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AlpenX
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So, ich sollte endlich auch mal einen meiner Umbauten hier im Forum vorstellen, nachdem ich schon viele Infos herausgezogen habe.
Der Umbau wurde schon im Jahr 2001 (aber ohne Odysee im Weltraum) gemacht, ist aber immer noch aktuell.
Der komplette Antrieb ohne Akku wiegt 800g und ist somit auch heute noch so ziemlich das Leichteste auf dem Markt! Eingebaut in ein leichtes Rennrad bekommt man für wenig Geld ein e-bike das käuflich bei 10000 Euro liegt! Die Optik ist natürlich schon etwas anders, dafür hat man aber eine weit größere Auswahl, da dieser Umbau in fast jedes Rad passt. Mit günstigen Teilen liegt der Umbau bei 200Euro!
Ich achte bei einem Gebrauchsrad eher gar nicht aufs Aussehen oder Gewicht, somit bitte das Aussehen des Rads nicht zur Beurteilung der technischen Ausgereiftheit verwenden! Es soll möglichst schnell sein zum Pendeln, ich fahre jährlich ca. 3000km damit. Die Pendelstrecke ist ziemlich hügelig, ich bleibe aber immer vorn auf dem größten Blatt(48) und meistens hinten auf dem 11-er.
Beim Treten ohne Unterstützung ist zu einem normalen Rad nur ein minimaler Unterschied zu spüren! Der Riemen kann bei Bedarf in wenigen Sekunden ausgehängt werden, sodass ein Plattfuß kein Problem darstellt und auch der Umbau auf Fahren ganz ohne Antrieb schnell erledigt ist. Der Riemen kann dazu im Rahmen verbleiben!
Es werden weitgehend Standardkomponenten verwendet, sodass ein Nachbau & die Verschleißteile kein Problem darstellen sollten. Der Antrieb ist weitgehend wartungsfrei, so alle 5-10000 km sollte man sich um die Verschleißteile kümmern. Extremen Schlamm mag der Antrieb nicht, ich bin aber auch auf Waldwegen ohne Probleme unterwegs. Hier kann es vorkommen dass man den angesammelten Dreck im Ritzel mit einer Nadel oder dünnem Schraubenzieher beseitigen muss (braucht eine Minute). Natürlich ist durch die offene Konstruktion bei laufendem Motor etwas mehr Geräusch zu hören als bspw. mit einem Mittelmotor, aber bei den erreichten Geschwindigkeiten und einem ‚FOC‘- Regler ist dies nicht wirklich störend.
Der Grundstock wurde damals mit einem Umbausatz der Fa. Akkubike gelegt. Diese Firma ist aber (leider) nicht mehr zu finden. Im Laufe der ersten Jahre wurde immer wieder eine Komponente ersetzt, sodass ein sehr zuverlässiges Rad entstand.
Damals war es nicht so einfach, die Komponenten zu kaufen. Ein 40A-Brushless-Regler lag bei 200Euro, Brushless –Motoren wurden in Gold aufgewogen oder mussten einfach selbst gebaut werden, wobei die Magnete dafür schon bei 100Euro lagen. Heute sind diese Teile für wenig Geld überall verfügbar.
Der Rahmen ist aus Stahl, da die damals noch verwendeten Bleiakkus (8x 12V/7,2Ah/ca.20Kg) den ganzen Raum Im Rahmendreieck ausfüllten. Es waren Standardakkus aus Notbeleuchtungen & Alarmanlagen, die auch heute noch gratis zu bekommen sind. LiPos waren gerade auf den Markt gekommen, ein solcher Akku hätte weit über 300Euro gekostet bei sehr fragwürdiger Standzeit. Im Laufe der Zeit wurde der Akku dann auf NiMh, LiPo und in den letzten Jahre auf 18650 6s4p bei 1,2kg geändert.
Zwischenzeitlich wurde das Rad auch mal für einen Wettbewerb mit einer Brennstoffzelle umgerüstet. Es gewann sogar den Wettbewerb, was aber auch nicht sehr verwunderlich war, da es das einzigste Rad in der Klasse mit Brennstoffzelle war.
Bild 9 und 10 unter dem link (damals in der LiPo-Version):
Solarmobile
So, aber nun zu den Fakten:
Batterie LiIo 18650 6s4p, 12Ah, 1,2kg, ohne BMS etc, geladen mit Modellbaulader, Ladezustand über Einzelzellen-Spannungsanzeige(1Euro) mit Alarm bei Unterschreitung. Regler schaltet auch bei Unterspannung ab.
