Die Bedeutung des optimalen Reifenluftdrucks bei Pedelecs

Die Bereifung und der damit verbundene Luftdruck in den Reifen haben wesentlichen Einfluss auf den Leichtlauf und Fahrkomfort eines Pedelecs. Der Luftdruck ist eines der wichtigen Dinge beim Pedelecfahren und wird dennoch oft vernachlässigt. Dabei ist das benötigte Verbrauchsmaterial reichlich vorhanden und kostet nichts. Der zulässige Innendruck eines Reifens wird auf den Flanken des Reifenmantels angegeben, meist in bar, teilweise auch in psi. Viele Hersteller geben auch beide Werte an. Fahren mit zu niedrigem Druck bedeutet größeren Rollwiderstand. Die Auflagefläche vergrößert sich und damit die Reibung. Zudem wird der Reifen stärker durchgewalkt, was die Lebensdauer verkürzt. Die Seitenflächen des Reifens werden schneller brüchig. Niedriger Druck verringert die Stabilität in Schräglagen und verschlechtert dadurch das Fahrverhalten des Pedelecs. Bei zu geringem Druck erhöht sich zudem die Gefahr von Reifenpannen.
Der richtige Luftdruck hängt hauptsächlich vom Reifentyp und vom Körpergewicht ab. Bei höherem Gewicht ist der Luftdruck höher zu wählen. Bei schmäleren Reifen sollte er ebenfalls etwas höher sein als bei breiteren. Der richtige Luftdruck entscheidet aber nicht nur über den optimalen Rollwiderstand (viel stärker als z.B. 1 kg zusätzliches Gewicht am Rad), den Verschleiß der Reifen, die Pannensicherheit, die Fahrsicherheit und die Fahrstabilität, sondern er ist auch erheblich für die erzielbare Reichweite mit einer Akkuladung relevant. Viele Pedelecfahrer erstaunt es, dass bereits eine Abweichung von 1 bar vom angegebenen, optimalen Luftdruck eine Reichweiten-Einbuße fahrbarer Kilometer mit einer Akkuladung von bis zu ca. 30% betragen kann. Daher sollte der Luftdruck alle 14 Tage überprüft werden. Meistens muss nach dieser Zeit auch etwas Luft nachgefüllt werden. Das ist normal, da immer eine gewisse Menge entweicht. Als grobe Faustregel gilt: Ein moderner Fahrradreifen sollte mit mindestens 3,5 bar gefahren werden. Der genaue Luftdruck steht auf jedem Reifen. Bei hochwertigen Reifen ist meistens ein Druck von 4-5 bar empfehlenswert. Für die regelmäßige Kontrolle eignet sich eine Standpumpe mit Hochdruckschlauch und Manometer. Mit einer solchen Pumpe ist jeder Reifen mühelos aufpumpbar bzw. dessen Druck überprüfbar.

Das Display am Pedelec

Auch das Display hat einen entscheidenden Anteil am Gebrauchskomfort eines Pedelecs. Manche Displays haben erstaunlich viele Funktionen; im Gegensatz dazu ist an einigen Pedelecs gar kein Display verbaut. Die Frage nach der optimalen Lösung für die Praxis stellt sich schnell. Besonders wichtig sind eine gute Lesbarkeit der Ziffern und das Vorhandensein der Akkurestkapazitätsanzeige, möglichst in Prozent, denn sie ist sozusagen die Tankanzeige eines Pedelecs. Neu ist, dass bei ersten Modellen auch die Restreichweite des Akkus angezeigt wird. Sportliche, schnelle Pedelecfahrer, sowie ältere Personen brauchen große, eindeutige Taster, die auch im Dunkeln gut zu finden sind. Für Pendler und Nachtfahrer ist eine gute Beleuchtung des Displays, die teilweise sogar schon auf Automatik umgestellt werden kann, unabdingbar. Dioden erleichten das Erkennen von Ladeanzeige oder geschalteter Stufe. Der Schalter, der den Unterstützungsmodus regelt, sowie der Ein- und Ausschalter sollten immer schnell und sicher bedienbar sein. Die direkte Wahl zwischen den einzelnen Fahrprogramen über Vor- und Zurückwechseln ist immer vorteilhaft gegenüber dem Wechsel durch umständliches Schleifedrehen bei Programmen, die nur in eine Richtung schaltbar sind. Auch die Montageposition des Displays am Lenker in Daumennähe spielt in der Handhabung keine unerhebliche Rolle, denn etliche Montageformen in der Lenkermitte erlauben die Schaltung nur, wenn eine Hand vom Lenker genommen wird. Auch die Montage am Lenkerende ist nicht ungebräuchlich. Mancher Tacho fungiert quasi als Schlüssel für das Pedelec. Nimmt man ihn ab, blockiert das alle elektrischen Funktionen. Es gibt sogar Tachos, die zum Rad kodiert sind. Geschwindigkeitsfunktionen, Temperaturanzeige und ggf. Anzeige der Herzfrequenzmessung sind weitere nützliche Parameter, die viele Displays bereits bieten. Noch relativ neu am Markt ist die Herzfrequenzmessung, die den Fahrerpuls überwacht und bei Bedarf in die Steuerung eingreift. Es gibt sogar Displays, die den nächsten Service Check, ähnlich wie beim Auto, vorschlagen.

