A napokban mutattak be egy új, magyar mérnökök által fejlesztett biciklit, amelyen nem lánc és fogaskerék segítségével, hanem kötelek útján, a jojóhoz hasonló elvet követve forgatja meg a kerékpáros a hátsó kereket. De sikeres lehet ez a találmány, miközben az elmúlt száz évben a lánchajtás oly sok kihívója bukott meg csúfosan?
A rendszeresen megrendezett Critical Mass kerékpáros-felvonulás egyébként is látványosságnak számít, de a legutóbbi esemény még az állandó résztvevők számára is szolgált szenzációval. Biciklis körökben ugyanis világszerte nagy figyelmet keltett egy új típusú kerékpár, amelyet nem lánccal hajtanak. Ehelyett vékony kötelek csévélődnek fel és le a hátsó kerék agyára minden pedálfordulat során.
A fejlesztőmérnökök egyike az elkészült, már sorozatgyártásra is alkalmas találmány egyik első, „nullszériás” példányának nyergében kerekezett végig a felvonuláson. Ezzel tumultust okozott az egyébként is zsúfolt kritikus tömegben. A zsineg és a bicikli angol elnevezésének összevonásával képzett stringbike-ot a Schwinn Csepel gyártja. Az érdeklődés hatalmas, a gyár jelenleg két hónapos szállítási határidővel tud megrendeléseket fogadni. De mi olyan forradalmi ezen a biciklin?
– A stringbike-on alkalmazott legfontosabb újítás, hogy a vázhoz rögzített pedálos forgattyúrendszer nem lánckerékhez, hanem kis görgőn keresztül lengőkarokhoz csatlakozik. A lengőkar pedig hajtóköteleket húz – mutatja Kohlhéb Róbert, a fejlesztők egyike a bicikli hajtóművét. – A hajtókötelek egyik vége a hátsó kerék dobjára van csévélve. Az egyik oldali hajtókötelek húzás közben lecsavarodnak a kötéldobról, ezzel egy időben a másik oldalon a rugóknak hála visszacsavarodnak rá, miközben a pedál hátrafelé mozog.
A hajtókötelek a vitorlázásban használt anyagból készültek, a tízezer kilométeres terhelés meg sem kottyant nekik. (A kerékpár meghajtásának folyamata jól megfigyelhető a http: //youtu.be/z4PAzalfpww internetes címen elérhető számítógépes animáción.)
Bár a napokban álltak a nyilvánosság elé az új biciklivel, a fejlesztés korántsem tegnap kezdődött. A kilencvenes évek közepén kezdett a Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen Kohlhéb Róbert, Rácz Gábor és Vonhauser Olivér a lánchajtás alternatíváin gondolkodni.
– Az egyetemi évek alatt akkor vetődött föl bennünk először, hogy kötéllel is lehet biciklit hajtani, amikor tanárunk, Rácz Gábor hosszasan sorolta a lánc hajtotta kerékpárok technikai problémáit – emlékszik ma vissza Kohlhéb. – Személyesen akkor győződtem meg a kötélhajtás előnyeiről, amikor az otthoni fűnyírót javítottam. Ott láttam, hogy a berántáshoz használt kötél milyen finoman, pontosan hajtja a kötéldobot, és ezt a megoldást akár a kerékpárnál is alkalmazni lehetne.
Elkészült az ezredfordulóra a bicikli egy változata, amely azonban nem volt elég jó a kereskedelmi forgalmazásra. Ekkor a fejlesztők meglehetősen lelombozódtak, többen kiszálltak a munkából, és öt éven keresztül gyakorlatilag semmi sem történt. 2005 táján aztán új lendületet vett a fejlesztés Kohlhéb Róbert és Lantos Mihály szabadalmi ügyvivő, közgazdász, a Danubia Kft. ügyvezetőjének irányításával.
Időközben a számítógépes tervezés is sokat fejlődött, így lassan felülkerekedtek a korábban megoldhatatlannak tetsző gépészeti problémákon. A legfontosabb hiányosság talán az volt, hogy a kétoldali meghajtás blokkolta a hátsó kerék hátrafelé forgását, így a kerékpárt nem lehetett hátrafelé tolni. Lantos Mihály szerint, bár a kerék hárafelé forgása magától értetődőnek tűnik, ezt rendkívül bonyolult volt megoldani az ő hajtóművük esetében.
