Ein Waschmaschinenmotor für ein Fahrrad
Unter den ungewöhnlichen Verwendungsmöglichkeiten für einen Waschmaschinenmotor ist die Umwandlung in einen Fahrradmotor wohl die ungewöhnlichste. Ein Fahrradmotor aus einer Waschmaschine klingt zwar extravagant, sieht aber absolut fantastisch aus. Lesen Sie diesen Artikel, um herauszufinden, ob und wie dieses „technische Artefakt“ gebaut werden kann. Seien Sie jedoch gewarnt: Dieses Projekt ist technisch anspruchsvoll und ziemlich teuer. Wenn Sie sich Ihrer Fähigkeiten nicht sicher sind, sollten Sie es lieber nicht versuchen.
Antriebsmechanismus
Bevor Sie mit dem Umbau eines normalen Fahrrads zu einem Elektrofahrrad beginnen, sollten Sie das technische Potenzial Ihres Fahrrads von außen beurteilen. Das Fahrrad muss einen ausreichend stabilen Rahmen haben, da dieser mindestens das Gewicht des Fahrers und das Gewicht der darauf montierten Ausrüstung tragen muss. Wenn alles in Ordnung ist, können Sie mit dem Umbau des Fahrrads beginnen und einen Waschmaschinenmotor, einen Antriebsmechanismus, ein Steuerungssystem und Stromquellen daran installieren.
Beginnen wir mit der Konstruktion und dem Einbau der Antriebskomponenten. Wichtig ist, dass wir für den Bau eines selbstgebauten Elektrofahrrads aus einem alten Waschmaschinenmotor eine voll ausgestattete Metallwerkstatt benötigen. Oder zumindest eine Drehbank, eine Bohrmaschine, ein Schweißgerät und einen umfangreichen Vorrat an Material und Werkzeug sowie einen ausreichend großen Raum zum Experimentieren.
Der Antriebsmechanismus besteht aus folgenden Elementen:
- modifizierte Fahrradnabe;
- große Riemenscheibe;
- Antriebsriemen einer Waschmaschine;
- Riemenscheibe für kleine Motoren
- Motorwelle.
Die größte Schwierigkeit dürfte die Herstellung der großen Riemenscheibe sein. Ein passendes Standardteil zu finden, ist praktisch unmöglich, daher müssen wir sie selbst anfertigen.
- Aus einem Stahlblech (2 mm) einen perfekten Kreis ausschneiden.
Der empfohlene Riemenscheibendurchmesser beträgt 22 cm. Kann die Drehbank jedoch einen Kreis mit größerem Durchmesser drehen, sollte dieser größer sein, da dies die Zuverlässigkeit des Antriebsmechanismus erhöht.
- Wir bohren kleine Löcher in die Nabe des Hinterrads, zwischen die Speichen. An gleicher Stelle bohren wir Löcher in den Stahlring.
- Wir bohren große Löcher entlang der Kanten des Stahlkreises, um das Gewicht des Bauteils zu reduzieren. Wie bereits erwähnt, wiegt die gesamte Ausrüstung inklusive Fahrer einiges, und wir müssen die Belastung des Fahrradrahmens so weit wie möglich verringern, um mindestens ein paar Kilogramm einzusparen.
- Nun folgt der entscheidende Schritt: Schweißen Sie einen 20 x 4 mm großen Stahlstreifen an den Rand der Scheibe. Dies geschieht durch schrittweises Biegen des Metallstreifens entlang der Kante. Dies ist keine leichte Aufgabe, denn die Schweißnaht muss absolut glatt sein.
- Anschließend wird das Teil in die Drehmaschine eingespannt und erneut bearbeitet, um alle Unebenheiten und Rauheiten zu beseitigen.
- Unser Teil ist also in eine voll funktionsfähige Riemenscheibe umgewandelt worden. Jetzt muss nur noch der Hauptteil des Antriebsmechanismus lackiert und am Hinterrad des Fahrrads befestigt werden.
Wichtig! Die Dicke der großen Riemenscheibe verhindert nach der Montage die Drehung des Fahrradrads, da sie mit dem Rahmen kollidiert. Je nach Fahrradkonstruktion muss der Rahmen entweder gebogen oder anderweitig modifiziert werden.
Rahmenmodifikation
Wir haben die große Riemenscheibe angefertigt und die übrigen Antriebskomponenten angepasst. Diese müssen übrigens nicht verändert werden. Die kleine Riemenscheibe ist bereits an der Welle des Waschmaschinenmotors befestigt, und auch der Antriebsriemen ist montiert, sodass wir nun guten Gewissens mit der Modifizierung des Fahrradrahmens fortfahren können. Bei der Modifizierung des Rahmens für ein neues Elektrofahrrad muss berücksichtigt werden, dass der Motor so starr wie möglich positioniert werden muss. Dazu gehen wir wie folgt vor.
