Der Elektromotor ist die Grundlage für den Antrieb eines Elektrofahrrades. Das Elektrofahrrad ist zur Normalität geworden. Man sieht des öfteren ältere Menschen ohne Anstrengung Berge hinauf radeln. Hersteller, Händler und Nutzer haben sich schnell auf dieses Produkt eingestellt. Dabei ist es nicht einfach alle parallel verlaufenden Entwicklungen immer im Blick zu behalten. Besonders die Entwicklung der gesetzlichen Grundlage für solche Fahrzeuge hält kaum Schritt mit dieser schnellen Entwicklung der Pedelecs. Elektromotoren werden heute an allen nur möglichen Stellen eingesetzt.Es ist erst 192 Jahre her, das der Elektromagnetismus entdeckt wurde und damit auch die Grundlage für die Elektrofahrräder geschaffen wurde.
Die Entstehung und Wirkungsweise des Elektromotor
Die wichtigste Grundlage für den Elektromotor war die Entdeckung der magnetischen Wirkung des elektrischen Stromes durch einen dänischen Forscher. Im Jahre 1821 folgte dann die Erkenntnis durch Michael Faraday die Erkenntnis über die durch Elektro-Magnetismus erzeugte Rotation. Viele Forscher wendeten diese Erkenntnisse in den verschiedensten Experimenten an. Die erste praktische Anwendung eines Elektromotors gelang Hermann Jacobi 1838. Ein solcher Motor trieb ein acht Meter langes Boot an. Industriell relevant wurde der Elektromotor erst durch Werner von Siemens. Er ließ 1966 seine Dynamomaschine patentieren. Damit war der Weg frei für die Erzeugung von elektrischer Energie aus Bewegung. Siemens entwickelt auch das erste Schienenfahrzeug mit Elektroantrieb. Aber auch auf der Straße wurde der Elektromotor von Siemens erstmalig in Anwendung gebracht. So baute er 1882 in Berlin den ersten Oberleitungsbus mit den Namen „Elektromote“.
Die Entwicklung des Elektromotor für das Fahrrad beginnt
Schon damals haben sich viele Erfinder mit der Möglichkeit des Antriebes eines Fahrrades durch einen Elektromotor beschäftigt. So erhielt der amerikanische Erfinder Ogden Bolton 1895 ein Patent für seinen Naben-Direktantrieb. Nur zwei Jahre später erhielt der Amerikaner Libbey ein Patent auf einen elektrischen Mittelmotor der seine Kraft mittels Pleuelstange auf die Hinterradnabe übertrug. Das nächste Patent erhielt der Amerikaner John Schnepf für seinen Direktantrieb über eine Reibrolle auf das Hinterrad. Ende des 19. Jahrhunderts wurden dann dann auch mehrere Elektrofahrräder gebaut. Es waren aber meist nur Einzelstücke. Auf Grund der damaligen Einschränkung der Batterietechnik war es kaum möglich praktische und alltagstaugliche Elektrofahrräder zu bauen.
Bei den Pedelec-Antrieben gibt es viele Möglichkeiten für die Zukunft
Viele Menschen gehen davon aus, dass sich die Elektromotoren schon so weit entwickelt haben, dass es nicht mehr viel Optimierungen gibt. Doch dies ist ein Irrtum. Angefangen hat es mit den Reibrollen-Antrieben, bei denen die Motorachse, versehen mit einer rauen Oberfläche, direkt auf den Reifen wirkte. Heute dominiert weltweit der Getriebelose Nabenmotor.
Gerade in China hat sich diese Art bei Fahrzeugen mit kleinen Raddurchmessern und meist gleichmäßiger Fahrgeschwindigkeit millionenfach bewährt. In Europa sind bei den Frontmotoren die Getriebemotoren am häufigsten vertreten. Sie können wesentlich leichter und kompakter gebaut werden als die Getriebelosen Motoren welche in Europa beim Hinterrad-Antrieb meist zum Einsatz kommen. In Japan und der Schweiz sind Tretlagermotoren üblich und in Holland sind es wiederum die Naben-Motoren. Allerdings verwischt diese Dominanz aufgrund der immer vielfältigeren Modelle, die auf den Markt kommen. Noch werden die elektrischen Antriebe meist separat vom Muskelkraft-Antrieb entwickelt. Doch die Zukunft liegt sicherlich in der Integration, die eine maximale Effizienz bietet. Einige Herstellen haben bereits erste Schritte in diese Richtung gewagt. So hat die englische Firma Nexxtdrive in einer Nabe zwei Elektromotoren und ein Planetengetriebe kombiniert, die zusammen mit dem Muskelkraft-Antrieb agieren. Noch intensiver ist die Idee von Harald Kunze und Andreas Fuchs. Ihr voll-digitaler Antrieb vereint gleich drei elektrische Maschinen. Dies sind ein Muskelkraftgenerator, der die Muskelkraft in Strom umwandelt und zwei Naben-Motoren, welche die Energie aus der Batterie und den Muskeln des Fahrers auf die Straße bringen.