A fogaskerekek és a lánc ma a bicikli szinte elválaszthatatlan, természetes alkatrészeinek tűnnek, a kerékpár ifjúkora azonban ezek nélkül telt, feltűnésükkor legalább olyan furcsán hathattak, mint ma a zsinegek és a lengőkarok.
– Bár a lánchajtás már korábban megjelent, a XIX. század nyolcvanas-kilencvenes éveiben vált általánossá – mondja Hidvégi János muzeológus, a kerékpár fejlődésének számos nevezetes állomása mellett a stringbike egyik első, a kilencvenes évekből származó prototípusát is őrző Magyar Műszaki és Közlekedési Múzeum munkatársa. – A lánchajtás azért terjedhetett el ilyen széles körben, mert szabványosították az alkatrészeket. Az összes kerékpáron hasonló láncokat alkalmaztak, az azonos típusú elemek méretei szinte napjainkig változatlanok maradtak. Ezeket a láncokat nemcsak a kerékpároknál, de más gépeknél is használták erőátvitelre. Az egységesített méretek miatt csökkenhetett is a biciklik ára.
A bicikli kétszáz éves története során azonban korántsem a lánckerék volt az egyetlen hajtásmód, amellyel a feltalálók kísérleteztek. Kezdetben semmilyen hajtóművet nem szereltek a kerékpárra, amelyet akkoriban inkább futógépnek hívtak. A kerékpárosok lába leért a földre, és ahogyan a műanyag motort a gyerekek, egyik-másik lábukkal felváltva lökték magukat előre.
A meghajtott keréktől független hajtóművet egy skót kovácsember, bizonyos Kirkpatrick MacMillan készítette el 1839-ben. Bár kerékpárját pedálokkal lehetett hajtani, működési elve mégis alapvetően különbözött a mai biciklikétől. Az első kerék villája mellett kétoldalt egy-egy lengő pedál foglalt helyet, amelyeket a gyerekeknek szánt kisautókhoz hasonlóan előre-hátra kellett tolni. A hátsó tengelyhez is kapcsolódott két lengőkar, amelyeket két vasrúd kötött össze a pedálokkal, amelyeket taposva hajtotta előre tulajdonosa a kissé ormótlan szerkezetet.
A hajtott tengelyre szerelt pedál megjelenésével már nem kellett az utasnak a lábával a földet érintenie, így lehetővé vált a nagyobb átmérőjű kerekek használata. Mivel áttétel még nem volt ezeken a szerkezeteken, az egy pedálfordulattal megtehető távolságot (és így végső soron a sebességet) csak a kerék kerületének növelésével tudták emelni. A meghajtott kerék addig nőtt és nőtt, míg kialakultak a velocipédek, ahol az egyik kerék szinte eltörpült a másik mellett. A gyakoribb típusokon az első kerék volt a hatalmas, de Amerikában készítettek apró első kerekű velocipédeket is. Úgy okoskodtak, hogy a kisebb első kerékkel irányíthatóbb lesz a bicikli, így megelőzhetők az egyre gyakoribbá váló orra bukások.
A lánc első funkciója nem is a hajtott keréktől való elszakadás, sokkal inkább a rövid lábú, mégis a velocipéd kínálta magasságba vágyó emberek megsegítése volt.
– A kerék nagyságát nem tudták a végtelenségig növelni, hiszen gátat szabott ennek a bicikliző ember lábának hosszúsága. Ekkor jelent meg a láncáttétel, amelyet a velocipéd első villájára szereltek föl – magyarázza Hidvégi János. – Így egyszerre lehetett gyorsítani a kerék forgását és csökkenteni a meghajtáshoz szükséges pedáltávolságot.
Ezernyolcszáznyolcvanra a kezdetben függőleges lánc vízszintes lett, és kialakult a bicikli mai formája. Miután a lánchajtás szinte teljesen meghódította a kerékpáripart, csak elvétve terveztek ettől eltérő módon hajtott biciklit. A stringbike huzalaihoz hasonló szerepet játszottak például bőrszíjak még a XIX. század végén egyes, már akkor is ritkaságszámba menő kerékpárokon. Kardántengelyes áttétellel is kísérletezett a XX. században több fejlesztő is. Ezeknek a meghajtása az autókban alkalmazott módszerhez hasonlított. A pedálok forgó mozgását kúpkerekek vitték át a vázban rejtetten forgó vízszintes tengelyre.
