E-Bike light

Ein marktübliches E-Bike wiegt heute im Schnitt rund 23 Kilogramm – fünf bis zehn Kilo mehr als ein rein muskelbetriebenes Fahrrad. Am zusätzlichen Gewicht für Batterie und Motor scheiden sich die Geister. Doch das muss nicht sein – wie neueste Entwicklungen im Leichtbau zeigen.

E-Bikes haftet zumindest unter Ästheten noch immer das Image von klobigen, schwerfälligen Vehikeln an. maxon hat sich deshalb zum Ziel gesetzt, E-Bikes so nahe wie möglich am Gewicht eines herkömmlichen Fahrrads zu entwickeln – abgespeckt, leicht und robust. Dank eines ultraleichten und kompakten Antriebs kann das Gesamtgerät schlanker dimensioniert werden – Leichtbautechnologie nach dem Modell, wie es maxon auch in den Mars-Rovern der NASA zur Anwendung bringt.

Bewusste Reduktion auf das Essenzielle

Um es den Herstellern zu ermöglichen, radikal leichte E-Bikes zu entwickeln, hat maxon alle Komponenten des Antriebs auf ihre Essenz reduziert. «Unser Gesamtsystem BIKEDRIVE AIR wiegt gerade einmal 3,5 Kilogramm», sagt Thomas Steger, Produktmanager bei maxon. «Zudem ist es sehr leise und kann quasi unsichtbar im Rahmen untergebracht werden.»

Durch den vollständig im Unterrohr integrierten Akku können die Bikehersteller auf einen Schliessmechanismus und eine Öffnung im Rahmen verzichten. Dadurch lässt sich rund ein Kilogramm Gewicht einsparen. Beim Human Machine Interface (HMI) hat maxon bewusst auf ein Display verzichtet. Das Bedienelement zeigt lediglich die Unterstützungsstufe und den Ladestand an – alles andere lässt sich über die Connect App auf dem Smartphone einstellen. Dafür wiegt das minimalistisch gehaltene HMI weniger als 40 Gramm.

Ultraleichte Rennräder und Mountainbikes

Da ein E-Bike immer nur so gut ist wie das Gesamtpaket, geht der Schweizer Antriebslieferant Kooperationen mit führenden Herstellern im Leichtbau ein. So hat maxon in Zusammenarbeit mit Cipollini und Transalpes ein elektrisches Rennrad sowie ein vollgefedertes E-Mountainbike entwickelt, die gerade einmal 10,7 respektive 16 Kilogramm auf die Waage bringen. Andere Hersteller werden auch Konzepte für Gravel- und leichte Downhillbikes, minimalistische Citybikes sowie ultraleichte Kinderräder in die Produktion bringen. Um in dieser Gewichtsklasse mitspielen zu können, sind besonders leichte und doch robuste Materialien gefragt. Im High-End-Markt ist carbonfaserverstärkter Kunststoff (CFK) das Mass aller Dinge.

Entscheidend für die Fahrerinnen und Fahrer ist letztlich das Gewichtsverhältnis zwischen dem Antriebssystem und dem gesamten Bike.

Der Königsweg heisst Carbon

Die Vorteile von Carbonteilen liegen auf der Hand: Im Vergleich zu Aluminium und Stahl sind sie wesentlich leichter. Die Steifigkeit und Zugfestigkeit lässt sich je nach Verwendungszweck anpassen. Carbon lässt sich mit entsprechender Expertise gut verarbeiten, dabei ist aber auch noch viel Handarbeit gefragt. Beim Design lässt der Werkstoff im Vergleich zu Metallen grosse Freiheiten; die Durchmesser müssen aber voluminöser entworfen werden, um dieselben Kräfte auszuhalten. Für die Vollintegration von Antriebssystemen wie dem BIKEDRIVE AIR ist dies aber kein Nachteil; der Akku findet in einem Unterrohr mit sechs Zentimeter Durchmesser Platz, und der Rahmen kann optimal an die Masse der Komponenten angepasst werden.

Weniger ist mehr

Entscheidend für die Fahrerinnen und Fahrer ist letztlich das Gewichtsverhältnis zwischen dem Antriebssystem und dem gesamten Bike. Ein handelsüblicher Lithium-Ionen-Akku mit 500 Wattstunden Kapazität wiegt etwa drei Kilogramm. Bei einem 23 Kilo schweren E-Bike reicht das auf ebenem Asphalt im Schnitt 70 Kilometer weit – bei moderater Unterstützung. Auf einer Bergstrecke und in weichem Waldboden für nur rund die Hälfte. Weniger ist deshalb manchmal mehr: Ein halb so schweres Bike in Leichtbauweise kommt mit einem kompakteren Motor und Akku gleich weit und fährt sich so agil wie ein herkömmliches Fahrrad. Dadurch relativiert sich das weitverbreitete Wettrüsten im E-Bike-Bau: Kraft und Saft alleine sind eben längst nicht alles.

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