hat z. B. 61 Grad und 38 mm Nachlauf. Das Flevo hat. 45 und 100 mm Nachlauf

Die wichtigsten Einflussfaktoren sind Steuerwinkel und Nachlauf.

Um bei einem bestimmten Gabelwinkel einen gewünschten Nachlauf zu erhalten, muß die Gabel meist gebogen sein. Bei etwa 82 Grad Gabelwinkel erhält man aber bereits mit einer völlig geraden Gabel einen Nachlauf von etwa 30 mm. Ein größerer Nachlauf wäre nur mit einer nach hinten gebogenen Gabel möglich. Je flacher der Steuerwinkel ist, desto mehr muß die Gabel vorgebogen werden um eine bestimmten Nachlauf zu erhalten.

Die Verbiegung der Gabel, d. h. das Maß, um das die Radachse von der Lenkachse entfernt ist, wird als Gabelversatz bezeichnet.

Der Gabelversatz d errechnet sich nach folgender Formel

d = cos *(R s* tan )

Dabei bedeuten Gabelwinkel R Radradius s Nachlauf

Bei 72 Grad Gabelwinkel meines Kurzliegers K 5 ergibt meine Schwinge einen Nachlauf von 60 mm und sehr angenehme Fahreigenschaften. Die Ballistic erreicht bei diesem Steuerwinkel einen Nachlauf von 38 mm und ist eine Spur nervöser. Ein Nachlauf von 60 mm wäre mit ihr bei einem Steuerwinkel von 67,5 Grad gegeben.

Gabelwinkel Nachlauf Versatz d

63 40 80

82 35 0

60 45 105

75 45 16

Bei Versuchen an der Uni Oldenburg konnte man ein Normalfahrrad mit kleinem Elektromotor dazu bringen, nach dem Anschieben nach einigen wilden Schlenkerbewegungen beliebig lange ohne Fahrer im Kreis zu fahren, mit einem Liegerad gelang das nicht, d. h. bedingt durch niedrigen Schwerpunkt und kleine Räder ist das Liegerad prinzipiell in dieser Hinsicht benachteiligt.(Es ist leichter, einen Besenstiel zu balancieren, als einen Bleistift)

Durch das Zusammenwirken der vielen oben aufgelisteten Faktoren kann es unter bestimmten Umständen dazu kommen, daß auch ein Fahrrad mit ganz anderen Daten als den oben genannten, sich recht gut fahren läßt..

Eine sehr interessante Geschichte hat Stefan Gloger im Rahmen seiner Promotionsarbeit entwickelt, die sogenannte gespiegelte Geometrie. Er hat an seiner Desira mit nach vorn geneigter Gabel, d. h Steuerwinkel bis 115 gute Erfahrungen gemacht. Inzwischen ist er bei einem Steuerewinkel von 95 und einem Nachlauf von 40 mm angelangt. Vorteile dieser Anordnung sind eine deutlich verbesserte Geradeausstabilität, außerdem berühren die Füße erst bei deutlich stärkerem Lenkeinschlag das Vorderrad, ein Nachteil liegt in höheren Lenkkräften. Bei nach hinten geneigter Gabel wirkt das Gewicht des Fahrrads destabilisierend, weil es bei eingeschlagener Lenkung diese noch stärker einschlagen möchte. Dieser Einfluß muß durch den Nachlauf ausgeglichen werden. Bei nach vorn geneigter Gabel stabilisiert das Gewicht die Lenkung noch zusätzlich. Bei weiteren Versuchen in dieser Richtung sind sicher noch einige Überraschungen zu erwarten. Vielleicht haben Normalfahrräder nur deshalb eine nach vorn geneigte Gabel, damit der Fahrer den Lenker überhaupt erreicht. Ich selbst habe einen Tieflieger mit 400 mm Vorderrad, 103 Grad Steuerwinkel und 43 mm Nachlauf dazu gebracht, daß man ab ca. 15 km/h problemlos damit freihändig fahren kann. Die beschriebene Anordnung ist von Stefan inzwischen zum Patent angemeldet.

Das Versuchsfahrzeug Multilab der Uni Darmstadt mit einem Steuerwinkel von 105 Grad.

Der beim Einfedern sich verändernde Steuerwinkel stört nach Auskunft von Stefan Gloger beim Fahren nicht.

Das Fahrzeug wurde von mehreren erfahrenen und unerfahrenen Personen mit den unten angegebenen Konfigurationen getestet. Alle kamen mit der gespiegelten Geometrie besser zurecht.

Steuerwinkel	90	95	100	91	91	91	80	85	85
Nachlauf	41	41	41	89	59	34	89	41	86

Angaben nach VDI Fortschrittbericht 263, Dipl.-Ing. Stefan Gloger, Entwicklung muskelkraftbetriebener Leichtfahrzeuge

Bei sehr steiler Gabel (85 Grad) kann zu großer Nachlauf bei hohen Geschwindigkeiten u. U. zu Instabilität führen. Sehr schnelle HPV werden irgendwann vielleicht hydraulische Lenkungsdämpfer wie schnelle Motorräder haben.

Beim Langlieger mit direkter Lenkung sollte man den Steuerwinkel auf ca. 65 Grad zurücknehmen, damit der Lenker nicht zu elastisch wird und zu sehr nach der Seite ausschlägt.

Systematische Versuche

Zwei mal habe ich versucht, das Kapitel Lenkgeometrie etwas systematischer an zu gehen.

Zuerst baute ich den „Vario“ (unten) Verstellbar sind

Sitzhöhe

Lehnenneigung

Steuerwinkel

Nachlauf

Lenkerhöhe

Abstand des Lenkers zum Sitz

Tretlagerhöhe

Abstand des Tretlagers zum Sitz

vielfach verstellbares „Forschungsliegerad“ Vario

Der nächste Versuch war das K9. hier war der Steuerkopf in der Neigung verstellbar.Der Steuerkopf ist um den weißen Punkt unter dem Kettenrohr drehbar gelagert und wird durch einen nicht sichtbaren Drehknebel auf der anderen Seite in der Mitte zwischen den Kettenschutzrohren festgeklemmt. Der Nachlauf war durch Verschieben des Rads im Ausfallende verstellbar

K 9 mit verstellbarem Steuerwinkel u. Nachlauf

Verschiedene Steuerwinkel kann man übrigens bei gefederten Liegern relativ leicht ausprobieren, in dem man die Schwinge mehr oder weniger steil anstellt. Man ersetzt das Federbein durch unterschiedlich lange Flacheisen mit 2 Bohrungen am Ende .U. U. muß man für die Kette eine provisorische Umlenkung bauen, .außerdem wird immer Steuerwinkel und Nachlauf zugleich verändert.

Man kann aber auch die Ausfallenden provisorisch durch wagrechte Laschen verlängern und damit den Nachlauf verändern

Provisorische Nachlaufveränderung

Beide Versuche habe ich nach einer Weile wieder aufgegeben. Wenn man es konsequent machen will, ist es außerordentlich zeitraubend. Außerdem braucht man ein sehr gutes Gedächtnis („wie fühlte sich jetzt wieder Version 27 an“)

Lenkerposition

Direkte Lenkung

+absolut zuverlässig

+praktisch wartungsfrei

+geringes Gewicht

+preiswert herzustellen

bei Lenker oben

+ bei schmalem Lenker kleinste Stirnfläche

+Spiegel und Kartentasche leicht anzubringen

+bei Abrutschen vom Pedal mehr Halt

+leicht zu schieben

+ kein Schwitzen unter den Achseln

- durch große Vorbaulänge elastisch und bruchgefährdet

- beim Langen flacher Gabelwinkel mit etwas ungünstigeren Fahreigenschaften oder ungewohnte Lenkerbewegung (Schwenken nach der Seite)

- bei schnellen Abfahrten im Gebirge hatte ich den Eindruck, daß ich bei unbeabsichtigten Bewegungen, z. B. bei Straßenunebenheiten, mehr Unruhe ins Fahrwerk bringe, als beim Untenlenker

- zusätzliche Verletzungsgefahr beim Aufprall

- behindert das Freikommen vom Fahrzeug beim Sturz

Um Kollisionen mit den Knien zu vermeiden, kann beim Kurzen der Lenker entweder sehr hoch liegen, z. B. Ross, oder seitlich herunter gezogen sein, z. B. Lightning, oder von vorn "um die Beine herumgewunden" sein, z. B. Flux und Toxy, oder als kurz vor die Brust schwenkbarer "Steuerknüppel" wie beim Flevo Easy Rider, (gibt allerdings ein etwas ungewohntes Schwenken des Lenkers nach der Seite) Beim Counterpoint Presto ist der Lenker zum Aufsteigen und als nachgibige Stelle beim Aufprall nach vorn abkippbar mit einem Anschlag nach hinten. Beim Fahren fiel mir auf, daß man offensichtlich gewöhnt ist, ständig leicht am Lenker zu ziehen, denn man bemerkt die Nachgibigkeit nach vorn gar nicht.

bei Lenker unten (beim Langlieger nicht möglich)

+ sehr bequeme Armhaltung, besonders beim Hornlenker, d. .h bei nach oben gebogenen Lenkerenden., der Winkel zwischen Griff und Unterarm sollte etwa 75Grad betragen. Ein Flachlenker kann dafür stärker unter den Sitz schwenken

- Gefahr des Verbiegens beim Sturz.

