[Cyklen]

2013Teknisk gymnasium

Christian Dohrmann, Lucas Paulsen, Jakob Skovborg og Mette Lunding Nielsen

Titelblad

Teknisk Gymnasium på euc syd i Sønderborg

Cyklen

13 sider

Christian Dohrmann, Lucas Paulsen, Jakob Skovborg og Mette Lunding Nielsen

Viggo Maegaard

S 1a

Afleveret d. 19/9 2013

Start d. 12/9 2013

Slut d. 19/9 2013

Cyklen blev opfundet i 1817 af tyskeren Karl Friderich Drais Von Sauerbronn. Det var to hjul sat sammen med tykke træpinde. Man kaldte den ”løbemaskine” fordi man kom frem ved at løbe med fødderne på jorden. Senere er der kommet pedaler på, nye udformninger på stellet, der er sat bremser på og teknikkerne har udviklet sig.

Christian Dhormann, Lucas Paulsen, Jakob Skovborg og Mette L. Nielsen Side 1

IndholdsfortegnelseForord..................................................................................................................................................................3

Indledning...........................................................................................................................................................4

Cyklens historie..................................................................................................................................................5

Dræsinen.........................................................................................................................................................5

Velocipeden....................................................................................................................................................5

Bicycle............................................................................................................................................................6

Den nye cykeltype...........................................................................................................................................6

Teknologivurdering.............................................................................................................................................7

Teknologianalyse ~1860.................................................................................................................................7

Teknologianalyse ~2013.................................................................................................................................7

Samfundsmæssige konsekvenser........................................................................................................................8

Positive og negative konsekvenser.....................................................................................................................9

Løsningsforslag...................................................................................................................................................9

Cyklens teknik....................................................................................................................................................9

Stellet..............................................................................................................................................................9

Hjulene..........................................................................................................................................................10

Bremsesystemerne........................................................................................................................................10

Transmissionssystemet.................................................................................................................................10

Gear...............................................................................................................................................................10

Luftmodstand................................................................................................................................................11

Løsninger til problemstilling.............................................................................................................................11

Konklusion........................................................................................................................................................12

Kildeoversigt.....................................................................................................................................................13

Christian Dhormann, Lucas Paulsen, Jakob Skovborg og Mette L. Nielsen Side 2

ForordVi har lavet denne rapport fordi vi vil give et bud på, hvordan man kan mindske trafik og udledning af CO2, ved at få folk til at hoppe på cyklen når de skal rundt. Mange mener, at det er alt for hårdt at cykle, især op ad bakke, og de gider ikke cykle når det regner. Derfor er det nemmere at tage bussen, knallerten, motorcyklen eller bilen. Vi har lavet en teknologianalyse på cykler. Denne rapport er blevet lavet over en uge.

I teksten vil der nogle steder stå et lille tal, som her1. Det betyder at der en forklaring nederst på siden eller en kildehenvisning.

Christian Dhormann, Lucas Paulsen, Jakob Skovborg og Mette L. Nielsen Side 3

IndledningCyklen har eksisteret siden 1817 da tyskeren Karl Friderich Drais Von Sauerbronn1 kom kørende overskrævs på et tohjulet køretøj, med fødderne, der løb på jorden som fremdrift.

Problemtræ:

Virkning (Hvad sker der?)

Årsag (Hvorfor sker det?)

1 Baron Karl Friderich Drais Von Sauerbronn (1785-1851)

Christian Dhormann, Lucas Paulsen, Jakob Skovborg og Mette L. Nielsen Side 4

Lettere at vælge anden transport.

Mere trafik.

Mere co2

Flere ulykkerDårligere veje

Flere hospitaler

Højere skat

Færre penge til eget forbrug

Dårligt vejrCykel i stykker

Hårdt

Bil nemmere

Afstand motor

Flere skattepenge på reparation af veje

Nøgleproblemet er, at det er nemmere at vælge en anden og nemmere form for transport. Årsagerne kunne være at cyklen er i stykker, det tager lang tid at reparere den eller det koste mange penge. Det er hårdt at skulle cykle langt. Det er dårligt vejr. Og den vi er gået videre med bilen er nemmere. Konsekvenserne, hvis man tager bilen, vil give mere trafik, som vil udlede mere CO2, give dårligere veje og antallet af ulykker vil stige. Og i den sidste ende, give højere skat.

