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„The lightest electric bicycle prototype“

An TU Dort­mund kon­struier­tes E-Bike stellt GUINNESS-Weltrekord auf

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Ein Portrait von Dr. Dennis Freiburg, der mit seinem Fahrrad und einer Urkunde vor einem Gebäude der TU Dortmund steht. © Timm Heese​/​TU Dort­mund
Hier entstand das leichteste E-Bike der Welt: Dr. Dennis Freiburg vor der ISF Halle am Campus Süd der TU Dort­mund.

Nach nun über einem Jahr seit der Anmeldung des Weltrekords hat Dr. Dennis Freiburg, ehemaliger Mitarbeiter des Instituts für Spanende Fertigung (ISF) der TU Dort­mund, auch offiziell die Urkunde über den Weltrekord für das leichteste E-Bike der Welt erhalten. Mit einem Gewicht von gerade einmal 6,872 kg wurde der Rekord unter dem Titel „The lightest electric bicycle prototype“ offiziell bei GUINNESS WORLD RECORDS© bestätigt.

„Nach der Konstruktion des E-Bikes, das an der TU Dort­mund entstand, war es noch ein langer Weg bis zum Eintrag ins Buch der Rekorde“, er­klärt Dr. Freiburg. Es mussten unabhängige Leistungstests für Batterie und Antrieb durchgeführt werden. Aber nun ist es geschafft: Das offiziell leichteste E-Bike der Welt kommt aus Dort­mund und ist mehr als federleicht. Wer nun denkt, dass beim Prototypen an Leistung gespart wurde, nur um das Gewicht zu erreichen, der irrt: Der Antrieb kann deutlich mehr als die vorgeschriebenen 250 W und wurde lediglich aufgrund der Gesetzeslage gedrosselt. Natürlich ist der Akku kleiner als bei herkömmlichen E-Bikes, aber auch hier gab es eine feste Vorgabe von GUINNESS WORLD RECORDS©. So ist je nach Grad der Unter­stütz­ung eine Reichweite von 19 bis 35 Kilometern mög­lich.

Welches Konzept steckt hinter dem welt­meis­ter­lich­en E-Bike? Man nehme einen Fahrradrahmen plus Laufräder aus einem ultraleichten Baustoff, den Elektromotor für einen ferngesteuerten Modell-Hubschrauber, eine Trinkflasche, einen Akku und elek­tro­ni­sche Kleinteile, kombiniere das mit deutschem Ingenieurwissen, ergänze maßgefertigte Bauteile, würze dies mit selbstentwickelter Software – und schon steht das leichteste Elektro­fahrrad der Welt auf der Straße. Ganz so einfach war die Entwicklung des Rades natürlich nicht: Konstrukteur Freiburg mobilisierte viel Wissen und Unter­stütz­ung von Kolleginnen und Kollegen, um das Ultraleicht-Modell auf die Straße zu bringen.

Der Akku ist in einer Trinkflasche unter­gebracht

Der Rahmen des E-Bikes ist aus Karbon, wurde von der deutschen Fahrrad-Edelmanufaktur Merida gefertigt und Freiburg zur Ver­fü­gung gestellt. Den Elektromotor hat er mit einer eigens angefertigten Spezialhalterung unter dem Rahmen angebracht. Der Motor überträgt seine Kraft mit einer Rolle auf den Mantel des Hinterrads. „Das ist ein sehr unmittelbarer Antrieb“, sagt Freiburg. Als Nachteil dieser Kraftübertragung sieht er einen leicht erhöhten Verschleiß des hinteren Laufrads.

Den Akku hat der Konstrukteur in einer handelsüblichen Trinkflasche unter­gebracht. Diese hat der Ingenieur, der beim Institut für Spanende Fertigung (ISF) der TU Dort­mund gearbeitet hat, innen so aufgearbeitet, dass er in der Flasche neben dem Akku auch noch die Steuerelektronik unterbringen konnte. Über einen USB-Anschluss in der Flasche spielt Freiburg aktuelle Software für sein Rad auf.

Funktionsteile aus dem 3D-Drucker

Grundsätzlich kann das E-Bike bequem als normales Fahrrad bewegt werden, wiegt es doch nur rund die Hälfte eines Standard-Bikes. Soll der E-Antrieb aktiviert werden, dreht Freiburg am Verschluss der Trinkflasche. Diesen „Deckel“ hat er zu einem An-Aus-Schalter umkonstruiert. Zudem kann er mit einem Dreh am Verschluss die Kraft der Unter­stütz­ung durch den Elektromotor regeln. Möglich ist das, weil Freiburg den ursprünglichen Deckel durch eine Abdeckung ersetzt hat, die die ent­spre­chende Elektronik beherbergt. Diesen „Deckel“ und auch andere Bauteile – bei­spiels­weise die Bremshalter – hat der Ingenieur im 3D-Drucker erstellt.