- Wenn das Fahrrad über einen serienmäßigen Gepäckträger verfügt, schweißen wir zusätzliche Querrohre daran, um die Konstruktion zu verstärken.
- Falls kein Kofferraum vorhanden ist, müssen Sie eine Motorhalterung aus Rohren schweißen, ähnlich wie in der folgenden Abbildung dargestellt.
- Die neuen Rahmenteile müssen geschliffen, lackiert und getrocknet werden.
Wichtig! Beim Schweißen des Motorrahmens ist die Montagehöhe des Motors zu beachten. Der Abstand zwischen der kleinen Motorriemenscheibe und der großen Riemenscheibe am Fahrradrad muss für eine optimale Riemenspannung gewährleistet sein.
Wir setzen die Montage des E-Bikes fort. Wir montieren den Motor am Rahmen, befestigen das Hinterrad mit der Riemenscheibe und prüfen dessen Drehung. Wir spannen den Antriebsriemen und drehen ihn kurz von Hand, um ein Durchrutschen zu verhindern. Wenn alles in Ordnung ist, schließen wir den Waschmaschinenmotor an und richten dessen separate Stromversorgung ein.
Motorstromversorgungsorganisation
Darüber, Wie man einen Waschmaschinenmotor anschließtWir haben schon unzählige Male geschrieben und diskutiert, um das Problem zu lösen. Deshalb werden wir uns nicht weiter damit befassen und stattdessen die autonome Stromversorgung für unseren Bürstenmotor organisieren. Ansonsten wird unser selbstgebautes Elektrofahrrad weiterhin mit Muskelkraft angetrieben.
Zunächst klären wir, ob ein Waschmaschinenmotor mit Bürsten mit Gleichstrom betrieben werden kann. Schließlich liefern die Batterien, die den Motor des E-Bikes mit Strom versorgen, Gleichstrom, während die Waschmaschine und ihre Komponenten mit Wechselstrom (einer typischen 220-V-Haushaltssteckdose) arbeiten. Es stellt sich heraus, dass dies kein Problem darstellt; im Gegenteil, ein Waschmaschinenmotor läuft mit Gleichstrom sogar deutlich besser als mit Wechselstrom, was natürlich ein Vorteil ist.
Wählen wir nun die passenden Batterien aus. Das kann sich als schwierig erweisen, da wir mehrere recht große Batterien benötigen, die aufgrund ihrer Größe und ihres Gewichts nur schwer am Fahrrad zu montieren sind. Die optimale Lösung sind acht kompakte 12-Volt-Motorradbatterien, die zusammen eine Spannung von 96 V erzeugen. Aber es gibt ein Problem: Auch diese Batterien nehmen viel Platz ein und wiegen ziemlich viel, daher ist unklar, wie man sie am E-Bike-Rahmen befestigen soll.
Nach langem Überlegen und einer Reihe erfolgloser Versuche mit Batteriekästen wurde beschlossen, die Batterien gleichmäßig im Rahmen zu verteilen und sie wie einen Weihnachtsbaum mit Spielzeug über das gesamte Elektrofahrrad zu hängen.
Diese technische Lösung schuf zusätzliche Probleme.
- Wie Sie auf dem Bild oben sehen können, musste zunächst der Fahrradrahmen erneut verstärkt werden, um der zusätzlichen Belastung standzuhalten. Dies führte leider dazu, dass das Gewicht des „eisernen Pferdes“ noch einmal zunahm, aber da lässt sich nichts machen.
- Zweitens mussten 8 separate Batteriehalterungen an den Rahmen geschweißt werden, um eine sichere Befestigung zu gewährleisten.
- Drittens musste ich buchstäblich den gesamten Rahmen mit Drähten aufhängen, um die Batterien untereinander und mit dem Motor zu verbinden.
- Und viertens musste ich die Ästhetik noch einmal verbessern, indem ich den Fahrradrahmen fast komplett neu lackierte.
Steuereinheit
Es gibt noch einige technische Herausforderungen, die wir bisher nicht berücksichtigt haben – wie die Motordrehzahl geregelt werden kann, wie verhindert werden kann, dass der Strom beim Anfahren und Beschleunigen des E-Bikes seine Grenzen erreicht, und schließlich, wie der Ladezustand des Akkus während der Fahrt überwacht werden kann. Eine Steuereinheit für das E-Bike, die wir noch zusammenbauen müssen, wird zur Lösung dieser Probleme beitragen. Wir benötigen:
- 32,5 kHz Abwärtswandler.
- Variabler Widerstand.
- Mikrocontroller ATtiny26.
- Messwiderstand.
- Mikrochip IR2127S.
- Drei Leistungstransistoren vom Typ IRFB33N15D.
- Drei Dioden vom Typ 10CTQ150.
- Handy-Ladegerät.
- DC-DC-Wandler P6AU-1215ELF.
