Elektrischer Antrieb zum Mitnehmen

Einen Elektromotor, der an fast jedes Fahrrad angebracht werden kann und es so in ein Pedelec ver­wan­delt, haben Forscher der TUMCREATE in Singapur – einer gemein­samen Einrich­tung der TU München und der Nanyang Techno­logical Univer­sity – ent­wickelt. Das Gerät ist so leicht, dass es vor und nach Gebrauch ohne Probleme mitge­nommen werden kann. Einen ersten Proto­typ haben die Forscher bereits getestet.

Felix Römer, Doktorand bei TUMCREATE, 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. „Es gibt bereits einige Ansätze in diese Rich­tung, aber bei diesen sind meist Verän­de­rungen am Fahr­rad nötig“, sagt Römer. Zudem passen die Ein­heiten oft nur an spezi­elle Fahr­räder oder Felgen. Römer und die Master­stu­denten Marius Mrosek und Simon Schmal­fuss ent­wickel­ten daher ein komplett eigen­stän­diges 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 fünfzig 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 Kilo­metern pro Stunde erreicht wird - auch das ist eine der Vor­gaben für Pedelecs.

Die Ingenieure haben bereits einen funktionstüchtigen Proto­typ entwickelt. Er 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.

Als Konkurrenzprodukt zu den herkömmlichen Pedelecs sieht Römer das Gerät aber 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 das Gerät kosten wird. Auf ihre Erfin­dung haben die Wissen­schaftler ein Patent ange­meldet.

TUM / RK