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Das „deutsche“ Swingbike: zum technikgeschichtlichen Rang einer Jahrtausend-Erfindung - Ein Essay von Wolfgang Heinrich Fischer
Um es vorweg zu sagen: Das Swingbike [1] ist das technische Prinzip, das nach dem Prinzip Fahrrad kommt. Mit dem Swingbike ist es dem deutschen Maschinen- und Flugzeugbau-Ingenieur Hans Günter Bals gelungen, dem menschlichen Körper ein Antriebssystem auf den Leib zu schneidern, das völlig harmonisch dessen Anatomie und Bewegungsmöglichkeiten entspricht. Da dieses nur einmal gelingen kann, ist das Swingbike eine Jahrtausenderfindung. Nie zuvor war dem Menschen eine solche harmonische ganzheitliche Bewegung möglich wie bei der Nutzung von Bals` Swingtechnologie [2].
Swingbiken ist so köstlich, weil man dabei als Wesen mit vier Extremitäten eine dem gestreckten Galopp angenäherte Bewegung (um ca. 90° gedreht) ausführen kann, bei der der gesamte Körper in einer anatomisch wie ergonomisch perfekten wellen-förmigen Bewegung in Form einer Sinuskurve aktiv ist. Das ist unbeschreiblich schön und auch noch überaus gesund. Mit „Fahrradfahren“ hat das nichts mehr zu tun.
Öffentliche Wirkung und Wahrnehmung
Das Swingbike ist ähnlich weit seiner Zeit voraus, wie es zu Beginn des 19. Jahrhunderts die Laufmaschine, das Velociped des Freiherrn von Drais war. Das zeigt schon die Reaktion heutiger Zeitgenossen: Öffentliches Swingbike-Fahren löst naturgemäß große Aufmerksamkeit und vor allem vielfältigste positive Kommentare aus, die häufig mit spontanen Heiterkeitsreaktionen einhergehen. Offensichtlich löst allein der unbekannte Anblick des schwingenden, wellenförmigen Bewegungsablaufs von Swingbike und Swingbiker beim heutigen Menschen archaische Freudenreaktionen und -Bekundungen aus [3], vom Kleinkind bis zum Greis. Indes belegen die zahllosen seit 22 Jahren mit mehr oder weniger interessierten Zeitgenossen geführten Gespräche, dass diese zwar intuitiv positiv beim Anblick des Singbikes reagieren, jedoch zumeist nicht verstehen, was sie sehen, nämlich eine Jahrtausend-Erfindung.
Wir leben im Zeitalter des Fahrrades. Das Prinzip Fahrrad ist allgegenwärtig und weltweit das Synonym für Zweirad schlechthin. Folglich versteht der Zeitgenosse das Swingbike lediglich als eine Variante des Fahrrades [4]. Damit versteht er jedoch so gut wie gar nichts, denn das Swingbike ist zwar ein Zweirad, aber kein Fahrrad! Das Prinzip Swingbike oder Balsbike ist so weit seiner Zeit voraus, dass die Genialität und historische Bedeutung seiner Konstruktion erst vor dem Hintergrund der Technikgeschichte des Rades verständlich wird. Aber von vorn.
Menschen gibt es seit einigen Millionen Jahren. Den Homo sapiens sapiens, also uns, gibt es seit vielleicht 40.000 Jahren, das Rad seit ca. 6.000 Jahren. Nach archäologischen Erkenntnissen entstand das Rad unabhängig voneinander in verschiedenen Kulturen. Bekannt wurde es vor allem durch die Sumerer (heutiger Irak), die das Rad seit ca. 4.000 v. Chr. für ihre Streitwagen nutzten. Seitdem trat es seinen Siegeszug durch die Kulturen an. Im präkolumbianischen Amerika war des Rad zwar als Symbol bekannt, nicht jedoch als Gerät. In Australien war es gänzlich unbekannt.