Hvordan få vi folk til at vælge cyklen, frem for andre transportmidler?

Danskerne vælger oftere og oftere cyklen, men det gælder om at få endnu flere til at cykle. Omkring 17 % af al transport er med cyklen, i Danmark, og kigger man i København, er tallet helt oppe på 55 %. Men hvordan får man folk til at cykle endnu mere?

Cyklens historieDen første cykel, som blev udviklet, var den, hvor man skulle bruge fødderne og skubbe sig frem på jorden. Det var egentlig kun to hjul sat sammen med tykke træpinde. Tyskeren Karl Friederich Drais von Sauerbronn var opfinderen og den fik navnet Laufmachine (løbemaskine). Senere fik den navnet ”Dræsine” efter sin opfinder. Man kan sige at det var den første ”cykel”.

Dræsinen kom allerede til Danmark i 1818. Den britiske karetmager Denis Johnson fik den forbedret og sat i produktion.

Dræsinen2

Der er ingen der rigtig ved hvem der først satte pedaler på en dræsine eller hvornår. Franskmanden Pierre Lallement fik patent på dræsiner med pedaler på forhjulene og de blev sat i produktion. Nu kunne man slippe jorden med fødderne.

Men da han vendte tilbage til Frankrig, i 1867, havde en franskmand ved navn Pierre Michaux og sine to sønner allerede i 1861 havde fået den samme ide og påbegyndt en produktion.

Den nye dræsine med pedaler på forhjulene blev hurtigt populær. Klubber blev dannet og ”rideskoler” blev oprettet.

Velocipeden3

Denne Velocipede kom til Danmark i 1869 og blev godt modtaget. Lokale smede og den danske cykelproduktion kopierede den amerikanske eller den franske velocipede. Velocipeden fik, i Danmark øgenavnet væltepeter, fordi den nemt mistede balancen. Øgenavnet blev ført videre til den høje bicycle, som kom til senere.

I 1870 forsvandt velocipedens popularitet langsomt, bortset fra i England, der blev den kaldt boneshaker (knogleryster). I stedet for velocipeden, blev et lettere stel opfundet, samt hjul med eger og affjedring.2 Se bilag 13 Se bilag 1

Christian Dhormann, Lucas Paulsen, Jakob Skovborg og Mette L. Nielsen Side 5

I 1870’erne begyndte forhjulet at blive større. Det gjorde at man ved høj fart ikke skulle træde så hurtigt i pedalerne. Hjulet størrelse var kun begrænset af personens benlængde. Fordi pedalerne var i midten af forhjulet.

Bicycle4

Den høje bicycle havde en helt anden konstruktion. Den havde et utrolig stort forhjul og et lille baghjul. Denne konstruktion siges at skulle forestille, en et pund mønt og en penny mønt ved siden af hinanden. Navnet væltepeter blev overført til denne høje cykel, som velocipeden, i Danmark, først havde fået. Det lille og det store hjul samt gummiringe havde kun en totalvægt på 30 kg. Tidligere havde man en cykel der vejede op mod 50 kg. Den lette vægt gjorde at man kunne opnå en stor fart.

Bicyclen kom til Danmark i 1875, men det var kun de velhavende, der havde råd til at købe en, de andre måtte leje. Den høje cykel medførte, at der kom cykelsport, væddeløb, klubber og særlig cykelbeklædning.

Da der efterhånden, i 1882, kom flere bicycler blev det nødvendigt at tilføje nye bestemmelser i politivedtægterne om kørsel på cyklen.

Den nye cykeltype

I 1888 blev den lavere mere sikre cykel opfundet. Den blev kaldt bicyclette eller safety og bycyclen blev til den almindelige.

Den nye cykel havde lige store hjul, for og bag, et lavere tyngdepunkt og pedaler i forbindelse med tandhjul og kæde. Senere kom der oppumpelige dæk og slanger. Gearsystemer og frihjulet på cyklen blev almindeligt omkring 1900.