Welche Bremsen sind für ein Pedelec geeignet?

Da Pedelecs schneller und schwerer sind als herkömmliche Fahrräder, brauchen sie solide, kräftige und gut dosierbare Bremsen. Die Bremsleistung einer Rollenbremse wäre vergleichsweise zu gering, um in jeder Situation ausreichend Sicherheit zu gewährleisten. Für ein mit bis zu 25 km/h in Fahrt befindliches Pedelec sind für sichere Stopps mindestens V-Brakes, besser noch nässefeste hydraulische Felgenbremsen oder Scheibenbremsen notwendig. Letztere sind zudem wartungsarm und langlebig. Hinterräder haben häufig Rücktrittbremsen in Kombination mit V-Brakes. Handbremsen sind aber im Allgemeinen besser dosierbar, effektiver und damit sicherer. Die Bedeutung der Bremsen am Pedelec hängt aber auch maßgeblich von der Fahrweise ab. Bei gemütlicher Fahrt im moderaten Tempo und bei vorausschauendem, zurückhalterndem Fahrstil in unklaren Situationen, kann auch eine Rücktrittbremse ausreichend Sicherheit bieten. Wer aber die zusätzliche Geschwindigkeit, die die Unterstützung des Antriebs bietet, gezielt nutzen will, der sollte für Fahrten im Stadtverkehr und in hügeligem Terrain Scheibenbremsen als Pflichtausstattung für sein Pedelec definieren. Gleiches gilt bei der Entscheidung für ein Pedelec der offenen, schnellen Klasse. Zu beachten ist, dass, nachdem man aufhört zu treten, der Antrieb bei vielen Pedelecs noch leicht nachschiebt - ein sicherer Stopp erfolgt aber immer bei Bremsbetätigung.

Wie wichtig ist die Federung an einem Pedelec?

Zerstörende Betriebslasten am Fahrrad werden zu etwa 70% durch Fahrbahnstöße, zu 20% durch Bremsbelastungen und nur zu etwa 10% durch Wiegetritt verursacht. An Fahrrädern mit Elektroantrieb wirkt immer ein hoher Anteil an Antriebsbelastungen - unabhängig von der Anbringung des Antriebs als Front-, Mittel-, oder Hinterradmotor. Dadurch gewinnt die Federung an der Gabel und darüber hinaus eine gefederte Sattelstütze in mehrfacher Hinsicht an größerer Bedeutung als am normalen Fahrrad. Ein Pedelec ist durch das Konzept mit Elektroantrieb schon grundsätzlich auf Komfort ausgelegt, der durch eine Federung an Gabel, ggf. Rahmen und Sattelstütze konsequent fortgesetzt werden sollte. Ein Pedelecfahrer erwartet neben Schnelligkeit vor allem Fahrgenuss und Komfort von seinem Rad. Ein gefedertes Pedelec fährt sich deutlich weicher und verzeiht kleine Fahrfehler. Eine Federung macht ein Pedelec somit sicherer und unter Umständen auch schneller. Dabei spielt in Anbetracht dessen, dass ein Pedelec sich meist sowieso schon in einer Gewichtsklasse zwischen 20 und 30 kg bewegt, das höhere Gewicht eines gefederten Rades keine übergeordnete Rolle. Vor allem aber reduziert die Stoßabsorption den Verschleiß wichtiger Komponenten deutlich und schont darüber hinaus Wirbelsäule und Gelenke des Fahrers.

