Rätsel des Alltags: Das Fahrradgewicht

um das Fahrradgewicht. Auf das Thema kam ich, als ich mich kürzlich mit Elektromobilität beschäftigt habe und das Problem eines Elektrofahrrads ist, das man eigentlich nur mit Elektroantrieb fahren kann, auch wenn man ihn normalerweise nicht brauchen würde – weil das Fahrrad durch Motor und Akku so viel schwerer als ein normales Fahrrad ist, das man sonst arg treten muss.

Als ich Jugendlicher war, habe ich mir mal ein Fahrrad gekauft, das ich einfach nur „schick“ fand. Es war metallic-blau, hatte einen modernen Lenker, ganz anders als normale Lenker in liegender O-Form mit einem eingebauten Tacho, Speichen aus Kunststoff, die keinen Achter zuließen. Es war schick, aber sehr schwer. Der ganze Rahmen war aus Edelstahl und auch die Speichen wogen mehr als normale. Als ich später 2,5 km zur Endhaltestelle der Straßenbahn fuhr, als ich zur Uni ging, war ich immer ziemlich außer der Puste, denn es ging bergauf.

Ich bin auch mal mit dem Rennrad meines Bruders gefahren, das geht wirklich flott. Es wiegt deutlich weniger und hat auch Räder mit einem schmalen Profil. Heute habe ich zwei Räder. Eines von Aldi und ein teureres vom Fachhandel. Das Letztere ist vielleicht 2-3 kg leichter und man kommt auch etwas flotter vorwärts, auch wenn man es nur im direkten Vergleich merkt.

Auf den ersten Blick scheint es logisch zu sein: Wenn ein Fahrrad schwerer ist, so fällt auch das Treten schwerer. Doch, wenn ich darüber nachdenke, so ist dass nicht mehr so ganz logisch. Die Kraft die man aufwenden muss um vorwärtszukommen teilt sich bei konstantem Tempo in zwei Komponenten auf: den Luftwiderstand. Er ist abhängig von der Geschwindigkeit und Aerodynamik. Ich vermute der Mensch wird hier den Großteil ausmachen und nicht das Fahrrad. Bei Rennen gehen nicht umsonst die Fahrer gerne in eine bückende Haltung. Er steigt quadratisch mit der Geschwindigkeit an.

Konstant nach dem Anfahren sollte der Rollwiderstand sein. Bei gegebener Oberflächenbeschaffenheit und Reifen (Druck, Profil, Breite) hängt er nur von der Masse ab. Also doch vom Fahrradgewicht? Nein von der Gesamtmasse, wenn man sich mal eine Formelsammlung anschaut. Dann werden die Zahlen aber schnell relativ. Wenn jemand 75 kg wiegt, dann ist es eigentlich nicht mehr so wesentlich, ob ein Fahrrad 12 kg oder 18 kg wiegt. Das macht beim Fahrrad alleine zwar 50% im Gewicht aus, beim Gesamtgewicht nur noch 7%.

Nehme ich noch einige Beobachtungen von mir hinzu, so wird es noch rätselhafter. Ich habe z.B. 2006/7 über 30 kg abgenommen. So müsste ich eigentlich auch erheblich flotter unterwegs sein, doch so viel habe ich davon nicht bemerkt. Dabei habe ich erst da angefangen, Sport zu treiben. Umgekehrt erledige ich alle Einkäufe mit dem Fahrrad. Da kommen leicht 10-15 kg zusammen, also in etwa genauso viel, wie das Fahrrad selbst wiegt. Das Treten fällt trotzdem nicht doppelt so schwer. Eigentlich merke ich von dem Zusatzgewicht nur etwas beim Anfahren.

Also warum wirkt sich das Gewicht des Fahrrads selbst stark auf den Kraftaufwand aus, nicht dagegen die Zuladung? Ich bin gespannt auf eure Meinung.

Weil es so gut passt, noch ein paar andere Anmerkungen, die zum Thema passen. Bei der Recherche habe ich mich auch mit den Batterien beschäftigt. Nicht verwunderlich, aber wenig sinnvoll: Jeder Hersteller hat einen eigenen Akku für sein Elektrofahrrad. Nicht nur in der Bauform, sondern auch in der Spannung und Kapazität unterscheiden sie sich. Teuer sind alle. 300 bis 500 Euro für einen Ersatzakku sind normal. Akkus nehmen aber mit jeder Aufladung an Kapazität ab. Irgendwann wird man einen Neuen kaufen, spätestens, wenn man täglich aufladen muss und da mit steigender Aufladefrequenz auch die Kapazität noch schneller abnimmt, wird so das Elektrofahrrad auf Dauer teuer. Meiner Meinung nach täte die Branche gut daran, wenn es die Akkus standardisieren würde, z. B. bei Größen eine festgelegte Form für die Montage unter dem Gepäckträger und eine für die Befestigung am Rahmen und natürlich auch in Anschlusspolen, Spannung und Kapazität. So wie es bei Batterien auch der Fall ist. Vor allem aber muss man die recyceln. Elektroautos kommen zum Teil mit einer gemieteten Batterie. Die wird nach bestimmter Zeit ausgetauscht. Warum nicht so ein System bei Elektrofahrrädern? Zumindest ein Rücknahmesystem in der Art: Wenn man den alten Akku abgibt bekommt man beim neuen einen kräftigen Rabatt.

