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Über Elektroantriebe

Motoren sind in den vergangenen Jahren in vielfältigster Ausführung und so zahlreich auf den Markt gekommen, wie der berühmte Sand am Meer. Das Angebot ist kaum mehr überschaubar. Deshalb an dieser Stelle ein knappe Typologie der Antriebe und ihrer Steuerungen. Sie bestimmen am Ende, wie sich der Antrieb verhält und ob ein Motor für eine bestimmte Person oder einen bestimmten Zweck geeignet ist oder nicht.

Vorderradmotor / Hinterradmotor

Das bekannteste Unterscheidungsmerkmal ist, ob ein Motor im Vorderrad oder im Hinterrad eingebaut ist. Im Regelfall ist in der Nabe - vorne oder hinten - ein kleiner Motor eingebaut, der über ein Getriebe das Rad antreibt. Das Getriebe ist mit einem Freilauf versehen, damit der Motor nicht mitdrehen muss, wenn man nur Fahrrad fährt. Der innere Aufbau unterscheidet sich nicht wesentlich. Nur hat der Hinterradmotor meist eine Aufnahme für einen Kassettenzahnkranz. Hinterradmotoren haben (fast) immer Kettenschaltungen. Hauptvertreter dieser Gattung sind Motoren z.B. von Ansmann, Bafang oder Sanyo.

Mittelmotor

Dieser Typ findet immer weitere Verbreitung. Ein kleiner Motor überträgt seine Kraft über ein Getriebe auf die Kurbelachse. Dadurch kann dieser Motor die Schaltung des Fahrrades mitnutzen und kann mit beliebigen Schaltungen kombiniert werden, auch mit Nabenschaltungen. Der wesentliche Vorteil dieses Antriebskonzepts ist, dass der Motor immer bei relativ hohen Drehzahlen drehen kann und dadurch auch bei steilen Bergauf-Passagen seine Leistung vollständig bereitstellt. Auch im ersten Gang bei vielleicht nur 8 km/h - wenn es steil bergauf geht, dreht dieser Motor bei Nennrehzahl und liefert alle 250 Watt an den Antrieb ab, während Nabenantriebe in derselben Situation nur mit etwa 25 % der Nenndrehzahl drehen, dabei aber nur etwa 60 Watt abgeben und dabei noch mit voller Stromstärke gefahren werden müssen.

Das Mittelmotorkonzept fand zunächst fast ausschließlich durch den Panasonic Motor Verbreitung. Zumindest in Europa ist auch der Bosch Antrieb jetzt weit verbreitet. Beide sind für die Nachrüstung vorhandener Fahrräder ungeeignet, weil sie spezielle Rahmen benötigen. Für die Nachrüstung gibt es nur wenige Alternativen, nämlich den japanischen Sunstar Motor (drehmomentgesteuert) und den neuen Bafang Mittelmotor (cadenzgesteuert).

Direktantrieb

Diese Motoren wurden bisher nur als Hinterradmotoren eingesetzt, wohl, weil sie relativ schwer sind. Sie haben kein Getriebe, sondern die Nabe ist selbst der Motor. Sie drehen sehr niedrig und müssen deshalb so groß sein. Die Motoren werden folglich immer gedreht - auch wenn man ohne Unterstützung nur Fahrad fährt. Der wesentliche Vorteil dieses Typs ist, dass er beim bergab Fahren als Generator wirkt und die Batterie wieder auflädt. Das verlängert die Reichweite in hügeliger Landschaft um 8 bis 12 %. Typische Vertreter dieser Kategorie sind BionX Motoren oder GoSwiss Motoren. Und erst jüngst wurde ein bürstenloser Direktantrieb auch für das Vorderrad eingeführt, der Crystalyte G. Er ist im Ligfietskontor verfügbar.

Drehmoment gesteuert

Bei dieser Steuerung wird die Kraft gemessen, mit der ein Fahrer in die Pedale tritt. Tritt er langsam, aber kräftig, dann unterstützt der Motor auch kräftig. Tritt der Fahrer leicht, aber schnell, dann lässt die Unterstützung üblicherweise stark nach. Dies ist eine Steuerung eher für kräftige und große Fahrer. Eine Drehmomentsteuerung findet oft mit Direktantrieben Anwendung.