I Danmark blev ordet bicycle til cycle og senere, i 1892 til cykel. Cyklernes udformning forblev stort set uændret indtil 1950’erne, da man forsøgte at ændre cyklens stel. Nogle blev almindelige andre blev bare til modefænomener.

Den firkantede konstruktion, som kom med safety-cyklen er stadig den mest almindelige, mens teknikken og materialerne stadig er under udvikling.

Teknologivurdering

Teknologianalyse ~1860Teknik:

4 Se bilag 2

Christian Dhormann, Lucas Paulsen, Jakob Skovborg og Mette L. Nielsen Side 6

Man arbejdede i grupper om en cykel, hvilket betød at alle skulle kunne udfylde alle funktioner.

Man brugte håndholdt værktøj som var langsomt, og det krævede erfaring før man kunne bruge dem effektivt.

Komponenter kunne kun skaffes fra enkelte producenter, som ikke var specialiserede, hvilket kunne give lavere kvalitet og færre konkurrenter betød højere priser.

Man brugte mange arbejdstimer per cykel, hvilket gjorde dem meget dyre og gjorde masseproduktion næsten umuligt.

Viden

Cykler var stadig en ny opfindelse, så man vidste ikke meget om, hvordan man bedst lavede dem.

Man vidste intet om sikkerhed, hvilket betød at der ikke var nogen sikkerhed overhovedet, men da man ikke kunne opnå en yderligere høj fart, var risikoen for skader lille.

Organisation

Arbejdernes roller var ikke fast, det betød, at effektiviteten var meget dårlig, da der var mange arbejdere per cykel.

Produkt:

Manglende viden gjorde at cyklerne generelt var ustabile, dog cyklede man så langsomt at, det ikke gjorde den store forskel.

Da man ikke havde opfundet kunstmaterialer, var materialerne tungere og knap så stærke som moderne materialer.

Da man brugte mange arbejdstimer per cykel, så var de forholdsvist dyre.

Teknologianalyse ~2013

Teknik:

Man bruger maskiner, der er specialiseret i de enkelte dele og kan i nogle tilfælde producere hundreder af dele i minuttet. Maskinerne kan også samle flere cykler i timen, end man kunne producere i løbet af en måned.

Da man har adgang til mange kunstmaterialer, kan man bruge specialiserede materialer, i stedet for at bruge den samme til alle dele.

Ansatte står normalt kun for ledelsen, programmering, vedligeholdelse og transport.

Viden:

Da man har meget erfaring og teknologisk viden, er sikkerheden generelt meget god, især på grund af cykelhjelme.

Christian Dhormann, Lucas Paulsen, Jakob Skovborg og Mette L. Nielsen Side 7

Cykler er generelt mere aerodynamiske, hvilket giver lavere luftmodstand, hvilket øger hastigheden.

Tyngdepunktet er lavere, hvilket gør cykler mere stabil. Gearene er bedre så cyklen udnytter energien bedre, hvilket giver højere hastighed samtidig

med at man skal arbejde mindre. Bremser er blevet forbedret meget, hvilket minimerer risikoen for at køre galt da man kan

bremse meget hurtigere. Forskellige former for cykler (damecykler, herrecykler, BMX, racercykler, el-cykler osv.)

gør at man kan vælge en type der passer godt til en selv.

Organisation:

Alle ansatte arbejder i deres speciale. Alle ansatte har derfor en bestemte opgaver/rolle i processen.

Produkt:

Moderne materialer og metoder gør, at cyklerne generelt er af højere kvalitet. Hjemmesider og kvalitet gør, at det er meget nemmere at sælge en cykel når den er brugt. Der er en høj sikkerhed på de moderne cykler. Produktet er brugervenligt.

Samfundsmæssige konsekvenserCykler gør at vi kan transportere os selv rundt uden at udlede co2 alt imens at det er bedre for vores helbred. Cyklen er dog også et meget svagt element hvis man skulle ende i en kollision med f. eks en bil, derfor ville dødsrisikoen på en cykel være langt højere end i et stærkere transportmiddel såsom biler, busser osv. Cyklen gør også at vi har færre biler på vejene, hvilket giver mindre slitage på vejnettet, hvilket gør at vi skal bruge mindre penge på at vedligeholde vores veje, hvilket så giver flere penge til f. eks at bygge nye cykelstier.