- Festlegung der Sitzposition durch Lenker ziemlich weit vorn,

- durch die seitlich liegenden Arme bis zu 12% größere Stirnfläche

Indirekte Lenkung

+völlige Freiheit in der Anordnung des Lenkers

+Möglichkeit, die Lenkübersetzung zu verändern

bei Lenker unten

- Gefahr des Verbiegens beim Sturz.

- bei Teilverkleidung ist es sehr viel schwieriger, die Arme vor Regen zu schützen

bei Lenker oben (beim Kurzen meist nicht sinnvoll)

+bei schmalem Lenker kleinste Stirnfläche

+Spiegel und Kartentasche leicht anzubringen

+bei Abrutschen vom Pedal mehr Halt

+leicht zu schieben

Als Übertragungselement kann verwendet werden:

O eine Stange

O 2 Stangen

O 2 Seile

O ein über 2 Rollen laufendes Seil

O eine über 2 Ritzel laufende Kette (ermöglicht z. B. bei meinem Tieflieger Delphin eine sehr schmale Vorderpartie und 90 Grad Lenkeinschlag)

O ein Kardangelenk am Steuerkopf und anschließenden schrägen "Vorbau" (gibt auch wieder etwas ungewohnte Lenkerbewegungen)

Als Lager für das Lenkgestänge verwende ich meist Glycodurbüchsen, die verlangen parallele Lage der Lagerstellen, sonst sind Kugelköpfe notwendig. Den Lenker selbst lagere ich entweder auf einem 30mm langen, "umgedrehten Steuerkopf" oder auch in Glycodur, die untere mit Bund

Das Lenkerlager stütze ich wenn irgend möglich nochmals ab (2 - Punkt - Lagerung), besonders wichtig beim Dreirad, weil man sich in Kurven intuitiv auf dem Lenker abstützt, aber auch beim Zweirad bekommt das Lager, z. B. beim Sturz eine ziemliche Belastung.

Hinweis: Bei indirekter Lenkung ist es wichtig, daß der Drehpunkt für die Lenk- stange von der Seite gesehen auf Höhe der Lenkerdrehachse liegt, sonst hat man unterschiedlichen Lenkeinschlag links und rechts. Wenn sich das nicht vermeiden läßt, ist es nach meiner Erfahrung wichtiger, nach links einen größeren Einschlag zu haben, weil man bei unserem Rechtsverkehr meist mit einer Linkskurve wendet.

Das vordere Gelenk löte ich manchmal nicht direkt an die Gabel, sondern setze es auf eine verschraubte Schelle. Man braucht dann an der Gabel selbst nicht löten.

Verschraubtes Gelenk

Drehpunkt auf Höhe der Lenkerdrehachse

Die indirekte Lenkung bietet die Möglichkeit, die Lenkübersetzung zu verändern, um z. B. für einen bestimmten Radeinschlag einen kleineren Lenkereinschlag zu erhalten. Ich persönlich baue meist eine Lenkübersetzung zwischen 1,3 und 1,5. Je weiter die Gelenke vom Steuerkopf bezw. vom Lenkerlager entfernt sind, um so geringer ist die Beanspruchung der ganzen Lenkung. Irgendwann kommt man dann natürlich beim Langen mit der Tretkurbel in Konflikt Man sollte versuchen, 60 Einschlag nach beiden Seiten zu verwirklichen, die Hornet von Radius hat nach links sogar 75, äußerst angenehm beim Rangieren. Viele Liegeräder haben einen beim Rangieren lästig kleinen Lenkeinschlag.

Hinweis: Bei der indirekten Lenkung kommen bei angebautem Lowrider und schnellen Ausweichmannövern hohe Kräfte auf Lenkgestänge und Gelenke.

Lenkerform

Am bequemsten finde ich (beim Untenlenker) den Hornlenker. (Z. B. auch mit MB-"Hörnchen" zu bauen). Die Griffe sollen zum Unterarm etwa in einem Winkel von 75 stehen. Das kann man dadurch nachprüfen, dass man 2 Rohrstücke in die Hände nimmt, und ganz entspannt etwa an die Stelle hält, an welcher der Lenker ist. Eine kleinere Stirnfläche bekommt man mit einem etwa geraden Lenker, der auch weiter unter den Sitz geschwenkt werden kann, wobei die Griffe auch wieder einen Winkel von 75 mit den Unterarmen bilden. Mit diesem Lenker können Verkleidungen etwa 100 mm schmaler bauen. Ich baue ihn etwa 600 mm breit für gute Beherrschbarkeit des Rads. Bei Gegenwind kann man dann mit den Händen noch ein Stück nach innen rutschen

Lenkeranbringung

Für die Anbringung des Lenkers gibt es folgende Möglichkeiten

beim Kurzen mit Untenlenkung:

O Der Lenker sitzt in einem umgedrehten Vorbau unter dem Sitz aber über dem Rahmen (Achtung! BMX - Gabeln haben einen Innendurchmesser von 21 mm!)

O Zwei einzelnen Lenkerhälften werden mit Schellen an den Gabelholmen befestigt.

O Am Gabeljoch wird eine abgesägte Schelle von einem alten Stahlvorbau so angelötet, daß die Klemmschraube durch die Bohrung am Gabeljoch gehen kann.

O An das Gabeljoch wird ein Rohrstutzen mit Klemmröhrchen angelötet Der Lenker trägt ebenfalls einen kurzen Rohrstutzen, der in den Stutzen an der Gabel paßt. (Z. B. Ober- und Unterrohr eines alten Rahmens). Dadurch kann sich der Lenker beim Sturz wegdrehen und verbiegt sich nicht so leicht. Diese gute Lösung habe ich zuerst bei Flux -Rädern gesehen. Man kann den Lenker auch dicht unterhalb des Gartenstuhl-Sitzes anordnen, sodaß er sich beim Sturz am Sitz abstützt

Bei Obenlenkung

Um nicht mit den Knien anzustoßen braucht man einen ziemlich langen Vorbau dessen Elastizität mich etwas stört. Beim Langlieger habe ich ein paar Mal eine Versteifung nach nebenstehender Skizze gebaut.

Inzwischen verwende ich meist einen Vorbau mit 25 mm Innendurchmeser, der auf das überstehende Gabelschaftende geklemmt wird. Man braucht deshalb eine Gabel mit ziemlich langem Schaft.

Vorbau mit Gelenk

Bei meinem Kurzlieger K9 habe ich den Vorbau durch ein Gelenk mit Schnellspanner unterbrochen. Dadurch kann sich jeder seine individuelle Lenkerposition einstellen und bei einem eventuellen Aufprall gibt der Lenker nach vorn nach. Vor allem Anfänger ziehen immer wieder (unnötigerweise) aus alter Gewohnheit unbewußt am Lenker und sind bei nicht ausreichend geklemmten Vorbau durch dessen Nachgeben irritiert. Deshalb habe ich das Gelenk durch einen Stellschraube ergänzt, welche den Weg nach hinten begrenzt. Als Gelenk läßt sich auch gut ein alter Alu-Vorbau verwenden.

Besondere Lenkungen

Ab und zu tauchen Versuche mit Hecklenkungen auf. Es erfordert allerdings viel Erfahrung und Geduld, ein solches Rad "hinzukriegen", ein Beispiel war das

Kalle 3

+ unübertreffliche Kompaktheit

+ niedriges Gewicht

- recht gewöhnungsbedürftige Fahreigenschaften

-bei starkem Bremsen Überschlag möglich

Knicklenkung

Beispiele sind das Flevo und das airbike von Staiger. Man braucht deutlich länger als mit einem normalen Liegerad um sich an die ungewohnten Fahreigenschaften zu gewöhnen, kann dann aber mit diesen Geräten besonders entspannt freihändig fahren.

Achsschenkellenkung

Hier ist mir nur der DIMA - Lieger bekannt. Der Steuerkopf liegt sozusagen neben der Achse.

