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Rad – Wikipedia

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Rad

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Donauradweg, Lechradweg, Illerradweg, Bayerisch-Schwaben, Bayern

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Die Draisine, Vorlaufer des Fahrrades, war auch schon ein einspuriges zweiachsiges Zweirad, hatte aber noch keine Drahtspeichen Radlbock - eine einradrige, holzerne, 150-200 cm lange Schubkarre, deren zwei leicht nach unten durchgebogene, quer verstrebte Langsholme die tiefliegende Ladeflache bilden. Einen vorderen Anschlag fur das Ladegut und damit Schutz vor dem Rad bilden zwei ebenfalls quer verstrebte, leicht nach vorne geneigte Steher, die sich mit Eisenstaben nahe der Radlager abstutzen. Das Abrollen des Feuerrades von einem Berg oder Hugel ist ein Volksbrauch, der noch heute zu Weihnachten, Neujahr, Karneval, Ostern oder Pfingsten von Gemeinden, unter anderem im Friaul, Odenwald, Sauerland, Spessart, Tessin, Tirol und im Weserbergland gepflegt wird.

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Rad – Wikipedia
Bildquelle: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7f/Br%C3%BCnner_Rad.JPG    

Die alteste gut datierte Rad-Achsen-Kombination stammt von Stare Gmajne im Laibacher Moor bei Ljubljana in Slowenien, dessen Rad im 2s-Bereich in die Jahre 3340-3030 cal BC, die Achse auf 3360-3045 cal BC datiert wurden.[3] Ein wenig jungeres Rad wurde im Federseemoor in Seekirch-Achwiesen gefunden. Es ist rund fünftausend Jahre alt und aus zwei holzernen Teilen konstruiert.[4] Als altester Nachweis im Kaukasus wurde zweitausendzwölf in Lagodekhi, Ostgeorgien ein ca. viertausend Jahre alter Kurgan ergraben, der zwei zweiachsige vierradrige Wagen mit kleinen recht primitiven Scheibenradern enthielt. Dieses Gefahrt wurde noch nicht von domestizierten Pferden gezogen, sondern wahrscheinlich von Rindern, wie der Ausgraber vom georgischen National Museum vermutet. Wahrscheinlich gehort dieser Kurgan einem Anfuhrer aus der letzten Phase der Kura-Araxes-Kultur an, die deutliche Verbindungen zur Maikop-Kultur hat. Genauere Untersuchungen stehen noch aus. Der Wagen erinnert im Aufbau an die Darstellung eines Truppentransports auf der Standarte von Ur. Im Grab befanden sich neben Obsidian und Flintstein auch Bernsteinperlen. Dies stutzt die These, dass der Wagen lange vor dem Pferd aus dem nordlichen Raum kam und mit der Verbreitung der Kura-Araxes-Kultur den Weg nach Suden nahm.[5] Die Datierungen der Fundorte erlauben derzeit keine Entscheidung uber einen Ursprungsort der Rad- und Wagen-Technik. Eines der vier Scheibenrader von Glum aus der Bronzezeit wies eine Scheuerfurche auf, die nicht auf dem gesamten Drehkreis eingearbeitet war. Sie wurde vom Wagenkasten verursacht, der das schief laufende (,,eiernde") Rad abnutzte. Eine kurzere Furche auf der anderen Seite zeigt, dass man das Rad auch gedreht aufgesteckt hat. Der Rand der Laufflache wurde abgeschragt oder abgerundet. Einige Teilflachen waren so gut erhalten, dass glattende Hiebe eines Werkzeugs erkennbar sind. Das aus Erlenholz erstellte Rad gehorte zu einem Wagen, dessen Vorderachse nicht schwenken konnte. Beim Andern der Fahrtrichtung schleiften die Zugtiere den Vorderwagen zur Seite, bis die Deichsel in die gewunschte Richtung zeigte. In den Buchslochern der Rader steckten aus Birkenholz gefertigte Buchsen, die durch ihr (weiches) Material anzeigen, dass der Wagen nicht fur langeren Gebrauch bestimmt war. Querkrafte (zum Beispiel bei Richtungswechsel) verursachten eine trichterformige Aufweitung der Enden. Aus anderem