Rad [1]

Rad, 1) (lat. Rota, gr. Trochos), scheibenförmiger flacher Körper, welcher auf eine Achse aufgesteckt ist u., indem er sich um diese od. zugleich mit dieser dreht, dazu dient eine Bewegung aufzunehmen, fortzupflanzen od. zu erleichtern. Es gibt bes. zwei Arten von Rädern, das fortlaufende u. feststehende. A) Das fortlaufende R., od. das R. an der Achse im engeren Sinne, wie es an Fuhrwerken in Anwendung ist. Bei den auf gewöhnlichen Straßen gehenden Fuhrwerken ist das R. in seinen Hauptbestandtheilen aus Holz u. besteht aus der Nabe (lat. Modiolus), 10–14 Speichen (lat. Radii) u. 6–7 mit Döbeln verbundenen Felgen (lat. Aspides), d. i. krummen Hölzern, aus denen der Kranz des Rades zusammengesetzt ist (in manchen Ländern, z.B. in Rußland, macht man den Kranz auch aus Einem Stück); Ahorn-, Roth- od. Weißbuchen- u. Eschenholz ist am besten dazu. Die Ausbohrung der Nabe des Rades, in welche die Achse eingesteckt wird, heißt Büchse. Die Nabe ist gewöhnlich mit eisernen Ringen beschlagen; bei eisernen Achsen u. auch selbst bei hölzernen Achsen, steckt in der Nabe eine metallene Büchse, mit einer Höhlung (Kammer) in der Mitte, um die Schmiere aufzunehmen. Fuhrwerke mit eisernen Achsen fahren leichter, da Metall auf Metall eine geringere Reibung gibt, als Holz auf Holz. Die Speichen stehen in der Regel nicht senkrecht auf der Nabe, sondern sie erhalten eine Neigung nach außen zu (Stürzung), gewöhnlich 6–8 Zoll. Die Räder werden mit Radschienen beschlagen, welche gewöhnlich einen aus einem Stück geschmiedeten u. mit seinen Enden zusammengeschweißten Reisen (daher Reisenräder) bilden. Die Räder dürfen weder zu groß noch zu klein sein, wenn das Fuhrwerk leicht bewegt werden soll. Für gewöhnliche Straßen wird die Nabe so hoch gelegt, daß die Zuglinie der Kraft mit der durch die Achse gehenden Horizontallinie zusammenfällt, od. sich derselben möglichst nähert. Je kleiner die Räder sind, desto schwerer ist das Fuhrwerk zu bewegen. An Kutschen, Droschken u. anderen leichteren Fuhrwerken werden auch die vorderen Räder kleiner gemacht als die hinteren, damit sie beim Umlenken sich leichter unter das Gestell des Wagens einschlagen können. Räder mit sehr breiten Felgen heißen Klotzräder. Einen großen Einfluß auf die Zugkraft hat die größere od. geringere Breite der Radfelgen; weil breitere Räder weniger tief in die Straße einschneiden, sich auch leichter über Unebenheiten, Löcher u. Geleise hinwegbewegen, ohne in sie einzusinken, so muß die Zugkraft bei breiten Rädern geringer als bei schmalen sein; für Lastwagen ist die angemessenste Felgenbreite 4-4¹/₂ Zoll. Das R. der Alten war auch sehr breit, die Landleute hatten auch Räder ohne Speichen (Vollräder, gr. Holotrochoi), welche aus dicken Bretern od. Steinen gemacht waren. Von besonderer Bedeutung sind die Räder an den Eisenbahnwagen; diese sind ganz aus Eisen; bei Menschen- od. Pferdeeisenbahnen gießt man die Räder aus dem Ganzen, auf den Locomotiveisenbahnen hingegen ist in der Regel die Nabe aus Gußeisen, u. in sie werden die schmiedeeisernen Speichen mit eingegossen, die Speichen bilden einen Kranz, auf welchem der eigentliche Radkranz (englisch Tyre) aufgezogen ist, welche aus dem besten Schmiedeeisen od. aus Gußstahl hergestellt werden. Das Vorzüglichste ist, Nabe, Speichen u. Kranz aus Schmiedeeisen zu schmieden u. zusammen zu schweißen; bisweilen bilden Nabe u. Speichen eine massive gegossene Scheibe, auf welche der Kranz aufgezogen wird; die Speichen stehen hier senkrecht (ohne Stürzung) auf den Naben, die sorgsam abgedrehte Außenfläche des Spurkranzes aber, auf welcher das Rad läuft, ist nicht eine Cylinderfläche, sondern eine Kegelfläche u. zwar liegt die Spitze des Kegels vom Wagen weg nach außen in der Verlängerung der Achse. Diese Gestalt müssen die Kränze haben, damit die Räder, welche fest auf der in besonderen Lagern am Wagengestelle drehbaren Achse aufgesteckt sind, ohne zu schleifen die krummen Strecken der Bahn durchlaufen können; der Radkranz hat auf der einen, am Wagen nach[784] innen stehenden, also den größten Durchmesser habenden Seite einen Vorsprung (Spurkranz) ringsherum, welcher das Entgleisen der Wagen verhindern soll.

