E-Bike Nabenmotor: Vor- und Nachteile im Überblick

Wer auf der Suche nach einem Elektrofahrrad oder Pedelec ist, kommt am Thema der Motorenart nicht vorbei. Es gibt im Wesentlichen zwei Varianten: den Tretlagermotor (auch Mittelmotor genannt) und den Nabenmotor. Beide unterscheiden sich in ihrer Bauweise und haben spezifische Vor- und Nachteile. Insbesondere der Nabenmotor bringt sich derzeit wieder kraftvoll ins Spiel zurück.

Funktionsprinzip und Bauweise

Der Nabenmotor findet seinen Platz, wie der Name schon sagt, in der Nabe vom Rad. Oftmals befindet sich dort, wo in neueren Rädern ein Nabendynamo verbaut ist, der Nabenmotor. In der normalen und straßentauglichen Ausführung, für die man kein Versicherungskennzeichen benötigt, bringt der Nabenmotor eine Leistung von 250 Watt. Betrieben wird er im Regelfall mit 36 oder 48 Volt. Damit der Nabenmotor nicht bremst, wenn man keine Hilfe des Motors in Anspruch nimmt, befindet sich innerhalb des Nabenmotors im Idealfall ein Planetengetriebe. Dieses Getriebe schaltet sich komplett aus, wenn keine Kraftübertragung stattfinden soll. Der Radnabenmotor ist meist Bürsten- und damit wartungsfrei.

Man unterscheidet zwei Motortypen, die am ehesten am Nabendurchmesser zu identifizieren sind: Direktantrieb (großer Durchmesser) und Antrieb über ein Planetengetriebe (kleiner Durchmesser). Derzeit bekannteste Vertreter der beiden Varianten sind die Hersteller Neodrives und Mahle. Spürbarer Unterschied (wenn auch minimal): Während sich ein Direktantrieb im Off-Zustand, sowie oberhalb von 25 km/h zu 100% vom Antrieb entkoppelt, bleibt bei einem Getriebe stets ein minimaler Tretwiderstand bestehen. Dafür lässt sich ein Mahle-Antrieb so unauffällig integrieren, dass man ein E-Bike erst beim zweiten Blick als ein solches erkennt.

Vor- und Nachteile des Nabenmotors

Vorteile

• Energierückgewinnung: Mit einem Vorderradmotor oder einem Hinterradmotor hat man die Möglichkeit einer Energierückgewinnung beim Abbremsen (Rekuperation).
• Wartungsarmut: Der Nabenmotor ist wartungsarm.
• Geringere Belastung der Antriebskette: Während bei einem Mittelmotor die Antriebskette mehr belastet wird, tritt dies beim Vorderradmotor nicht auf.
• Umbausätze: Für den Vorderradantrieb oder auch Hinterradantrieb gibt es bereits Umbausätze, um das normale eigene Fahrrad zu einem Pedelec umzubauen. Mit einem solchen Pedelec Umbausatz ist es relativ preiswert möglich, ein Elektrofahrrad zu bekommen.
• Leichtbau-Optionen: Der Nabenmotor eröffnet beim Thema Leichtbau neue Möglichkeiten.
• Geringe Geräuschentwicklung: Nabenmotoren gleiten nahezu lautlos durch die Landschaft.
• Direkte Kraftübertragung: Wie der Name schon sagt, ist der Nabenmotor in die Nabe des Vorder- oder Hinterrads integriert und überträgt dadurch seine Kraft verlustfrei auf die Radnabe. Die Laufräder werden also direkt vom Motor in Bewegung gesetzt, so erzielt der Nabenmotor einen hohen Wirkungsgrad.

