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04.02.2017

Elektrischer Fahrradantrieb zum Mitnehmen

Ingenieure der Forschungseinrichtung TUMCREATE in Singapur haben einen Elektromotor entwickelt, der an fast jedes Fahrrad angebracht werden kann und es so in ein Pedelec verwandelt.

Das Gerät ist so leicht, dass es vor und nach Gebrauch ohne Probleme mitgenommen werden kann. Einen ersten Prototyp haben die Forscher bereits getestet. Gerade in Großstädten nutzen viele Menschen ihr Fahrrad für den Weg zur Arbeit. Je nach Wetter, Streckenverlauf oder Stimmung kann das Radeln ziemlich anstrengend sein. Viele Radler würden sich für diese Situationen einen Elektromotor wünschen. Ein herkömmliches Pedelec (Pedal Electric Cycle) ist aber vielen Menschen zu teuer, um es für die tägliche Fahrt zu nutzen und es vergleichsweise ungeschützt am Bahnhof oder Arbeitsplatz abzustellen.

Felix Römer, Doktorand bei TUMCREATE in Singapur - eine gemeinsame Forschungseinrichtung der TUM und der Nanyang Technological University (NTU) - radelt selbst fast jeden Tag zur nächsten U-Bahn-Station, um von dort weiter zu Arbeit zu pendeln. Bei dem schwülen Klima in Singapur ist das Radfahren nicht immer ein Vergnügen. So entwickelte Römer die Idee eines flexiblen Elektromotors, der einfach an jedes Rad angebracht werden kann.  

Viele Komponenten in einem Gehäuse

"Es gibt bereits einige Ansätze in diese Richtung, aber bei diesen sind meist Veränderungen am Fahrrad nötig", sagt Römer. "Diesen Aufwand scheuen viele." Zudem passen diese Einheiten oft nur an spezielle Fahrräder oder Felgen. Römer und die Masterstudenten Marius Mrosek und Simon Schmalfuss entwickelten daher ein komplett eigentständiges Gerät.

Die größte Herausforderung für das Team war es, die benötigten Komponenten wie Motor, Akku und Sensoren kompakt in einem Gehäuse unterzubringen. "Wir brauchen zum Beispiel optische Sensoren, die erkennen, dass die Pedalen getreten werden", sagt Römer. Bei den meisten Pedelecs sind diese Sensoren fest im Tretlager verbaut. "Es hat sehr viel Zeit und Mühe gekostet, bis alles ohne Kabel oder Zusatzeinheit funktioniert hat." Die Erkennung der Pedalenbewegung ist notwendig, um die Gesetzesvorgaben für Pedelecs zu erfüllen. Pedelecs sind dem Fahrrad rechtlich gleichgestellt, sie dürfen ohne Versicherungskennzeichen, Zulassung und Führerschein gefahren werden.

In dem Gerät ist ein Lithiumakku verbaut, der je nach Beanspruchung eine Reichweite von bis zu 50 Kilometern hat und innerhalb von wenigen Stunden wieder aufgeladen werden kann. Der Motor hat eine Leistung von 250 Watt und schaltet sich automatisch aus, wenn eine Geschwindigkeit von 25 Stundenkilometern erreicht wurde - auch dies ist eine der Vorgaben für Pedelecs.

In weniger als zehn Sekunden montiert

Die Ingenieure haben bereits einen funktionstüchtigen Prototyp entwickelt. Dieser wiegt 3,5 Kilogramm und kann an einem Gelenk in der Mitte zusammengeklappt werden. Die Fahrer können das Gerät so einfach im Rucksack verstauen.

Die Befestigung erfolgt mithilfe einer Kabelschlaufe, die im Rahmen verhakt und mit einem drehbaren Knauf angebracht wird – in weniger als zehn Sekunden. "Wenn man die Einheit abnimmt, bleibt nichts am Fahrrad zurück", sagt Römer. In langer Tüftelarbeit hatten die Wissenschaftler die Einheit so konstruiert, dass sie zu verschiedenen Rahmenformen passt. Sie kann gleichermaßen an beiden Seiten des Fahrrads angebracht werden. Welche Seite gewählt wurde, erkennt das Gerät automatisch.

Praktische Lösung für Pendler

Als Konkurrenzprodukt zu den herkömmlichen Pedelecs sieht Römer "ease" nicht. "Unser Produkt ist für Personen geeignet, deren täglicher Arbeitsweg zu weit zum Fahrradfahren ist, für die sich eine Anschaffung eines teuren Pedelecs mit hoher Reichweite jedoch nicht lohnt."

Das Team arbeitet bereits an Verbesserungen. "Wir haben nach den ersten Tests Rückmeldungen bekommen, dass einige Fahrer mit den Schuhen an die Einheit gestoßen sind", sagt Römer. Die ersten Fehler werden nun ausgebessert und die Einheit optimiert. Für weitere Entwicklungen hoffen die Wissenschaftler auf die Kooperation mit einem Industriepartner. Erst dann sei es auch möglich abzuschätzen, wie viel "ease" kosten wird. Auf ihre Erfindung haben die Wissenschaftler ein Patent angemeldet.

 

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Quelle   Technische Universität München 2017

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