Cykeln

Teknikarbete, Cykeln Så funkar den En cykel drivs av att man använder benen och trampar runt pedalerna. Kraften från pedaltrampet leds till bakhjulet med hjälp av en kedja och två drev (väldigt likt kugghjul). På dreven sitter där ett visst antal kuggar. Hur många varv man behöver trampa för att bakhjulet ska gå ett varv bestäms av hur förhållandet mellan hur många kuggar det är på de olika kransarna. Är det många kuggar på kransen vid pedalerna och färre på kransen vid bakhjulet krävs det mindre än ett varv på pedalerna för att få bakhjulet att gå ett varv. Till exempel: Det främre drevet har 30 kuggar och den bakre kransen har 15. Man dividerar talen och då får man fram hur många varv bakhjulet går när den främre kransen går ett varv. 30 / 15 = 2 Alltså går bakhjulet två varv medan pedalerna bara går ett. Om man istället gör tvärt om så att den främre kransen har 15 kuggar och den bakre har 30, då blir uträkningen: 15 / 30 = 0,5 Det innebär att när pedalerna går ett varv så går bakhjulet bara 0,5 varv. På detta sätt fungerar även växlarna på cykeln. En stor krans (på bakhjulet) med många kuggar är lika med en låg växel, liten krans med få kuggar är lika med hög växel. När man växlar hoppar kedjan mellan kransar med olika antal kuggar på. Det gör att man kan välja om man vill cykla på en växel där det går lite trögare men samtidigt går bakhjulet fler varv och därför går det fortare. Eller kan man cykla med en växel där man trampar många varv men där bakhjulet inte går lika många varv som pedalerna. Det går långsammare framåt men det kan vara en stor fördel i uppförsbacke där man inte orkar cykla med en hög (trög) växel. Energin (kcal) som används för att cykla en stäcka är alltid nästan samma även om man cyklar fort eller långsamt. När man cyklar på en hög växel trampar man inte lika många varv som när man cyklar på en låg växel. Det gör att all energin man förbrukar blir fördelad på mycket färre varv. Därför känns det mycket jobbigare. Men samtidigt sparar man in tid. Cyklar man på en låg växel trampar man många fler varv och därför blir förbrukade energin fördelad på fler varv alltså mindre energi på varje varv i jämförelse med en hög växel. Den välkända regeln inom tekniken säger ”Det man vinner i kraft förlorar man i väg/tid”, vilket innebär att det tar längre tid att cykla med en låg växel. Cykelns utveckling Allra första cykeln sägs ha uppfunnits någon gång mellan 1452 och 1519 av konstnären och uppfinnaren Leonardo Da Vinci. Man har hittat teckningar föreställande en cykel som Leonardo har ritat. Cykeln som är ritat på teckningarna är väldigt lik den vi har idag. Den hade hjul med ekrar, ett t-format styre och en kedja med kugghjul. Tyvärr så var denna uppfinning för avancerad för tiden och därför tillverkades den aldrig. Man hade inte metall att tillverka den av som man gör idag utan Leonardo da Vincis ritning visar att det var tänkt att den skulle vara gjord helt i trä. Jag vet inte om det går att göra ett kugghjul i trä men det verkar mycket svårare och framförallt borde den inte hålla så bra. Snabblöparen Den första föregångaren till cykeln som faktiskt tillverkades uppfanns av franske greven de Sivrac. I slutet av 1700-talet uppfann han en “springcykel“ som han valde att kalla "célerifére” som betyder snabblöparen. Precis som Leonardo da Vincis uppfinning så var denna cykel också gjord nästan helt i trä och hade två hjul. Men konstruktionen var väldigt annorlunda. I jämförelse med Leonardos uppfinning saknade Céleriféren trampor, vridbart (i sidled) framhjul, styre, kedja och kugghjul. Istället för tramporna använde man bara benen och sprang för att komma framåt. För att kunna svänga utan styret fick man göra på andra sätt. Man lutade sig åt den sidan som man ville svänga åt och då svängde cykeln. Nästa utvecklare av cykeln var den tyske baronen Karl Freiherr Drais von Sauerbronn. 