Christian Dhormann, Lucas Paulsen, Jakob Skovborg og Mette L. Nielsen Side 8

Positive og negative konsekvenser

Positive konsekvenser Negative konsekvenserMindre CO2 udledning Flere ulykker

Godt for kroppen Større dødsrisiko

Hurtigt og nemt Tyveri

God til korte afstande Svære at se i mørke

Udgifter til cykelstier/ andre

Mindre indtægter fra afgifter

Dyrere benzin

LøsningsforslagKonsekvens Løsningsforslag

Flere ulykker Mere sikkerhed (i form af cykelstier)

Større dødsrisiko Mere sikkerhed (i form af cykelstier)

Tyveri Bedre låse

Sværere at se i mørke Mere lys/reflekser

Udgifter til cykelstier/ andre cykelrelaterede ting Flere udgifter til cykelrelaterede ting = mindre udgifter til bilrelaterede ting

Mindre indtægter fra afgifter Højere afgifter

Dyrere benzin Biogas

Cyklens teknik

Cyklens udformning er stort set uændret fra 1890’erne, der er dog sket en stor ændring på teknikken.

Stellet

Stellet skal helst være let, men samtidig stærkt. Stellet, også kaldet rammen, skal kunne dæmpe stød så det ikke føres videre til cyklisten. Efter den kolde krig kom der stærkere og lettere materialer, som titan, beryllium, magnesium, aluminium og kulfiber. Bruger man legeringer5 med beryllium6, som er ca. 30 % lettere end aluminium, kan man få en racercykel helt ned på 5 kg.

5 En legering er en blanding af metaller6 Beryllium(Be) er grundstof nr. 4 i det periodiske system. Det meget let, men også skørt metal, derfor brugt i legering.

Christian Dhormann, Lucas Paulsen, Jakob Skovborg og Mette L. Nielsen Side 9

Hjulene

Hjulene er ligesom stellet blevet lettere. Hjulet er cyklens største roterende masse og derfor er det vigtigt at have et let hjul.

Der findes såkaldte punkterfrie dæk. Det er dæk, som har et tykt lag kevlar7.

Det gule er kevlar.

Bremsesystemerne

Mange almindelige cykler er i dag udstyret med bremse på baghjulet, fodbremse. Og reservebremsen kan være en skive på forhjulet, håndbremse. Fodbremsen aktiveres ved at træde baglæns i pedalerne og håndbremsen sidder på styret.

Transmissionssystemet

Transmissionssystemet er en fælles betegnelse for gear, tandhjul og kæde.

Gear

Gearet er en udveksling mellem cyklens store kædetandhjul og det lille geartandhjul. Geartallet er et talmæssigt udtryk for denne udveksling. Det er mest almindeligt at bruge de engelske tommer, men man kan også bruge det antal meter, som cyklen kommer frem pr. pedalomdrejning.

Man kan finde geartallet ved at gange hjuldiameteren med antallet af tænder på kædetandhjulet og dividere det med antallet af tænder på geartandhjulet.

Et geartal på over 80 betrgtes som et højt gear. Det vil sige at der skal få pedalomdrejninger til for at komme hurtigt frem. Er geartallet under 60 betragtes det som et lavt gear. Som betyder at der skal mange pedalomdrejninger til for at komme hurtigt frem. Tilgængel kræver det mindre menneskelig energi at træde i pedalerne. På en almindelig cykel som har et gear, vil geartallet ligge på 62-69, har den tre gear, vil geartallet typisk ligge i omkring 52, 69 og 92.

7 Kevlar er et fiber, og en af de stærkeste. Det er fem gange stærkere end stål og bruges blandt andet i skudsikre veste og punkterfri cykeldæk. Kevlar er gult og kan ikke farves.

Christian Dhormann, Lucas Paulsen, Jakob Skovborg og Mette L. Nielsen Side 10

Luftmodstand

Luftmodstanden er en stor hindring for at komme frem på cykel, faktisk den største. Forsøg har vist at hvis man cykler 32 km/h bruges omkring 85 % af cyklistens pedalenergi til overvindelse af vindmodstand/luftmodstand.

