PFH Private Hochschule Göttingen  |  20.12.2019 12:39

Elektrisch und superleicht

Das leichteste E-Bike mit integriertem Akku der Welt

Nur rund acht Kilogramm wiegt das Rennrad mit Elektromotor, das Prof. Dr.-Ing. Marc Siebert mit einer Hand locker in der Luft hält. Nach aktuellem Kenntnisstand ist es sogar das weltweit leichteste E-Bike, bei dem Akku und Antriebstechnik in den Rahmen integriert, also quasi unsichtbar sind. Siebert ist Professor für Faserverbundwerkstoff-Technologie am Hansecampus Stade der PFH Private Hochschule Göttingen und hat es konstruiert.

Vergleichbare Räder, die aktuell im Handel erhältlich sind, wiegen ab zehn Kilogramm. Noch leichter als Sieberts E-Bike sind derzeit nur Einzelanfertigungen, bei denen Akku und Antrieb nachträglich außen am Rahmen angebracht wurden. "Bei dem Rad handelt es sich um einen Prototyp, den ich im Auftrag eines Kunden entwickelt habe", erläutert er. Denn Siebert ist nicht nur Professor an der PFH, sondern zugleich selbstständiger Unternehmer und baut mit seiner Firma maßgeschneiderte Fahrradrahmen aus kohlenstofffaserverstärktem Verbundwerkstoff, kurz CFK oder umgangssprachlich Carbon.

Daher bestehen wesentliche Bauteile des neuen Rennrades aus dem ultraleichten Material: Rahmen, Gabel, Sattelstütze, Sattel und Lenker, die beiden Räder, zwei Getränkehalter. Die anderen, zugekauften Bauteile sind allesamt sehr hochwertig, beispielsweise die elektrische Schaltung, die Bremsen oder die Kurbel aus Aluminium. Damit sein Kunde mühelos jede Steigung nehmen kann, hat Siebert das Rad mit einem Elektromotor ausgestattet. Der Motor selbst entspricht branchenüblichem Standard.

Akku mit 10 Ah im Unterrohr
Bei dem Akku mit zehn Amperestunden (Ah) Ladekapazität gab es jedoch einige Besonderheiten zu beachten und Herausforderungen zu meistern. So konstruierte Siebert gemeinsam mit einer Spezialfirma einen Akku, bei dem die systemüblichen 24 Zellen neu angeordnet sind, um ihn schlanker und unauffälliger zu gestalten. Der Akku ist im Unterrohr des Fahrradrahmens verbaut - quasi unsichtbar. Der Akkuträger besteht aus glasfaserverstärktem Verbundwerkstoff, also GFK, da dieser im Gegensatz zu CFK nicht elektrisch leitet und den Akku so optimal schützt. Die Ladung des Akkus erfolgt über eine Buchse, die im rechten Lenkerende integriert ist. "Die Summe aller Features hat schließlich zum leichtesten E-Rennrad mit integriertem Akku und Antrieb geführt", so Siebert. Um ihm zu helfen, das Gefährt weiter zu verbessern, testet und dokumentiert sein Auftraggeber seit zwölf Monaten dessen Einsatz. Nächstes Projekt: Elektro-Handbike
PFH-Präsident Prof. Dr. Frank Albe unterstützt Sieberts Erfinder- und Unternehmergeist: "Als Unternehmerhochschule begrüßen wir die innovativen und anwendungsbezogenen Initiativen unserer Professoren ausdrücklich. Denn die daraus gewonnenen Erkenntnisse fließen unmittelbar in deren Lehrtätigkeit an der PFH ein und machen unsere Studiengänge umso attraktiver." Gerade das Rennrad-Projekt weist zahlreiche Bezüge zu Studieninhalten an der PFH auf, zum CFK-Studiengang Verbundwerkstoffe/Composites ebenso wie zum Programm Orthobionik. Stichworte sind hier E-Mobilität, Leichtbau und die Kombination von beidem. "High-End-Forschung praktisch umgesetzt", wie Albe resümiert. Sieberts nächstes Projekt, das die Erkenntnisse des E-Rennrads aufgreift, ist übrigens ein ultraleichtes elektrisch unterstütztes Handbike für Menschen mit Behinderung. Einen entsprechenden Forschungsantrag hat er bereits gestellt.

Weitere Informationen zu den Studiengängen für Carbontechnologie und Orthobionik sind online unter www.pfh.de/cfk-studium beziehungsweise www.pfh.de/orthobionik zu finden.