Damit Ihr Fahrrad auch in der Dämmerung oder in stockfinsterer Nacht sichtbar ist, benötigen Sie vorne eine weiße und hinten eine rote Leuchte, wie die Straßenverkehrs-Zulassungs-Ordnung (StVZO) vorschreibt. Allerdings leuchten diese Lampen nicht von selbst: Sie benötigen eine Stromquelle, welche sie mit der nötigen Energie versorgt.
Ein straßentaugliches Fahrrad muss einen Dynamo oder eine andere Stromquelle aufweisen, mit dem die Leuchten des Fahrrades betrieben werden. Wenn Sie lieber am Fahrrad ein Batterielicht beziehungsweise einen Akku anstelle von einem Dynamo anschließen wollen, dürfen Sie dies gerne machen. Der Bundesrat stimmte am 5. Juli 2013 einer entsprechenden Gesetzesänderung zu. Mittlerweile sind jedoch Akkus und Batterien erhältlich, welche helle LED-Lampen über viele Stunden hinweg mit Strom versorgen können.
Doch was ist ein Dynamo überhaupt? Wie funktioniert ein Dynamo genau und welche unterschiedlichen Bauweisen gibt es?Der Fahrrad-Dynamo wandelt die die Bewegung des Rades in Strom um, mit dem die Beleuchtung betrieben wird.
Grundlagen und Funktionsweise
Ein Fahrraddynamo ist ein kleiner elektrischer Generator. Er wird oft auch einfach Dynamo genannt, doch korrekterweise ist es eigentlich eine Fahrradlichtmaschine. Bei einem Dynamo wird mechanische Energie in elektrische Energie umgewandelt.
Die Möglichkeit, eine Spannung zu erzeugen, indem ein Dauermagnet und eine Drahtspule zueinander bewegt werden, entdeckte der britische Wissenschaftler Michael Faraday im Jahre 1831.
Wenn ein Fahrrad fährt, wird je nach Bauart eine Achse im Dynamo in eine Drehbewegung versetzt. An dieser Achse ist ein Magnet mit mehreren Nord- und Südpolen angebracht, der sich innerhalb eines Käfigs aus Metallstreifen dreht. Zu einem bestimmten Zeitpunkt liegen alle Nordpole des Magneten an den Metallstreifen des einen Käfigteils an, die Südpole an den Streifen des anderen Käfigteils.
Wenn das Fahrrad fährt und sich die Achse von einem Dynamo dreht, sind die Metallstreifen der beiden Käfigteile also abwechselnd den Nordpolen und den Südpolen des Magneten ausgesetzt und werden von diesen so beeinflusst, dass sie stets einen anderen Pol haben als die benachbarte Stelle des Magneten. Die Metallstreifen beider Käfigteile sind an gegenüberliegenden Enden eines Eisenkerns befestigt.
Um den Eisenkern in einem Dynamo ist eine Spule aus Draht gewickelt. Wenn sich das Magnetfeld des Kerns ständig ändert, werden die Elektronen im Draht so in Bewegung versetzt, dass an den Enden der Spule eine Wechselspannung entsteht.
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.
Verschiedene Dynamo-Typen
Zwar funktionieren alle Dynamos nach dem gleichen Prinzip, doch es gibt verschiedene Typen. Fachleute unterscheiden beim Fahrraddynamo danach, wo er angebracht ist und wie er angetrieben wird.
Seitenläuferdynamo
Die klassische Version der Fahrradlichtmaschine ist der Seitenläuferdynamo. Er ist an der Halterung des Rades angebracht und kann bei Bedarf an die Außenwand des Reifens gedrückt werden. Wenn das Laufrad sich dreht, versetzt es ein kleines Rad am Dynamo in Bewegung, das wiederum den Magneten im Inneren in Drehung versetzt.
Seitenläuferdynamos sind leicht, günstig und einfach nachzurüsten, müssen allerdings genau justiert werden, um ihre maximale Wirkung zu entfalten.
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.
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.
Nabendynamo
In der Regel hat ein neues Fahrrad heutzutage einen Nabendynamo, welcher die Spannung dadurch erzeugt, dass er direkt in der Nabe des Vorderrades sitzt und beim Fahren in eine Drehbewegung versetzt wird. Allerdings drehen sich bei dieser Konstruktion die Metallkäfige um den still stehenden Magneten herum.
Ein Nabendynamo hat zwar einen hohen Wirkungsgrad und funktioniert unabhängig von der jeweiligen Witterung gleich gut. Allerdings ist es aufwändiger, ihn auszutauschen, falls er nicht mehr funktionieren sollte.
Der Nabendynamo ist ein Fahrraddynamo und gehört bei neuen Fahrrädern meist zur Standardausrüstung. Er befindet sich im vorderen Laufrad und ersetzt dort die Nabe des Vorderrades. Nabendynamos gelten als zuverlässig.
