mini|hochkant|Einrad 24 Zoll, 36 Speichen, Gabelrahmen verchromt. Bananensattel, vorderes Sattelhorn (länger, höher): rechts, zwei Drahtbügel als Sattelschoner. Vierkantkurbeln, Reflektoren für Straßenverkehr. (2003) mini|hochkant|Mann auf Einrad. Felgengröße etwa 24 Zoll, Kurbeln mit Keilbefestigung (Frankreich vor 1960 (?)) mini|hochkant|Giraffeneinräder im Zirkus. Rahmen farblackiert, etwa 20", Sattelhöhe 125 % der Körpergröße der Artistin, Kettenantrieb einseitig rechts. (Damentruppe mit Geschirr auf dem Kopf aus Hohhot, Südmongolei, China) (2009)
Das Einrad ist ein Fahrzeug, das – idealisiert – nur mit einem Punkt (dem Rad) den Boden berührt. Meist versteht man darunter ein mit Muskelkraft angetriebenes Pedalfahrzeug, das vor allem als Sportgerät, aber auch von Artisten im Zirkus oder Variété genutzt wird. Es kann als Sonderform eines Fahrrads, insbesondere Hochrads gesehen werden.
Konstruktion und Funktion mini|Einradnabe
Die wichtigsten Bestandteile eines Einrads sind: das Rad (dazu gehören die Felge, der Schlauch, der Reifen, die Speichen, die Nabe und die Achse), die Kurbeln, die Pedale, die Gabel, die Sattelstütze, die Sattelklemme und der bananenförmige Sattel. Das Rad ist ähnlich aufgebaut wie bei einem Fahrrad, allerdings gibt es bei einem Einrad eine spezielle Nabe, in der die Achse integriert ist. Die Kurbeln sind über die Tretlagerwelle fest mit der Radnabe verbunden. Dadurch wird die Drehung der Pedale direkt auf das Rad übertragen. Anders als beim Fahrrad gibt es keinen Freilauf; gebremst wird durch Muskelkrafteinwirkung auf das Pedal gegen die Drehrichtung der Kurbel. Die Gabel ist an den Lagern der Achse befestigt, während die Kurbeln am Ende der Achse festgemacht sind. Die Sattelstütze verbindet die Gabel mit dem Sattel.
mini|links|hochkant|Einradfahrerin
Physik des Einradfahrens Das Einrad ist eine Art inverses Pendel. Der Schwerpunkt des Gesamtsystems aus Einrad und Fahrer befindet sich oberhalb des Drehpunktes. Damit das System aus Einradfahrer und Einrad unter dem Einfluss der Schwerkraft nicht umfällt, muss der Fahrer das System ständig aktiv durch Balancieren in einem labilen mechanischen Gleichgewicht halten. Der Fahrer sitzt dabei freihändig senkrecht über der Radnabe auf dem Bananensattel und tritt zwecks Bewegung und Balance in die Pedale – ähnlich wie beim Fahrrad.
Geübte Einradfahrer können ohne Bewegung – im Stillstand – auf dem Rad balancieren. Dabei muss der Fahrer den Körperschwerpunkt lotrecht über der Auflagefläche des Rades halten. In der Bewegung muss ein labiles Gleichgewicht hergestellt werden, indem das sogenannte Scheinlot – die Resultierende aus Schwerkraft und Fliehkraft – durch die Unterstützungsfläche geführt wird. Durch das so genannte Pendeln, bei dem der Einradfahrer das Rad eine halbe Umdrehung vor- und zurückbewegt, kann das Einrad auch quasi auf der Stelle gehalten werden. Das Balancieren eines Roboter-Einrads, Segways oder Eunicycles stellt in der Regelungstheorie ein interessantes Problem dar.
Da die Belastungen beim Einrad aufgrund der Kraftverteilung auf nur ein Rad an manchen Stellen – etwa an den Speichen – höher ausfallen als beim Fahrrad, eignen sich normale Fahrradteile nicht ohne Weiteres, um daraus ein Einrad zusammenzubauen. Dazu kommt, dass Einrad-Bestandteile wie Sattel oder Gabel anders geformt sind als beim Fahrrad.
Einräder gibt es in verschiedenen Größen, von Miniatureinrädern mit einer Radgröße von 12 Zoll bis zu großen Einrädern mit einem Raddurchmesser von 50 Zoll. Die verbreitetsten Größen sind Räder mit einem Durchmesser von 20 und 24 Zoll. Bei den vielen verschiedenen Arten von Einrädern, wie zum Beispiel Freestyle-Einrad, Trial-Einrad, MUni, Giraffe und Langstrecken-Einrad sind die verschiedenen Bauteile auf den jeweiligen Zweck des Einrads ausgerichtet. Kleinere Einräder sind wendiger und eignen sich so besser für Einradtricks, größere Einräder laufen ruhiger und ermöglichen höhere Geschwindigkeiten. Ähnlich verhält es sich mit der Kurbellänge: Kürzere Kurbeln ermöglichen ein schnelleres Treten, was beispielsweise für das Fahren von Pirouetten vorteilhaft ist, lange Kurbeln bieten mehr Kontrolle, was gut zum Geländefahren ist. Einräder mit einer eckigen Gabel ermöglichen es, bei verschiedenen Tricks die Füße darauf zu stellen.