B) Das feststehende R. od. das R. an der Welle, welches sich zwar um seine Achse dreht, dessen Achse aber den Ort nicht verläßt, an dem sie sich einmal befindet; es vermittelt vorzüglich die Übertragung u. Fortpflanzung der Bewegung an den verschiedenartigsten Maschinen. Die Wirkung dieser Räder, namentlich das Verhältniß zwischen Kraft u. Last im Zustande des Gleichgewichts, ist ganz nach den Gesetzen des Hebels zu beurtheilen. Das einfachste Beispiel bilden a) die Radwelle, d. i. zwei um eine gemeinschaftliche Achse drehbare, fest mit einander verbundener Räder od. Scheiben, einem kleinern, der Welle, u. einem größeren, dem Rade. Wirkt nun die Kraft auf den Umfang des Rades u. ist die Last am Umfange der Welle befindlich, z.B. mit einem Seile daran geschlungen, so verhält sich die Kraft zur Last wie der Halbmesser der Welle zum Halbmesser des Rades. Dafür wird aber wieder an Geschwindigkeit verloren, was an Kraft gewonnen wurde, denn es verhält sich die Geschwindigkeit der Kraft zu der Geschwindigkeit der Last, wie der Halbmesser des Rades zu dem der Welle. Jedoch muß, wenn Bewegung z.B. ein Aufziehen der Last eintreten soll, die Kraft größer sein, da sie auch die Reibung od. Friction der Wellzapfen auf die Zapfenlager od. Büchsen u. den Widerstand der Seilsteifigkeit überwinden muß. Auch muß dabei vorausgesetzt werden, daß die Richtung der Kraft zum Umfange des Rades eine Tangente ist, wie dies der Fall ist, wenn die Kraft ein mit einem Seile um das R. geschlungenes Gewicht ist. Um die Reibung der Zapfen eines solchen Rades in ihren Lagern zu vermindern, wendet man Frictionsräder (Frictionsrollen) an; man läßt nämlich die Zapfen der Radwelle dann nicht in einer Pfanne od. einem hohlen Halbcylinder laufen, sondern man legt jeden auf den Umfang eines, zweier od. dreier um ihre eignen Achsen sich drehender, nicht mit einander verbundener Räder, so daß sich die Wellzapfen nicht auf der unbeweglichen Fläche einer festen Pfanne, sondern nur am Umfange der von ihnen in Folge der Reibung mit in Umdrehung versetzten Frictionsräder reiben. Verhält sich hierbei der Umfang des Zapfens zu dem jedes Rades wie 1 : 15, so muß die Welle sich 15mal um ihre Achse drehen, während sich die Frictionsräder nur einmal umdrehen u. mithin in gleichem Verhältniß die zur Überwindung der an ihren Umfängen stattfindende Reibung verbrauchte mechanische Leistung mindern. Die Frictionsräder werden bes. an kleineren u. feineren Maschinen angewendet, deren Bewegung man dem Einflusse der Reibung möglichst entziehen will. Der Umfang od. Kranz des Rades an der Welle bekommt eine verschiedene Einrichtung nach Beschaffenheit der Kraft, die darauf wirken soll, u. das R. selbst bekommt davon bes. Beinamen. Die liegenden Radwellen nennt man Haspel (s.d.), auch gehören zu ihnen die Treträder (s.d.); die stehenden nennt man Göpel (s.d.), die geneigten, Tretscheiben (s.d.) od. auch declinirende Räder; die Tretscheiben sitzen auf einer etwa 20 Grad gegen die Vertleale geneigten Achse u. werden durch das Gewicht darauf gehender Ochsen od. Pferde in Umdrehung versetzt. Das Gabelrad ist ein R., in dessen Stirn hölzerne od. eiserne Gabeln befestigt sind, um