1815 kom han på att sätta ett styre på framhjulet. Detta gjorde att cykeln var lättare att använda och därför var det fler som använde den. Von Sauerbronns uppfinning spred sig snabbt ut i världen till t.ex. Frankrike och England. Där blev den som ett mode för rika. Förutom med styret så fungerade den på samma sätt som de Sivracs snabblöpare, alltså att man sprang med benen för att komma fram. Karl Freiherr Drais von Sauerbronn namn på denna cykel blev Draisine (på svenska betyder det dressin). Mest troligt fanns det andra människor i världen som hade ungefär samma idéer som Von Sauerbronn om att utveckla cykeln på det sättet. Men de flesta hade varken pengar till att bygga den eller att få den patenterad. Trampcykeln 1839-1842 kom den skottiske smeden Kirk Patrick Macmillan på att man kunde tillverka en cykel som hade pedaler. Han använde trampor och hävstänger som var konstruerade som drivkraft till bakhjulet. Man vet inte exakt hur eftersom det inte finns någonting sparat där man kan se hur den var uppbyggt. 1861 fick franska vagnmakaren Pierre Michaux och hans bröder uppdraget att sätta trampor på framhjulet på en löphjuling (snabblöpare). Detta gick väldigt bra. Snabblöparen med trampor blev mycket säkrare, snabbare och bekvämare än tidigare ”cyklar”. Två år efter att Pierre Michaux och hans bröder fick uppdraget var produktionen av nya ”cyklar” i full gång. ”Cyklarna” hade nu fått trampor, en broms till bakhjulet och en sadel klädd i läder.Under 1865 tillverkades i Frankrike 400 stycken av den s.k. ”benskakaren” som var namnet på den nya ”cykeln”. Namnet kom av att cyklarna var helt gjorda i metall och trä och hade därför ingen fjädring alls. När man sen dessutom cyklade på de dåliga vägarna som fanns på denna tiden skakade det i alla kroppsdelar så fort man körde på något ojämn på marken. 1866 kom benskakaren till USA. Det var när franske Pierre Lellement emigrerade dit. 1869 hade benskakaren kommit till Sverige i form av en ritning och en bygganvisning. Svenskarna tyckte att detta var en mycket bra och intressant uppfinning. Direkt när det kom till Sverige började visningar och föreläsningar om den nya uppfinningen komma igång. Några år senare var även en cykelskola igång. Höghjulingen För att öka hastigheten på cyklarna gjorde man 1865-1870 framhjulet större. Detta var den s.k höghjulingen. Höghjulingen hade ett väldigt stort framhjul (upp till 152 cm i diameter) och ett mycket mindre bakhjul. Tramporna satt direkt på framhjulets mittpunkt. För att man skulle kunna cykla på en cykel som hade ett framhjul med en diameter på 152 cm krävdes att man hade ben som var knappt en meter långa. Men det fanns även cyklar som inte hade riktigt så stora framhjul för dem som hade lite kortare ben. Fast de gick inte riktigt lika fort som de med stora hjul. Det fanns både för- och nackdelar med höghjulingarna. En fördel var naturligtvis att det gick fortare att cykla med den. Samtidigt var det svårare att få den att stanna. En stor nackdel var att när man hade en så pass stor skillnad i storlek mellan fram- och bakhjulen var det ganska lätt att cykeln tippade framåt. Eftersom cykeln var hög blev det ännu farligare om man välte. En annan nackdel var att cykeln var i stor sett helt gjord i metall (stål). Det stora hjulet och resten av delarna på cykeln gjorde att den vägde väldigt mycket. När engelskmannen James Starley fick patentet på sin höghjuling ”Ariel” 1870 vägde den 22,5 kg! Om man jämför det med att en snabb cykel idag väger ca 