Schwenklenker,

Auf einem großen Parkplatz hatte ich mal gesehen, wie Jungen Modellmotorräder mit E- Motoren fahren ließen. Die schoben die Räder einfach mit der Hand an und steuerten sie dann über Funk. Das schien mir äußerst interessant, Einspurer, die ohne Fahrer fuhren. Ich stellte dann fest, dass diese Räder eine Gabel hatten, die sich nicht um einen Steuerkopf drehte, sondern um eine Achse, die etwa parallel zum Boden liegt.

Also baute ich das Rad oben. (enthält leider schlecht retuschierte Kratzer) An die Gabel ist ein Gabelrohr etwa senkrecht angelötet, das sich in einem in den Rahmen gelöteten Rohr dreht. Wenn so etwas sogar ohne Fahrer funktioniert, so müsste das mit Fahrer doch noch besser gehen. Trotz viel Geduld, mit der auch schon Heck- und Knicklenker nach einigen Tagen einigermaßen da hin fuhren, wohin ich wollte, hier klappte das einfach nicht. Erst viel später gelang es einer begabten Jongleurin, auf einem Parkplatz einen Kreis mit etwa 100 m Durchmesser zu fahren. Vielleicht ist die eigenstabile Geschwindigkeit viel höher, als sie ein Mensch fahren kann.

Anpassung an verschiedene Körpergrößen

Carl Georg Rasmusen hat Leitra - Testfahrer vermessen und in einem Diagramm dargestellt, wie stark das Verhältnis Körper und Beinlänge variieren kann.

Körperlänge

Verteilung von Körper- und Beinlänge bei Leitra-Testfahrern

Dies unterstreicht die Wichtigkeit einer individuellen Anpassung, die leider bei den meisten Liegerädern sehr viel umständlicher ist als bei einem Normalrad (mit Sattel - Schnellspannbolzen) Hier wäre eine Verbesserung dringend nötig, denn wer hat keinen Menschen mit völlig anderen Körpermaßen in seiner Bekanntschaft, den er nicht gern mal eben für eine Probefahrt draufsetzen möchte?

Auch wer sein Liegerad nur für sich allein baut, sollte ca 5 cm Verstellweg vorsehen, denn es ist schwierig die genaue Länge vorherzusehen, z. B. auch die Nachgibigkeit einer Sitzbespannung richtig einzuschätzen. Die Sitzlänge für ein allgemein brauchbares Liegerad sollte zwischen

80 und 100 cm verstellbar sein. Bei einem Serienfahrzeug ist es meist sinnvoller 2 bis 4 Rahmengrößen herzustellen und nur eine Verstellung um 5 cm vorzusehen, sonst fährt z. B. ein kleiner Mensch mit einem unnötig langen Liegerad herum.

Beim Langlieger gibt es für die Größenanpassung folgende Möglichkeiten

-bei unter dem Sitz liegenden Lenker

-Verstellung des Tretlagers, ziemlich aufwendig und schwer, hat Rouland mal versucht

- Längsverstellung von Sitz und Lenker, etwas fummelig, macht Radius, Pichler und Megarad

-Längsverstellung nur des Sitzes,

Dies habe ich bei meinem F5 versucht, bis etwa 10 cm Verstellung kann man gut einen Kom- promiß für die Lenkerposition finden, man braucht also das Lenkgestänge nicht zu verstellen. Ich habe dazu noch den Sitz auf Schienen wie beim Auto gelagert und eine von Hand lösbare Arretierung vorgesehen, dann ist eine Verstellung ohne Werkzeug möglich. Inzwischen habe ich bei mehreren Rädern den Sitz auf 2 Rohren 20 x 1 längsverschiebbar gelagert, die hinteren Gleitführungen am Sitz bestehen aus Schellen, die mit Sattelschnell- spannern geklemmt werden, neigt allerdings gelegentlich zum „Haken“

Einfacher zu bauen ist eine Führung des Sitzes auf 2 Aluwinkelschienen, auf denen die Querstreben mit Schnellspannern festgeklemmt werden.

bei oben liegendem Lenker

Verstellung des Sitzes,

Beim Kurzlieger sieht es so aus

bei oben liegendem Lenker

-Verstellung des Sitzes, z. B. Kingcycle, könnte ohne Werkzeug gemacht werden

bei unten liegendem Lenker

-Längsverstellung des Tretlagers über ein Teleskop, die am weitesten verbreitete Ausführung, z. B. Aeroprojekt. Radius, Streetmachine. Bei größeren Verstellwegen muß die Kettenlänge geändert werden, ziemlich umständlich. Für einen brauchbaren Verstellweg kann man dies durch einen zusätzlichen Kettenspanner vermeiden, wie ihn Hase und AanthroTech verbauen. Flux, verstellt auch beim Kurzen den Sitz längs

Ich habe auch schon die Sitzfläche 35 cm tief gebaut und nur die Lehnenanlenkung verschoben. (Das geht nur beim Tieflieger, weil bei Leuten mit langen Beinen die Sitzvorderkante im Stehen an die Oberschenkel drücken würde

Antrieb

Da beim Liegerad kein Wiegetritt möglich ist, muß die Übersetzung so sein, daß alle vorkommenden Steigungen bewältigt werden können. Vor allem bei Fahrten mit Gepäck in den Bergen finde ich eine Entfaltung (Weg des Hinterrads bei einer Tretlagerumdrehung) von 1,3 m durchaus als angenehm. Um in der Ebene auch mal schnell fahren zu können, wäre eine Entfaltung von 8 m günstig. Diese Spannbreite von 1 : 6,1 schafft keine normale Kettenschaltung, eine Nabenschaltung erst recht nicht, Die Sachs Super 7 hat eine Spannbreite von 2,8, die Shimano 7 Gangnabe von 2,4. Sehr gut schneidet hier die Rohloff mit 5,26 ab. Gängig sind derzeit Kettenblätter von 52 bis 28 Zähne und Ritzel zwischen 34 und 11. Das ergibt eine Spannweite von 5,7. Man muß sich also entscheiden was einem wichtiger ist.

Normal braucht man beim Liegerad eine ziemlich lange Kette. Die wiegt 200 - 300g mehr, lebt dafür aber auch länger. Eine Kette wird ja nicht dadurch länger (und unbrauchbar), daß sich die Laschen längen, sondern dadurch, daß sich die Gelenke unter Last beim Auflaufen aufs Kettenrad und Ablaufen vom Ritzel drehen müssen und dort verschleißen. Und gerade das passiert dem einzelnen Glied bei einer langen Kette eben seltener.

Ich versuche, auch beim Kurzlieger um eine Umlenkrolle für den ziehenden Strang der Kette herumzukommen, vor allem beim Tieflieger ist das aber oft nicht möglich. (Eine Umlenkung im nichtziehenden Teil ist völlig unkritisch). Etwa die gleiche Reibung und noch mehr Gewicht bringt eine Zwischenwelle.
Sie verhindert dafür das Schlackern der langen Kette und bringt mehr Freiheit in der Wahl der Übersetzung. Bei kleinem Hinterrad ist sie eine gute Möglichkeit, eine gute Entfaltung zu bekommen.. Bei manchen Flux -Rädern wird per Umwerfer die hintere Kette geschaltet, bei Ostrad per Schaltwerk die vordere. Umlenkrolle und Zwischenwelle haben den Nachteil, daß die uneingeschränkte Nutzung aller Gänge eingeengt wird, weil der Schräglauf der Kette größer ist.

Wieviel Reibung tritt bei Zwischenwelle oder Umlenkrolle wohl auf? Die Reibungsverluste in einem Kettentrieb kommen, wie oben bereits gesagt, hauptsächlich dadurch zustande, daß sich im ziehenden Strang jedes Kettenglied beim Auflaufen aufs Kettenrad und beim Ablaufen vom Ritzel unter Last drehen muß. Der Drehwinkel für das Glied hängt nicht vom Umlenkungswinkel, sondern nur von der Kettenteilung und der Größe des Kettenrads bezw. des Ritzels ab. Bei einer Umlenkrolle tritt die Reibung beim Auf- und Ablaufen auf die Rolle auf, bei der Zwischenwelle beim Ablaufen der ersten Kette und beim Auflaufen der zweiten Kette. Nach diesen Überlegungen dürfte der Wirkungsgrad von Umlenkrolle und Zwischenwelle also gleich sein. Eine rechnerische Abschätzung:

Für den Wirkungsgrad eines gut geschmierten Triebs mit Z1 = 52 und Z2 = 13 kann man 98% annehmen. Die 2% Verluste verteilen sich etwa wie die Zähnezahlen, vorn also 0,4% und hinten 1,6%. Wenn jetzt noch zwei Umlenkrollen mit 26Z dazukommen, treten zusätzlich 4 Mal 0,8% Verluste auf, der Gesamtwirkungsgrad fällt also auf 94,8%, schade, aber manchmal nicht zu ändern. Gegenüber einer frei durchlaufenden Kette würde die Geschwindigkeit z. B. von 50 km/h auf 49 fallen, für den Alltag sicher verschmerzbar. Vom Wirkungsgrad her wären also große Umlenkrollen, Zwischenwellenritzel, Kettenblätter und Ritzel (und kleine Kettenteilungen) günstig, oder anders ausgedrückt: 2 Umlenkrollen mit 100 mm haben die gleiche Reibung wie eine mit 50 mm. Nicht berücksichtigt ist dabei die Lagerreibung in Umlenkrollen und Zwischenwellen. Bei Wälzlagern kann man mit einem Reibungsfaktor von 0,001 rechnen, wobei diese Reibung nur im Verhältnis Innendurchmesser des Wälzlageraußenrings zu Durchmesser der Umlenkrolle angreift, bei mir ca 1 : 3. Die Lagerreibung ist bei der Umlenkrolle größer als bei der Zwischenwelle, in beiden Fällen aber praktisch vernachlässigbar. Immerhin habe ich mir bei meinem ersten Tieflieger bei Bergfahrten gelegentlich die Beine am Lagerbolzen der Umlenkrolle verbrannt. Dort lief allerdings eine Polyamidrolle mit schlechter Wärme- ableitung ohne Wälzlager direkt auf dem Bolzen. Nicht berücksichtigt ist ferner die Reibung zwischen Kette und Kettenrad beim Ein- und Auslaufen der Kette, über die mir keine Zahlen bekannt sind.

Eine Möglichkeit, auch bei kleinem Hinterrad große Entfaltungen zu erhalten sind übergroße Kettenblätter, die es von TA bis 68 , bei Flevo sogar bis 72 Zähne gibt, die aber dem Umwerfer Probleme machen, weil die absolute Differenz an Zähnen auch ansteigt. Die dritte Möglichkeit sind kleine Ritzel, z. B. 11 Zähne oder gar 9 Zähne von Moulton. Die zugehörige Kassettennabe gibt es inzwischen von Shimano unter dem Namen Capreo. Kleine Ritzel verschleißen allerdings schneller und haben einen schlechteren Wirkungsgrad.. Als Zwischenwelle werden gern ihrer Sperrklinken beraubte Kassetten verwendet. Der Kassettenkörper wird ausgeglüht, ausgedreht und auf Industrie - Kugellagern gelagert. Für Versuchszwecke erspare ich mir das Ausglühen und lasse die Kassette auf den vorhandenen Lagern laufen. Ich ordne dabei die Ritzel möglichst zwischen den Lagern an. Sehr gut eignet sich die Edco - Kassette.

Eine weitere Möglichkeit ist die Sachs 3x7 . Die wiegt zwar 950 g, aber eine gute Nabe, Umwerfer mit zugehörigem Stutzen und das Mehrgewicht eines Dreifachkettenblatts bringen zusammen u. U. kaum 100 g weniger. Die 3x7 wird u. a. mit einer (Shimano-kompatiblen) Kassette 32/11 verkauft. Das gibt eine Gesamtspannweite von 4,24, mehr als manche 12 Gang-Schaltungen. Im Normalbetrieb sollte man versuchen, im mittleren Gang der Nabenschaltung zu fahren, weil dort der Wirkungsgrad etwa 98%, im Gegensatz zu 94,5 im schnellsten und 95,5% im langsamsten Gang beträgt. (Diese Zahlen gelten nur für eine bestimmte Übertragungsleistung, m. W. für 100 Watt, bei hohen Leistungen wird der Wirkungsgrad besser, bei niedrigen schlechter) Ein großer Vorteil der 3x7 im Alltag ist die Möglichkeit, auch mal im Stand schalten zu können. Bei unten liegendem Lenker halte ich den Umwerferstutzen bei Unfällen für eine zusätzliche Gefährdung.

In einer Werkstattanweisung von Shimano habe ich zu meinem Erstaunen gelesen, daß die Schaltbarkeit verbessert wird, wenn die Hinterachse nicht auf Anschlag im Ausfallende liegt, sondern so weit wie möglich vorn.

Im Infobull Nr. 81 wird über Messungen des Wirkungsgrads von Naben- und Kettenschaltungen berichtet, die in der Zeitschrift „Fiets“, Heft 8/97 erschienen. Danach fällt der Wirkungsgrad einer (neuen) Shimano LX Kettenschaltung bei 100 Watt Belastung von 98,7 im kleinsten Gang auf 87,9 im schnellsten Gang. Hauptursache sind sicher die kleinen Ritzel bis zu 11 Zähnen. Der Wirkungsgrad der Sachs „Elan 12Gang“ hat ein Maximumm im 3. Gang mit 96,5 und fällt auf 87,7 im 12. Gang. Die Shimano 7 Gangnabe lag in den beiden schnellsten Gängen über 90% und hatte im 3. Gang einen Ausreißer mit 75%. Nach älteren Unterlagen liegt der Wirkungsgrad der Sachs 3G im 2. Gang bei knapp 96%. Noch nicht gemessen wurde leider bisher der Wirkungsgrad einer gebrauchten und – wie üblich schlecht gepflegten Kettenschaltung

Ein interessanter Artikel zu Wirkungsgraden findet sich auf der Homepage der Fa. Rohloff. (Eintrag v. 17. 1. 02) Der Inhalt ist etwa folgender

1 Der Radfahrer erzeugt ein über eine Umdrehung des Tretlagers 2 mal von einem Maximum bis fast auf Null fallendes Drehmomoment.

2 Es ist bisher üblich, für Wirkungsgradmesungen, das jeweils mittlere Drehmoment einzusetzen.

3 Verschleißmessungen der Firma weisen daraufhin, daß für den Verschleiß nicht das mittlere, sondern das maximale Drehmoment von Bedeutung ist

4 Rohloff geht davon aus, das diese Aussage auch für den Wirkungsgrad gilt

5 dies bedeutet, daß man einen Antrieb mit 200 Watt messen sollte, wenn man einen Fahrer mit 100 Watt Leistung simulieren will

6 Eine Messung mit einem neuem und einem 1000 km gelaufenen, aber sauberen und geschmierten Kettentrieb (Shimano XT) zeigte, daß der Wirkungsgrad bis etwa 4,5 m Entfaltung zwischen 96 und 98 % lag, dann um etwa 0,5% absackte, bei etwa 6 m das Maximum mit etwa 98,5% erreichte und danach wieder etwas abfiel. Die gebrauchten Komponenten lagen selbst in diesem guten Zustand bereits im Schnitt um ein Prozent niedriger als die neuen, die Streubreite umfaßt auch die Meßungenauigkeit von etwa +/-0,5%

6 Die Rohloffnabe hatte nur die halbe Streubreite und fing bei etwa 95 –96% an, und stieg dann mit einer relativ gleichmäßigen Zickzacklinie auf etwa 98 – 98 7 bei 6m um danach wieder sanft auf 97 - 98% zu fallen. Die Zahlen decken sich z. T. nicht mit den oben genannten.

Meine Zusammenfassung

In praktisch neuen Zustand sind Kettenschaltung und Nabenschaltung im Haupfahrbereich praktisch gleich, im üblichen Alltagszustand, der bereits nach einer Regenfahrt eintritt, ist die Rohloffnabe im Wirkungsgrad wahrscheinlich überlegen. Ich schätze, daß weniger als ein Promille der Radfahrer die Kette so pflegt, daß der Neuzustand bezüglich Schmierung und Abwesenheit von Schmutz einigermaßen erhalten bleibt

Eine andere Möglichkeit, den vorderen Umwerfer wegzulassen, ist der Einbau eines Tretlagers mit eingebauter Übersetzung 1: 2,5 durch Planetengetriebe, "Mountain Drive", von Florian Schlumpf, CH 7324 Vilters. Ein Vorteil liegt darin, daß kein Schaltzug verlegt werden muß, weil das Getriebe durch Druck mit der Fußinnenseite auf einen kleinen Knopf an der Achse geschaltet wird. Es ist auch eine Ausführung mit einer Übersetzung 1: 1,6 ins Schnelle erhältlich.

Vereinzelt wird auch Frontantrieb gebaut. Das Tretlager schwenkt dabei mit (Flevo, und airbike)

Das Tretlager kann aber auch rahmenfest angeordnet sein. Dann wird mit einer Kette zunächst eine rahmenfeste Zwischenwelle angetrieben, (z. B. auch wieder eine fest gelagerte Kassette mit 2 Ritzeln, 2 Distanzringen dazwischen um den beiden Ketten Platz zu lassen und einem Rohrstück als Ersatz für die fehlenden Ritzel) von dort geht eine weitere Kette nach unten zum Vorderrad, die beim Einschlagen der Lenkung verdreht wird. Das zugehörige Ritzel sollte beiderseitig Kettenleitscheiben haben. (Kingcycle Wasp, mein Einfachlieger Klappo, Bevobike). Moderne Schaltungsketten sind erstaunlich flexibel, deshalb funktioniert das recht gut. Man muß darauf achten, das Ganze da vorn zwischen den Knien möglichst schmal zu machen.