Das Rad ist ist die erste logische Erfindung des Menschen, das erste technisch vielseitig einsetzbare Maschinenelement. Das Rad ist eine bahnbrechende Erfindung der Menschheit, sozusagen eine Jahr-Hunderttausend-Erfindung. Neben der einfachsten Form der Schubkarre haben sich folgende Anwendungsprinzipien des Rades für Transport-Mittel herausgebildet:
- Prinzip Wagen - zwei Räder, eine Achse:
Fast sechstausend Jahre lang hat die Menschheit immer das gleiche Prinzip angewandt, nämlich zwei Räder mit einer Achse zu verbinden, ob eine, zwei oder drei Achsen hintereinander.
- Prinzip Zweirad - zwei Räder, zwei Achsen:
Erst ca. 5.800 Jahre nach seiner Erfindung gelingt zu Beginn des 19. Jahrhunderts eine epochale Neuerung in der Geschichte des Rades: Der badische Erfinder und Professor für Mechanik Karl Freiherr Drais von Sauerbronn setzte nicht nur zwei Räder hintereinander, sondern schaffte mit der Lenkbarkeit seiner "Laufmaschine" (Patent für sein „Velociped“ in 1818 ) die Voraussetzung dafür, dass das Gefährt auch ohne Abstoßen und Halten mit den Füßen, also rollend zu balancieren war und über längere Strecken auch ohne Bodenkontakt der Füße gefahren werden konnte. Die Laufmaschine (bzw. Laufrad oder Velociped) wurde als erstes lenkbares Zweirad zum Ursprung aller späteren Zweiräder (incl. Motorrad). Das begründet seinen technikgeschichtlichen Rang als Jahrtausend-Erfindung.
Die Laufmaschine war dermaßen weit ihrer Zeit voraus, dass ihr seinerzeit Verständnis und größere Anerkennung versagt blieben und sie Freiherr v. Drais keinen wirtschaftlichen Erfolg brachte. Das Laufrad ist auch ein Beispiel dafür, wie lange es dauern kann, bis solche geniale Neuerung Allgemeingut wird. Nach ihrer Erfindung dauerte es ca. weitere 180 Jahre bis das technische Prinzip Laufrad im gesellschaftlichen Alltag ankommt: Nämlich als ideale „Laufhilfe“ für kleine Kinder zum problemlosen Erlernen des Laufens und des Balancierens. Im letzten Jahrzehnt hat das Laufrad für Kinder das Kinderfahrrad mit Stützrädern nahezu abgelöst. Hier „überholt“ das historisch ältere Laufrad das historisch jüngere Fahrrad. Vom ersten Zweirad der Menschheit verwandelte sich das Laufrad zum ersten Zweirad des Menschen, des Individuums. Eine interessante Parallele zwischen Ontogenese und Phylogenese.
Thema Übersetzung / Getriebe
Der meist unterschätzte und verkannte historische Verdienst Karl von Drais` besteht aber auch darin, dass sein Prinzip des lenkbaren Zweirades seitdem unzählige Tüftler und Konstrukteure vornehmlich in Europa und den USA motiviert hat, sich mit dem Thema der Übersetzung zu beschäftigen, also mit der Frage, wie man schneller werden könnte, als es mit dem Laufrad möglich war. Bei dessen Anwendung stößt man naturgemäß schnell an physische Grenzen, denn man kann auf ebener Fläche nur so schnell damit fahren, wie man sich mit den Füßen vom Boden abstoßen kann.
Schneller durch Kurbelwelle und Pedal-Antrieb
Infolge verfolgten die meisten Konstrukteure das Ziel, einen schnelleren Antrieb durch die Verwendung einer Kurbel zu lösen: An der Kurbelachse wurden zwei um 180° versetzte Pedalarme mit Pedalen durch asymmetrische Kreisbewegungen der Beine bewegt (Tretkurbel). Das erste (US-) Patent erhielt 1866 Pierre Lallement für seinen Pedalantrieb am Vorderrad. Dieses Prinzip der direkten Übersetzung (Kurbel an der Achse des immer größer werdenden vorderen Rades) führte zum Prinzip Hochrad.