Seile, Ketten etc. damit aufzuwinden. b) Das Räderwerk ist eine Verbindung von zwei od. mehren Radwellen behufs der Übertragung einer Bewegung von einer Welle auf eine andere. Die Mittheilung od. Übertragung der Bewegung von einer Welle auf die andere erfolgt entweder bei unmittelbarer Berührung durch die Reibung (Reibungsräder), od. mittels eines um die Umfänge der Räder geschlungenen Riemens od. einer Schnur ebenfalls in Folge der Reibung (Riemen- od. Schnurscheiben, s.d.); od. durch eine über die mit Vorsprüngen besetzten Räder geschlungene Kette (Kettenscheiben od. Kettenräder, s.d.); od. endlich dadurch, daß Vorsprünge von bestimmter Gestalt (Zähne) auf beiden Rädern angebracht sind u. aufeinander wirken (Zahnräder, s.d.). Beim Räderwerke sitzt entweder auf jeder Welle ein größeres (Rad) u. ein kleineres R. (Getriebe), u. dann greift immer ein R. in das folgende Getriebe, u. es verhält sich die Kraft zur Last, wie das Product aus den Halbmessern aller Getriebe, zu dem Product der Halbmesser aller Räder. Dagegen verhält sich die Geschwindigkeit der Last zur Geschwindigkeit der Kraft umgekehrt wie die oben erwähnten Producte, od. gerade so wie das Product der Zahl der Kämme an den einzelnen Rädern, zu dem Product der Zahl der Triebstücke an den einzelnen Getrieben (vgl. Uhrräder). Oder jedes R. hat seine Welle für sich u. steht dann mit dem vorhergehenden u. dem folgenden R. in Eingriff, u. das Verhältniß der Kraft zur Last ist dann das Product aus den Verhältnissen der Halbmesser von je zwei auf einander folgenden, mit einander im Eingriff stehenden Rädern. Bei Räderwerken ist jedoch die Reibung zu berücksichtigen, da sich nicht allein die Zapfen der Räder in ihren Lagern, sondern auch die Zähne beim Eingriff auf einander reiben. Damit die letztere Reibung möglichst klein werde, muß die Zahnform sorgfältig gewählt u. ausgeführt werden; mit der Zeit schleifen sich die Zähne auf einander ab, u. dadurch wird der Gang leichter u. sanfter, daher ist er gut, wenn die Zähnezahlen der im Eingriff stehenden Räder keine gemeinschaftlichen Factoren enthalten. c) Zu den fest stehenden Rädern gehören auch das Wasserrad, Windrad, Schöpfrad, Schwungrad (s.d. a.). 2) (Her.), man muß das Mühlrad, dessen Rand mit Zähnen besetzt ist, deren Zahl angegeben werden muß, von dem Wagenrad, dessen Speichen oft gedrechselt sind u. deren Zahl von 6–12 steigt u. dem Spornrade, welches einem Stern gleicht, welcher in der Mitte rund durchbohrt ist, wohl unterscheiden; alle drei werden übrigens häufig gefunden; 3) Todesstrafe, s. Rädern; 4) Maschine, bei welcher ein R. der Haupttheil ist, so Spinn-, Drehrad; 5) Maschine zum Erzwaschen, besteht aus einem hohlen Rade, welches auf der äußeren Seite mit durchlöcherten Bretern beschlagen u. inwendig mit einigen eisernen Stangen versehen ist, an welche sich das Erz beim Umdrehen des Rades stößt; 6) (Nadl.), Maschine zum Umdrehen des Spitzringes (s.d.), besteht aus einem Schnurrade, welches mit einer Kurbel herumgedreht wird u. in einem hölzernen Gerüste ruht, die Schnure des Rades ist zugleich über die Rolle des Spitzringes gezogen, welcher in einem neben dem Rade stehenden Klotze befestigt ist.