Fundmaterial ist zu erschliessen, dass die Rader von abgestellten Wagen abgenommen wurden, um die Elastizitat der Achsen aus Holz zu erhalten. Schon in der Steinzeit begann man, das hohe Gewicht der Scheibenrader durch Auskehlungen zu vermindern. Ob die mit symboltrachtigen Mustern ausgekehlten Rader allerdings fur den Lastentransport geeignet waren, ist zweifelhaft. Eine metallzeitlicheErfindung war die Speiche, die um zweitausend v. Chr. im Orient eingefuhrt wurde. Mit dem stabilen und leichten Speichenrad baute man so genannte Streitwagen, also zweiradrige Fahrzeuge, die eigentlich Karren heissen mussten. Da Zweiradrigkeit eine gute Methode war, das Gewicht zu vermindern, wurden spater auch anspruchsvollere Einachser gebaut. Hatten die ersten Speichenrader bronzene Speichen, so baute man im weiteren Verlauf der Bronzezeit und danach uberwiegend holzerne Speichenrader, an denen nur die auf der Achse reibende Innenflache der Radnabe und die aussere Laufflache der Felge mit Metall beschlagen war. Metallspeichen wurden erst ab dem 19. Jahrhundert wieder fuhrend, sei es wegen hoherer Lasten und Geschwindigkeiten wie im Eisenbahnverkehr, sei es, nachdem die Erfindung des Speichensturzes es erlaubte, sehr leichte stabile Rader mit dunnen gespannten Drahtspeichen zu bauen, wie sie heute vor allem beim Fahrrad ublich sind. Als Material wurde jahrtausendelang nur Holz verwendet. Die ersten Speichenrader hatten bronzene Speichen, im weiteren Verlauf der Bronzezeit und danach uberwogen holzerne Speichenrader, an denen nur die auf der Achse reibende Innenflache der Radnabe und die aussere Laufflache der Felge mit Metall beschlagen war. Fortschritte in der Metallurgie hin zu immer bestandigeren Metallen fanden dann auch hier Verwendung. Erst mit der Erfindung der Dampfmaschine und des Verbrennungsmotors, die hohere Transportleistungen und Geschwindigkeiten ermoglichten, wurden die Rader vollkommen in Eisen, spater aus Stahlblech zusammengeschweisst als Felge ausgefuhrt. Die geschmierten Nabenhulsen wurden durch Walzlager ersetzt. Rader fur geringe Belastungen wurden in Leichtbauweise mit Drahtspeichen versehen, die vorgespannt und auf Zug belastet werden. Die Ausbildung der Rader wurde immer auf die zu befahrende Oberflache (erst spater Wege und Strassen) abgestimmt, bzw. die Oberflache entsprechend den erhohten Anforderungen verbessert. So entstanden: Das System Rad und Achse wird vor allem fur Transportmittel angewandt; zum einen an Fahrzeugen, zum anderen als Kraftumlenkung an Hebezeugen. Achsen dienen zum Tragen von Lasten und werden deshalb hauptsachlich auf Biegung beansprucht; Wellen ubertragen Drehmomente und werden deshalb hauptsachlich auf Verdrehung (Torsion) beansprucht. Werden Rader mit Hilfe von Lagern rotierend auf Achsen - heute meist nur auf Achszapfen - eines Fahrzeugs montiert, so wird damit im Vergleich zum Schleifen des zu transportierenden Gegenstandes uber eine zuruckzulegende Strecke eine wesentliche Verminderung der Reibungskrafte und damit ein Energie sparender Transport von schweren Gutern bzw. eine schnelle Fortbewegung von Gutern und Personen, primar auf relativ ebenen Trassen, erzielt. Zum Vergleich : Um eine Stahlplatte von einhundert kg Masse uber eine Strecke von zehn Meter zu schleifen bzw. zu fahren, ist jeweils die folgende Arbeit (entsprechend Kraft mal Weg) zu leisten: Die jeweilig auftretende Reibkraft ergibt sich aus der Normalkraft (entsprechend der Masse mal der Erdbeschleunigung) multipliziert mit dem Reibbeiwert. Der Reibbeiwert fur eine Kombination von Stahl auf rauer Oberflache betragt 0,5, der fur Stahl auf Stahl (glatt) 0,1. Beim Schleifen