Etwa 25 bis 40 Ki­lo­me­ter reicht die Kraft des Akkus, wenn der Elektroantrieb angeschaltet ist. „Für eine längere Reichweite kann ich einfach einen zweiten Akku anbringen“, be­rich­tet Freiburg. Sensoren am Hinterrad über­mit­teln der elektronischen Steuerung des Rades Geschwindigkeitsdaten, Sensoren im Kettenblatt füttern die Steuerung mit Infos, ob der Fahrer gerade ins Pedal tritt. Bis 25 Stundenkilometer arbeitet der E-Motor beim Rad mit. „Das ist die gesetzliche Grenze“, sagt Freiburg. „Ab 25 Ki­lo­me­ter bin ich per Muskelkraft natürlich deutlich schneller unterwegs. Schließlich wiegt das Rad ja nicht viel.“

Dr. Freiburg merkt an: „Ohne die Unterstützer und Zeugen und die Geduld meiner Ehefrau wäre das Projekt nie mög­lich gewesen.“ Insbesondere gilt sein großer Dank dem ISF von der TU Dort­mund samt Prof. Dirk Biermann, der Firma Merida sowie Yan Rudall, die schon ab der Startphase das Projekt un­ter­stützt haben. Dank gilt auch dem ETI vom Karlsruher Institut für Technologie und der Firma velotech, die beide in der finalen Phase des Projekts unterstützten.

Weitere In­for­ma­ti­onen zum Projekt

Ansprechpartner für Rückfragen:

Dr. Dennis Freiburg

Tel.: 0160 9975 9372
E-Mail: dennis.freiburgtu-dortmundde

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Der Campus der TU Dort­mund liegt in der Nähe des Autobahnkreuzes Dort­mund West, wo die Sauerlandlinie A45 den Ruhrschnellweg B1/A40 kreuzt. Die Abfahrt Dort­mund-Eichlinghofen auf der A45 führt zum Campus Süd, die Abfahrt Dort­mund-Dorstfeld auf der A40 zum Campus-Nord. An beiden Ausfahrten ist die Uni­ver­si­tät ausgeschildert.
Für E-Autos gibt es eine Ladesäule am Campus Nord, Vogelpothsweg.

Direkt auf dem Campus Nord befindet sich die S-Bahn-Station „Dort­mund Uni­ver­si­tät“. Von dort fährt die S-Bahn-Linie S1 im 20- oder 30-Minuten-Takt zum Hauptbahnhof Dort­mund und in der Gegenrichtung zum Hauptbahnhof Düsseldorf über Bochum, Essen und Duisburg. Außerdem ist die Uni­ver­si­tät mit den Buslinien 445, 447 und 462 zu erreichen. Eine Fahrplanauskunft findet sich auf der Homepage des Verkehrsverbundes Rhein-Ruhr, außerdem bieten die DSW21 einen interaktiven Liniennetzplan an.
 

Zu den Wahrzeichen der TU Dort­mund gehört die H-Bahn. Linie 1 verkehrt im 10-Minuten-Takt zwischen Dort­mund Eichlinghofen und dem Technologiezentrum über Campus Süd und Dort­mund Uni­ver­si­tät S, Linie 2 pendelt im 5-Minuten-Takt zwischen Campus Nord und Campus Süd. Diese Strecke legt sie in zwei Minuten zurück.

Vom Flughafen Dort­mund aus gelangt man mit dem AirportExpress innerhalb von gut 20 Minuten zum Dort­mun­der Hauptbahnhof und von dort mit der S-Bahn zur Uni­ver­si­tät. Ein größeres Angebot an inter­natio­nalen Flugverbindungen bietet der etwa 60 Ki­lo­me­ter entfernte Flughafen Düsseldorf, der direkt mit der S-Bahn vom Bahnhof der Uni­ver­si­tät zu erreichen ist.

Die Ein­rich­tun­gen der TU Dort­mund verteilen sich auf den größeren Campus Nord und den kleineren Campus Süd. Zudem befinden sich einige Bereiche der Hoch­schu­le im angrenzenden Technologiepark. Genauere In­for­ma­ti­onen können Sie den Lageplänen entnehmen.