Verschiedene Einräder Freestyle-Einrad Das Freestyle-Einrad wird allgemein für Freestyle und Flatland Skills verwendet. Es hat normalerweise eine relativ hohe Sattelstütze, einen schmalen Sattel und eine eckige Gabel, die für Einbein-Tricks verwendet wird. Ein Freestyle-Rad hat normalerweise einen Raddurchmesser von 20 Zoll, kleinere Fahrer verwenden auch Freestyleräder mit 16 oder 18 Zoll und es gibt auch Fahrer die 24-Zoll-Räder beim Freestyle verwenden.
Renn-Einrad Renn-Einräder, meist als Rennhexe oder Race Witch bezeichnet, sind speziell auf die Bedürfnisse des Einradrennens und das dabei geltende Reglement der IUF abgestimmt. Dabei kommen 24-Zoll-Laufräder zum Einsatz; der Außendurchmesser des Reifens liegt so nah wie möglich am erlaubten Maximaldurchmesser. Es werden Rennrad-Reifen verwendet, die sehr schmal sind und mit hohem Druck gefahren werden. Die Kurbellänge liegt beim erlaubten Minimum von 125 mm. Im Gegensatz zu den sonst üblichen 100 mm Lagerabstand werden meist kürzere Naben mit 84 mm Lagerabstand verwendet, die Gabel wird zudem nach oben schmaler. Durch die kürzere Achse rücken die Pedale näher zusammen, das heißt, der Q-Faktor wird kleiner, was einen ruhigeren Lauf ermöglicht. Renneinräder werden mittels Leichtbauweise auf minimales Gewicht getrimmt.
Trial-Einrad Trial-Einräder sind besonders stabil konstruiert, um den Anforderungen des Einrad-Trials gerecht zu werden und die Kräfte, die etwa beim Springen und Aufsetzen entstehen, auszuhalten. Auch die Kurbeln und Pedale sind robuster gebaut, um den Belastungen standzuhalten. Hier haben sich vor allem Vielzahnnaben und die dazugehörigen Kurbeln bewährt, die allerdings teurer als Standard-Vierkantnaben sind. Viele Trial-Einräder sind mit dicken 20-Zoll-Reifen ausgestattet, um so einen Teil des Stoßes beim Springen aufzufangen. Aufgrund des dicken Reifens werden oft 19-Zoll-Felgen verwendet, um einen ähnlichen Außendurchmesser wie bei Standard 20-Zoll-Reifen zu erreichen.
Offroad-Einrad („MUni“) mini|24 Zoll MUni mit Scheibenbremse (EDB Standard), Mehrlochkurbeln zur Variation der Kurbellänge
„MUni“ ist die Abkürzung für Mountain Unicycle, zu Deutsch Berg-Einrad, und bezeichnet die Mountain-Bike-Variante des Einrads. Das MUni ist speziell für das Fahren im Gelände konzipiert. Es besteht zum Teil aus denselben Komponenten wie ein Trial-Einrad, es gibt jedoch ein paar Unterschiede. Normalerweise hat ein MUni einen Raddurchmesser von 24 bis 29 Zoll und einen breiten Stollenreifen mit grobem Profil. Das ermöglicht es dem Fahrer, leichter über verschiedene Hindernisse wie Wurzeln oder Steine zu fahren. Hinzu kommen die sehr stabile Nabe und Pedale, die sehr guten Halt bieten. Auch der Sattel ist meist dicker und bequemer, um das Fahren im Gelände etwas angenehmer zu machen. Ebenso ist er oft steiler angestellt, um die Sitzlast mehr nach hinten zu verlagern. So kann überall dort gefahren werden, wo mit einem herkömmlichen Einrad kein Weiterkommen ist, also: Off-Road, auf Felsen, auf Gras, im Sand, auf Schnee oder Eis. An vielen MUnis sind auch Bremsen montiert, die vor allem bei steilen Abfahrten zum Einsatz kommen und die Muskeln des Fahrers entlasten. Hydraulisch betätigte Felgenbremsen wurden, wie auch im Fahrradbereich, durch Scheibenbremsen ersetzt. Die Bremsscheibe sitzt dabei entweder an der Nabe (innerhalb der Gabel) oder an der Kurbel (außerhalb der Gabel, EDB (External Disk Brake) Standard). Die Bremszange wird entweder an der Gabel oder der unteren Lagerschale befestigt. Der Bremsgriff sitzt entweder unter dem Sattel oder an einem Griff vor dem Sattel.
