Bauteile aus dem 3D-Drucker: An TU Dort­mund konstruiertes E-Bike steht im GUINNESS-Buch

Dr. Dennis Freiburg, ehemaliger Mitarbeiter des Instituts für Spanende Fertigung (ISF) der TU Dort­mund, hat das leichteste E-Bike der Welt entwickelt. Das bestätigte nun auch GUINNESS WORLD RECORDS. Mit einem Gewicht von gerade einmal 6,872 kg wurde der Rekord unter dem Titel „The lightest electric bicycle prototype“ verzeichnet. Bei dem Rad kommen auch Funktionsteile aus dem 3D-Drucker zum Einsatz.

„Nach der Konstruktion des E-Bikes, das an der TU Dort­mund entstand, war es noch ein langer Weg bis zum Eintrag ins Buch der Rekorde“, erklärt Dr. Freiburg. Es mussten unabhängige Leistungstests für Batterie und Antrieb durchgeführt werden. Laut dem Macher wurde jedoch beim Gewicht nicht auf Kosten der Leistungen gespart. Der Antrieb kann deutlich mehr als die vorgeschriebenen 250 W und wurde lediglich aufgrund der Gesetzeslage gedrosselt. Natürlich ist der Akku kleiner als bei herkömmlichen E-Bikes, aber auch hier gab es eine feste Vorgabe von GUINNESS WORLD RECORDS. So ist je nach Grad der Unter­stütz­ung eine Reichweite von 19 bis 35 Kilometern möglich.

Der Akku ist in einer Trinkflasche unter­gebracht

Der Rahmen des E-Bikes mit dem Namen Freicycle ist aus Karbon, wurde von der deutschen Fahrrad-Edelmanufaktur Merida gefertigt und Freiburg zur Verfügung gestellt. Den Elektromotor hat er mit einer eigens angefertigten Spezialhalterung unter dem Rahmen angebracht. Der Motor überträgt seine Kraft mit einer Rolle auf den Mantel des Hinterrads. „Das ist ein sehr unmittelbarer Antrieb“, sagt Freiburg. Als Nachteil dieser Kraftübertragung sieht er einen leicht erhöhten Verschleiß des hinteren Laufrads.

Den Akku hat der Konstrukteur in einer handelsüblichen Trinkflasche unter­gebracht. Diese hat der Ingenieur, der beim Institut für Spanende Fertigung (ISF) der TU Dort­mund gearbeitet hat, innen so aufgearbeitet, dass er in der Flasche neben dem Akku auch noch die Steuerelektronik unterbringen konnte. Über einen USB-Anschluss in der Flasche spielt Freiburg aktuelle Software für sein Rad auf.

Funktionsteile aus dem 3D-Drucker

Grundsätzlich kann das E-Bike bequem als normales Fahrrad bewegt werden, wiegt es doch nur rund die Hälfte eines Standard-Bikes. Soll der E-Antrieb aktiviert werden, dreht Freiburg am Verschluss der Trinkflasche. Diesen „Deckel“ hat er zu einem An-Aus-Schalter umkonstruiert. Zudem kann er mit einem Dreh am Verschluss die Kraft der Unter­stütz­ung durch den Elektromotor regeln. Möglich ist das, weil Freiburg den ursprünglichen Deckel durch eine Abdeckung ersetzt hat, die die entsprechende Elektronik beherbergt. Diesen „Deckel“ und auch andere Bauteile – bei­spiels­weise die Bremshalter – hat der Ingenieur im 3D-Drucker erstellt.

Etwa 25 bis 40 Kilometer reicht die Kraft des Akkus, wenn der Elektroantrieb angeschaltet ist. „Für eine längere Reichweite kann ich einfach einen zweiten Akku anbringen“, be­rich­tet Freiburg. Sensoren am Hinterrad übermitteln der elektronischen Steuerung des Rades Geschwindigkeitsdaten, Sensoren im Kettenblatt füttern die Steuerung mit Infos, ob der Fahrer gerade ins Pedal tritt. Bis 25 Stundenkilometer arbeitet der E-Motor beim Rad mit. „Das ist die gesetzliche Grenze“, sagt Freiburg. „Ab 25 Kilometer bin ich per Muskelkraft natürlich deutlich schneller unterwegs. Schließlich wiegt das Rad ja nicht viel.“

Dr. Freiburg merkt an: „Ohne die Unterstützer und Zeugen und die Geduld meiner Ehefrau wäre das Projekt nie möglich gewesen.“ Insbesondere gilt sein großer Dank dem ISF von der TU Dort­mund samt Prof. Dirk Biermann, der Firma Merida sowie Yan Rudall, die schon ab der Startphase das Projekt un­ter­stützt haben. Dank gilt auch dem ETI vom Karlsruher Institut für Technologie und der Firma velotech, die beide in der finalen Phase des Projekts unterstützten.

Der Artikel basiert auf eine Pressemeldung der TU Dort­mund