Titel: | Untersuchung von Fahrrädern. |
Autor: | J. Hammer |
Fundstelle: | Band 315, Jahrgang 1900, S. 317 |
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Untersuchung von Fahrrädern.
Von J. Hammer, Ingenieur am Bayerischen Gewerbemuseum in Nürnberg.
Untersuchung von Fahrrädern.
In der technologischen Versuchsstation des Bayerischen Gewerbemuseums in Nürnberg wird bei der Untersuchung von Fahrrädern
eine Methode angewandt, die neben einfachster Versuchsausführung sehr zuverlässige Resultate erzielen lässt. Die Einführung
dieser Methode stammt von E. Rasch, Oberingenieur an genanntem Institut.
Alle bisher bekannten Vorrichtungen leiden an dem gemeinsamen Uebelstande, dass sie das Güteverhältnis nicht unter den Bedingungen
angeben, welche der Verwendung des Fahrrades direkt entsprechen.
In folgendem soll die Versuchsausführung näher erläutertwerden. Die zu untersuchenden und miteinander zu vergleichenden Fahrräder nennen wir kurzweg A und B.
Der Vergleich zwischen den Reibungswiderständen des Fahrrades A und des Fahrrades B wird wie folgt ausgeführt.
Auf einer chaussierten Strasse, deren Gefäll man festgestellt hat, wird eine Strecke
s abgesteckt. Die beiden zu vergleichenden Räder werden in Station S1 derart aufgestellt, dass die Vorderradachse über der Nullmarke S1 liegt. Sodann lässt man die Räder mit einem geübten Fahrer ohne Gebrauch der Pedale, sowie der Bremsen, auf einer vorgezeichneten
Spur abrollen.
Die Zeit t vom Ablassen des Fahrrades in Station S1 bis zum Durchgang durch Station
S2 wird mit Hilfe eines Chronometers genau bestimmt.
Es lässt sich bei dieser Versuchsanordnung allerdings nicht vermeiden, dass beide Räder bis zur Erlangung grösserer Geschwindigkeiten
eine etwas wacklige Spur verfolgen, zumal da die Räder von Station S1 ohne jede Beschleunigung (Stoss u.s.w.) abgelassen werden. Da beide Räder demselben Umstand in gleichem Masse ausgesetzt
sind, ist der Einfluss auf das Endresultat belanglos.
Textabbildung Bd. 315, S. 318
Diese Versuche des Abrollens der Räder führt man zweckmässig mit und ohne Triebkette aus. Vor der Versuchsausführung sind
die Pneumatiks gleichmässig fest aufzupumpen und das Gewicht der Räder auszugleichen.
Aus einer Reihe von Versuchen bestimmt man nun die mittlere Zeit t, welche das abrollende Rad zum Durchlaufen der Strecke s erforderte, und hieraus die mittlere Geschwindigkeit v in Metern pro Sekunde, dann ist
v=\frac{s}{t}.
Um einen Ueberblick über die Reibungsarbeit im Vergleich zur aufgewandten Gesamtarbeit zu erhalten, ist zu beachten, dass
der eine schiefe Ebene ohne jede Reibung herabrollende Körper einen Weg s durchläuft, der sich aus der Formel
s=\frac{1}{2}\,g\,sin\,\alpha\,{t_0}^2
berechnet, wobei zu setzen ist
g = 9 . 81 (Beschleunigung durch die Schwerkraft),
s = die durchlaufene Strecke in Meter,
sin\,\alpha=\frac{h}{s}.
Hieraus berechnet sich
t_0=\sqrt{\frac{2\,s}{g\,.\,sin\,\alpha}} Sekunden.
Beim Herabrollen des Rades von S1 auf das um h Meter tiefer gelegene Niveau S2 wird nun eine Arbeit von G . h Meterkilogramm geleistet.
Die Arbeit pro Zeiteinheit ergibt sich dann aus
L^1=\frac{G\,.\,h}{t^1}
in Meterkilogramm pro Sekunde, wobei für t1 die experimentell ermittelte Zeit und für G das Gewicht des Rades mit dem Fahrer einzusetzen ist.
Wäre nun die Reibung der Achsen und der Pneumatiks gleich Null, so erhält man für die Sollarbeit in der Sekunde
L_0=\frac{G\,.\,h}{t_0}=\frac{G\,.\,h}{\sqrt{\frac{2\,s}{g\,.\,sin\,\alpha}}}.
Nach diesen beiden Formeln werden aus diesen experimentell bestimmten Werten die Sollarbeiten L0 und die wirklich ermittelten Arbeiten L1 berechnet.
Der Nutzeffekt η wird dann
\eta=\frac{L^1}{L_0}\,.\,100
in Prozenten, aus welchem Ausdruck die Reibungsarbeit ohne weiteres ermittelt werden kann.