Beim Bevobike ist das Tretlager direkt über dem Vorderrad angebaut, dadurch entfällt die vordere Kette.. Man kann auch die vordere Kette nach links verlegen, dann braucht man eine regelrechte Zwischenwelle mit beiderseitig fest angebrachten Ritzel. Evtl. sollte man durch einen Anschlag den Lenkeinschlag so begrenzen, daß das Vorderrad nicht die Kette von der Zwischenwelle abwerfen kann.

An seine Grenzen kommt der Frontantrieb in den Bergen. Beim Flevo z. B. ist ein Anfahren an Steigungen über 10% kaum mehr möglich.

Der Hauptnachteil des Frontantriebs ist für mich, daß eine Federung sehr viel schwerer zu verwirklichen ist.

Außerdem: Es kommt bekanntlich vor, dass eine Kette von den Ritzeln abspringt. Ich habe dabei auch schon erlebt, dass die Kette sich so geschickt verwurstelt, dass das Rad blockiert wird. Dies ist natürlich beim Vorderrad ungleich dramatischer. Man tut also gut daran, auf die Kettenführung jede nur denkbare Sorgfalt zu verwenden.

Sogenannte Linearantriebe mit pendelnden oder linear geführten Pedalen scheinen einem Tretlager nur dann ebenbürtig oder gar eine Spur überlegen zu sein, wenn ein etwa sinusförmiger Geschwindigkeitsverlauf erreicht wird, sie ermöglichen aber z. B. beim Kurzen oder Dreirad eine flachere Verkleidung. Ein Beispiel war das Kingcycle K 3

Die Ruderbewegung scheint mehr Leistung und eine günstigere Beanspruchung für den Körper zu bringen, scheitert aber wohl vor allem an psychologischen Gründen. Trotzdem verkauft Derk Tijs seinen Kurzruderer seit Jahren.

Wenn eine Drehrichtungsumkehr erforderlich ist, z. B. bei einem

Tandem mit "Rücken an Rücken" - Sitzposition, kann man die Kette mit zwei Umlenkrollen außen antreiben lassen, das ist viel besser, als die Kette zu kreuzen.

Für Alltagsräder hat der Zahnriemenantrieb den Vorteil der Wartungsfreiheit und fast wegfallenden Verschmutzungsgefahr der Kleidung, verlangt allerdings eine hinten öffenbaren Rahmen und schließt Ketttenschaltung aus.

Verschleißmessung

Von Rohloff u. anderen Firmen gibt es zwei kleine einfach zu handhabende Geräte, mit denen man den Verschleiß von Ketten und Ritzeln messen kann.

Ketten- und Hosenbeinschutz

Ich lasse die Kette meist in einem Kunststoffrohr laufen, Hydraulikleitung NW18 aus Polyamid oder Wasserleitung aus Hart PE., beide müssen z. T. durch Füllen mit heißem Wasser und Aufhängen zuerst an gerade Form gewöhnt werden. PVC-Rohre für Elektroinstallation klappern ziemlich, wenn man auf die Enden nicht 8 cm lange Stücke PVC-Schlauch steckt. Ohne Kettenschutz müßte man die Kette eigentlich nach jeder Regenfahrt säubern und neu schmieren. Durch die Schläuche bleibt das Schmiermittel viel länger erhalten, das macht wahrscheinlich mehr aus, als das bißchen Reibung im Schlauch. Peter Lis verwendet Schrumpfschlauch HSB 500 mit Kunststoffröhrchen 11mm innen in den Enden. Schläuche und Rohre werden mit einem Stängelchen aus einer alten Speiche oder einem Streifen aus steifem Gummi beweglich mit Rahmen, Schwinge, Umwerfer oder Schaltwerk verbunden. Die Lebensdauer der Schläuche wird vervielfacht, wenn man sie alle Vierteljahre um 30 Grad verdreht. Die Kette läuft leiser, wenn die Schlaucheinläufe konisch aufgeweitet werden. (erwärmen und konischen Holz- oder Alustab reindrücken)

Ich habe den Eindruck, daß das ansonsten sehr gute Rohloff – Öl nach 2 – 3000 km dazu führt, daß sich im Inneren von Kettenschutz – Schläuchen eine zähe Paste aus Öl und Straßenstaub absetzt, welche den Tretwiderstand spürbar erhöht. Sie ist im Gegensatz zu anderen Produkten nicht mit Durchziehen eines Stoffstreifens entfernbar. Man muß die Kette ausbauen und Lösemittel verwenden.

Schutzbleche

Schutzbleche an gefederten Hinterrädern oder Vorderschwingen sind sehr hoch beansprucht. Hintere Schutzbleche aus Kunsstoff brauchen mindestens 3 Streben und große, gummiunterlegte U - Scheiben an den Aufhängungen. Radikal wird dieses Problem durch Anbringung der Bleche am Rahmen gelöst, dafür ist dann der Schmutzschutz verringert und die Optik gewöhnungsbedürftig.

Bremsen

Das Bremsvermögen eines Fahrzeugs wird durch das Verhältnis von Radstand zu Schwerpunkthöhe begrenzt. Wenn der Schwerpunkt unter der 45 - Linie durch den Aufstandspunkt des Vorderrads liegt, ist ein Überschlagen beim Bremsen ausgeschlossen.

Hier sind Langlieger, Tieflieger und Dreiräder mit 2 Rädern hinten jedem anderen Fahrrad überlegen. Beim Normalrad liegt die Überschlagsgrenze etwa bei 5,5 m/s² bei den genannten Fahrzeugen liegt die theoretische Grenze erst bei etwa 10 m/s ^2.Eines der besten Dinge, die uns das Mountain Bike gebracht hat, sind Cantileverbremsen. Kurzschenklige Rennbremsen zogen natürlich schon immer gut, man kann sie aber nur für Reifenbreiten bis ca. 32 mm ohne Schutzblech verwenden, für dicke Reifen sah es schlechter aus.

Bei Kurzliegern vorn verlangte früher die Betätigung von Cantilevers etwas Nachdenken. Die modernen V- Bremsen haben die Zugführung sehr erleichtert.und die Bremswirkung nochmals gesteigert.

Zur Geometrie von Cantilevers:

Einerseits zieht die Bremse am besten, wenn der Querzug senkrecht auf der Verbindungslinie Drehpunkt - Seilangriffspunkt steht, andererseits nimmt die Bremskraft zu, wenn sich der Winkel a dem Wert 90 nähert., der Weg am Bremshebel wird dann aber größer.

Der übliche Abstand der Cantisockel beträgt 80 mm. Je enger die Sockel stehen, desto geringer ist die Gefahr, bei fehlender Wartung irgendwann bei einer Notbremsung in die Speichen zu bremsen und desto weiter stehen die Bremsarme seitlich ab. Bei Kurz- und Tiefliegern kann das u. U. Probleme machen.

Die Bremswirkung hängt sehr stark von der Paarung Belag – Felge ab. (siehe Anhang ) Bei der Kombination Shimano XTR V – Bremse mit Grünert Kastenfelge habe ich z. B. mit einem entgegen der Shimano – Vorschrift verwendeten Suntour – Bremshebel für „normale“ Cantilever – Bremsen keinerlei Probleme mit zu „giftigem“ Ziehen

Hydraulikbremsen ziehen enorm, man hat keine Probleme mit einrostenden oder festfrierenden Seilen, sie sind aber ziemlich teuer und beim untenliegenden Hornlenker besteht, die Gefahr des Hängenbleibens oder Durchscheuerns beim Sturz. Dies kann man mit einer (recht teuren) Winkelverschraubung mildern oder mit einem an das Lenkerende gelöteten Abweiser. Ich verwende Hydraulik bei direkter Lenkung für die Hinterbremse, weil man sonst einen elend langen Zug braucht und vor allem bei Dreirädern mit 2 Rädern hinten, da hängen beide Bremsen an einem Tandembremsgriff, damit ziehen die Bremsen wirklich dauerhaft gleichmäßig. Bei langen Abfahrten mit Gepäck im Gebirge werden die Felgen vor allem bei kleinen Rädern und hoher Außentemperatur beängstigend heiß, besonders wenn man die Abfahrten in genießerischer Langsamkeit absolviert.