Az elmúlt százharminc évben azonban a fogaskerék és a lánc egyszerűségével és olcsóságával megtartotta szinte egyeduralkodó pozícióját, az alternatív megoldások eltűntek. Felmerül hát a kérdés: miben lehet jobb a most bemutatott huzalos meghajtás, szükség volt-e rá egyáltalán?
– Megtartottuk mindazt a lánchajtásos kerékpárból, amely előremutató volt. Ezek a mereven összekötött, körmozgást végző pedálok és az erő átvitele középről a hátsó kerék középpontjáig – mondja Lantos Mihály. – Emellett azonban a láncnak vannak hátrányai: olajozni kell, kopik, előnytelen, hogy aszimmetrikus, tehát a váz egyik oldalán fut hátra, az egyik oldalra elhúzva kell küllőzni a kereket, ami így érzékenyebb.
Pedáljainak merevítése az emberi erő jó kihasználása miatt fontos. Általuk az egyik láb képes segíteni a másiknak, különösen a versenybicikliken. Ott a pedálok beakadnak a cipő talpába, így a láb emelése közben is lehet hajtani a kerékpárt. A kör alakú lánckerekekkel működő kerékpárok hajtása közben a pedálforduló minden pillanatában hasonló erőt kell kifejtenünk a tovahaladáshoz. A fejlesztők szerint ez nem optimális, mert a biciklisták a fölső és az alsó vízszintes szakaszon szeretnek hamar túl lenni, ott nem fejtenek ki igazán nagy erőt, emiatt pedig lassul a bicikli. Az új hajtásmód segítségével kiküszöbölhető ez a hiányosság: a lengőkar alakjának módosításával optimálisan lehet a forgatáshoz szükséges erőt elosztani a körpálya állomásain.
A meghajtás mellett a sebességváltás folyamata is más a stringbike-nál. A hagyományos, lánc hajtotta bicikliktől eltérően az áttételváltás elkülönül a kerekek forgatásától. Így kisebb energiaveszteség történik váltás közben, és a kerékpározó embertől is kevesebb odafigyelést igényel. A stringbike sebességváltója nem a lánc kisebb-nagyobb fogaskerekekre való áthelyezésén alapul – hiszen nincsenek is fogaskerekek. Ehelyett a pedálok hajtotta lengőkarokon lévő kötélkorongok (amelyek a hátsó kerékre csavarodó köteleket húzzák-vonják) állása változtatható. Minél távolabb kerülnek e tárcsák a lengőkarok forgástengelyétől, annál nagyobb lesz az egykarú emelőként viselkedő lengőkar teherkarja, így egy pedálfordulat nagyobb erővel húzza a zsinegeket, a kerék pedig gyorsul. A sebességváltás terhelés alatt és álló helyzetben is megvalósítható, ami lehetetlen a láncos kerékpároknál.
A stringbike sorozatgyártásra kész, azt mégsem várhatjuk azonban, hogy a magyar biciklisták holnaptól tömegesen cserélik le a kedvéért jól megszokott láncos bringájukat. Talán divatot teremtő újdonságként a huzalok hajtotta kerékpár inkább presztízstermékké válhat, amely a tehetős kerékpárosok feltűnő közlekedési eszköze lehet. A fejlesztők kiemelik, hogy bár kevesebb alkatrészből áll, mint a hagyományos bicikli, ezek gyártása mégis drágább a kis példányszám és a precíziós technológia okán. Mindezek miatt egy ilyen bringa ára a kétezer-ötszáz eurót (hétszázezer forintot) is elérheti. Ez rengeteg pénz, bár a hagyományos biciklik csúcskategóriás képviselői még ennél is drágábbak. Hogy megéri-e az árát az újfajta kerékpár, tehát kérdéses.
Az viszont biztos, hogy ha hétszázezer forintért szeretnénk biciklit venni, ez a leglátványosabb megoldás.
2010. október 2.