12 kg så blir skillnaden 10,5 kg, vilket är mycket när man ska cykla fort. En annan nackdel gällde bara kvinnor. Kvinnorna hade normalt stora och långa klänningar på sig och de fastnade lätt i de stora hjulen. Därför började kvinnor använda av sig byxkjolar när de ville ut och cykla. Byxkjol var ett par halvlånga byxor som drogs ihop strax nedanför knäet. För att kvinnorna fortfarande skulle se kvinnliga ut använde man väldigt mycket tyg så att byxkjolarna blev väldigt vida som på en kjol. På detta sätt blev det lättare för kvinnliga cyklare att cykla utan att fastna med kläderna i hjulen. Säkerhetscykeln 1885 kom cykeln som vi har idag, ”säkerhetscykeln” (The Rover Safety Bicycle). Uppfinnaren var James Starleys brorson John Kemp Starley. Hjulen hade blivit nästan lika stora och pedalerna satt inte länge på framhjulet. Istället satt de mellan hjulen och drev bakhjulet med hjälp av en kedja och två kransar. Det hade redan tidigare funnits cyklar som drevs med en kedja men det fungerade inte så bra. Problemet med att kvinnors kjolar lätt fastnade löstes genom att sätta ett nät som skydd på bakhjulet.En nackdel som vissa upplevde var att man lättare blev smutsig på grund av att man hade fötterna mycket närmare marken. Jag själv tycker inte att det verkar som något större problem, fast det är möjligt att de tyckte att det var ett stort problem. Den nya säkerhetscykeln blev snabbt mycket populär. Men precis som tidigare cyklar var denna också väldigt dyr. Detta gjorde att det var mest överklassfolk som hade råd att köpa en cykel när det egentligen var arbetarklassen som behövde de. En cykel kostade från 125 kr och upp till 300 kr vid sekelskiftet (1900). För att en arbetare skulle ha råd till det krävdes arbete under 4 månader och upp till ett år för att får ihop pengarna. För en piga var årslönen ca 125 kr, för en stenarbetare var årslönen ca 640 kr och för en lärarinna var årsinkomsten runt 300 kr.De pengarna skulle räcka till det mesta (mat, bostad mm) därför löste man cykelköpet med att man betalade en viss summa pengar i månaden. Luft i däcken 1888 uppfann den skotske veterinären John Boyd Dunlop någonting som gjorde att cykeln inte längre var lika skakig att cykla på. Anledningen till uppfinnandet var att Dunlops son klagade på att det gick för långsamt och för skakigt att cykla på hans trehjuling med gummidäck. Därför uppfann han luftslangen som finns i däcken. Denna uppfinning gjorde att det blev lättare att cykla eftersom en stor del av det tunga gummit hade ersatts med luft. Dessutom blev det mycket skonsammare att cykla. Tack vare luften blev cykeln mycket mer fjädrande och därför slet det inte lika mycket på leder och ben. Leonardo da Vinci Eftersom att det finns så många uppfinnare och utvecklare till cykeln har jag valt att skriva om ”cykelns fader” Leonardo da Vinci. Dessutom finns det väldigt lite nedskriven fakta om de andra uppfinnarna och utvecklarna. Leonardo di ser Piero da Vinci kommer från Italien och föddes 15 april 1452 i byn Vinci. Det är därför hans namn är da Vinci som betyder Från Vinci. Leonardo gjorde väldigt många olika saker i sitt liv. Han målade många konstverk, t.ex. Mona Lisa som är en av världens mest kända konstverk. Andra verk han har gjort är Nattvarden, Johannes döparen och Madonna i grottan. En annan sak han gjorde var att undersöka olika levande varelser. Han undersökte t.ex. hur grisens hjärta fungerade och hur fåglar gör när de ska flyga. En tredje sak som Leonardo gjorde var att rita skisser till olika uppfinningar. Man har efter Leonardos död hittat 130 anteckningsblock innehållande mängder av olika teckningar av uppfinningar, tavlor, byggnader, kroppens funktioner mm. Uppfinningar han har ritat är t.ex. helikoptern, fallskärmen och kanonen. Man har också hittat en teckning föreställande en modell av en cykel men det är inte helt säkert att det är Leonardo som har ritat den.Under sitt liv flyttade Leonardo runt en hel del. Mellan åren 1452 och 1482 bodde han i byn Vinci och staden Florens. När han var i Florens var han hos en man som hette Andrea del Verrocchio. Hos honom fick Leonardo lära sig att måla. Under sin lärlingstid målade han bl.a. Bebådelsen och Konungarnas tillbedjan. 