Reibradantrieb an Felge

Diskutiere Reibradantrieb an Felge im Umbau-Pedelecs Forum im Bereich Diskussionen; Ich möchte hier mal meinen Antrieb vorstellen, welcher mich die letzten Monate beschäftigt hat. Die Idee basiert auf einer Felgenbremse mit dem...
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ReibRon

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Ich möchte hier mal meinen Antrieb vorstellen, welcher mich die letzten Monate beschäftigt hat. Die Idee basiert auf einer Felgenbremse mit dem Unterschied, dass keine Bremsbacken bremsen, sondern angetriebene Rollen beschleunigen.
Mein Anreiz ist der Arbeitsweg, wo ich 150hm auf ca. 700m bewältigen muss, was z.T. nur mit schieben geht. Die restlichen 9km stören mich nicht, von daher möchte ich einen leichten Antrieb, der nur unterstützt, wenn ich es benötige. Außerdem nutze ich an meinem Arbeitsrad eine Steckachse 15mm vorn mit einer hochwertigen Federgabel, was ein weiterer Grund war, keinen Nabenmotor einzusetzen (Fotos sind vom Spielerad mit Schnellspanner, nicht wundern). Kettenantrieb habe ich verschleißbedingt erstmal ausgeschlossen, evtl. probiere ich in der Richtung auch noch etwas rum.


Die Ansteuerung sollte an Felgenbremsen angelehnt so funktionieren, dass ein Bowdenzug (über Drehgriffschalter) beide Backen zusammenzieht, bis die Rollen ausreichend Kontakt haben. Dann greift der Motor mit ein. Bei Nichtnutzung kann man das Ganze komplett abkoppeln und schleppt bei Nichtnutzung ca. 800g (Akku bleibt zu Hause) mehr mit sich rum.


Variante eins war dann eine Version mit einem "kleineren" Modellbaumotor (Graupner C. 510FZ 18,5V, 80,-, kV400, 308g) und Regler mit einstellbarer Strombegrenzung (Graupner Genius). Als Akku dient ein 5S1P LiFePo mit 16V. Die Variante ist schön klein und fällt kaum auf (selbst als Prototyp).

DSC00019_klein.jpg DSC00020_klein.jpg DSC00022_klein.JPG

Variante zwei war dann eine Version mit einem "größerem" Modellbaumotor (Turnigy G110, 60,-, kV210, 475g) und großer Regler ohne Strombegrenzung (80A). Als Akku dient ein 5S1P LiFePo mit 16V. Die Variante geht schon nicht mehr als unauffällig durch, hat aber mehr Durchzug bei langsameren Fahrten (eben z.B. berghoch)


IMG-20120925-00154_klein.jpg IMG-20120925-00158_klein.jpg

Bei der ersten Ausfahrt war ich enttäuscht von der Leistung. Irgendwie bin ich von quietschenden Reifen ausgegangen, da ich in Gedanken meine eigenen 200W einfach verdoppelt hatte und irgendwie einen großen Schub erwartet habe. Das ist selbst mit dem großen Motor nicht so, dennoch benötige ich auf dem Arbeitsweg statt 35min jetzt 30min - also irgendein Effekt ist da :) Am Berg (Wanderweg mit stellenweise 25% Steigung) muss ich aber immer noch absteigen, wenn ich mich nicht verausgaben möchte - dafür reicht der Motor irgendwie nicht.
Ich habe noch nicht genug Runden gedreht, um sagen zu können, was ich an Leistung pro Fahrt benötige bzw. wie gut/schlecht der Wirkungsgrad ist. Ich denke aber, dass ich bei ausreichend gutem Wetter hier demnächst noch ein paar Werte posten werde.

Wenn jemand gute Ideen zur Ideenverbesserung hat, welche sich einfach umsetzen lassen (ich möchte z.B. die Rolle am liebsten parallel an die Felge führen wie die XT und XTR-Bremsen), immer her damit!

Und ja, mir ist die Variante von akkubike.com bekannt, wobei ich gerne am Vorderradantrieb zwecks Allrad festhalten möchte.
 
themountain

themountain

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AW: Reibradantrieb an Felge

Wenn jemand gute Ideen zur Ideenverbesserung hat, welche sich einfach umsetzen lassen, immer her damit!
Schmeiss das Ding in die Tonne, kauf ´nen Vorderadmotor und genieß das pedelecen ;)
 
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didi28

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AW: Reibradantrieb an Felge

Diese kleinen Modellbaumotoren holen ihre Leistung praktisch nur aus der hohen Drehzahl. Ohne stark untersetzendes Getriebe, Zahnriemen o.ä. kommt da bei Langsamfahrt am Berg fast nichts mehr an Leistung an, so eine Konstruktion ist bestenfalls zur Unterstützung bei höheren Geschwindigkeiten zu gebrauchen. Wundert mich, dass wegen dem Regler ohne Strombegrenzung (bzw. 80A) nicht schon bei der ersten Langsamfahrt berghoch irgendwas durchgebrannt ist, vermutlich wurde das System vom Innenwiderstand des Akkus gerettet und die Zeit war für ein Überhitzen zu kurz, aber lange gut gehen wird das nicht.
 