Bei Trommelbremsen sind mir immer wieder Exemplare mit recht bescheidener Wirkung untergekommen. von recht bescheidener Wirkung unter gekommen. Sturmey Archer oder die Rollenbremse von Shimano scheinen in dieser Beziehung leicht im Vorteil. zu sein. Die Bezeichnung Rollenbremse ist etwas irreführend. Die Rollen dienen nur zur gleichmäßigen Anpressung der Beläge, gebremst wird aber im Grunde nach dem Trommelbremsenprinzip, allerdings mit geschmierten Stahlbelägen wie beim Rücktritt. Die Bremswirkung scheint mir verbesserungsfähig und die Maßnahme gegen Überbremsen ergibt in kleinen Rädern gelegentlich ein lästiges Rubbeln.

Inzwischen habe ich an allen meinen Rädern zumindest eine Scheibenbremse (Bei einem Langlieger würde ich sie hinten anordnen.) Bremswirkung und Dosierbarkeit sind sehr gut. Jetzt würde mich auch ein leichter Achter in der Felge weniger stören. Außerdem sind die nervigen Geräusche weg, die bei Felgenbremsen durch das Schmirgeln von Sand auf der Felge entstehen und ein Durchbremsen der Felgenflanken ist unmöglich geworden. Der Bremssattel muß sehr solide aufgehängt werden und nicht jede Gabel ist den auftretenden Kräften gewachsen.. Wenn das Rad längere Zeit im Regen stand, erschreckt einem die Scheibe beim ersten Mal gelegentlich mit unerwartet verzögert einsetzender Bremswirkung und schrecklichem Schreien.

Noch mal zu Scheibenbremsen

Hier noch mal die Vorteile Vorteile:

+ kaum Überhitzungsprobleme der Felgen bei langen Abfahrten (bei kleinen Rädern akuter als bei „Normalrädern“, wegen der kleineren wärmeabgebenden Fläche)

+ auch bei Regen keinerlei nervende Kratzgeräusche durch Sand an den Belägen

+ bei trockenem und nassem Wetter stets ausreichende Bremskraft

+ sehr gute Dosierbarkeit-

+ wartungsarm durch lange Bremsbelag – Lebensdauer

in Kauf nehmen muß man

- wenn keine Befestigungspunkte an Rahmen oder Gabel vorhanden, nachträglicher Anbau nur für Bastler möglich

- „Einfädeln“ des Laufrads schwieriger

- teurer

- Schleifen der Beläge häufiger und schwieriger zu beheben

Wenn ich die Bremsbelaggröße eines Autos und eines Fahrrads vergleiche und noch die kinetische Energie beachte, die häufig durch Bremsung in Wärme umzuwandeln ist, müßten die Beläge im Fahrrad im Alltagsbetrieb etliche Jahre halten. Dies schrieb ich, als ich nur die Sachs – Scheibe kannte. Inzwischen sind Bremssättel, Belaggröße und Dicke dem allgemeinen Gewichtsfetischismus folgend so minimiert worden, dass auch die Belaglebensdauer drastisch gesunken ist.

Von Magura gibt es Scheiben bis 220 mm Durchmesser für Downhill; damit habe ich die Überhitzungsprobleme an unserem Tandem behoben Allerdings muß der Bremssattel verlegt werden. Möglicherweise gibt es von Magura spezielle Sättel für diese Scheiben..Ich habe diese Scheibe mit einem "Martha" – Sattel kombiniert.

Die Umstellung bei Magura auf selbstnachstellende Doppelkolbensättel führt nach meinem Eindruck zu häufigerem Schleifen der Beläge.

Der äußerst zuverlässige Rücktritt kommt bei langen Bergabfahrt schnell in bedenkliche Temperaturen, läßt schnell das Hinterrad schleifen und hat beim Liegerad den weiteren kleinen Nachteil, daß man an der Ampel nicht die Pedale in die fürs Anfahren günstigste Stellung bringen kann.

Seilzüge

sehr wenig Reibung haben Züge mit einer Teflon - Innenbeschichtung. Sehr lange Züge unterbreche ich durch 2 Seilstopper, dabei muß man aber darauf achten, daß dort kein Wasser reinlaufen kann. Generell sollen Seilzüge so kurz wie möglich sein. Ob Goretexzüge die versprochenen Wunderdinge bringen, habe ich, abgeschreckt durch den Preis, noch nicht ausprobiert. Als Seilendsicherung eignen sich auch Popnieten und Speichennippel. Umlenkrollen für Bremszüge sollten min. 25mm Durchmesser haben. Als Seilstopper verwende ich entweder käufliche Hülsen oder Rohrstückchen 10 x 1, 15 lang, da kommt eine Stellschraube oder ein Weinmann - Zugendstück rein, Seilstopper zur Montage- erleichterung geschlitzt.

Hebel, Schalter

Ich verwende nur Bremshebel mit einem extra Drehpunkt für das Seil. Wenn sich ein Rundnippel im Hebel drehen muß, bringt das auf die Dauer eine hohe Biege-. beanspruchung aufs Seil. Zweifingerhebel ermöglichen mehr Seilweg.

Als Schalter fand ich beim Hornlenker lange Zeit Lenkerendschalter ideal, sie liegen so richtig in der Hand, erst als ich die ersten Drehgriffe probierte, fiel mir ein, wie oft ich beim Schieben oder Rangieren dagegengestoßen war und versehentlich geschaltet hatte (krach .- krach beim Anfahren) Außerdem stößt man in engen Kurven damit manchmal ans Bein. Drehgriffe liegen beim Hornlenker an sich verkehrt, ich rutsche etwas mit der Hand nach hinten und schalte so, wie vorgesehen, mit Daumen und Zeigefinger. Bei dem leider nicht besonders leichtgängigen Sachsdrehgriff habe ich bei Regen manchmal den 1. Gang nur mit Anstrengung reingebracht. Dies ist beim derzeitigen Modell durch die Möglichkeit behoben, mit Daumen und Zeigefinger den Rand mit viel größerem Durchmesser zu umfassen. Beim Hornlenker finde ich inzwischen aber einen an der Rückseite der Lenkergriffe angebrachten Lenkerendschalter eher noch bequemer. Bei den verschiedenen Rapidfire – Doppelschaltern von Shimano nervt mich gelegentlich, daß man kaum findet, wie ein gerissener Zug ersetzt werden soll.

Gepäcktransport

Eine geschickte Lösung finde ich einen abnehmbaren "Kofferraum" aus stabilem Stoff, über Rohrrahmen gespannt, der nebenbei noch den Luftwiderstand um 15 - 20% senkt, während ihn Packtaschen wahrscheinlich in der gleichen Größenordnung anwachsen lassen. All die vielen Kleinigkeiten, die man sonst mühsam in Taschen, mit Gummispannern oder sonstwie verstaut und dann doch irgendwann mal verliert, werden einfach da reingeworfen, Reißverschluß zu, und schon ist alles auch einigermaßen wettergeschützt. Die Oberseite sollte eben, nicht gewölbt sein, damit sperrige Gegenstände auf ihr transportiert werden können.(siehe Anhang)

Hinterbau für Ketten. oder Nabenschaltung

Die Innenbreite des Hinterbaus muß betragen

bei Dreigangnabenschaltung 115 mm

bei vielen älteren Freilaufnaben 125 mm

bei neueren Freilaufnaben 135 mm

bei der 3 x 7 131 mm

Kleinigkeiten

Man spart eine Menge Zeit, wenn man gleich beim Bau eines Rahmens Löcher für das Rücklichtkabel anbringt und dort ein gegen Herausziehen gesichertes Stahlseil einzieht

Empfehlenswert ist ein Korrosionsschutz des Rahmens von innen (besonders, wenn man in Küstennähe wohnt. Firmen, die auf Hohlraumversiegelung von Autos spezialisiert sind, haben lange dünne Sonden, mit denen man in jeden Winkel kommt.

Sicherheit

Bei den meisten Liegeradentwürfen spielt dieser Gesichtspunkt leider noch eine geringe oder gar keine Rolle, und dabei war doch die Suche von Prof. Wilson nach einem sichereren Fahrrad eine der Wurzeln für die Wiederauferstehung des Liegerads in den Siebzigerjahren. Aber wer denkt schon gern daran, daß sich mit diesem wunderschönen Gerät auch Unfälle ereignen können.

Die Sicherheit umfaßt nicht nur den Schutz vor Verletzungen bei Unfällen, sondern auch vor Verletzungen die beim normalen Fahrbetrieb auftreten können. Speziell beim Liegerad sind z. B. Speichen des Hinterrads, Dynamo und Antriebskette oft aus der normalen Sitzposition ereichbar. Ich kann deshalb nur aus eigener schmerzhafter Erfahrung dringend raten, den eigenen Entwurf in dieser Hinsicht sorgfältig zu prüfen. Für den Dynamo sollte man z. B. entweder eine Fernbedienung vorsehen oder die Speichen in der Nähe abdecken. Eine sehr gefährliche Stelle ist die Auflaufstelle von Ketten auf Spannrollen oder noch gefährlicher, auf Zwischenwellen. Eine umlaufende Scheibe aus Alublech mit ca. 120 mm Æ ist eine gute Abhilfe. Die professionellen Unfallverhüter sagen, wenn man irgendwo einen Finger hinein bringen kann, dann bringt ihn irgendwann auch einer hinein.