Das zweite Prinzip der indirekten Übersetzung (Kurbelachse von Radachse getrennt; Kraftübertragung mittels Kette zwischen unterschiedlich großen Zahnrädern an beiden Achsen) führte zum Prinzip Fahrrad. Beide Antriebsprinzipien waren etwa um 1875 herausgebildet und fanden in der Folgezeit nebeneinander Anwendung. Das Prinzip der direkten Übersetzung (Hochrad) erwies sich aus verschiedenen Gründen jedoch als technische Sackgasse und das Prinzip der indirekten Übersetzung (Niederrad) begann als Fahrrad seine bis heute anhaltende Erfolgsgeschichte.
Wenn auch zahllose technische Verbesserungen das Fahrrad immer komfortabler und vielseitiger machten, so bleibt das Prinzip Fahrrad eine Erfindung aus der Mitte der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. Ob im Sitzen oder Liegen, der Fahrer kann sich nur durch asymmetrisches Kreisen seiner Beine fortbewegen.
Seit Erfindung des Fahrrades haben immer wieder Konstrukteure und Tüftler versucht ein Antriebssystem zu entwickeln, bei dem der Mensch - auf einem festen Gestell sitzend oder liegend - mehr als nur kreisende Bewegungen mit seinen Beinen ausführt. Dabei entstanden eine Vielfalt konstruktiver Ansätze, jedoch gelang keinem der unzähligen Tüftler und Bastler mehr als ein nur kurioses Konstrukt (z.B. Ruderrad). Erst H. G. Bals gelang mit dem Swingbike ein weiterer Quantensprung in der Geschichte des Zweirades.
Prinzip Swingbike
Bei der Konstruktion seines völlig neuen Antriebssystems verfolgte H. G. Bals das Ziel, „Fahrer und Fahrzeug zu einer Einheit werden zu lassen, den ganzen Körper, alle Muskeln und den gesamten Organismus in die körperliche Leistung einzubeziehen“ und fand dafür Anregungen in der Natur. Die Bewegung des Geparden, des schnellsten aller Säugetiere, bei gestrecktem Galopp diente Bals als Vorbild für die Entwicklung des Swingbikes: Das geschmeidige Beugen und Strecken des Gepardenkörpers während des Galopps lehrte Bals, analoge Bewegungsmöglichkeiten des Menschen zu erforschen. Auch beim Menschen stellt die Bewegung zwischen Beugung und Streckung des Körpers die größte aller Bewegungsmöglichkeiten dar, in die auch Arme und Beine harmonisch mit einbezogen sind.
Mit dem Swingbike ist es Bals nun gelungen diese größte aller Körperbewegungen auf eine Konstruktion zu übertragen, deren Kinetik die rhythmische und wellenförmige Bewegung zwischen Beugung - Streckung - Beugung usw. vollständig und in einer harmonischen Weise für den Antrieb nutzt: Die Kraftübertragung für den Antrieb erfolgt über den Lenker, die beiden parallel angeordneten Pedale und den Sitz. Die Relativbewegungen dieser drei Krafteinleitungsbereiche sind zueinander so abgestimmt, dass der Körper des Fahrers im dynamischen Gleichgewicht bleibt, d.h. der Körperschwerpunkt erfährt trotz der intensiven Bewegung des Fahrers praktisch keine Schwankungen in der Höhe und auch nicht im Verhältnis zum Masseschwerpunkt des Fahrzeugs. Die Folge ist - so beschreibt es Bals - dass man während der Fahrt ein dem Schweben ähnliches Gefühl entwickelt.
Während beim Fahrrad für den Vortrieb ca. 40% der Gesamtmuskulatur genutzt werden, verteilt sich die Vortriebsleistung beim Swingbike mit mehr als 90% fast auf die gesamte Muskulatur. Es werden also nicht nur die meisten Muskeln trainiert, sondern auch die meisten Gelenke bewegt, ohne dass einzelne Gelenke besonders belastet würden. Im Gegenteil sorgt die gleichmäßige Bewegung der Gelenke für die Produktion von genügend nährstoffreicher Gelenkflüssigkeit, mit der die Gelenke geschmiert und vor Verschleiß des Gelenkknorpels geschützt werden.