Sensor & Steuerung

Für das Einschalten und die Steuerung der Motorunterstützung  gibt es verschiedene technische Lösungen. Bei der manuellen Drehgriffsteuerung wird der Motor über eine Art Gasdrehgriff angesteuert. Wie bei einem Motorrad beschleunigt der Motor nach Betätigen des Drehgriffs. Die Automatiksteuerung gibt es in unterschiedlichen Formen. Je nach Hersteller orientiert sich der Antrieb dynamisch an Werten, die das Rad mittels eingebauten Sensoren erkennt und variiert die Hilfe je nach Fahr- und Tretverhalten des Fahrers. Erhöht der Fahrer z.B. seine Trittkraft, passt der Motor automatisch die Antriebskraft an. Somit hat der Fahrer des Elektrorades nur indirekt die Möglichkeit in den Antrieb einzugreifen. Oftmals bieten Hersteller die Möglichkeit mehrere Fahrprogramme zu wählen, die optimal auf den Akku abgestimmt arbeiten. Bei Elektrofahrrädern mit einem festgelegten Fahrprogramm als Antriebssteuerung (Teilautomatik) werden ab Werk die Antriebseigenschaften des Rades festgelegt. Anders als bei der variablen Steuerung ändert sich die Hilfe nicht, wenn der Fahrer sein Tretverhalten ändert.
Geläufig sind die Messung der Kraft oder des Drehmoments über das Signal eines Kraftsensors an den Pedalen, der Tretkurbel, der Kette oder am Rad, die Messung der Tretgeschwindigkeit über das Signal eines Umdrehungszählers oder Schwellenwertschalters an der Kurbel oder an einer anderen geeigneten Stelle, die Messung sowohl von aufgewendeter Kraft wie auch erzielter Geschwindigkeit, die Messung der Beschleunigung oder Deichselkraft beim Schubanhänger oder die Messung der elektrischen Werte beim seriellen Hybridrad mit Pedalgenerator. Zusätzlich kann die Geschwindigkeit des Fahrzeugs am Laufrad gemessen werden, insbesondere z.B. um den Motor bei 25 km/h auszuschalten.
Die Sensoren des Antriebsystems erfassen Daten wie Kurbeldrehzahl, Fahrgeschwindigkeit und bzw. oder die Kraft des Fahrers auf das Pedal. Auf diese reagiert dann die Motorsteuerung und regelt die eingespeiste Unterstützungsleistung. Die Höhe der Leistung hängt vom gewählten Unterstützungsgrad des Motors ab. Mit diesem wird festgelegt, wie stark der Motor die Fahrerleistung unterstützt. Bei den meisten Modellen kann der Unterstützungsgrad vom Fahrer in zwei oder mehreren Abstufungen jederzeit eingestellt werden. Bei manchen Modellen kann dies nur der Fachhändler durchführen. Die sogenannten Unterstützungsgrade, das heißt, wie stark der Motor zusätzlich zu der Fahrerleistung unterstützt, liegen bei waagerechter Fahrt zwischen 5 und 400 Prozent. Die Geschwindigkeitssteuerung erfolgt bei fast allen Systemen über die Spannung. Das elektronische Steuergerät (extern oder im Motor eingebaut) reagiert auf ein Gebersignal und steuert danach die Drehzahl des Motors. Eine mechanische Überlastung des Motors wird über eine Stromlimitierung, also über eine Drehmomentbegrenzung, vermieden. Da sich die Motoren im Betrieb, besonders auf Steigungsstrecken, erheblich erwärmen können, verfügen manche über einen Temperatursensor in der Motorwicklung. Hier schaltet die Elektronik beim Erreichen einer bestimmten Wicklungsgrenztemperatur die Unterstützung ab oder vermindert sie. Auch den Akku schützt die Elektronik durch Abschalten bei einer festgelegten Entladung, um so einer Tiefentladung vorzubeugen und allenfalls genügend Spannung für den Betrieb der Lichtanlage zu gewährleisten. Dies kann auch durch eine spezielle Elektronik im Akku-Pack erfolgen.