Regler: HobbyWing 60A. Da es sich hier um einen Steller handelt muss dieser über einen Stromregler geregelt werden. Bei mir ist es noch eine selbst entwickelte Steuerung die auch den Pedalsensor & Geschwindigkeit überwacht. Hierzu gibt es schon zahlreiche aktuelle Lösungen hier im Forum. Meine aktuelle Lösung in einem anderen Rad: Eine VESC mit geringen Änderungen im c-code für den Pedalsensor mit Reed-Kontakt auf ADC2. Bei Interesse bitte melden.
Motor: Eigenbau, 200U/V mit 6mm-Welle und doppelter Polzahl. Es ist nur jeder 2. Pol gewickelt, war damals so Standard, heute würde ich auch alle Pole wickeln. Diese Motoren sind heute meist mit 8mm-Welle überall käuflich. Sie können um die 50A, (bei 24V sind das dann 1,2kW) sind somit mehr als ausreichend und müssen bei hohen Drehzahlen entsprechend begrenzt werden.
‚Ritzel‘/Riemen: Verwendet wurde ein S3M- 1299 Riemen. 9mm breit (12mm/15mm wäre besser falls höhere Leistungen gewünscht werden). Diese Riemen sind in vielen Standard-Längen zusammen mit den ‚Ritzeln‘(eigentlich Zahnscheibe, ich bleibe aber mal bei der bei Fahrrad üblichen Bezeichnung) leicht zu beschaffen. Bei mir wird der Riemen mit höherem Drehmoment als dem max. angegebenen betrieben, was aber kein Problem darstellt. Ich tausche ihn so alle 5000km. Im Ritzel ist ein Rollenfreilauf eingepresst und auf beiden Seiten passende Kugellager. Bei der Ausführung mit 6mm-Welle ist das Drehmoment im Freilauf etwas begrenzt, ab 8mm sollte das kein Thema mehr sein. Aber auch hier ist gegenüber dem angegebenen max. Drehmoment Spielraum nach oben. Je nach Breite des Riemens und des gewünschten Drehmoments ist zu beachten, dass das Ritzel eine Zahnmindestzahl abhängig von der Umschlingung benötigt. Hier ist auch ‚luft nach oben‘ und kann durch entsprechende Programme der Ritzelhersteller leicht berechnet werden. Ich habe hier eines aus Stahl bekommen, dass den Vorteil eines sehr geringen Verschleißes hat. Mit denen aus Alu(Standard) ist mit einem erhöhten Verschleiß, auch des Riemens zu rechnen. Aktuell sind 25 Zähne verbaut, ich war aber auch schon mit weniger Zähnen unterwegs. Der Vorteil dieser Lösung: durch Austausch des Ritzels ist die Übersetzung einfach zu ändern.
Riemenrad: Mit heutiger Drucktechnik ist dieses Kunststoffrad leicht herzustellen. Das Original ist ein 2mm ABS Druckgussteil. Der Trick: die Zähne sind nicht Teil des Rads, sondern lediglich eine aufgeklebte Gummimatte, wie sie üblicherweise bei Konzerten als Bodenbelag verwendet werden.
Gummi-Feinriefenmatte - REIFF Technische Produkte Onlineshop
Wenn diese dann abgenutzt ist (10000km?), wird sie einfach abgezogen & eine neue aufgeklebt. Für die Klebung verwende ich einen billigen Sekundenkleber, da die verschlissene Gummimatte hier wieder abgezogen werden kann und sich die Klebereste vom ABS leicht lösen. Hier ist zu beachten, dass diese NICHT! exakt zum Riemen passt, sondern über den Gesamtumfang 2-3 Zähne Differenz aufweist. Dies ist einer Eigenschaft von Zahnriemen geschuldet, die bei exakter Passung und großen Raddurchmessern langsam aufwandern und dann einmalig um einen Zahn springen, was als Ruckeln spürbar ist. Dies kann man durch eine hohe Riemenspannung vermeiden, die aber wiederum zu viel Leistung frisst. Durch das kontrollierte ‚Aufwandern‘ mehrfach im Durchmesser ist dieses ‚weiche Springen‘ weniger wahrzunehmen. Der Vorteil: man braucht nur eine sehr minimale Spannung, dass das Losetrum des Riemens nicht ‚schlägt‘ und es ist ein kaum mehr spürbarer Wiederstand während des normalen Fahrens ohne Motor festzustellen. In meinem Fall ist das Riemenrad an der Nabe geführt, dies dient aber lediglich der Zentrierung. Es kann auch ohne dies, nur als Ring konstruiert sein ( siehe ADEN-Antriebe). Mit einer Säge werden die Schlitze für die Speichen mit Untermaß in den Ring gesägt, der Ring auf die Speichen aufgeschoben und an den Speichen verklebt. Die Version von ADEN mit den Klemmen ist besser, aber auch aufwändiger.