Gemeint ist mit Sicherheit hier, entsprechend der Terminologie beim Auto

passive Sicherheit

aktive Sicherheit

Sicherheit von anderen Verkehrsteilnehmern

Passive Sicherheit bedeutet Vermeidung von Verletzungen bei Sturz oder Aufprall, also

keine scharfen Teile im Bereich des Fahrers

Ausbildung des Rahmens als "Käfig", wie bei der Leitra, beim Einspurer allerdings schwierig zu verwirklichen

"harte" Vollverkleidung, wohl der wirksamste Schutz

niedrige Sitzhöhe

Lenker vor dem Körper können beim Sturz das Freikommen behindern

Aktive Sicherheit bedeutet ein Fahrverhalten, daß viele Unfälle von vornherein vermeidet nämlich

Spurtreue

geradeaus und in Kurven

beim Bremsen

bei unebener Fahrbahn

Kontrollierbarkeit, d. h. die Reaktionen des Fahrzeugs auf Handlungen des Fahrers, wie

Gewichtsverlagerung oder Lenkbewegungen und auf Einflüsse der

Umwelt, wie Seitenwind oder Bodenwellen sind vorhersehbar und entsprechen dem Reaktionsvermögen des Fahrers

Hohes Bremsvermögen, hier sind Lang- und Tieflieger dem Normalrad hoch überlegen, bei

dem eine Verzögerung von etwa 5,5m/s² zum Überschlag führt, der

bei diesen beiden völlig ausgeschlossen ist. Das Kurze und die Dreiräder mit 2 Rädern vorn sind hier ungünstiger dran. Ein Überschlagen ist ausgeschlossen, wenn der Schwerpunkt von Fahrer + Fahrzeug unter der 45 Gradlinie durch den Aufstandspunkt des Vorderrads liegt.

Wendigkeit, d. h. die Fähigkeit, Hindernissen schnell auszuweichen

Gute Sicht unter allen Wetterbedingungen (vor allem bei Vollverkleidung sehr schwer zu erreichen)

Auffälligkeit, um nicht von anderen Verkehrsteilnehmern übersehen zu werden

Alles zusammengenommen ist das Liegerad wahrscheinlich das sicherste Straßenfahrzeug überhaupt.

Aerodynamik

Der Luftwiderstand, der bereits bei ca. 15 km/h die Größe des Rollwiderstands übersteigt, hängt ab von

Fahrgeschwindigkeit

Luftwiderstandsbeiwert cw

Stirnfläche

Luftdichte (und damit auch geringfügig von der Höhe)

Liegeräder haben meist einen schlechteren cw - Wert als sportliche Normalräder und eine kleinere Stirnfläche, unter dem Strich meist einen niedrigeren Luftwiderstand, der sich auf folgende Weise senken läßt

Tretlager ca. 150 mm über Sitzhöhe

(man fährt sozusagen im Windschatten seiner eigenen Beine)

flache Lehne (45 und weniger gegen die Wagrechte)

schmaler Lenker so angeordnet, daß die Arme möglichst wagrecht gestreckt verlaufen

niedrige Sitzhöhe, damit von vorn gesehen möglichst viel von Schaltwerk, Zahnkranz, Nabe, Speichen, Reifen und Rahmen im Profil des Fahrers verschwindet

ein breiter Kofferraum hinter dem Fahrer, der neben seiner eigentlichen (äußerst nützlichen) Funktion die Abströmung so verbessert, daß der Gesamtwiderstand um bis zu 20% sinken kann, während Packtaschen ihn etwa im gleichen Maße erhöhen,

Front- oder (die mit Abstand wirksamste Methode) Vollverkleidung (Womit man sich aber, besonders beim Einspurer für den Alltag eine ganze Latte von Nachteilen einhandelt, genannt seien nur Seitenwindempfindlichkeit, höheres Gewicht, erschwertes Einsteigen und Sichtbehinderung.

Wetterschutz

Während man auf einem Normalrad mit einem Poncho, dessen Vorderkante über den Lenker reicht, schon recht gut versorgt ist, trifft einem Regen auf einem Lieger viel härter. Die Beine werden auf jeden Fall naß und da der Poncho durchs Treten hochrutscht, meist auch der Bauch. Zu einem Altagslieger gehört nach meiner Meinung ein Wetterschutz. An diesen sind andere Anforderungen zu stellen, jenachdem ob man Touren machen will, oder täglich zur Arbeit fährt.. (Siehe auch meine Ausarbeitung "Wetterschutzverkleidungen für Liegeräder")

Eine überraschend wirksame Kleinigkeit ist übrigens eine Verlängerung des vorderen Schutzblechs durch einen Gummistreifen bis ca 30 mm über der Straße. Gerade beim Liegerad sitzt man beim Durchfahren von Pfützen ziemlich direkt in der "Schußlinie" des Vorderrads.

Erstellen eines eigenen Entwurfs

Wer sich bis hierher durchgekämpft hat, müßte nun eigentlich schlau genug sein, einen eigenen funktionsfähigen Entwurf zu erstellen.

Bei mir hat sich folgendes Vorgehen bewährt. Zunerst mache ich Skizzen 1 : 10. Wenn die große Linie einigermaßen festliegt, entsteht eine Zeichnung 1 : 5. Die schaue ich mir dann 3 - 4 mal im Abstand von einer Woche an und staune manchmal, was mir inzwischen alles dazu einfällt. Wenn wirklich alles klar ist, kommt die Zeichnung 1 : 1 an die Reihe.

Entwurf eines Langliegerades

Hierfür wende ich folgendes Rezept an:

1 Vorderradgröße festlegen

2 Tretlager- und Sitzhöhe wählen

3 Tretlagerposition festlegen. (Kreis um Vorderradmitte mit Radius des Vorderrads + Kurbellänge + 3cm (bei Vorderradfederung vom eingefederten Rad ausgehen)

4 Kreisbogen um Tretlager mit Radius Schrittlänge +10cm, Lehnenneigung

festlegen

5 Größe des Hinterrads und Lage festlegen (bei Federung genügend Platz zur

Lehne?)

Als Maßstab für die Zeichnung wähle ich 1: 5. Diesen Maßstab hat auch mein Ergonomie-Hampelmann,

Oben habe ich als Sitzabstand (Abstand zwischen Mitte Tretlager und Unterkante Lehne) angegeben "Schrittlänge + 10 cm" Inzwischen finde ich folgendes besser:

ganz aufrecht mit vollem Kontakt des Rückens an eine Wand setzen und den Abstand X zwischen Fußsohle (ohne Schuh) und Wand messen. Der Abstand zwischen Lehne und Mitte Tretlager ist dann X - 20 cm-

Entwurf eines Kurzliegers

Für Kurzlieger ist es nicht so einfach, ein "Kochrezept" anzubieten, weil die Bauarten sehr unterschiedlich sind Hier zunächst noch etwas Allgemeines.

Um Konflikte zwischen Füßen und Vorderrad in engen Kurven zu vermeiden, haben die Konstrukteure das Tretlager ursprünglich ziemlich weit vorn angeordnet Das ergibt aber tendenziell eine hohe Vorderachsbelastung und leicht Stehaufmännchen beim scharfen Bremsen.

Ein Anheben des Hinterrads beim Bremsen in der Ebene ist erst ausgeschlossen, wenn der Schwerpunkt von Fahrer + Fahrzeug unterhalb der 45Gradlinie durch den Aufstandspunkt des Vorderrads liegt. Der Schwerpunkt des Menschen, der in jedem Fall den größeren Beitrag liefert, liegt etwa in Bauchnabelhöhe. Bei meinem BMX-Lieger liegt der Schwerpunkt ca 440mm über dem Boden und 470mm vor der Hinterachse. Mein Schwerpunkt in Fahrhaltung liegt etwa 820mm hoch und 220mm vor der Hinterachse. Der Gesamtschwerpunkt liegt also 770mm über Grund und 640mm hinter der Vorderachse, auch hier ist also ein Überschlag möglich.

