Ein Dynamo am Fahrrad ist ein Strom erzeugendes Gerät, das mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. Das Besondere? Der Dynamo erzeugt die Energie während der Fahrt ganz ohne externe Stromquellen oder Batterien. Als Fahrer musst du nichts „einschalten“, da der Dynamo durch die Bewegung der Räder aktiviert wird. Das Funktionsprinzip eines Dynamos basiert auf der elektromagnetischen Induktion.
Fahrradbeleuchtung benötigt eine Stromquelle. Wenn man nicht auf Akkus oder Batterien zurückgreifen möchte, nutzt man einen Fahrraddynamo. Ein Fahrraddynamo ist ein kleiner elektrischer Generator. Er wird oft auch einfach Dynamo genannt, doch korrekterweise ist es eigentlich eine Fahrradlichtmaschine.
Der deutsche Ingenieur Werner von Siemens gilt als Begründer der modernen Elektrotechnik. 1867 stellte er auf der Pariser Weltausstellung einen elektrischen Stromgenerator vor. Doch erst über zwanzig Jahre später kam ein Modell auf den Markt, das eine Fahrradlampe mit ausreichend Licht versorgen konnte und dabei erschwinglich war.
Der Fahrraddynamo besteht aus mehreren Komponenten. Von außen ist vom Dynamo nur das Gehäuse zu sehen und obenauf ein Laufrad. Dieses wird mit einer Feder zum Beispiel an den Gummimantel des Reifens gedrückt. Je fester der Fahrradfahrer in die Pedale tritt, umso schneller läuft das Rad und damit auch das Laufrad des Dynamos. Dabei wird die Bewegungsenergie beim Treten in mechanische Energie und diese anschließend in elektrische Energie umgewandelt.
Das Laufrad des Fahrraddynamos ist wiederum mit einem Rundmagneten verbunden. Im Gegensatz zu anderen Magneten hat dieser nicht nur je einen Nord- und Südpol, sondern insgesamt vier oder sogar sechs Pole. Der runde Magnet sitzt in einer Spule aus gewickeltem Draht. Sie ist fest mit dem Gehäuse des Fahrraddynamos verbunden. Durch die Drehbewegung des Laufrades rotiert auch der Magnet in der Spule. Dort erzeugt er eine Veränderung des Magnetfelds. Durch Rotationsenergie entsteht elektrische Spannung. Bei normaler Geschwindigkeit beträgt die Spannung in einem Fahrraddynamo etwa sechs Volt, die elektrische Leistung ungefähr drei Watt. Das reicht aus, um Scheinwerfer und Rücklicht zum Leuchten zu bringen.
Es gibt verschiedene Dynamo-Typen, die sich in ihrer Funktion und ihrem Einbauort unterscheiden. Trotzdem gibt es unter den verschiedenen Typen von Fahrraddynamos große Unterschiede. Fachleute unterscheiden beim Fahrraddynamo danach, wo er angebracht ist und wie er angetrieben wird.
Arten von Fahrraddynamos
Seitenläuferdynamo
Der Seitenläuferdynamo war lange Zeit der verbreitetste Fahrraddynamo. Der Seitenläuferdynamo ist der klassische Fahrraddynamo. Hier wird der Dynamo über einen kleinen Reibradmechanismus seitlich direkt an den Reifen gedrückt. Ein Seitenläuferdynamo wird durch eine Rolle angetrieben, die am Fahrradreifen anliegt.
Der Vorteil: Ein Seitenläuferdynamo ist sehr einfach nachträglich zu montieren. Außerdem ist er sehr billig. Auch das relativ geringe Gewicht ist nicht zu verachten.
Die Nachteile von Seitenläuferdynamos sind allerdings auch gravierend. Die Kraftübertragung vom Reifen auf die Rolle des Dynamos funktioniert nur mäßig gut. Erstens fallen dabei massig Verluste an - man muss also viel Kraft beim Treten aufwenden um relativ wenig elektrische Energie zu erzeugen. Zweitens ist Nässe oder gar Schnee extrem ungünstig für einen Seitenläuferdynamo.