Sonstiges: Natürlich ist ein Riemenspanner notwendig, dieser sollte zur Erhöhung der Umschlingung möglichst nahe am Ritzel erfolgen. Dadurch wird auch der Ausbau des Hinterrads erleichtert und ein Umbau auf andere Zähnezahl. Ohne Spanner kann man auch den Motor verschiebbar machen. Bspw. drehbar, exzentrisch auf einer Scheibe montiert. Das Licht (LED-Eigenbau’damals‘) wird vom Akku versorgt. Ich fahre mit Daumengas(besser Zeigefingergas), klein und schnucklig am linken Griff, leider gibt es das nicht mehr. Tretsensor über Magnet am Kettenblatt.
Die Kiste auf dem Gepäckträger ist für die Wechselklamotten am Arbeitsplatz, Wasserdicht, 5Euro
Das Holzbrett an der Motorbefestigung war eigentlich nur ein Provisorium für einen ersten Test, seither aber nie ausgebaut. Inzwischen habe ich aber wenigstens mal im eingebauten Zustand Leinöl eingelassen
Ich habe im Lauf der Jahre dann noch für eine Geländeversion mit mehr Drehmoment eine Version mit Kette aufgebaut ( Motor 1:5 untersetzt und Kette 9/48,MTB mit 14kg). Hier liege ich für den Antrieb aber bei ca. 2kg. Und auch ein Fully mit ADEN-Antrieb, Antriebsgewicht auch ca.2kg. Durch die höhere Untersetzung ist da das Drehmoment dann nochmals höher.
Der Umbau wurde schon im Jahr 2001 (aber ohne Odysee im Weltraum) gemacht, ist aber immer noch aktuell.
Der komplette Antrieb ohne Akku wiegt 800g und ist somit auch heute noch so ziemlich das Leichteste auf dem Markt! Eingebaut in ein leichtes Rennrad bekommt man für wenig Geld ein e-bike das käuflich bei 10000 Euro liegt! Die Optik ist natürlich schon etwas anders, dafür hat man aber eine weit größere Auswahl, da dieser Umbau in fast jedes Rad passt. Mit günstigen Teilen liegt der Umbau bei 200Euro!
Ich achte bei einem Gebrauchsrad eher gar nicht aufs Aussehen oder Gewicht, somit bitte das Aussehen des Rads nicht zur Beurteilung der technischen Ausgereiftheit verwenden! Es soll möglichst schnell sein zum Pendeln, ich fahre jährlich ca. 3000km damit. Die Pendelstrecke ist ziemlich hügelig, ich bleibe aber immer vorn auf dem größten Blatt(48) und meistens hinten auf dem 11-er.
Beim Treten ohne Unterstützung ist zu einem normalen Rad nur ein minimaler Unterschied zu spüren! Der Riemen kann bei Bedarf in wenigen Sekunden ausgehängt werden, sodass ein Plattfuß kein Problem darstellt und auch der Umbau auf Fahren ganz ohne Antrieb schnell erledigt ist. Der Riemen kann dazu im Rahmen verbleiben!
Es werden weitgehend Standardkomponenten verwendet, sodass ein Nachbau & die Verschleißteile kein Problem darstellen sollten. Der Antrieb ist weitgehend wartungsfrei, so alle 5-10000 km sollte man sich um die Verschleißteile kümmern. Extremen Schlamm mag der Antrieb nicht, ich bin aber auch auf Waldwegen ohne Probleme unterwegs. Hier kann es vorkommen dass man den angesammelten Dreck im Ritzel mit einer Nadel oder dünnem Schraubenzieher beseitigen muss (braucht eine Minute). Natürlich ist durch die offene Konstruktion bei laufendem Motor etwas mehr Geräusch zu hören als bspw. mit einem Mittelmotor, aber bei den erreichten Geschwindigkeiten und einem ‚FOC‘- Regler ist dies nicht wirklich störend.