Um nicht mit Muskelkater auf der Strecke der Evolution zu bleiben, synchronisieren alle Vierfüßler beim gestreckten Galopp ihren Atemrhythmus mit dem Bewegungsrhythmus und sorgen damit für eine ausreichend höhere Versorgung des Muskulatur mit Sauerstoff und Nährstoffen sowie einen besseren Abtransport der Stoffwechselrückstände. Auch beim Swingbiken werden beide Rhythmen miteinander synchronisiert. Das mag zunächst ungewohnt sein, erweist sich jedoch schnell als ein völlig natürlicher und harmonischer Vorgang, der verhindert, dass selbst ungeübte Swingbiker Muskelkater bekommen. Zudem werden die Lungen bestens be- und entlüftet und der gesamte Organismus mit sauerstoffreichem Blut durchflutet. Das ist unbeschreiblich und bewirkt ein Wohlbefinden des gesamten Körpers.
Das Swingbike ist vollkommen. Es ist schnell und eignet sich hervorragend auch für längere Fahrten. Die Amplitude seiner Bewegung ist gleichmäßig, die Bewegungsfrequenz (und damit die Geschwindigkeit) lässt sich durch ein Nabengetriebe problemlos variieren und den Gegebenheiten anpassen.
Faszinierend am Swingbike ist auch, dass sich in ihm frühere Entwicklungsstufen des Zweirades aufzeigen lassen: Das Prinzip Fahrrad [5] findet in einer untergeordneten Ebene Verwendung und in der „gebeugten“ Position [6] lässt es sich selbst auf engem Raum wie ein Laufrad handhaben. Das ist sehr praktisch.
Quantensprung und Jahrtausenderfindung
Mit dem Ganzkörper-Antrieb des Swingbike oder Balsbike ist Hans-Günter Bals eine Jahrtausend-Erfindung gelungen. Das Swingbike ist ein fahrbarer Geniestreich. Es spendet Gesundheit, ungeahnte und unvergleichliche Bewegungsfreude, ja Lust, Lebendigkeit und eine fantastische Lebensfreude. Selbst Fliegen ist nicht schöner!
© 2010 Wolfgang Heinrich Fischer
Dipl. Entwicklungssoziologe / Bildender Künstler
[1] unter dem Begriff Singbike firmiert auch eine (patentierte) US-amerikanische Konstruktion, die jedoch keinerlei Ähnlichkeit mit Bals`Swingbike aufweist. Es handelt sich dabei um eine Art Spaß-Fahrrad, bei dem Oberrohr und Unterrohr nicht wie beim normalen Fahrrad fest mit Steuerrohr und Sitzrohr verbunden sind, sondern mit seitlich wirkenden Gelenken. Dadurch können Vorder- und Hinterrad seitlich in unterschiedliche Spuren schwingen und fahren (z.B. Vorderrad auf dem Randstein, Hinterrad auf der Straße). Ein praktischer Nutzen oder gar eine Verbesserung des Fahrverhaltens gegenüber einem normalen Fahrrad ergibt sich daraus nicht; das Gegenteil ist der Fall.
[2] Die Swingtechnologie findet auch Anwendung in den stationären Geräten des Swingtrainers und des Relactivers (bes. robusten Swingtrainer-Variante für den gewerblichen Fitneßbereich). Diese Geräte sind mit einem Aktiv-Passiv-Modul ausgestattet, das eine belastungsfreie Bewegung (CPM - Continuous Passive Motion) und somit selbst die Regeneration von Knorpelmasse ermöglicht. Der Swingtrainer gilt als das beste Therapie-Sport-Gerät der Welt und ist hervorragend für die medizinische Rehabilitation geeignet.
[3] spontanes Lachen, Kommentare wie cool, stark, genial, geil, das ist ja toll, wie ein König kommt der daher, das sieht ja sehr gesund aus etc.
[4] „.. wenn es fährt, dann ist es doch ein Fahrrad“
[5] zentrale Kurbelwelle mit Zahnkranz und Kraftübertragung mittels Kette auf ein kleineres Zahnrad am Hinterrad
[6] der Radstand des Swingbikes wechselt zwischen einer weiten und engen Position, je nach gestreckter oder gebeugter Position des Fahrers
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