Touring-Einrad Das Touring-Einrad ist für lange Strecken konstruiert. Ein Touring-Einrad hat einen großen Raddurchmesser zwischen 26 und 36 Zoll. Dadurch wird mit einer Pedal-Umdrehung eine größere Strecke zurückgelegt. Der Trend zum Einrad mit großem Raddurchmesser wurde durch ein 36-Zoll-Einrad der Firma Coker Tire ausgelöst. Einräder werden auf langen Strecken und mit Rucksackgewicht – vorne gerne mit schmalem Lenker (T-bar) mit nach vorne stehenden bar-ends gefahren, um den Sitzbereich zu entlasten. Das Abstützen der Arme erlaubt eine zweite Oberkörperhaltung. Ein löffelförmiger Einfinger-Bremshebel kann dann auch zwischen diesen bar-ends enden.
Florian Schlumpf (Urenkel von Johann Georg Schlumpf) und Kris Holm entwickelten um 2005 ein „GUni“ (geared unicycle). Die Getriebenabe KH/Schlumpf weist neben dem Direktgang einen 1:1,5-Schnellgang auf, kann in beide Richtungen gefahren und eingebaut werden, ist sprungfest und wird durch einen Stift geschaltet, der je nach Schaltzustand rechts oder links aus der Tretachse einen Schaltknopf vorstehen lässt. Könner schalten per Fersenkick auch während der Fahrt, siehe hierzu: Schlumpfdrive. bei 1rad.chkrisholm.com: (englisch)
Hockey-Einrad
Das Hockey-Einrad ist im Grunde ein normales Einrad, durch seine bessere Qualität ziehen es jedoch viele professionelle Einradbasketball- und Einradhockey-Spieler einem Anfänger- (oder normalem) Einrad vor.
Spezielle Einräder
Giraffe (auch Hoch-Einrad; außerdem, wenn auch doppeldeutig: Hochrad, Stangenrad oder Eifelrad): Giraffen sind Einräder, bei denen die Tretachse nicht mit der Radachse identisch ist. Durch einen verlängerten Rahmen (Gabel und Sattelrohr) und Kettenantrieb wird die Tretachse senkrecht nach oben verschoben und liegt oberhalb des Laufrades. Der Fahrer sitzt somit höher, ohne dass sich für ihn der Abstand zwischen Sattel und Pedal ändert. Die niedrigsten Giraffen haben das Tretlager schon wenig über der Laufradoberkante und werden oftmals als Pinguin-Einräder bezeichnet. Mit steigender Höhe sind Giraffen zunehmend schwieriger und gefährlicher zu fahren. Am häufigsten sind Giraffen mit einer Sattelhöhe von 1,50 m bis 2,50 m anzutreffen, geübte Fahrer können auf diese noch frei aufsteigen. Die höchste je gefahrene Giraffe war 35 m hoch und wurde 2004 von Sem Abrahams gefahren.Guinness World Records: Für Giraffen werden meist Tretkurbeln, Innenlager und Naben aus dem Fahrradbereich verwendet, das Antriebsritzel hat meist um die 20 Zähne, das Abtriebsritzel in der Regel einen Zahn mehr oder weniger. Die Radachse sitzt in einem vertikalen Ausfallende und ist mit Kettenspannern versehen. Große Giraffen sind oft für den Transport in Einzelsegmente zerlegbar. Da mit zunehmender Höhe auch die mechanische Belastung auf den Rahmen steigt, werden bei Giraffen ab einer Höhe von etwa 5 Metern Gitterrohrrahmen verwendet. Um ein Verbiegen des Rahmens durch die Zugkraft der Kette zu vermeiden sowie um die Antriebssteifigkeit zu erhöhen, werden große Giraffen oft mit zwei parallelen Ketten und kleineren Ritzeln versehen.
Twice: ist ein Einrad, bei dem zwei Räder übereinander montiert sind, sodass nur ein Rad den Boden berührt. Das obere Rad wird wie bei einem normalen Einrad über eine starre Achse, an der die Kurbeln befestigt sind, angetrieben. Es berührt unten die Oberseite des unteren Rades und treibt dieses durch Reifenreibung an. Um vorwärtszufahren, muss rückwärtsgetreten werden.
Trice: ist die dreirädrige Version des Twice: Das obere Rad treibt das mittlere an, welches das untere Rad antreibt. Somit kann wie gewohnt vorwärtsgetreten werden, um vorwärtszufahren.
Geared Unicycle (GUni): ein Einrad mit Übersetzung, dessen Rad sich schneller dreht als die Trittfrequenz. Seit 2008 ist eine spezielle Nabe mit zwei Gängen im Verhältnis 1:1 und 1:1,5 (Schnellgang) auf dem Markt. Damit kann vom geübten Radler auch während der Fahrt das Übersetzungsverhältnis verändert werden. Es wird für Rennen und Langstrecken verwendet.