En cykel med aerodynamisk udformning blev i 1980 lanceret af det japanske firma Shimano. Den nye aerodynamiske cykel slog dog ikke rigtig i gennem før italieneren Franscesco Moser8 satte en ny timerekord9 i 1984 på en cykel med aerodynamisk udstyr. Nu er det meste cykeludstyr udformet så det giver mindst mulig vindmodstand.

Løsninger til problemstilling Man kunne lave flere cykelstier så man kan cykle på større veje, samtidig kan man prøver at

forbedre/reparere eksisterende cykelstier. Man kunne lave en medie-kampagne, omkring at det er sundt at cykler og godt for miljøet. Man kunne investere i at forbedre cykler, ved f.eks. at lave bedre gear samtidig med at

cyklerne får flere gear, andre ideer kunne lave bedre sæder, eller lettere materialer. Man kunne enten lave cykler billigere ved lavere skat eller statsstøtte, eller man kunne også

hæve afgifter for biler, for at gøre cykler mere attraktivt. I de større byer kan man lave steder vor man kan lejer cykler/el-cykler som man kan bruge

midlertidigt og derefter registrere den enten det samme sted eller ved et andet sted. Ulempen er at der vil være en stor risiko for tyveri, det kan dog løses ved at installere GPS i cyklerne, hvilket gør at de kan spores.

KonklusionVi konkluderer at det mest effektive ville være at forbedre vores cykelstier, at lave et cykel leje system i større byer og at lave en mediekampagne omkring fordelen med cykler og omkring at leje cykler.

8 Francesco Moser (f.1951) var professionel cykelrytter fra 1973-88. 9 En timerekord er en disciplin i cykelsporten. Det gælder om at køre på en bane i en time og derefter bliver distancen målt op. Den der cykler længst vinder.

Christian Dhormann, Lucas Paulsen, Jakob Skovborg og Mette L. Nielsen Side 11

Ved at forbedre/lave flere cykelstier kan man opmuntre folk til at cykle da undersøgelser viser at bedre cykelstier betyder at flere cykler da det er mere sikkert. Man kunne også renovere de nuværende cykelstier, da mange er slidte eller ødelagte.

En anden ide er at lave et cykel lejesystem i større byer. Dette system ville fungere sådan at man kan betale for at få en cykel stillet til rådighed hvorefter at man skal aflevere den inden for en bestemt tidsperiode og som tyverisikring kan installere GPS i cyklerne så man kan spore dem.

Vores sidste ide er at starte en mediekampagne som kan opmuntre folk til at bruge private cykler eller at leje cykler. En ide kunne være at snakke om den motion man får og den positive påvirkning på miljøet.

Christian Dhormann, Lucas Paulsen, Jakob Skovborg og Mette L. Nielsen Side 12

Kildeoversigt http://politiken.dk/tjek/motion/cykling/ECE1996301/derfor-vaelger-og-fravaelger-vi-cyklen/

http://www.denstoredanske.dk/Bil,_b%C3%A5d,_fly_m.m./Andre_transportmidler/cykel/

cykel_%28Historie%29

http://videnskab.dk/teknologi/cyklen-der-aldrig-gar-i-sta

http://www.denstoredanske.dk/Bil,_b%C3%A5d,_fly_m.m./Andre_transportmidler/cykel/

cykel_%28Teknik%29

http://www.denstoredanske.dk/Livsstil,_sport_og_fritid/H%C3%A5ndarbejde/Tekstile_r

%C3%A5materialer_og_kemofibre/Kevlar

http://da.wikipedia.org/wiki/Timerekord_%28cykling%29

http://www.denstoredanske.dk/Livsstil%2c_sport_og_fritid/Sport/Cykelsport/

Francesco_Moser

Christian Dhormann, Lucas Paulsen, Jakob Skovborg og Mette L. Nielsen Side 13

Bilag 1

Dræsinen

Velocipeden

Christian Dhormann, Lucas Paulsen, Jakob Skovborg og Mette L. Nielsen Side 14

Bilag 2

Bicycle

Christian Dhormann, Lucas Paulsen, Jakob Skovborg og Mette L. Nielsen Side 15