Die Technik

Rollentrainer

Rollentrainer dienen dazu, im Winter in der Wohnung mit dem Fahrrad zu trainieren.
Unsere Wahl viel auf Rollentrainer, bei de­nen das Fahrrad eingehangen wird, sodass das Hinterrad auf der Rolle läuft. Generell können für das Projekt fast alle Räder in diese Rollentrainer eingespannt werden. Sollen es Kinderräder sein, muss man das Vorderrad ebenfalls etwas anheben. Hier ergeben sich verschiedene Möglichkeiten. Wir haben die Rolle abgebaut und an die Rollenhalterung die Lichtmaschine montiert. Die Rolle könnte aber auch an die Lichtmaschine gebaut werden, sodass das Fahrrad weiterhin auf der Rolle laufen kann. Wir haben die Rollentrainer in einem Internet-Auktionshaus gekauft.

Lichtmaschine

Lichtmaschinen aus dem Auto erzeugen, wenn man die Riemenscheibe (auf dem Bild oben) schnell genug dreht, einen Gleichstrom mit einer Spannung von 12 Volt-14,4 Volt Unsere Lichtmaschinen brauchen einen Regler (auf dem Bild das weiß/schwarze Teil). So einen Regler haben aber alle modernen PKW-Lichtmaschinen. Es hat sich von Bedeutung erwiesen,
dass die Regler der Lichtmaschinen auf die gleiche Spannung (V) regeln. Im anderen Fall hat die Lichtmaschine mit der höheren Spannung, einen Großteil der Arbeit der anderen Lichtmaschine übernommen (eine Person tritt schwer, die andere sehr leicht). Bei mehreren Fahrrädern also entweder baugleiche Lichtmaschinen nehmen oder Bosch-Lichtmaschinen, die den Regler mit den weißen Flügeln haben (Bild unten). Sollte dort die Spannung unterschiedlich sein, kann der Regler getauscht werden. Wir haben Unterschiede von 0,1 Volt zugelassen. Unklar war, ob die Batterie diesen Umstand ein wenig ausgleicht. Wir baugleiche Regler nachgekauft und sie in die Bosch-Lichtmaschinen (auch unter- schiedliche Lichtmaschinen) eingebaut. Dann erzeugen alle die gleiche Menge Strom und sowieso immer nur so viel wie gebraucht wird, egal wie stark die/der Einzelne tritt!!! Wir haben für den Bau nur Lichtmaschinen mit Keilriemenscheibe und einer maximalen Stromstärke zwischen 45 Ampere und 65 Ampere gekauft. Im Durchschnitt zahlten wir 16 € pro Lichtmaschine.

Batterien

Wir nehmen kleine Blei-Gel-Batterien. Blei-Gel hat den Vorteil, dass nichts auslaufen kann beim Transport. Die Kapazität beträgt 7,2 Ah.  Dies reicht aus um einige Minuten die ganze Anlage zu versorgen. Somit ist ein ausreichender Puffer für die Wechsel der FahrerInnen gewährleistet. Batterien sind generell umweltunfreundlich. Da wir nicht darauf verzichten können, versuchen wir immer zwei Fahrräder an eine Batterie anzuschließen. Kosten: 6 x 16,20 € = ca. 100 €

Spannungswandler

Ein Spannungswandler wandelt unsere 12 Volt Gleichstrom, die aus der Lichtmaschine kommen und 230 Volt Wechselstrom (wie aus der Steckdose) um. Wir haben einen Spannungswandler (600 Watt Dauerleistung) mit reiner Sinuswelle vom Händler genommen. Es gibt günstigere Spannungswandler mit sogenanntem modifizierten Sinus. Diese sind aber nicht für alle Verbrauchsgeräte geeignet. Um auch später möglichst flexibel zu sein, haben wir deshalb das teurere Gerät genommen für ca. 200 €.