Nachteile

• Gewicht: Ein Nachteil vom Motor in der Radnabe ist das Gewicht.
• Schwerpunktverlagerung: Der Schwerpunkt vom Fahrrad verlagert sich etwas zur Vorderachse, sofern man einen Vorderradantrieb nutzt. Dies kann in Kurven auf Schotterwegen durchaus problematisch werden. Das Rad neigt möglicherweise leichter dazu wegzurutschen.
• Reifenwechsel: Bei einer Reifenpanne kann es durchaus etwas aufwändiger werden, den Fahrradschlauch zu wechseln. Es ist danach besonders wichtig, die Radschrauben wieder richtig festzuziehen.
• Felgenschaden: Bei einem Felgenschaden muss der Motor komplett entspeicht und in eine neue Felge wieder eingespeicht werden.
• Gewichtsverteilung: Manche Systeme sorgen für ungünstige Gewichtsverteilung mit Schwerpunkt am Hinterrad.
• Einschränkung bei Schaltungen: Der Einsatz von Nabenschaltungen ist ausgeschlossen. Einzige Alternative zur Kettenschaltung sind (teure) Schaltgetriebe wie das im Rahmen integrierte Pinion-System.
• Überhitzung: An steilen Anstiegen kann ein Nabenmotor an seine Grenzen kommen. Besonders ältere Systeme können die Wärme nicht optimal ableiten und haben mit Überhitzung zu kämpfen. Gegenüber eines Mittelmotors lässt die Leistung dann spürbar nach.
• Ausbau des Hinterrades: Bei einer Reifenpanne ist der Ausbau des Hinterrades problematisch und für die meisten Hobbyradler kaum zu bewerkstelligen.

Nabenmotor vs. Mittelmotor: Ein Vergleich

Der Mittelmotor dominiert den E-Bike-Markt. Das kann man in jedem Shop und auf Tour deutlich sehen. Mit dem wachsenden Markt für elektrisch unterstützte Gravelbikes und Rennräder sieht man wieder vermehrt E-Bikes mit Hinterrad-Nabenmotor. Auch ein gewisser Leichtbau-Trend trägt zum Popularitätsschub dieses Systems bei.

Der Antrieb sitzt im unteren Zentrum des Rahmens im Tretlager. Und diese Position bewirkt unmittelbar einen seiner Vorteile, denn das Gewicht sorgt für einen niedrigen Schwerpunkt - was der Fahrstabilität eines E-Bikes sehr zu Gute kommt. Dazu bei trägt die Position des ebenfalls schweren Akkus in oder am Unterrohr. Die Kraft des Motors wird im Tretlager eingespeist und über die Kette ans Hinterrad übertragen. Dadurch lassen sich alle Schaltungstypen verwenden, und auch der Service des Bikes (z. B. Radausbau) funktioniert im Prinzip wie bei einem Fahrrad ohne E-Antrieb.

Die hohe Akzeptanz des Mittelmotors sorgte für eine rasante Weiterentwicklung. So sieht man an der aktuellen Generation 4 des Performance CX Motor des Marktführers Bosch, was heute technisch möglich ist: Extrem kompakte Bauweise, hohes Leistungsniveau und dank des Magnesiumgehäuses gerade einmal 2,9 Kilo schwer. Aber auch die Mittelmotoren der stärksten Wettbewerber Shimano und Yamaha sind absolut empfehlenswert.

Der Mittelmotor oder auch Tretlagermotor sitzt im Bereich der Kurbel hinter dem Tretlager. Er bietet das größte Einsatzspektrum und hat bei den drei vorgestellten Antriebsarten die Nase vorn. Der Antrieb ist direkt im Rahmen verbaut, deshalb ist dieser Motor in den unteren Preislagen eher selten vertreten. Durch die Übertragung der Motorkraft über Kette und Ritzel auf das Laufrad geht beim Mittelmotor im Vergleich zum Nabenmotor Energie verloren und natürlich weisen Kette und Ritzel dadurch einen höheren Verschleiß auf. Das Motorgetriebe hält dafür aber die Drehzahl und damit auch den Wirkungsgrad hoch, was sich vor allem im Gelände bemerkbar macht.

Durch die Position hinter dem Tretlager überzeugt der Mittelmotor durch eine optimale Gewichtsverteilung. Durch den Sitz des Mittelmotors an der Kurbel ist die Kombination aus Tretlagermotor, Kettenschaltung und Rücktritt sehr schwierig zu realisieren und es gibt bis heute keine Lösung, die sich bewährt hat. In Verbindung mit einer Nabenschaltung, ist die Rücktrittfunktion aber mittlerweile zum verbreiteten Standard geworden. Der Mittelmotor eignet sich durch seinen tiefen Schwerpunkt und dem daraus resultierenden Fahrverhalten optimal fürs Gelände, spielt seine Vorteile aber auch in jedem anderen Terrain aus. Durch das Motorgetriebe und den Antrieb des Kettenblattes lässt sich die Motorkraft auch optimal bei Steigungen nutzen, was den Mittelmotor zu einem guten Antrieb für e-Mountainbikes und Trekking e-Bikes macht.

Die Vor- und Nachteile der Systeme im Überblick

Die folgende Tabelle fasst die wichtigsten Vor- und Nachteile von Nabenmotoren und Mittelmotoren zusammen:

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