Pedelec - Technik

Inhalt:
Antriebsarten
Antriebe an der Tretkurbel
Schaltung
Stufenloses Automatikgetriebe
Wie funktioniert's
Eigenumbau

Antriebsarten?

Das Angebot wird vielfältiger, die Prinzipien bleiben: Man kann den Antrieb

  • in der Vorderradnabe
  • an der Tretkurbel
  • in der Hinterradnabe

einbauen.

Der Antrieb in einer Nabe hat den Vorteil, daß er in der Regel geräuschlos ist und keinen erhöhten Verschleiß an Kette, Kettenrad und Ritzel/Kassette erzeugt. Nachteilig ist allerdings, daß der Motor bei langsamer Fahrt einen schlechten Wirkungsgrad hat und damit sehr viel Energie einfach in Wärme umgewandelt wird. Bei starken Steigungen und langsamer Fahrt wird mehr Energie in Wärme als in Fortbewegung umgesetzt. Das kostet Lebendauer bei Akku und Motor.

Der Vorteil eines Antriebs an der Tretkurbel ist entsprechend am Berg zu finden: Der Antrieb profitiert von der Untersetzung der Schaltung, arbeitet im optimalen Arbeitspunkt und ist damit effizienter. Natürlich wird der Antriebsstrang mehr belastet und der Antrieb produziert auch ein Laufgeräusch.

Antriebe an der Tretkurbel

Beim Antrieb von Bosch sowie Impulse sitzt der Motor gekapselt am Tretlager und gibt seine Kraft direkt an die Tretachse weiter - damit ist diese Kraftübertragung verschleißarm, denn es kommt kein Schmutz ins Getriebe.
Beim Panasonic-Antrieb läuft das Motorritzel über die Antriebskette und ist relativ hohem Verschleiß ausgesetzt, da der Schmutz von der Kette das Ritzel verschleißen läßt. Andererseits ist mit dem Tausch des Ritzels (und der Kette) aber auch der Neuzustand wiederhergestellt. Bei den gekapselten Motoren muß ggf. das Motorgehäuse von einer Fachwerkstatt geöffnet werden um Reparaturen durchzuführen.

Wer mehr über die Vor- und Nachteile dieser Antriebsarten erfahren möchte, dem empfehle ich das Pedelec-Forum. Dort gibt's auch jeeeeeede Menge Er"fahrungs"berichte - im doppelten Sinne.

Schaltung

Grundsätzlich ist es egal, ob mit Kette oder Nabe geschaltet wird. Bei beiden Schaltungen empfiehlt es sich, nicht unter Last zu schalten. Die Kettenschaltung kann hier zwar etwas mehr Last vertragen, aber gut ist es für die Zahnräder und die Kette nicht.

Bei einem Pedelec wird in der Regel kein so großes Übersetzungsverhältnis benötigt, wie bei Rädern ohne Unterstützung. Die "ganz kleinen" Gänge werden in der Regel nicht benötigt, da ja bergauf und unter Anhängelast (Kinderwagen!) der E-Antrieb mithilft. Man kommt also auch mit einer Nabenschaltung, die nur etwa 300% maximals Übersetzungsverhältnis hat, ganz gut aus.

Allerdings sollte man bei einer Nabenschaltung beachten, daß die Eingangsdrehmomente mit Muskel- und E-Antrieb auch verkraftet werden. Eine preiswerte Nabe unter einem Muskelmann am steilen Berg und voller E-Unterstützung wird sicher etwas schneller "die Biege" machen, als eine gute Kettenschaltung. Für Otto Normalverbraucher aber sicher kein Thema.

Leonardo da Vincis stufenloses Automatikgetriebe

Die Versorgung des Rades mit Strom eröffnet aber neue Möglichkeiten: Es gibt seit 2012 eine Nabe die als Planetengetriebe stufenlos schaltet und mit elektronischer Unterstützung dieses sogar automatisch tut. Im Klartext: Diese Nabe, die NuVinci, ist ein stufenloses Automatikgetriebe. Der Fahrkomfort ist gigantisch: Mit der zusätzlichen Steuerung "Harmony" stellt man die Tretkurbeldrehzahl am Lenkergriff ein und die Nabe steuert bergauf/bergab die entsprechende Übersetzung dazu. Das Ganze funktioniert sowohl mit elektrischer Unterstützung als auch im normalen Muskelbetrieb - eine Offenbarung!

Man kann natürlich am Drehgriff auch manuell - drive by wire - das Übersetzungsverhältnis stufenlos fest vorgeben.

Wie funktioniert's

In der Nabe laufen in einem Käfig Stahlkugeln, die durch Verstellung des Auflagewinkels veränderliche Abrollängen erzeugen. Mit dieser Technik deckt die Nabe ein maximales Übersetzungsverhältnis von gigantischen 360% ab. Nur der berühmte RohloffSpeedhub und die Shimano Alfine SG-S700 haben ein größeres Übersetzungsverhältnis. Der Nachteil darf allerdings nicht verschwiegen werden: die Nabe bringt etwa ein Kilogramm Mehrgewicht auf die Waage.

Um zu verstehen, wie diese Nabe funktioniert, einfach mal das Video auf der Webseite anschauen.

Eigenumbau

Wer ein hochwertiges Rad besitzt, der muß sich nicht unbedingt ein neues kaufen, nur um in den Genuß eines Hilfantriebs zu kommen. Es gibt einige Firmen, die bieten Kompletträder mit Nabenmotoren an, die einfach(!) gegen ein normales Vorder- oder Hinterrad getauscht werden. Mit einem passenden Akku und der Steuerelektronik kommt man dann auf einen Gesamtpreise von um die 700,-€ (Stand Sommer 2013).

Außer diesem Rädertausch sind dann noch wenige Verdrahtungsarbeiten zu erledigen - und die Montage der Drehzahlmesserscheibe an der Tretkurbel. Ein Bekannter hat die ganzen Umbauarbeiten an seinem Rad in weniger als 4 Stunden gemacht - und das Rad fährt einwandfrei.

Es gibt allerdings zwei Nachteile bei dieser preiswerten Lösung. Erstens läßt sich so kein Tretkurbelantrieb machen. Und zweitens fehlt bei den preiswerten Umbausätzen der Drehmomentsensor, der für das sanfte Anfahren und Ausrollen unentbehrlich ist. Dafür ist die Kombination aber unschlagbar günstig, wenn man ein gutes Rad besitzt, mit dem man auch noch einige Jahre fahren wollte.

Stevens Caprile
NuVinci
 
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