Audioverstärker

Eine Besonderheit ist unser 12Volt-Verstärker, wie er für das Auto verwendet werden kann. Wir können so direkt von der Batterie (die ja auch m wie die Lichtmaschine 12Volt liefert) zum Verstärker und müssen nicht hinter dem Spannungswandler einen Verstärker wie er auch zuhause benutzt werden kann, einbauen. Das bringt weniger Verluste (weil ein Gerät weniger im Kreislauf ist) und unser Spannungswandler mit 600 Watt Dauerleistung wäre sehr knapp bemessen. Mehr Leistung beim Spannungswandler bedeutet auch mehr Geld.  Kosten: 29 €

Der Bau

Variante 1

Dies ist die Variante, für die wir uns entschieden haben (siehe Aufbau des Prototyp).

10 mal: Fahrrad zum Generator (a) zur Batterie (c); von 10 Batterien weiter zu einem Spannungswandler (d):

10 Fahrräder
10 Rollentrainer
10 Lichtmaschinen (b)
10 Batterien (c)
1 Spannungswandler (d)

Das Fahrrad ist mit dem Hinterrad im oben abgebildeten Rollentrainer eingespannt. Die Reifen vom Hinterrad wurden heruntergenommen, auf der der Felge läuft nun ein langer Riemen (a) zur Lichtmaschine (c) (wie hier). Es folgen die Batterie (c) (notwendig zur Speicherung, Pufferung elektrischer Geräte und für den Erregerstrom von Auto-Lichtmaschinen) und der Spannungswandler (d).

Vorteile:

• geräuscharm
• wohl geringster Bauaufwand

Nachteile:

• wenig mobil (von Felgen befreite Fahrräder sind notwendig)
• viele Batterien notwendig (ökologisch bedenklich)
• viele Lichtmaschinen notwendig
• lange Riemen sind selten, evtl. teuer, aber wohl zu finden; Alternative: versuchen selbst zu bauen (z.B. Hundeleinen (z.B. im bekannten Internetauktionshaus) als Meterware zuschneiden)

Alternativen zu Variante 1:

• ein Riemen, der auf dem Reifen laufen kann, sodass man den Reifen nicht abziehen muss
• weniger Batterien (z.B. für zwei Fahrräder eine Batterie oder für alle Fahrräder eine größere Batterie)

Variante 2

5 mal: 2 Fahrräder, eine Lichtmaschine, eine Batterie (von 5 Batterien weiter zum Spannungswandler):

10 Fahrräder
10 Rollentrainer
5 Lichtmaschinen (b)
5 Batterien (c)
1 Spannungswandler (d)
   
Die Fahrräder sind wie bei Variante 1 auf Rollentrainern montiert. Wir stellen uns vor, die Rollen der Rollentrainer umzubauen. Diese Rollen haben einen Luftwiderstand auf der einen Seite und ein Gewicht auf der anderen. Beides ist im Idealfall abbaubar. Nach dem Abbau bleiben die Metallstummel der Welle an den Seiten übrig. Diese wollen wir verlängern, aneinanderbauen und dann zur Lichtmaschine führen. In blau gezeichnet ist hier eine Welle (a), auf der die Reifen der beiden Fahrräder laufen. Die Idee ist, dass durch die höhere Drehzahl, die dadurch möglich wird, auch die Lichtmaschine effektiver arbeitet. Im Praxistest hat es sogar funktioniert, aber so rumgeeiert, dass es unheimlich laut wurde. Deshalb sind wir von der Idee abgekommen. Hier ein Bild der Variante, allerdings nur an einem Rolltrainer.

Vorteile:

• effektiver (noch nicht getestet)
• weniger umweltschädliche Batterien
• weniger Lichtmaschinen
• mobil, da die Fahrräder nicht umgebaut, also auch nicht mittransportiert werden müssen (fremde Fahrräder können eingesetzt werden)

Nachteile:

• komplizierterer Bau als bei Variante 1 oder 2
• Geräuschentwicklung schwer vermeidbar
• höhere Reibungsverluste

Alternativen zu Variante 2:

• die Welle könnte auch nur für ein Fahrrad benutzt werden, hat im Test auch funktioniert, allerdings mit den benannten Nachteilen

Die Geräte (Verbraucher):

• DVD-Player (P = 5 - 10 Watt)
• Beamer (P = 250 Watt)
• Verstärker und Boxen (wir rechnen mit maximal 200 Watt)