Georg

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AW: Reibradantrieb an Felge

Ich bewundere Menschen, welche Ideen haben, und auch versuchen sie umszusetzen. Daraus rekrutieren sich Erfinder!
 
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Alv

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AW: Reibradantrieb an Felge

Aus welchem Material sind denn die Reibräder, daß sie auf der Felge nicht durchrutschen?
Vielleicht läßt sich ja der Seitenläuferdynamo statt an der Reifenflanke an der Felge betreiben?
 
kanagom

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ghupft_wia_ghatscht

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AW: Reibradantrieb an Felge

nett, dass sich mal wieder wer mit sowas beschäftigt.

wenn du allerdings ein erster Linie wert auf Pedelecen legst, dann würde auch ich empfehlen diesen Reibrad-Ansatz zu vergessen. Es gibt gewiss leichtere (und billigere) Wege zum fertigen Pedelec als das (Reib)Rad neu zu erfinden.

wenn du aber gerne bastelst oder dich einfach nur mit der Materie auseinandersetzen möchtest, würde ich dich ermuntern weiterzumachen. Allzuschlecht wird das Ergebnis nicht werden, auch wenn du damit vermutlich keine Rekorde aufstellen wirst. Originell ist sowas beim derzeitigen Naben- und Mittelmotor Einerlei allemal !

Brauchst halt Geduld, Geld und Geschick. Rückschläge werden nicht ausbleiben.

Vielleicht kann ich fürs Erste mit ein paar Tipps aushelfen.

Der erste Kritikpunkt am Reib(rad)-Ansatz der immer vorgebracht wird ist, dass dessen Wirkungsgrad sowieso untauglich sei. Lass dich nicht kirre machen !
In letzter Zeit sind mir "nur wenige" Autos untergekommen welche Zahnräder anstelle der Reifen gehabt hätten.
Auch sind bei uns hier "nur wenige" Ganzjahres-Steigeisen Nutzer unterwegs, welche dies ganz normalen Schuhsohlen vorziehen.
Wenn ich so nachdenke, ist der Reib()-Antrieb eigentlich die lezten paar Jahrmilliönchen recht erfolgreich angewendet worden, also schon mal kein Grund von vornherein schlecht darüber zu denken
:)

Die Anpassung des Motors bezüglich der Drehzahl wurde ja schon erwähnt.
Am besten ist es vielleicht, dich bei den RC-cars umzuschauen. Diese haben im Grunde genommen fast die selben Verhältnisse wie du: ähnlich kleine Räder und die ähnliche Motoren.
Dein Reibrad muss drehzahlmässig praktisch gleich schnell drehen wie so ein car-Radl (bei vergleichbarer End-Geschwindigkeit der beiden), ganz einfach weil der Geschwindigkeitsunterschied zwischen Felge und Reifenumfang beim Fahrrad nicht wirklich ins Gewicht fällt.
Damit kannst du dir dann schon mal ein ungefähres Bild davon machen, was für eine Getriebeuntersetzung du benötigst, um deinen Motor optimal einsetzen zu können. Ganz ohne wirst du leider nicht auskommen.

Ein weiterer Punkt über den es sich nachzudenken lohnen könnte ist, wie du die Kraft des Reibrades dann auf die Felge bringen willst.
Der Reifen wird ja zB mit dem Körper-Gewicht+Radl-Gewicht auf die Strasse gedrückt. Da rutscht so schnell nichts durch, so eine Strasse ist darüber hinaus in der Regel auch noch griffiger als die Metalloberfläche so einer Felge.
Da kannst du schon mal nachempfinden dass es vorteilhaft wäre, die Felge mit zwei angetriebenen Reibrädern in die Zange zu nehmen, so wie jede Felgenbremse das auch macht.

Dann gibt es noch den kleinen Trick mit der selbstverstärkenden Anpresskraft, im Prinzip machst du das Reibrad an einen Hebel, so dass das Reibrad mit zunehmender Last zunehmend angedrückt wird. Klingt komplizierter als es ist, einfach mal ein bisserle recherchieren.
Im Prinzip ist es besser ein relativ hartes Reibrad zu verwenden und ordentlich fest anzudrücken, nur willst ja die Felge weder plätten noch in Eisenbahn-Qualität ausführen müssen, wirst also rumexperimentieren müssen.

