Nabendynamo

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Nabendynamo

Der Nabendynamo ist ein Fahrraddynamo, der üblicherweise als spezielle Nabe die konventionelle Nabe des Vorderrades in einem Fahrrad ersetzt.

Geschichte und Entwicklung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

1913 hatte Alois Sanladerer aus Ortenburg ein Patent auf einen Nabendynamo in den USA angemeldet und 1914 erteilt bekommen.[1]

Erstmals stellte die englische Firma Sturmey-Archer in den 1930er Jahren Nabendynamos her und vermarktete sie unter dem Namen Dynohub. Die Produktion in England wurde 1984 eingestellt.

Ab den 1990er-Jahren wurden Nabendynamos weiterentwickelt und gehören bei Trekking- und Stadträdern mittlerweile zum Standard. Bei Neurädern werden so gut wie keine Seitenläuferdynamos mehr verbaut.[2][3] Seine Alltagstauglichkeit ist hoch, da er witterungsunabhängig funktioniert und verglichen mit den sonst üblichen Seitenläuferdynamos einen höheren Wirkungsgrad hat. Aus der Integration in die Nabe des vorderen Laufrades ergibt sich im Vergleich zu Seitenläuferdynamos allerdings, dass für den Austausch des Dynamos eine Werkstatt oder eine werkstattmäßige Ausstattung erforderlich ist, sollte trotz weitgehender Wartungsfreiheit ein Defekt auftreten.

Hersteller und Bauformen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Nabendynamos werden von einer Reihe von Herstellern vertrieben, z. B.

Dabei gibt es zwei grundsätzliche Bauformen des Generators:

  • Getriebelose Nabendynamos: Hier erzeugen im Nabengehäuse befindliche Permanentmagnete durch die Drehung des Rades ein rotierendes Magnetfeld, das in der im stationären Teil der Nabe installierten Statorwicklung(en) eine elektrische Spannung induziert. Eingeschaltet wird die Beleuchtung über einen Schalter, der meist im Scheinwerfer integriert ist, oder über eine elektronische Steuerung, die bei Dunkelheit die Beleuchtung automatisch einschaltet. Diese Dynamos haben die höchsten Wirkungsgrade im Betrieb, allerdings besitzen sie im ausgeschalteten Zustand aufgrund der auch im Leerlauf des Dynamos (das heißt ohne geschlossenen Beleuchtungsstromkreis) auftretenden Ummagnetisierungsverluste ein geringes Verlustmoment. Diese Bauform ist mittlerweile bei neuen Fahrrädern fast ausschließlich zu finden, da sie keinerlei Wartung benötigt und einen sehr guten Wirkungsgrad hat.
  • Nabendynamos, die über ein auskoppelbares Getriebe in der Nabe in Betrieb genommen werden. Damit gibt es keine Leerlaufverluste. Ein zusätzlicher elektrischer Schalter ist nicht erforderlich. Es sind durch die höhere Drehzahl des Generators kleinere Bauformen möglich, womit auch ein geringeres Gewicht gegenüber getriebelosen Nabendynamos einhergeht. Allerdings ist der Wirkungsgrad nicht so hoch und eine Anschaltautomatik der Beleuchtung bei Dunkelheit (wie bei getriebelosen Dynamos) ist ohne Fremdspeisung nicht möglich.

Aufgrund des hohen Wirkungsgrades gibt es mittlerweile ein größeres Angebot an Ladegeräten[4], die die elektrische Energie des Nabendynamos nutzen, um Akkus, Mobiltelefone und GPS-Geräte o. ä. über den Nabendynamo wieder aufzuladen.