Nachteile: Empfindlich gegenüber Nässe und Verschleiß, da er direkt auf die Reifen einwirkt.
Die Schwachstelle der Seitenläuferdynamos ist nasses und feuchtes Wetter. Damit der Reifen auch bei Nässe nicht über das Dynamorad rutscht, sollte der Dynamo möglichst leicht laufen und einen geringen Drehwiderstand aufweisen. Eine größere Laufrolle kann hier bereits Abhilfe leisten. Die Übersetzung verändert sich mit einem zunehmenden Durchmesser der Laufrolle. Je größer die Laufrolle, desto weniger oft dreht sie sich. Die Kraft wird also schonender auf den Dynamo übertragen. Vergrößert man die Laufrolle nachträglich (durch einen Aufsatz), kann sich der Anpressdruck an den Fahrradmantel erhöhen. Hier muss der Dynamo unter Umständen etwas nachjustiert werden.
Es ist ebenfalls darauf zu achten, dass man einen Dynamo wählt, der für die richtige Montageseite geeignet ist. Hier wird zwischen einer Links- und Rechtsmontage unterschieden. Hat der Dynamo mehrere Anschlüsse für die Beleuchtung, können das Rücklicht und das Frontlicht separat voneinander angeschlossen werden.
Rollendynamo und Felgendynamo
Typen die dem Seitenläuferdynamo sehr ähneln, sind der Rollendynamo und der Felgendynamo. Beim Felgendynamo handelt es sich um eine spezielle Form des Seitenläuferdynamos. Wie der Name schon verrät, trifft dieser Dynamo nicht auf den Reifen, sondern auf die Felge. Eine andere Variante des Seitenläuferdynamos ist der Rollen- oder Walzendynamo.
Der Rollendynamo läuft auf der Reifenoberfläche statt an der Reifenflanke. Der Felgendynamo läuft an der Felge statt am Reifen. Bei diesem Modell wird nicht nur das Laufrad gedreht. Stattdessen rollt ein zylinderförmiger Außenläufer auf der Lauffläche des Hinterrades. Darum sitzt der Rollendynamo meist hinter den Pedalen an der Mittelstange. Er wird mit Hilfe eines Bowdenzuges vom Lenker aus bedient.
Dieser kommt praktisch nur bei Mountainbikes mit extrem grobstolligen Reifen zum Einsatz, aber auch bei Rennrädern mit sehr kleinen Reifenquerschnitten.
Speichendynamo
Ein Speichendynamo wird neben der Radnabe angebracht. Ein Mitnehmer kann heruntergeklappt werden. Dieser befindet sich dann zwischen den Speichen, so dass der Speichendynamo mitgedreht wird. Der Speichendynamo weist wie der Seitenläuferdynamo den Vorteil auf, dass er komplett vom Antrieb entkoppelbar ist, also bei Nichtbenutzung keine Verluste verursacht. Außerdem hat der Speichendynamo gegenüber dem Seitenläuferdynamo den Vorteil, dass ein Durchrutschen bei Nässe nicht vorkommen kann. Dafür ist der Speichendynamo etwas teurer. Speichendynamos fristen heute ein Nischendasein.
Nabendynamo
Der Nabendynamo hat sich insbesondere unter Vielfahrern und passionierten Radfahrern in den vergangenen Jahren als Favorit etabliert. Nabendynamos setzen sich immer mehr durch, nicht ohne Grund. Ihr Wirkungsgrad ist sehr gut und sie sind absolut zuverlässig.
Funktion: Der Nabendynamo ist in die Nabe des Vorderrads integriert. Seine Bewegung erfolgt direkt mit der Rotation des Rads.
Vorteile: Wartungsarm, wetterfest, konstante Spannungserzeugung.