Eine weitere kleine Optimierung gibts bezüglich der Reibrad-Form. Hier sind vorteilhafter Weise besondere geometrische Zusammenhänge zu beachten

Die Berührungs-Linie des Reibrades auf der Felge sollte in der Verlängerung einen gemeinsamen Schnittpunkt mit der Radachse und der Drehachse des Reibrades bilden.
Dies führt ganz zwangsläufig zu einem leicht konischen Reibrad.

Was den Verschleiss anbelangt würde ich meine Erwartungen nicht allzu hoch stecken. Mal schon die Durchmesserverhältnisse hergenommen, hält so ein Reibradel sicher kein zehntel der Strecke des Radmantels.
Es ist also vielleicht ganz schlau, eine leichte und billige Auswechselbarkeit von vornherein vorzusehen

Das wars was mir auf die Schnelle so einfällt.
Viel Spass, wie auch immer!
 
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AW: Reibradantrieb an Felge

Arbeitsweg statt 35min jetzt 30min - also irgendein Effekt ist da :) Am Berg (Wanderweg mit stellenweise 25% Steigung) muss ich aber immer noch absteigen, wenn ich mich nicht verausgaben möchte - dafür reicht der Motor irgendwie nicht.

Mal abgesehen davon, dass in ich der Reiberei in Bereichen, wo es alternativen gibt, keine große Zukunft sehe (nicht umsonst werden in Getrieben gerne Zahnräder eingesetzt), würde mich mal interessieren, bei welcher Geschwindigkeit dein Motor auf seine Leerlaufdrehzahl kommen würde und welche Steigung dein Motor selbtständig schafft.
 
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Alv

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AW: Reibradantrieb an Felge

Ich denke mal die Frage beantwortet sich von selbst!
Autoläden überbieten sich mit jeder Menge unnötigen Schnickschnack.
In Fahrradläden gibts nur Standardschrott...

Gestern war ich in einem recht großen Fahrradladen:
Jede Menge Sättel, schmale mit schmaler Nase, breite mit breiter Nase, alles für mich ungeeignet.
Aber keinen einzigen breiten Sattel mit schmaler Nase, oder Sättel ohne Nase!:mad:
Vorbauerweiterung? Fehlanzeige!
Sattelstützenverlängerung? Sowas gibts angeblich nicht...
 
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ghupft_wia_ghatscht

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AW: Reibradantrieb an Felge

Aus welchem Material sind denn die Reibräder, daß sie auf der Felge nicht durchrutschen?

Grundsätzlich können Reibräder aus jedem beleibigen Material bestehen. Kommt auf den einsatzzweck an.

Bei der Eisenbahn und in der stufen losen Nuvici-Schaltnabe sind sie zb aus Metall, meist jedoch aus einem Material mit hohem Reibbeiwert um die Anpresskräfte gering halten zu können
zB:
http://www.google.de/url?sa=t&rct=j...sYCgCg&usg=AFQjCNEE_uDDrwc7t-Q7nD-8uNCjxXFCgQ

Der Hauptnachteil des Reibradantriebes ist mMn weniger im Wirkungsgrad zu sehen, jedenfalls nicht bei einer Bastel-Anwendung fürs Pedelec (so ein Boschantrieb mit mehreren Untersetzungsstufen über Zahnräder und die Kettenschaltnug hat zB. ebenfalls keinen berauschenden Wirkungsgrad mehr), sonder mehr der Verschleiss bei einer solchen offenliegenden Anwendung, sowie das doch schon aufwendigere Drumherum wenn alles "richtig" gemacht werden will.
zB muss die Anpressvorrichtung mit einer gewissen Abnützung auch noch zurechtkommen und auch schon recht beachtliche Kräfte aufnehmen, etc

und dann ist da noch die Rutschproblematik bei Nässe.
 
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Üps

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AW: Reibradantrieb an Felge

Bei genauer Betrachtung: Immerhin reibt er auf der Felge und nicht wie die frühen, teilweise sogar heute ernsthaft vorgestellte Ansätze, auf dem Reifen. Und er hält auf der anderen Fehlgenseite dagegen, sodass das Rad nicht brutal zu Seite gedrückt wird. Bei der richtigen Materialauswahl könnte ich mir bis zu einer gewissen Kraft sogar vorstellen, dass das funktioniert. Dennoch kommt mir ein Nabendynamo sinnvoller vor, als den Motor an die Seite zu klatschen. Der Seitenläufer wäre entweder ein irrsinnig großer Klotz an der Seite, oder er müsste gegenüber dem deutlich größeren Nabenmotor einen deutlich besseren Wirkungsgrad haben, oder eine extrem effizientere Kühlung. Denn wenn das Ding wirklich eine Dauerleistung von durchschnittlich (in den meisten Fahrsituationen) 250W mechanisch bringen soll, dann ist da einiges an Wärme abzuführen. Man darf sich da nicht täuschen lassen und meinen, mit einem falsch übersetzten Mini-Motörchen, das 200W elektrisch in der Spitze macht, würde man dasselbe Ergebnis erzielen. Die Leistungsaufnahme der kommerziellen Motoren wie BionX, Bosch, Panasonic gehen in Richtung 36-48V und 20-25 Ampere, also fast 1Kw elektrisch in der Spitze. Ach ja: Und wenn das Ganze das Versuchsstadium auf dem eigenen Hof verlassen soll und am Berg helfen soll, dann sollte man dringend die Übersetzung so wählen, dass bei 25 km/h die Leerlaufdrehzahl des Motors erreicht wird.