Cadenz gesteuert

Der Motor unterstützt stärker, wenn man schnell tritt und weniger, wenn man langsam strampelt. Und er unterstützt unabhängig von der Trittkraft, aber es steht natürlich jedem frei, so kräftig "reinzutreten", wie er oder sie selbst möchte. Diese einfachste aller Steuerungen gewährleistet eine außerordentlich nutzerfreundliche Unterstützung und fördert - richtiger Weise - leichtes, aber schnelles Treten. Das ist gesund für die Gelenke und fördert die Ausdauer. Sie wird beim Panasonic Mittelmotor (z.B. in Flyer Fahrrädern) und beim Bafang Mittelmotor eingesetzt.

Zielwert gesteuert

Wenige Antriebe versuchen einen eingestellten Drehzahl-Zielwert zu erreichen, z.B. der Nabenmotor von Ansmann. Die verschiedenen Unterstützungsstufen - bei Ansmann z.B. sechs Stufen - stellen jeweils eine bestimmte Geschwindigkeit dar - 15, 17, 19, 21, 23, 25 km/h. Sie unterstützen, bis diese Geschwindigkeit erreicht ist und werden dann fast unmerklich schwächer. Fällt die Geschwindigkeit unter diesen Zielwert, geben sie von selbst wieder "Strom". Wird nicht getreten, dann stellt sich auch der Motor sofort ab.

Der Tretsensor registriert lediglich, ob überhaupt getreten wird. Dieses Steuerungskonzept ist besonders für sehr schwache Fahrer geeignet und wird daher auch im Reha Bereich eingesetzt. Er funktioniert auch ganz ohne Kette. Diese Art der Steuerung kann als weitere Gangschaltung begriffen werden und ist daher ein einfaches aber sehr sympathisches Steuerungskonzept.

Mischsteuerung

Manche Steuerungen verwenden mehrere Werte zur Bestimmung der Unterstürzung. Bosch Antriebe unterstützen, abhängig von insgesamt drei Werten - Trittfrequenz, Drehmoment, Geschwindigkeit - andere beschränken sich auf nur zwei Werte - Trittfrequenz und Drehmoment.

Welcher Motor und welche Steuerung

geeignet ist, hängt vom Fahrer und vom Einsatzzweck ab. Kompliziertere Steuerungen sind auch nicht automatisch die besseren - ganz im Gegenteil. Für sehr geringe Antriebsleistungen, wie beim Fahrrad, sind oft die einfachen Lösungen die Besseren.

Für bergiges Gelände sind Mittelmotoren zu bevorzugen, weil sie auch bei geringen Geschwindigkeiten im niedrigen Gang bergauf ihre volle Leistung abgeben. Sie nutzen ja die Schaltung mit und können daher auch bei niedriger Geschwindigkeit - anders als Nabenmotoren - mit voller Drehzahl arbeiten. Nabenmotoren müssen sich bei niedriger Geschwindigkeit mit niedriger Drehzahl und hohem Strom den Berg hinaufquälen.

Im Flachland funktionieren alle Motorkonzepte gleich gut. Hier kommt es vielmehr auf die Art der Steuerung an. Drehmomentsteuerungen fördern langsames und starkes Treten und sollten daher bevorzugt von großen kräftigen Fahrern eingesetzt werden. Für Leichgewichte, die gelenkschonend mit hoher Trittfrequenz und wenig Kraft fahren, sind sie keine gute Wahl. Nicht nur für besondere Einsatzfälle sind Zielwertsteuerungen gut geeignet, entfalten aber ihr besonderes Potential, sehr schwache Fahrer wieder auf das Rad zu bringen. Idealer Weise ist das aus Sicherheitsgründen ein Liegetrike. Sie eignen sich aber auch sehr gut für sehr einfache Schaltungskonzepte oder Singlespeeder. Geschwindigkeitsabhängige Unterstützungsstufen können die herkömmliche Schaltung ersetzen.