Ein Nabendynamo funktioniert wie ein Wechselstromgenerator. Durch die Drehbewegung des Fahrrads wandelt sich die mechanische Leistung in elektrischen Strom um. Innerhalb der Nabe sorgt ein elektrisches Magnetfeld dafür, dass Strom erzeugt wird. Anders als bei einem Seitenläuferdynamo oder einer mit Akku betriebenen LED-Beleuchtung lässt sich ein Nabendynamo nicht abschalten. Stattdessen läuft er mit dem Laufrad mit. Dadurch entsteht ein Leerlaufverlust, also ein Wirkungsgrad von null Prozent.
Um das Licht einzuschalten, musst du lediglich einen Schalter am Vorder- oder Rücklicht betätigen. Die Funktionalität von Nabendynamos ist im Alltag sehr hoch, weil sie unabhängig vom Wetter und äußeren Umständen laufen. Im Vergleich zu Seitenläuferdynamos verfügen sie über einen sehr hohen Wirkungsgrad. Allerdings ist für den Wechsel eines Nabendynamos ein Besuch in einer Werkstatt für Fahrräder nötig, denn er kann bei einem Defekt nur mit passendem Werkzeug getauscht werden.
Der Anschluss des Nabendynamos erfolgt mit einem Doppelkabel, das vom Dynamo bis zur Frontlampe geführt wird. Das Rücklicht wird direkt am Scheinwerfer angeschlossen. Achte hier besonders darauf, die Pole passend miteinander zu verbinden. Prinzipiell ist jedes Fahrradlicht mit dem Nabendynamo kompatibel.
Nabendynamos sind am Fahrrad in der Nabe des Vorderrades zu finden. Der Begriff ist etwas irreführend, weil der Dynamo nicht an einer gewöhnlichen Nabe integriert oder befestigt wird.
Felgendynamo
Der Felgendynamo funktioniert im Prinzip genauso wie der Seitenläuferdynamo. Allerdings sitzt das Rad des Dynamos nicht an der Außenwand des Reifens auf, sondern an der Felgenseite.
Speichendynamo
Speichendynamos sind an der Gabel des Rades befestigt und werden nicht vom Reifen oder der Felge, sondern von den Speichen in Bewegung versetzt.
Rollen- oder Walzendynamo
Der Rollen- oder Walzendynamo schließlich sitzt nicht an der Seite des Rades, sondern oben auf der Lauffläche auf. Er ist zwar einfacher zu justieren als Seitenläuferdynamos. Allerdings kann es sein, dass sich bei schmutzigeren Strecken Dreck an der Walze ansammelt, welcher regelmäßig entfernt werden muss. Außerdem eignet er sich nicht für Reifen, welche ein stark ausgeprägtes Profil haben.
Vor- und Nachteile der Dynamo-Typen
Hier ist eine Übersicht über die Vor- und Nachteile der verschiedenen Dynamo-Typen:
| Dynamo-Typ | Vorteile | Nachteile |
|---|---|---|
| Seitenläuferdynamo | Leicht, günstig, einfach nachzurüsten | Genauigkeit der Justierung erforderlich, Anfälligkeit bei Nässe, Abnutzung des Reifenprofils |
| Nabendynamo | Hoher Wirkungsgrad, wetterunabhängig, zuverlässig | Aufwendiger Austausch, Leerlaufverluste |
| Felgendynamo | - | - |
| Speichendynamo | - | Geringer Wirkungsgrad, reparaturanfällig |
| Rollen-/Walzendynamo | Einfacher zu justieren als Seitenläuferdynamos | Schmutzanfällig, nicht für Reifen mit starkem Profil geeignet |
Gesparte Rückleitung beim Fahrrad
An vielen Fahrrädern ist zu erkennen, dass vom Dynamo nur jeweils eine Leitung zur Lampe verlegt ist. Die meisten Fahrradrahmen bestehen aus Metall, sind also gute Leiter. Der Dynamo ist mit einer Schraube am Fahrradrahmen befestigt. Gleiches gilt für die Lampen. Der Rahmen, sofern er aus einem leitenden Material besteht, kann eine Leitung des Stromkreises ersetzen. Der Stromkreis wird hier über den Rahmen geschlossen.
Wartung und Reparatur
An sich bedarf ein Seitenläuferdynamo wenig Wartung. Bei häufiger Verwendung kann im Laufe der Zeit das Reibrad abnutzen und somit durchrutschen.
Auch ein Nabendynamo ist nicht unkaputtbar. Korrosion durch eintretendes Wasser oder auch Kondenswasser können den Nabendynamo beschädigen. Manchmal kommt es auch zu Lagerschäden durch zu viel Spiel zwischen Nabe und Spule.
Fazit
Die Wahl des richtigen Dynamos hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter Budget, Fahrradtyp und persönliche Vorlieben. Während der Seitenläuferdynamo eine kostengünstige Option darstellt, bieten Nabendynamos eine höhere Leistung und Zuverlässigkeit, insbesondere bei widrigen Wetterbedingungen.
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