1481, samma år som Leonardo målade Konungarnas tillbedjan, flyttade han till hertigen Lodovico Sforza av Milano för att jobba som konstnär och mycket annat. Efter att ha varit i Milano i knappt 20 år kallas Leonardo 1502 tillbaka till Florens för att måla en mycket stor målning av slaget vid Anghiari som var 1433. Målningen skulle vara på en vägg. Men så långt hann aldrig Leonardo. När han några år senare flyttade tillbaka till Milano hade han bara hunnit göra en teckning i naturlig storlek (8 x 20 meter) av hur hela målningen skulle se ut. 1506-1513 var Leonardo åter igen i Milano. Efter det tillbringade Leonardo några år i Rom innan han flyttade till franska slottet Choux som han hade fått som gåva av den franske kungen Frans I. Där bodde han i två år tills han avled den 2 maj 1519. Vilken betydelse har cykeln haft? När föregångaren till cykeln, alltså Sivracs uppfinning célerifére, kom var den inte så populär. Den var inte så bekväm att sitta på och dessutom var den dyr att köpa. Men när ”cykeln” fick trampor blev den mycket mer populär. Den var fortfarande för dyr men nu var den mer bekväm. Därför var det fler som skaffade sig en ”cykel”. Att skaffa en ”cykel” innebar att man kunde ta sig längre sträckor på mycket kortare tid än om man går. Om man ska jämföra det med häst och vagn så var fördelen att cykeln inte behövde någon mat och det tycker jag verkar vara en stor fördel. Men samtidigt kunde bara en eller högst två åka med på den och det är en nackdel. Först när ”cykeln” uppfanns var inte vägarna gjorda för att cykla på men under 1900-talet blev de bättre. Detta gjorde att de som hade råd till en cykel hade det mycket lättare att t.ex. ta sig till jobbet, affären eller vart man nu skulle. Det var inte ovanligt att man använde cykeln och cyklade på dagliga turer som var ca fyra till sex mil! Många tyckte att det var en väldigt stor frihet att på ganska kort tid kunna ta sig nästan vart de ville. Under början av 1900-talet och ett antal årtionde framåt var det vanligt att man använde cykeln som ett semesterfordon. Man cyklade runt i Sverige eller andra länder och övernattade i tält. På detta sätt fick man daglig motion, se hur Sverige såg ut på andra platser och en naturupplevelse. Idag används cykeln dagligen av många människor. Det är nog inte så många som cyklar fyra till sex mil varje dag, som vissa gjorde under början av 1900-talet. Men många använder cykeln som transportmedel för att ta sig lite kortare sträckor.Cykeln kräver inte något drivmedel annat än benkraft. Om fler använder cykeln istället för att åka bil, skulle mängden avgaser som släpps ut i luften minska och då blir bidraget till växthuseffekten mindre och därmed blir luften renare. Om alla personer i Sverige använde cykeln i stället för att åka med bilen på alla resor under två km skulle 130 000 000 l bensin sparas in! Det blir 295 000 ton koldioxid! När man hör de siffrorna kan också börja räkna på hur otroligt mycket pengar man kan tjäna in genom att använda cykeln. Varför jag tycker cykeln är en bra uppfinning. •Det är ett billigt sätt att förflytta sig eftersom den inte behöver något bränsle. •En cykel är i inköp billig i ...