wirkt die Reibungskraft am rauen Boden die ganze Zehn-Meter-Strecke weit, somit ergibt sich die Arbeit Ws zu Beim Fahren mit Radern vom Durchmesser 1000 mm und Achsdurchmesser 50 mm reduziert sich der Weg der Stahlnabe, die sich an der Stahlachse reibt, im Verhaltnis der Durchmesser und somit ergibt sich die Arbeit Wf zuSelbst wenn wir die zusatzliche Arbeit, die auf Grund der Masse des Wagens und des Rollwiderstandes der Rader am Boden zu leisten ist, in der Grossenordnung der Arbeit Wf selbst annehmen und addieren, ist die Einsparung an Energie (Arbeit) enorm. Bei hohen Geschwindigkeiten ist eine weitere Eigenschaft des Rades entscheidend: Der gyroskopische Effekt bewirkt, dass das Rad sich wie ein Kreisel stabil um seine Achse dreht und dem Fahrzeug dadurch zu einem stabilen Geradeauslauf verhilft. Die Draisine, Vorlaufer des Fahrrades, war auch schon ein einspuriges zweiachsiges Zweirad, hatte aber noch keine Drahtspeichen Radlbock - eine einradrige, holzerne, 150-200 cm lange Schubkarre, deren zwei leicht nach unten durchgebogene, quer verstrebte Langsholme die tiefliegende Ladeflache bilden. Die Holme dienen hinten als Griffe und lagern vorne die Achse des Holzspeichenrads mit axial langer Holznabe und Eisenreifen. Zwei Abstellstutzen etwas vor den Griffenden konnen als Eisenbugel (gerundetes V) ausgefuhrt sein. Einen vorderen Anschlag fur das Ladegut und damit Schutz vor dem Rad bilden zwei ebenfalls quer verstrebte, leicht nach vorne geneigte Steher, die sich mit Eisenstaben nahe der Radlager abstutzen. Zum Transport von voluminosem Gut wie Heu, einem Hackstock, einer Morteltruhe oder einem Mobelstuck. Das Abrollen des Feuerrades von einem Berg oder Hugel ist ein Volksbrauch, der noch heute zu Weihnachten, Neujahr, Karneval, Ostern oder Pfingsten von Gemeinden, unter anderem im Friaul, Odenwald, Sauerland, Spessart, Tessin, Tirol und im Weserbergland gepflegt wird. Zum Abrollen des Feuerrades wird zuvor ein mannshohes Rad mit Stroh an den Seiten gestopft. Bei Dunkelheit wird das Stroh entzundet und das Rad, von den jungen Mannern des Dorfes an zwei Birkenstammen gefuhrt, einen Hugel hinuntergerollt. Es wird angenommen, dass das Feuerrad in vorchristlichen Zeiten ein Fruhlingsbrauch zum Aquinoktium gewesen ist, der sich nach der Christianisierung in die Verbindung mit der Fastenzeit in Sudwestdeutschland und mit der Osterzeit im nordlichen Deutschland aufspaltete. Auf ein solches Fest zum Fruhlingsaquinoktium weist auch die Chronik des Klosters Lorsch hin. Am 21. Marz 1090, also genau zum Termin der Tagundnachtgleiche, wurden durch einen solchen Feuerbrauch, Brande in grossen Teilen des Klostergebaudes ausgelost. In China wurden Fahrzeuge mit ovalen Radern ausgerustet, um zum Vergnugen der Mitfahrer diese eine Berg- und Talfahrt erleben zu lassen. Solche Erlebnisfahrt boten bei uns noch Jahrmarkte in den 1920er Jahren, heute bieten uns diese noch manche Karusselle. Elliptisches Zahnrad: Werden zwei gleiche elliptische Zahnrader kombiniert, so bleibt der Achsabstand im Betrieb konstant. Die Rader drehen um einen der beiden Brennpunkte der Ellipsen. Das Ubersetzungsverhaltnis variiert uber eine Umdrehung um den Mittelwert i=1. Ist nur ein Rad elliptisch, so muss ein Rad auf einer Schwingachse montiert sein. Verwendet werden solche Zahnrader zum Beispiel in Webmaschinen. In den 1980er und 1990er Jahren hatten manche Fahrrader ein elliptisches Kettenblatt (Biopace). Um Krafte an Hanf- oder Drahtseilen angreifend umzulenken, werden Rader, bei diesen Anwendungen oftmals Rollen genannt, stationar auf Achsen installiert.

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