Varianten[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • ohne/mit Aufnahme für eine Bremsscheibe
    • ohne Aufnahme für eine Bremsscheibe – genügt, wenn eine Felgenbremse verbaut wird
    • mit Aufnahme für eine Bremsscheibe[5]
      • 6 Schraublöcher 44 mm Lochkreisdurchmesser (LK) (IS2000)
      • 6 Schraublöcher LK <44 mm[6]
      • 4 Schraublöcher
        • LK 44 mm
        • LK 40 mm
      • Verzahnung plus Verschlussring-Schraube (typisch System Center-Lock von Shimano, entwickelt für Ketten-Ritzelpaket)
  • Elektrische Kontaktierung
    • Doppel-Flachstecker, Manderl nabenseitig (in einer Ebene in einem Kreis um die Achse; radialsymmetrisch oder etwas exzentrisch versetzt)
      • Kabelanschluss (Weiberl) mit Doppelstecker oder 2 Einfachsteckern (4,8 mm Standard)
    • Koaxialstecker 2-polig
    • beiderseits stirnseitige Kontaktierung durch die mechanische Nabenmontage auf Kontakte auf den Innenseiten der Ausfallenden
  • Speichenaufnahme
    • diverse Lochanzahlen – häufig 32, 36; auch 24, 28, 40, 48
    • diverse Lochkreisdurchmesser ca. 60 – 74 mm
    • diverse axiale Flanschabstände häufig 62 mm; 50–68 mm
  • Elektrische Eigenschaften
    • StVZO-Zulassung
      • für bestimmte Raddurchmesser (maximal 19…29 Zoll, 400…742 mm)
      • mit bestimmten (LED-)Scheinwerfertypen
    • 6 V, 3 W
    • Überspannungsschutz
    • tauglich für Ladefunktion – über USB-5-V-Standard
    • Magnetische Polzahl, z. B. 16 – mitbestimmt die Flackerfrequenz
  • Kugellager
    • Konus, einstellbar
    • tauschbar eingepesstes, gedichtetes Fertiglager
  • Masse der Nabe ohne eventueller Bremsscheibe, ohne Schnellspanner
    • etwa 309–750 g
  • Einbaubreite typisch 100 mm (für vorne)
  • Befestigung typisch mit M5-Gewinde-Schnellspanner (Kipphebel oder Innensechskant) durch Hohlachse
  • Achsdurchmesser

Mechanische und elektrische Leistung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Nabendynamos sind gegenüber reinen Naben auch ohne die Abnahme elektrischer Leistung konstruktionsbedingt schwerläufiger. Beim Drehen der Achse im Nabendynamo oder des montierten Rads in der angehobenen Radgabel ist eine Rastung von Hand erfühlbar. Diese rührt daher, dass die Pole der Permanentmagnete und die Polschuhe der Spule einmal sich wechselweise gegenüber stehen – hier erfolgt Anziehung – und dann wieder auf Lücke – hier wirkt Abstoßung.

Mechanisch sind die bei einem freilaufenden Rad die einzelnen Spulen häufig als leichtes Rasten wahrnehmbar. Die Fahrradzeitschrift Bicycle Quarterly hat sieben verschiedene Nabendynamos im Jahr 2005 bewertet.[7] Es wurde bei gleicher Antriebsleistung eine Verringerung der Geschwindigkeit auf Grund des Nabendynamos von ca. 0,1 km/h (Licht aus) und ca. 1 km/h (Licht an) bei Fahrgeschwindigkeiten von 10–20 km/h ermittelt. Bei höheren Geschwindigkeiten wird die Differenz geringer, bis auf 0,36 km/h Differenz beim Fahren mit eingeschaltetem Licht in der Ebene mit 50 km/h.

Die meisten Fahrraddynamos erzeugen eine elektrische Leistung von bis zu 3 Watt und sind für Lichtanlagen mit einer Nennspannung von 6 Volt ausgelegt. In Deutschland sind diese Nennwerte für Nabendynamos mit 3 W/6 V in der Straßenverkehrs-Zulassungsordnung (StVZO) festgelegt.[8]

Literatur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  • Fritz Winkler, Siegfried Rauch: Fahrradtechnik Instandsetzung, Konstruktion, Fertigung. 10. Auflage, BVA Bielefelder Verlagsanstalt GmbH & Co. KG, Bielefeld, 1999, S. 397, ISBN 3-87073-131-1

Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Wiktionary: Nabendynamo – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Commons: Nabendynamos – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. US-Patentschrift US1111864
  2. Andreas Oehler: Nabendynamos im Labortest. fahrradzukunft.de, April 2006, abgerufen am 7. Dezember 2014.
  3. Andreas Oehler: Neue und exotische Nabendynamos im Test. fahrradzukunft.de, April 2012, abgerufen am 8. Januar 2015.
  4. Andreas Oehler: Steckdose unterwegs – Teil 3. fahrradzukunft.de, April 2011, abgerufen am 8. Januar 2015.
  5. Vergleiche: Übersicht Aufnahmestandards für MTB-Naben Technische Zeichnungen, T. Guba, 3. Oktober 2007, abgerufen 29. November 2019.
  6. https://www.mtb-news.de/forum/t/bremsscheiben-noch-ein-anderer-standard-ausser-normalem-6-loch-und-cl.637107/
  7. Testing the Efficiency of Generator Hubs (pdf; 380 kB) In: Vintage Bicycle Quarterly Vol. 3, No. 4. 2005. Abgerufen am 22. März 2014.
  8. Fahrrad: Nabendynamo • tec.Lehrerfreund. Abgerufen am 2. Juli 2019.