Sein wohl größter Vorteil ist die Wetterfestigkeit und die konstante Stromerzeugung, unabhängig von den Wetterbedingungen oder dem Fahrstil.
Der Nabendynamo ist sozusagen die Revolution des Seitenläuferdynamos. Integriert in der Nabe, der Name verrät es bereits, ist er dauerhaft im Laufrad integriert. Strom wird hier durch das Drehen des Rads produziert, unabhängig von einem Rädchen, das am Mantel anliegt. Somit sind auch Wettereinflüsse wie Schnee oder Regen kein Grund für eine schlechtere Stromerzeugung.
Auch Nachteile haben Nabendynamos gegenüber Seitenläufer- und Speichendynamos aber. Sie sind in der Regel etwas teurer (günstige Exemplare sind ab 20 € zu haben, wirklich gute Nabendynamos liegen preislich bei etwa 50 bis 80 €, Topexemplare bei ca. 200 €). Noch schwerwiegender ist, dass das Nachrüsten eines Nabendynamos recht kompliziert ist. Dazu muss das komplette Laufrad neu eingespeicht werden. Am Gewicht von Nabendynamos hat sich mittlerweile zum Glück einiges getan. Nur sehr günstige Exemplare sind noch wesentlich schwerer als ein Seitenläuferdynamo. Auch, dass sich ein Nabendynamo bei Nichtgebrauch nicht abkoppeln lässt und so immer kleine Verluste verursacht, ist ein kleiner Nachteil. Überschätzt werden sollte das jedoch nicht. Bei heutigen Nabendynamos liegen diese Leerlaufverluste im Bereich weniger Watt. Wenn man bedenkt, dass selbst ein gemütlicher Fahrer bereits um die 100 Watt auf die Pedale bringt, und auch Naben ohne Dynamo geringe Verluste verursachen, fällt das kaum ins Gewicht.
Da der Nabendynamo eingespeicht ist, werden oftmals komplette Laufräder inklusive Dynamo verkauft. Ein nachträgliches Austauschen ist mit recht viel Aufwand verbunden.
Der klassische Fahrrad-Dynamo findet auch heute noch Einsatz bei normalen Cityrädern oder Fahrrädern im unteren Preissegment sowie bei Kinderfahrrädern. Es ist eine solide Art Strom für die Fahrradbeleuchtung zu erzeugen und kann einfach auf Bedarf dazugeschaltet werden.
Hier wird der Antrieb im Leerlauf komplett abgetrennt und es entstehen keinerlei Leerlaufverluste mehr.
Vor- und Nachteile der Dynamo-Typen
Um einen besseren Überblick über die verschiedenen Dynamo-Typen zu bekommen, hier eine Tabelle mit den jeweiligen Vor- und Nachteilen:
| Dynamo-Typ | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|
| Seitenläuferdynamo | Einfache Montage, günstig, geringes Gewicht | Empfindlich gegenüber Nässe, hoher Kraftaufwand, Abnutzung des Reifens |
| Rollendynamo | Bessere Kraftübertragung als Seitenläuferdynamo | Kompliziertere Montage |
| Felgendynamo | Geeignet für spezielle Reifentypen | Selten verwendet |
| Speichendynamo | Entkoppelbar vom Antrieb | Hoher Wartungsaufwand, schlechter Wirkungsgrad, kaum noch erhältlich |
| Nabendynamo | Wetterfest, wartungsarm, konstante Spannungserzeugung, sehr geräuscharm, geringer Bremsverlust | Teurer, aufwendige Nachrüstung, etwas höheres Gewicht, Leerlaufverluste |
Moderne Fahrradlampen haben oftmals feine elektronische Bauteile. Gerade im LED-Beleuchtungsbereich ist es daher wichtig, dass entweder die Lampe selbst oder der Dynamo eine Überspannung reguliert und einen Überspannungsschutz hat. Mit dem Voltmeter kann man die Spannung recht einfach am Dynamo abnehmen und messen.
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