Der Grundstock wurde damals mit einem Umbausatz der Fa. Akkubike gelegt. Diese Firma ist aber (leider) nicht mehr zu finden. Im Laufe der ersten Jahre wurde immer wieder eine Komponente ersetzt, sodass ein sehr zuverlässiges Rad entstand.
Damals war es nicht so einfach, die Komponenten zu kaufen. Ein 40A-Brushless-Regler lag bei 200Euro, Brushless –Motoren wurden in Gold aufgewogen oder mussten einfach selbst gebaut werden, wobei die Magnete dafür schon bei 100Euro lagen. Heute sind diese Teile für wenig Geld überall verfügbar.
Der Rahmen ist aus Stahl, da die damals noch verwendeten Bleiakkus (8x 12V/7,2Ah/ca.20Kg) den ganzen Raum Im Rahmendreieck ausfüllten. Es waren Standardakkus aus Notbeleuchtungen & Alarmanlagen, die auch heute noch gratis zu bekommen sind. LiPos waren gerade auf den Markt gekommen, ein solcher Akku hätte weit über 300Euro gekostet bei sehr fragwürdiger Standzeit. Im Laufe der Zeit wurde der Akku dann auf NiMh, LiPo und in den letzten Jahre auf 18650 6s4p bei 1,2kg geändert.
Zwischenzeitlich wurde das Rad auch mal für einen Wettbewerb mit einer Brennstoffzelle umgerüstet. Es gewann sogar den Wettbewerb, was aber auch nicht sehr verwunderlich war, da es das einzigste Rad in der Klasse mit Brennstoffzelle war.
Bild 9 und 10 unter dem link (damals in der LiPo-Version):
Solarmobile
So, aber nun zu den Fakten:
Batterie LiIo 18650 6s4p, 12Ah, 1,2kg, ohne BMS etc, geladen mit Modellbaulader, Ladezustand über Einzelzellen-Spannungsanzeige(1Euro) mit Alarm bei Unterschreitung. Regler schaltet auch bei Unterspannung ab.
Regler: HobbyWing 60A. Da es sich hier um einen Steller handelt muss dieser über einen Stromregler geregelt werden. Bei mir ist es noch eine selbst entwickelte Steuerung die auch den Pedalsensor & Geschwindigkeit überwacht. Hierzu gibt es schon zahlreiche aktuelle Lösungen hier im Forum. Meine aktuelle Lösung in einem anderen Rad: Eine VESC mit geringen Änderungen im c-code für den Pedalsensor mit Reed-Kontakt auf ADC2. Bei Interesse bitte melden.
Motor: Eigenbau, 200U/V mit 6mm-Welle und doppelter Polzahl. Es ist nur jeder 2. Pol gewickelt, war damals so Standard, heute würde ich auch alle Pole wickeln. Diese Motoren sind heute meist mit 8mm-Welle überall käuflich. Sie können um die 50A, (bei 24V sind das dann 1,2kW) sind somit mehr als ausreichend und müssen bei hohen Drehzahlen entsprechend begrenzt werden.
‚Ritzel‘/Riemen: Verwendet wurde ein S3M- 1299 Riemen. 9mm breit (12mm/15mm wäre besser falls höhere Leistungen gewünscht werden). Diese Riemen sind in vielen Standard-Längen zusammen mit den ‚Ritzeln‘(eigentlich Zahnscheibe, ich bleibe aber mal bei der bei Fahrrad üblichen Bezeichnung) leicht zu beschaffen. Bei mir wird der Riemen mit höherem Drehmoment als dem max. angegebenen betrieben, was aber kein Problem darstellt. Ich tausche ihn so alle 5000km. Im Ritzel ist ein Rollenfreilauf eingepresst und auf beiden Seiten passende Kugellager. Bei der Ausführung mit 6mm-Welle ist das Drehmoment im Freilauf etwas begrenzt, ab 8mm sollte das kein Thema mehr sein. Aber auch hier ist gegenüber dem angegebenen max. Drehmoment Spielraum nach oben. Je nach Breite des Riemens und des gewünschten Drehmoments ist zu beachten, dass das Ritzel eine Zahnmindestzahl abhängig von der Umschlingung benötigt. Hier ist auch ‚luft nach oben‘ und kann durch entsprechende Programme der Ritzelhersteller leicht berechnet werden. Ich habe hier eines aus Stahl bekommen, dass den Vorteil eines sehr geringen Verschleißes hat. Mit denen aus Alu(Standard) ist mit einem erhöhten Verschleiß, auch des Riemens zu rechnen. Aktuell sind 25 Zähne verbaut, ich war aber auch schon mit weniger Zähnen unterwegs. Der Vorteil dieser Lösung: durch Austausch des Ritzels ist die Übersetzung einfach zu ändern.