Verschiedene Rahmenkonstruktionen in Hinsicht auf den unterstützenden Elektroantrieb

Durch das höhere Eigengewicht und die höhere durchschnittliche Geschwindigkeit von etwa 20-25 km/h (statt 8-12 km/h) wirken bei Elektrorädern höhere Kräfte als bei herkömmlichen Fahrrädern auf den Rahmen. Grundsätzlich gilt, je höher der Schwerpunkt eines Fahrrads ist, desto wichtiger ist eine hohe Seitensteifigkeit an Rahmen und Gabel. Wer ein gemütliches Alltagspedelec für kürzere Strecken mit hoher Wendigkeit sucht, ist mit einem Tiefeinsteiger gut bedient. Zügige Fahrten über eine weite Strecke, wie der Weg zur Arbeit oder die Ausflugstour, gelingen besser mit einem tourenorientierten und kraftvoll vorwärtsdrängenden Pedelec, das auf einen Diamant- oder Trekkingrahmen aufbaut. Wegen seiner guten Eigenschaften - hoher Steifigkeit bei geringem Gewicht - bietet sich der Diamantrahmen für den sportlicheren Gebrauch eines Pedelecs an. Der Trapezrahmen ist ein Diamantrahmen mit abgesenktem Oberrohr und wird aufgrund des erleichterten Durchstiegs bevorzugt von Damen und älteren Personen gewählt. Ein Sloping-Rahmen mit abfallendem Oberrohr ist bei Mountainbikes Standard und wird für schnelle MTB-Pedelecs meist beibehalten. Ein Nabenmotor konzentriert bei Hinterrad-Antrieb viel Gewicht am Heck und verlangt nach einem besonders seitensteifen Rahmen. Der Mittelmotor funktioniert über Kettenantrieb. Diese Einbauposition erfordert einen speziellen Rahmen, der eine hohe Rahmensteifigkeit berücksichtigt. Akku und Motor sind integriert und werden mitsamt Kurbel und Innenlager direkt am Rahmen verschraubt. Das macht die Schwerpunktlage ideal, denn der tiefe Schwerpunkt produziert ein sattes, sicheres Fahrverhalten. Beim für Pedelecs beliebten Waverahmen mit sehr komfortablem, tiefem Durchstieg ist das Akku-Pack häufig unter dem Gepäckträger untergebracht. Durch die hohe Akkuposition und durch die Einrohr-Konstruktion liegt bei dieser Variante die Rahmenstabilität nicht auf Top- Niveau. Hier muss ein Kompromiss zugunsten von Komfort und leichtem Durchstieg geschlossen werden, der bei der Wahl eines hochwertigen Markenpedelecs aber nie zu sicherheitsrelevanten Einbußen führen wird. Da bei Elektrorädern grundsätzlich höhere Kräfte als bei herkömmlichen Fahrrädern wirken, ist von Billigangeboten immer abzuraten. Nicht ausreichende Rahmenstabilität führt bei qualitativ minderwertigen Rahmen schnell zu Rahmenbruch. Ein Pedelec muss vom Einstieg und von der Sitzposition her gut zum Fahrer passen, damit es im Gebrauch die Erwartungen an den Fahrkomfort erfüllt. Die Ergonomie des Pedelecs sollte daher als Argument bei der Entscheidung für ein Modell mehr Gewicht bekommen als Rahmenkonstruktion und Ausstattung.