Das Zweite ist ein Film über den VW-Skandal. Schon zum Anfang kam mir ein Gedanke: Ist es überhaupt „nur“ ein VW-Skandal. Der Film: „Die USA beschlossen strenge Abgasvorschriften, die ein Diesel nicht erfüllen konnte“. „Die Amerikaner können keinen Diesel“. „Peugeot und andere französische Hersteller bauen auch Diesel, vier von fünf Neuwagen in Frankreich sind Diesel. In den USA sind sie nicht vertreten, weil sie die Abgasvorschriften nicht einhalten können“. Für mich klingt das anders: Man entwickelt Abgasvorschriften die die heimische Automobilindustrie einhalten kann, die aber Fremde Hersteller die einen Dieselmotor einsetzen, außen vorlässt. Wenn das Schummeln ein Skandal ist, dann ist das mit Sicherheit auch einer, denn sonst haben die Amis es ja nicht gerade mit Umweltbewusstsein. Das Land hat den höchsten Pro-Kopf-Energieverbrauch, stößt auch sonst viele Abgase aus und was nützen strenge Abgasvorschriften, wenn die Leute mit Wagen fahren, die mehr einem Panzer als einem Auto ähneln? Sie sind ja nicht absolut, sondern pro Liter Motorvolumen festgelegt. Je größer das Auto ist desto eher hält es die Vorschriften ein, auch wenn es absolut mehr Abgase als ein Kleinwagen ausstößt.

5 thoughts on “Rätsel des Alltags: Das Fahrradgewicht

  1. 1) Ein schwereres Fahrrad macht in flachen Gegenden nicht viel aus. Am Berg dagegen (und wenn man es tragen muß) ist es sehr lästig. Als ich in Weil im Dorf gewohnt habe, habe ich alle meine Einkäufe mit dem Dreigangrad gemacht. Das (leichtere) Rad mit den vielen Gängen brauchte ich nur zur Arbeit und in die Innenstadt.
    Ein mögliches Problem ist:
    1a) daß das schwerere Fahrrad regelmäßig das preiswerte oder billige ist, und die Lager und die Kette ggf. schwergängiger sind.
    2b) daß man (wenn man alleine unterwegs ist) mit dem Fahrrad regelmäßig am oberen Limit des eigenen komfortablen Leistungsbereiches fährt. (So das man diese Leistung über mehrere Stunden aufrechterhalten kann.)
    Damit ist man schon bei 2kg mehr im Überlast Bereich, bei 2kg weniger als normal sind Reserven da.
    Wenn man regelmäßig z.B. zur Arbeit fährt gewöhnt man sich innerhalb von ein paar Wochen an den neuen Leistungsbedarf, und kommt wieder fast ohne zu Schwitzen auf der Arbeit an. Aber wehe wenn man einen Umweg von zwei km (oder 30 Höhenmetern) fahren muß.

    2) Zum Standardisieren des Akkus:
    z.Z. sind Elektroräder noch relativ neu, und die Technik ist am Limit des technisch (und wirtschaftlich) machbaren. Die limitierende Komponente ist der Akku. (Gewicht und mögliche Energiedichte) Der Rest der Antriebstechnik muss nun
    2a) aus der vorhandenen Leistung und den Parametern des Akkus möglichst viele km (und Höhenmeter) herausholen.
    2b) die weiteren Anforderungen an einen spezifisches Fahrradtyp möglichst gut abdecken. (maximale Länge des Rades, Lage des Schwerpunktes, Kompatibilität mit anderen Komponenten)
    Weiterhin gibt es wie bei Akkuwerkzeugen seitens der Hersteller das Interesse an einem Lockin, so daß ein Kunde Ersatzteile vom Originalhersteller kaufen muß.

  2. Bernd, wennd ein Akku ein Li-Ionen Akku ist, dann wird er nicht durch tägliches Laden schlechter, sondern die Lebensdauer nimmt schneller ab wenn er häufig komplett entladen wird. Da der Akku sich auch ohne Fahren selbst endläd, ist es für die Lebensdauer sogar besser wenn das Ladegerät immer angeschlossen ist.
    Bei größeren Li-Ionen einheiten für den Energieerhalt gilt etwa 100 Zyklen mit 100% schädigen den Akku wie 400-500 Zyklen mit 50%.

  3. Ich habe ja die Vermutung, dass bei Billigfahrrädern der Lagerwiderstand einiges ausmacht. Ansonsten könnten schwerere Räder möglicherweise tatsächlich einen Unterschied machen, ich denke der Rahmen eher weniger.

    Bei vielen E-Rädern sind die Akkus ja gerade in der Form auf das Fahrrad optimiert, daher ist das vielleicht auch schwierig, ausserdem vermute ich, dass das Verkaufen von Ersatzakkus auch ein Geschäftsmodell ist (ausserdem: bei Laptops gibt es auch keine Standartakkus).

  4. @kay:
    Ganz genau gesagt, ist es für LiIon-Akku weder besonders gut, sie komplett zu entladen, noch, sie komplett zu laden. Ein LiIon-Akku, den man zum Beispiel nur im Ladestandsbereich 15% bis 85% betreibt, also mit 70% seiner effektiven Kapazität, schafft dann i.d.R. vielfach mehr Zyklen, als ein Akku, der Vollzyklen (von 0 bis 100%) leisten muss.

    Dummerweise fehlt den meisten Consumer-Ladegeräte die Option, die maximale Ladung zu limitieren, also z.B. den Laptop-Akku nur bis 90% zu laden, weil man weiß, dass man eh nicht die volle Ladung brauchen wird. Bei manchen E-Autos gibt es diese Option hingegen.

  5. Akkus nur im Ladestandsbereich 15% bis 85% zu betreiben wäre für Akkukraftwerke (als Alternative zu Pumpspeicherkraftwerken) noch viel wichtiger als bei allen mobilen Geräten.
    Die brauchen ja nun eine möglichst hohe Lebensdauer.
    Andererseits, das das Gewicht da keine große Rolle spielt sind Bleiakkumulatoren ggf. preiswerter.

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