Als einer der Ersten legte Tim Brummer bei seinem Lightning das Tretlager deutlich nach hinten Bei meinem K1 baute ich deshalb das Tretlager höhen- und längsverstellbar und fand, daß man sich in ganz engen Kurven tatsächlich nach erstaunlich kurzer Zeit angewöhnt, den Fuß flacher zu halten oder nur kurz hin und her zu treten. Im normalen Fahrbetrieb merkt man hiervon praktisch nichts. Gefährlich wird es allerdings, wenn die Pedale das Vorderrad berühren können. Wesentlich mehr Platz für die Füße schafft ein nach vorn geneigter Steuerkopf, wie ihn die Desira von Stefan Gloger besitzt. Eine häufig benutzte Möglichkeit, den Schwerpunkt nach hinten zu bringen, ist eine flache Lehne. Damit verliert das Kurze aber viel von seiner Eignung für die Stadt, für die es aufgrund seiner Wendigkeit an sich prädestiniert ist. Generell habe ich festgestellt, daß für Einsteiger eine steile Lehne (ca. 30 Grad gegen die Senkrechte geneigt) die Eingewöhnung sogar mehr erleichtert, als besonders gutmütige Fahreigenschaften

Als ein Minus an Fahrkomfort empfinden die meisten das immer etwas höhere Tretlager, gerade das schätzen aber die schnellen Leute als aerodynamischer Vorteil: man fährt sozusagen im Windschatten seiner eigenen Beine.

Wenn man den Schwerpunkt zu weit nach hinten legt, besteht beim Anfahren am steilen Berg die Gefahr, daß das Vorderrad hochsteigt. Der Spielraum zwischen Hochkommen vorn oder hinten wird um so größer, je niedriger der Schwerpunkt liegt.

Der Abstand zwischen Tretlager und Vorderkante Vorderrad beträgt z.B. beim M 5 ca. 200 mm, beim Aeroprojekt 120mm, bei meinem K5 nur 50 mm

Ein möglicher Weg beim Entwurf ist folgender:

Man überlegt sich zunächst, ob ein mehr sportliches oder eher komfortables Rad entstehen soll, danach richten sich Tretlagerposition und Sitzposition,.

In einer Skizze trägt man dann nacheinander ein

1. Sitzhöhe 2 Lehnenneigung

3 Sitzwinkel

4 Sitzabbstand

5 Kurbelkreis

6 Vorderrad

7 Hinterrad

8 Rahmen

Jetzt zeichnet man den Fahrer in der gewünschten Sitzposition auf. Dann trägt man verschiedene Pedalstellungen ein und zeichnet die Hüllkurve. Das ist der Platz, den die Beine brauchen. Ich habe inzwischen gefunden, daß es verhältnismäßig unkritisch ist, wenn die Fersen in engen Kurven das Vorderrad berühren, bei Alltagsfahrzeugen halte ich es aber für unzumutbar, wenn die Pedale an den Reifen kommen. Das habe ich durch schmerzhafte Bodenberührung gelernt

Man kann aber ähnlich vorgehen wie beim Langlieger.

1 Festlegen der Vorderradgröße

2 Festlegen der Tretlagerhöhe, Kreis um den Radmittelpunkt mit

Radius des Rads + Kurbellänge +3 cm, damit liegt die Lage des

Tretlagers fest

3 Festlegen der Sitzhöhe, Kreis um das Tretlager mit Radius Schrittlänge + 10 cm

4 Lehne einzeichnen

5 Größe und Lage des Hinterrads festlegen (bei Federung genug Platz

zur Lehne lassen)

Entwurf eines Tiefliegers

Auch dies ist keine neue Idee. Bereits vor über 20 Jahren entwarf der Belgier Eric Anbergen seinen Veleric mit 200 mm Sitzhöhe und sogar mit Vollverkleidung. Für den heutigen vom KFZ geprägten schnellen Stadtverkehr ist ein so tiefer Sitz etwas problematisch. Zum Besuch eines Freundes, drei Dörfer weiter ist aber so ein Tieflieger schon heute eine feine Sache. Mit einem strömungsgünstigen Kofferraum, wie ihn das Flux hat, läßt sich ein Luftwiderstand erreichen, der 40% unter dem eines Rennrads liegt, bei einer Sitzposition, die man ohne Drücken, Kneifen und Ziehen 10 Stunden aushalten kann.

Da der Rahmen ziemlich um die Ecke geht und recht lang ist, sollte man mit dem Rohrdurchmesser nicht sparen. 60 x 1 halte ich für gut.

Das Tretlager sollte auf jeden Fall so weit vorn sein, daß die Pedale nicht das Vorderrad berühren können. Für den Alltag, vor allem in den Bergen, halte ich eine Führung der Kette mit Umlenkrollen über das Vorderrad für erforderlich.

Der niedrige Luftwiderstand kommt u. a. dadurch zustande, daß Schaltwerk, Zahnkranz und Teile von Naben, Reifen, Gabel und Hinterbau im Profil des Fahrers verschwinden. Die Fallhöhe ist bei diesen Geräten extrem gering und durch den niedrigen Schwerpunkt kann man nach einiger Übung mit einer bisher nicht gekannten Geschwindigkeit Ausweichmanöver oder Kurskorrekturen bei einem Wegwischen des Hinterrads durchführen. Menschen mit einer Größe unter etwa 1,7 m haben Schwierigkeiten, das Vorderrad zu erreichen. Eine Abhilfe ist mit einem kleineren Vorderrad, z. B. 47 x 305 möglich. Um die damit
verschlechterte Kursstabilität auszugleichen, habe ich meinem Tieflieger Delphin4 die Desira - Lenkgeometrie verwendet, hier 103 Gabelwinkel und 43 mm Nachlauf. Damit ist ab etwa 15 km/h freihändig fahren möglich. Um möglichst schmal zu bauen, verwende ich als Lenkübertragung eine Kette mit 2 Ritzeln, ergibt einen maximalen Lenkeinschlag (zum Rangieren) von 90.

Der Entwurf kann etwa so ablaufen wie beim Kurzlieger, zu beachten ist aber, daß die Beine neben dem vorderen Teil des Rahmens arbeiten, dieser Bereich muß also möglichst schmal sein, also, Kette und Umlenkrollen möglichst dicht am Rahmen, schmale Gabel, keine unnötigen Anlötteile usw.

Wenn man auf eine extrem tiefe Sitzposition verzichtet, kommt man mit einer Umlenkrolle bzw. mit einer Zwischenwelle aus.

Entwurf eines Dreirads

hier ist das alles etwas schwieriger, weil sich alles in 3 Dimensionen abspielt. Man kommt nicht darum herum, immer mindestens 2 Ansichten zu zeichnen. Bei 2 Rädern vorn kann man zunächst das für Kurzlieger vorgeschlagene Verfahren anwenden, bei 2 Rädern hinten das Verfahren für Langlieger. Bei 2 Rädern auf einer Achse und sportlicher Fahrweise sollte man wegen der hohen Querkräfte keine größeren Räder als 500 mm (20") verwenden. Da es 15 verschiedene Grundbauarten von Dreirädern gibt, verweise ich nochmals auf meine Ausarbeitung Bau von Liegedreirädern

Hinweise zur Beschaffung

O Latex/Kokosfasermatte, 3cm dick als Sitzauflage gibt es bei Fa. Olle u. Manz GmbH, Imhofstr. 13, 73525 Schwäbisch Gmünd,

Verschiedene Sitzauflagen auch bei Pedalkraft undLiegeradherstellern, z. B. Flux und Toxy

O Glycodurbüchsen (aus Blech gerollte, mit Bronce und Teflon beschichtete Gleitlager, hergestellt von SKF, preiswert und gut) gibt es in Läden für Industriebedarf

O Mountain Drive hergestellt von Florian Schlumpf, CH 7324 Vilters, Schweiz

O Speichen aus Niro in geraden Längen ab 106 mm stellt die Fa Pedalkraft, 71245 Ditzingen, Tel 07156 8369, Email info@pedalkraft.de, internet www.pedalkraft.de her

O Kugelgelenke, auch nachstellbar, und viele andere nützlichen Teile liefert die Fa.

Mädler, Tränkestr. 8, 79597 Stuttgart

Bausätze

O Manche serienmäßig hergestellte Liegeräder sind auch als Bausatz erhältlich, der meist Rahmen, Sitz, Lenker, Gabel und Vorderradfelge enthält

An dieser Stelle möchte ich meinen Fahrradfreunden, besonders Peter Lis und Martin Sörensen für viele Hinweise danken, die in diese Ausarbeitung einflossen.

Im Anhang findet sich Folgendes

1 Einige Gewichte

2 Entfaltungen

3 Reifen

4 Speichenlängen

5 Fahrleistungen

6 Reibpaarung

7 Anhängekoffer

8 Rahmensitz

9 Zeichenhilfen.

10 Nabenübersetzungen

11 Rahmenbaulehre

12 Lehnenverstellung

Für Bastler und Selberbauer: Liegeräder 4. 11. 14

Noch eine Bemerkung zur Bezeichnung „Liegeräder“