Riemenrad: Mit heutiger Drucktechnik ist dieses Kunststoffrad leicht herzustellen. Das Original ist ein 2mm ABS Druckgussteil. Der Trick: die Zähne sind nicht Teil des Rads, sondern lediglich eine aufgeklebte Gummimatte, wie sie üblicherweise bei Konzerten als Bodenbelag verwendet werden.
Gummi-Feinriefenmatte - REIFF Technische Produkte Onlineshop
Wenn diese dann abgenutzt ist (10000km?), wird sie einfach abgezogen & eine neue aufgeklebt. Für die Klebung verwende ich einen billigen Sekundenkleber, da die verschlissene Gummimatte hier wieder abgezogen werden kann und sich die Klebereste vom ABS leicht lösen. Hier ist zu beachten, dass diese NICHT! exakt zum Riemen passt, sondern über den Gesamtumfang 2-3 Zähne Differenz aufweist. Dies ist einer Eigenschaft von Zahnriemen geschuldet, die bei exakter Passung und großen Raddurchmessern langsam aufwandern und dann einmalig um einen Zahn springen, was als Ruckeln spürbar ist. Dies kann man durch eine hohe Riemenspannung vermeiden, die aber wiederum zu viel Leistung frisst. Durch das kontrollierte ‚Aufwandern‘ mehrfach im Durchmesser ist dieses ‚weiche Springen‘ weniger wahrzunehmen. Der Vorteil: man braucht nur eine sehr minimale Spannung, dass das Losetrum des Riemens nicht ‚schlägt‘ und es ist ein kaum mehr spürbarer Wiederstand während des normalen Fahrens ohne Motor festzustellen. In meinem Fall ist das Riemenrad an der Nabe geführt, dies dient aber lediglich der Zentrierung. Es kann auch ohne dies, nur als Ring konstruiert sein ( siehe ADEN-Antriebe). Mit einer Säge werden die Schlitze für die Speichen mit Untermaß in den Ring gesägt, der Ring auf die Speichen aufgeschoben und an den Speichen verklebt. Die Version von ADEN mit den Klemmen ist besser, aber auch aufwändiger.
Sonstiges: Natürlich ist ein Riemenspanner notwendig, dieser sollte zur Erhöhung der Umschlingung möglichst nahe am Ritzel erfolgen. Dadurch wird auch der Ausbau des Hinterrads erleichtert und ein Umbau auf andere Zähnezahl. Ohne Spanner kann man auch den Motor verschiebbar machen. Bspw. drehbar, exzentrisch auf einer Scheibe montiert. Das Licht (LED-Eigenbau’damals‘) wird vom Akku versorgt. Ich fahre mit Daumengas(besser Zeigefingergas), klein und schnucklig am linken Griff, leider gibt es das nicht mehr. Tretsensor über Magnet am Kettenblatt.
Die Kiste auf dem Gepäckträger ist für die Wechselklamotten am Arbeitsplatz, Wasserdicht, 5Euro
Das Holzbrett an der Motorbefestigung war eigentlich nur ein Provisorium für einen ersten Test, seither aber nie ausgebaut. Inzwischen habe ich aber wenigstens mal im eingebauten Zustand Leinöl eingelassen
Ich habe im Lauf der Jahre dann noch für eine Geländeversion mit mehr Drehmoment eine Version mit Kette aufgebaut ( Motor 1:5 untersetzt und Kette 9/48,MTB mit 14kg). Hier liege ich für den Antrieb aber bei ca. 2kg. Und auch ein Fully mit ADEN-Antrieb, Antriebsgewicht auch ca.2kg. Durch die höhere Untersetzung ist da das Drehmoment dann nochmals höher.
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