Wie wäre es, wenn jemand ein günstiges Motörchen findet, aus dem man einen hocheffizienten Felgendynamo machen kann und das mal testet?
 
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frosch411

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AW: Reibradantrieb an Felge

Alternativ könnte man auch ein Stützrad an das Fahrrad montierern und dieses mit einem Motor antreiben.
 
Georg

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AW: Reibradantrieb an Felge

Dann doch besser gleich eine entsprechende Felge mit Zähnen!
 
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Üps

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AW: Reibradantrieb an Felge

Hast der TS eigentlich Interesse an einer Diskussion? Oder war das Ganze vielleicht ein Fake? Bis jetzt nur ein Einziger Beitrag und null Antworten.
 
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ReibRon

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Die Anpassung des Motors bezüglich der Drehzahl wurde ja schon erwähnt.
Am besten ist es vielleicht, dich bei den RC-cars umzuschauen. Diese haben im Grunde genommen fast die selben Verhältnisse wie du: ähnlich kleine Räder und die ähnliche Motoren.
Dein Reibrad muss drehzahlmässig praktisch gleich schnell drehen wie so ein car-Radl (bei vergleichbarer End-Geschwindigkeit der beiden), ganz einfach weil der Geschwindigkeitsunterschied zwischen Felge und Reifenumfang beim Fahrrad nicht wirklich ins Gewicht fällt.
Damit kannst du dir dann schon mal ein ungefähres Bild davon machen, was für eine Getriebeuntersetzung du benötigst, um deinen Motor optimal einsetzen zu können. Ganz ohne wirst du leider nicht auskommen.

Der Vergleich ist gut, da der Motor in meinem Fall ein Rad von 45mm direkt antreibt und man über den Umweg Felge->Mantel eigentlich eine Drehzahl benötigt, die ein RC-Car mit 45mm Raddurchmesser im Bereich 6-25km/h ordentlich antreibt. Das sind 700-3000U/min. Mein größerer Motor hat [email protected], also 3360U/min im Leerlauf. Der liegt also gut "drin".


Ein weiterer Punkt über den es sich nachzudenken lohnen könnte ist, wie du die Kraft des Reibrades dann auf die Felge bringen willst.

Der Reifen wird ja zB mit dem Körper-Gewicht+Radl-Gewicht auf die Strasse gedrückt. Da rutscht so schnell nichts durch, so eine Strasse ist darüber hinaus in der Regel auch noch griffiger als die Metalloberfläche so einer Felge.
Da kannst du schon mal nachempfinden dass es vorteilhaft wäre, die Felge mit zwei angetriebenen Reibrädern in die Zange zu nehmen, so wie jede Felgenbremse das auch macht.

Das ist mir nicht ganz klar. Warum ist es besser, die Leistung auf zwei angetriebene Rollen zu verteilen statt mit einer und nur einer mitlaufenden Gegenrolle? Das Ganze würde doch nur fehleranfälliger und schwerer, oder?

Die Berührungs-Linie des Reibrades auf der Felge sollte in der Verlängerung einen gemeinsamen Schnittpunkt mit der Radachse und der Drehachse des Reibrades bilden.
Dies führt ganz zwangsläufig zu einem leicht konischen Reibrad.

Die Berührungslinie bzw. die Motorausrichtung habe ich bedacht. Das konische Reibrad in dem Zusammenhang kann ich mir nicht erklären, Du hast aber garantiert recht. Das Reibrad sorgt nämlich selbst dafür und sieht nach oben hin abgenutzter aus. Es wäre aber schön, wenn Du das besser erklären könntest...

Was den Verschleiss anbelangt würde ich meine Erwartungen nicht allzu hoch stecken. Mal schon die Durchmesserverhältnisse hergenommen, hält so ein Reibradel sicher kein zehntel der Strecke des Radmantels.
Es ist also vielleicht ganz schlau, eine leichte und billige Auswechselbarkeit von vornherein vorzusehen

Das könnte leider wahr sein. Ein Reibrad (hatte ich vor ca. 1 Jahr bei mercateo gekauft) liegt bei etwa 5eu, und in meinen Augen sollte es für den Preis schon 500 angetriebene km halten, um als effizient zu gelten. Leider habe ich da selbst Zweifel.
 
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