Die Bedeutung von Software und Fahrprogrammen am Pedelec

Ob es sich um ein E-Bike oder ein Pedelec handelt, ist bei manchen Herstellern nur eine Frage der Software. So lassen sich baugleiche Fahrzeuge entweder als E-Bike oder als Pedelec programmieren. Das leistet ein sogenannter Multi-Modus-Controller, mit dem sich Gasgriff und Pedelecsensor kombinieren lassen. Handelt es sich um ein Pedelec, so muss per Software eine Sperre eingebaut sein, die verhindert, dass der Motor das Fahrzeug auf eine höhere Geschwindigkeit als 25 km/h beschleunigt. Bei manchen Pedelecs kann der Händler mithilfe eines Computers sogar Probleme analysieren und Einstellungen der Fahrprogramme individuell an den Kunden anpassen. Das entscheidende Instrument ist das Display, ohne das geht gar nichts. Es ist sozusagen die Steuerzentrale für den Mini-Computer eines Pedelecs.
Es gibt verschiedene Programm-Strategien, nach denen der Controller das Pedalieren als Willenskundgebung des Fahrers interpretiert und den Motor steuert. Die vom Drehmoment abhängige Steuerung stützt sich auf ein Programm, das regelt, dass je stärker getreten wird, entsprechend stärker der Motor unterstützt. Die Steuerelektronik misst über einen Verzugssensor die Trittkraft des Fahrers beim Pedalieren. Anhand dieser Messdaten gibt die Steuerung die Hilfe hinzu. Erhöht sich die Trittkraft des Fahrers, z.B. durch Gegenwind o.ä., dann erhöht der Motor unverzüglich die Leistung in gleichem Verhältnis. Bei geringerer Trittkraft verringert der Motor auch die abgegebene Leistung - das Rad beschleunigt also nicht von allein. Ein Motor unterstützt positiv proportional, wenn umso schneller getreten wird desto mehr Unterstützung hinzukommt. Das ist unvorteilhaft am Berg und, ohne Anfahrhilfe, auch beim Anfahren. Deshalb ist hier der Unterstützungsbereich oft in verschiedene, festgelegte Stufen schaltbar. Ein Motor unterstützt negativ proportional, wenn desto weniger getreten wird desto mehr Unterstützung erfolgt. Das ist gut am Berg und schlechter in der Ebene. Bei einer reinen Steuerung eines Pedelec über das Treten schaltet der Motor beim Treten ohne Regelung auf die maximale Leistung. Für die meisten Menschen ist das jedoch ein unangenehmes Unterstützungsverhalten. Der Fahrer des Elektrorades hat also nur indirekt die Möglichkeit, in den Antrieb einzugreifen. Daher kann bei den meisten Pedelecs der Unterstützungsgrad vom Fahrer in zwei oder drei fest programmierten Abstufungen jederzeit gewählt werden. Je nach Hersteller wird per Softwareeinstellung der Motor parametriert und für die Ausrichtung des Fahrzeugtyps konfiguriert. Hierbei werden Maximalleistung und die Geschwindigkeitsabstufung der jeweiligen Programme festgelegt. Die Geschwindigkeitsabstufung kann leistungsbegrenzend oder geschwindigkeitsgestuft sein. Letztere wird auch als Tempomat-Regulierung bezeichnet und eignet sich gut für die an ein bestimmtes Tempo angepasste Wahl der Geschwindigkeit. Somit ist das Fahren in der Gruppe sehr einfach.
Es gibt mittlerweile sogar Pedelec-Antriebe, die am Computer individuell auf den Fahrer angepasst werden können. Auch hier misst ein Sensor die Trittkraft des Fahrers und gibt einen individuell festlegbaren Prozentsatz der gemessenen Trittenergie als Hilfe hinzu. Allerdings arbeitet ein solcher Antrieb nicht mit unveränderbaren Fahrprogrammen und festgelegten Stufen. Kundenspezifische Parametrierung bedeutet folglich, dass der Händler, je nach Kundenwunsch, die optimalen Einstellungen für Beschleunigung, Unterstützungsgrade und Beschleunigungsverzögerung individuell festlegen kann. Bei einer sportlichen Abstimmung auf den Fahrer sind die Parameter schärfer eingestellt und die Endgeschwindigkeit wird schneller erreicht. Bei einer ökonomisch optimierten Einstellung wird die Endgeschwindigkeit zugunsten einer steigenden Reichweite erst später erreicht.


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