Die Evolution eines Leichtbau-Laufrades

Das wachsende Kinderfahrrad

Es begann als Laufrad und wird nun schrittweise zu einem ausgewachsenen Mountainbike für den kleinen Jasper – dem mittlerweile 5-jährigen Sohn von Prof. Dr.-Ing. Mark Siebert, Experte für Faserverbundwerkstoffe am PFH Hansecampus Stade. Vor einigen Jahren nannte der damals Dreijährige schon ein Laufrad sein eigen, das von seinem Vater von Grund auf neu konstruiert wurde: Mit einen Rahmen aus Vollcarbon, der nur wenig mehr als 500g wiegt.

Teil 1: Schwer, unflexibel und uncool - Laufräder von der Stange sind keine Option

Prof. Dr.-Ing. Marc Siebert – Professor für Faserverbundtechnologie an der PFH Private Hochschule Göttingen und Referent für Leichtbau-Lehrgänge an der mtec-akademie – ist Ingenieur, Leichtbauprofi und radsportbegeistert. Somit ist das Projekt "Mountainbike für Jasper" aus verschiedenen Gründen eine Herzensangelegenheit.

Das Problem: Kinderräder sind zu schwer und zu unflexibel

Siebert ist leidenschaftlicher Biker und baut in seiner Firma SPIN individualisierte Leichtbaurahmen aus Vollcarbon für den Radsport. Von dieser Expertise profitiert auch der eigene Nachwuchs. Denn als der Sohnemann drei Jahre alt war und gerne ein Laufrad haben wollte, bot der Handel nur Exemplare an, die oft die Hälfte des Körpergewichtes eines Kindes aufwiesen. Ein weiteres Problem: Welche Rahmengröße darf es sein? Schließlich wächst ein handelsübliches Lauf-oder Kinderrad nicht mit. Dann wäre der Junge entweder schnell rausgewachsen oder hätte ein Modell bekommen müssen, dass zu Beginn viel zu groß gewesen wäre. Beides nicht ideal. „Von Coolness und Individualität ganz zu schweigen“, kommentiert Siebert.

Eigene Konstruktion und Materialreste aus der Fahrradproduktion verwertet

Also ging Professor Siebert selbst ans Werk: Er erdachte und konstruierte ein vollkommen neues Kinderrad, das in seiner ersten Evolutionsstufe noch ein Laufrad ist. Natürlich mit höchsten Ansprüchen: Leicht, dem Wachstum des Benutzers anpassbar und für den Coolness-Faktor einzigartig individualisiert sollte es sein. Den Rahmen konstruierte Siebert selbst und laminierte ihn eigenhändig. Das Ergebnis: ein Rahmengewicht von wenig mehr als 500 Gramm. Für zusätzlich benötigte Teile kontaktierte er befreundete Fahrradunternehmen, die Teile aus Carbon bereitstellen konnten, die für deren eigene Serienproduktion nicht mehr verwertbar waren. Die Kurbel von THM-Carbones, Lenker von Scholke Carbon und eine extrem leichte Sattel-/Stützeinheit auf Basis einer Version von AX-Lightness. Für Kenner der Radszene eine Konfiguration auf höchstem Niveau.

Die erste Evolutionsstufe: Das ergonomisch flexible Ultraleicht-Laufrad

Durch den sehr tief gestellten Sattel wird die einfache Nutzung als Laufrad ermöglicht. Gleichzeitig ist der Sattel so konstruiert, dass dieser so aus dem Sitzrohr gezogen werden kann, dass auch bei veränderter Körpergröße immer eine ideale Sitzhöhe und ergonomischer Abstand zum Lenker gewährleistet ist. Das geringe Gewicht vereinfacht die Handhabung und sorgt für schnelleren Vortrieb, schließlich muss deutlich weniger Masse beschleunigt werden und die Energie des Fahrers kann direkt in höhere Geschwindigkeit umgesetzt werden. Fazit: Der Konstrukteur hat seine eigenen Vorgaben erfüllt und sein Sohn ist ebenso begeistert: Denn die einzigartige Bauweise gibt es so kein weiteres Mal. Auch der Sattel wurde individuell handbestickt mit dem namensgebenden Symbol des Rades: Der Fuchs als Motiv für das SPIN Foxy. Ganz schön schlau.

