Forschungsprojekt an der Fakultät für Technik gestartet

Mehr Sicherheit durch Kombibremse bei Fahrrädern und E-Bikes

Um die Verkehrssicherheit mittels eines kombinierten Bremssystems vor allem bei elektrisch unterstützten Fahrrädern zu verbessern, läuft an der Fakultät für Technik im Institute for Smart Bicyele Technology seit Anfang Mai 2024 ein neues Forschungsprojekt.

Im heutigen Straßenverkehr sind E-Bikes (exakter Pedelecs) nicht mehr wegzudenken. Sie stellen einen wesentlichen Beitrag zur nachhaltigen Mobilität. Bei der Zunahme an Pedelec-Nutzer*innen bleibt das Thema Verkehrssicherheit ein zentrales Thema. Die technologische Weiterentwicklung von Fahrrädern und ihrer Komponenten leistet dazu einen wichtigen Beitrag. „Erfahrungsgemäß bremsen viele Radfahrer*innen nur mit dem rechten Bremshebel und damit nur das Hinterrad. Beim Bremsen verlagert sich durch den hohen Schwerpunkt die Radlast stark auf das Vorderrad. Dies bedeutet, dass sich beim Bremsen mit dem Hinterrad nur geringe Verzögerungen und längere Bremswege erreichen lassen“, weiß Professor Jürgen Wrede, Institutsleiter des Institute for Smart Bicycle Technology (ISBT) der Hochschule Pforzheim. „Beim sogenannten Kombibremssystem werden jedoch beide Radbremsen mit einem Bremshebel bedient und damit die mögliche Verzögerung optimiert. Der Erforschung des Sicherheitsgewinns und der Entwicklung von kombinierten Bremssystemen insbesondere für E-Bikes widmet sich das Forschungsprojekt `KombiABS´“. E-Bike-ABS, welches bereits auf dem Markt angeboten wird, und die Kombibremse, ergänzen sich in ihrer Sicherheitswirkung. Somit ist die Kombibremse kein Ersatz für ABS, sondern es ist eher so, dass das ABS sogar noch wichtiger werden kann. ABS verhindert Vorderradblockieren und Überschlag über den Lenker, die Kombibremse verringert den Bremsweg, wenn nur der rechte Bremshebel betätigt wird. Deshalb auch der Name des Forschungsprojekts KombiABS (Kombibremse und ABS).

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, ein Kombibremssystem für Fahrräder, Pedelecs und S-Pedelecs auszulegen. Eine davon ist, mit dem rechten Handbremshebel nicht nur die Hinterradbremse, sondern auch zu einem gewissen Anteil die Vorderradbremse zu betätigen. Fa. Magura hat dazu bereits auf der Fahrradmesse „Eurobike 2023“ einen Prototyp speziell für Lastenfahrräder vorgestellt. Man verspricht sich Vorteile bzgl. Sicherheit beim Bremsweg, Verschleiß und möglicher Überhitzung der Bremse. Diese wichtige Frage nach dem Nutzen für die Verkehrssicherheit soll nun im Forschungsprojekt KombiABS wissenschaftlich vertieft untersucht werden. Der Deutsche Verkehrssicherheitsrat DVR hat die Schirmherrschaft für das Projekt übernommen und bringt seine Expertise über einen dafür eingerichteten Beirat aus Mitgliedern der AG Fahrrad- und S-Pedelec-Sicherheit ein. Bosch E-Bike Systems, der Bremsenhersteller Magura sowie der Fahrrad- und Pedelechersteller Riese& Müller sind ebenfalls mit eingebunden. Finanziell unterstützt wird das Projekt von der gemeinnützigen ARCD Verkehrssicherheits-GmbH, wobei ARCD für Auto- und Reiseclub Deutschland steht.

Im Wesentlichen wird das Projekt durch die beiden Professoren Jürgen Wrede und Stefan Hillenbrand am ISBT im Rahmen von etlichen studentischen Projekt- und Abschlussarbeiten betreut. Im Wintersemester 2024/25 wird Professor Wrede auch das Forschungssemester diesem Thema widmen.

Zurzeit arbeitet eine Projektgruppe aus dem Master Mechatronische Systementwicklung an der Computersimulation von Verzögerungen und Bremswegen bei verschiedenen Pedelec-und Fahrer-Konfigurationen, z.B. Gewicht, Schwerpunktlage, Fahrbahngefälle etc.

Das S-Pedelec Charger4 GT Touring HS von Fa. Riese und Müller mit hydraulischen Scheibenbremsen von Magura und ABS von Bosch wird als Versuchsträger mit einem elektronischen (brake-by-wire) Bremskraftverteiler ausgerüstet, der in mehreren studentischen Abschlussarbeiten am ISBT entwickelt wird. Damit lassen sich beliebige Bremskraftverteilungen vorne/hinten bei Betätigung des linken und rechten Bremshebels im Versuch darstellen und testen.

Die KombiABS -Forschungsarbeiten erfolgen am Institute for Smart Bicycle Technology (ISBT) der Hochschule Pforzheim. Das 2019 gegründete Institut bündelt Projekte und Entwicklungsaktivitäten der Hochschule Pforzheim in den Bereichen der Fahrrad- und E-Bike-Technologie. Gegenwärtige Schwerpunkte sind neben der Entwicklung neuer mechatronischer Fahrerassistenzsysteme die Komponenten- und Prüfstandsentwicklung für Fahrräder sowie die Entwicklung von Leichtbaukomponenten mit einem neuartigen 3D-Faser-Wickelroboter.