Teil 2: Vom Lauf- zum Kinderfahrrad unter 6 kg

Mit jedem Schritt, den Jasper auf seinem ultraleichten Laufrad unternahm, wurde er immer sicherer und auch mutiger. So hatte Siebert vorausgesehen, dass der nächste Schritt vom Lauf- zum Fahrrad die logische Konsequenz sein würde: Er verbaute daher schon am Laufrad vorausschauend eine Kurbel aus Carbon, an die er bei Spaziergängen einfach die mitgeführten Pedalen anstecken und so jederzeit spontan erste Fahrübungen mit seinem Sohn machen konnte.

Rahmen, Kurbel und Sattel aus Carbon

Beim Wechsel von Lauf- auf Fahrrad muss natürlich die Sitzhöhe angepasst werden, damit der optimale Abstand für die Kinderbeine von Sattel zu Pedal den Fahrspaß ergonomisch unterstützt. Als hilfreich erwies sich dabei der verbaute Schnellspanner, mit dem der Carbonsattel unkompliziert in der Höhe verstellt werden konnte. Darüber hinaus musste jetzt auch für Vortrieb über die Pedalen gesorgt werden, was vorher die Beine direkt erledigten. Um das Kind in der Anfangsphase motorisch nicht zu überfordern hatte Siebert zunächst nur ein Ritzel an der Hinterradnabe montiert und eine kindgerechte Übersetzung gewählt. Die Spannung der Kette kann bei einem „festen Gang“ prinzipiell sehr einfach über ein Langloch im Ausfallende realisiert werden. Da langfristig jedoch eine (Ketten-)Schaltung als Option zur Verfügung stehen sollte, wurde auch für die „Single-Speed-Ausführung“ ein kompatibles Ausfallende mit separatem Kettenspanner für Kettenschaltungen gewählt.

Vom Laufrad ohne Bremsen zur nächsten Entwicklungsstufe

War beim Laufrad keine Bremsanlage nötig, da die Beine für Antrieb und Verzögerung sorgten, musste jetzt natürlich eine Bremsanlage her – zumal die Geschwindigkeit auf dem Rad mit zunehmender Fahrpraxis auch stetig anstieg. Im Hinblick auf die Art der Bremse hatte sich Siebert auch schon zu Beginn der Konstruktion Gedanken gemacht. Eine Bremse mit Rücktritt sollte aufgrund der vergleichsweisen schlechten Verzögerungsleistung nicht verbaut werden. Die Wahl fiel auf eine extrem leichtgängige und für kleine Kinderhände geeignete Felgenbremse. Zunächst verbaute Siebert auch nur die Hinterradbremse. So sollte Sohnemann erst einmal das richtige und vor allem sichere Bremsen üben. Auf eine Vorderradbremse verzichtete Siebert zu diesem Zeitpunkt noch, da die sichere Bedienung grundsätzlich mehr Erfahrung beim Bremsvorgang erfordert.

Zusammenfassung: Unikat – Das Kinderrad aus Vollcarbon mit recycelten Bauteilen

Dieses Kinderrad wurde zum Unikat mit besonderen Spezifikationen und hochwertigsten Komponenten. Sämtliche verbauten Teile waren Auschuss aus der Serienproduktion der einzelnen Hersteller, für die diese keine Verwendung mehr hatten. Der Clou: Siebert kürzte die eigentlich zu großen Bauteile auf die notwendigen (kleineren und kindgerechten) Maße. Im Bild rechts zeigt Siebert um welche Länge er die Gabel eines Erwachsenenrades gekürzt hat, um die 16"-Bereifung am Vorderrad verbauen zu können. Carbon-Recycling in sinnvollster Art und Weise.

Hier die Ausstattung und Übersicht der verbauten Teile:

  • Rahmen aus Carbon, individuell auf Maß gefertigt
  • Sattel aus Carbon, auf Kindermaße angepasst und im Nasslaminierverfahren handgefertigt
  • Sattelstütze aus Carbon, in Prepreg-Bauweise handgefertigt
  • Carbon Gabel, für 16“ Laufradgröße umgebaut von THM-Carbones
  • Carbon Kurbel, für Kinderbeine von 175mm auf 115mm gekürzt
  • Lenker aus Carbon von Schmolke Carbon mit Schadstoff freien Griffen mit Prallschutz

 


Autor: Leif Wegner