- Rote und grüne LEDs.
- Maschine 6A.
- Kunststoffgehäuse mit geeigneten Abmessungen.
- Metallkühler von einem Computer-Motherboard.
Wir beschreiben den Montageprozess des Steuermoduls nicht, da alle notwendigen Informationen im obigen Diagramm enthalten sind. Sie müssen das Diagramm lediglich lesen, verstehen und auf mehreren Leiterplatten nachbilden. Das Ergebnis sollte in etwa so aussehen.
Die Platine muss in einem kompakten, wasserdichten Kunststoffgehäuse untergebracht werden, an dessen Unterseite ein Kühlkörper angeschraubt ist.
Da wir kein passendes Gehäuse für das Modul finden konnten, mussten wir mit dem Vorhandenen vorliebnehmen. Um das Steuermodul zu aktivieren, muss das Automatikgetriebe des Fahrzeugs eingeschaltet und der Gasgriff betätigt werden. Dieser ist ein variabler Widerstand am Lenker des E-Bikes. Anschließend beschleunigt der Motor allmählich, und eine grüne LED am Modul leuchtet auf.
Sind die Batterien vollständig entladen oder ihre Kapazität unzureichend, leuchtet die rote LED auf, woraufhin der Stromkreis nach einigen Sekunden abgeschaltet wird. Sie müssen zu Fuß reisen, bis Sie die Batterien wieder aufladen können.
Tests und ihre Ergebnisse
Es war an der Zeit, die „höllische Maschine“ zu testen, die uns so viel Zeit, Mühe und Geld gekostet hatte. Wir gingen bei den Tests mit der gleichen Akribie vor, die wir beim Bau eines selbstgebauten Elektrofahrrads an den Tag gelegt hätten, und führten sie in drei Phasen durch:
- Fahren auf einer normalen, relativ ebenen Straße (halb Asphalt, halb Schotterstraße) mit einer Geschwindigkeit von 18 km/h.
- Fahrt auf glattem Asphalt mit leichten Steigungen und Gefällen bei einer Geschwindigkeit von 25 km/h.
- Mit Höchstgeschwindigkeit auf glattem Asphalt ohne Steigungen und Gefälle fahren.
Im ersten Test konnte ich daher mit einer Beschleunigung auf 18 km/h und anschließendem Halten dieser Geschwindigkeit 27 km mit einer einzigen Akkuladung auf unbefestigten Straßen und holprigem Asphalt zurücklegen. Meine Beinkraft war dabei kaum erforderlich. Die Strecke verlief ohne Steigungen oder Gefälle.
Auf glattem Asphalt mit leichten Gefällen und Anstiegen fuhr ich mit einem E-Bike bei einer Geschwindigkeit von 25 km/h und stellte einen Rekord auf – 19 km mit einer einzigen Akkuladung.Die Tests der Höchstgeschwindigkeit ergaben schließlich, dass unser selbstgebautes Elektrofahrrad auf 30-35 km/h beschleunigen kann. Dies gilt natürlich für glatten Asphalt, ohne Gefälle oder Steigungen.
Bitte beachten Sie: Das Gewicht des Fahrers, der das Fahrrad getestet hat, betrug 96 kg.
Es ist erwähnenswert, dass wir durch Treten in die Pedale relativ leicht eine Höchstgeschwindigkeit von 45–50 km/h erreichen können und mit etwas Anstrengung sogar 60 km/h. Allerdings entladen sich die Batterien nach etwa 10–15 km solcher Sprints deutlich schneller.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der Selbstbau eines E-Bikes aus einem Waschmaschinenmotor mindestens mehrere Monate, eine Werkstatt, viel Mühe und Geduld sowie einiges an Geld erfordert. Wir selbst haben für dieses Projekt übrigens rund 700 Dollar ausgegeben, ohne das Fahrrad oder Teile einer alten Waschmaschine kaufen zu müssen. Wenn Sie sich entschlossen haben, Ihr eigenes E-Bike zu bauen, nur zu – wir wünschen Ihnen viel Erfolg!
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12 Leserkommentare
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Wofür wurden die 700 Dollar dann ausgegeben?
Wäre es angesichts des Gewichts nicht einfacher, einen kompakten Benzingenerator einzubauen, die gesamte Motorleistung auszuschöpfen und die Rechenleistung einer Waschmaschine zu nutzen?
Es ist beispielsweise einfacher, einen Kettensägenmotor zu installieren als einen Generator.
Für 700 Dollar kann man ein motorisiertes Rad mit allem Zubehör kaufen, das ist sogar noch günstiger.
Die große Riemenscheibe sollte hingegen am Motor angebracht werden, die kleine am Rad.
Wenn Sie das tun, läuft der Motor unter Last.
Wie schrecklich! Für so viel Geld kann man sich leichter einen fertigen Nabenmotor kaufen, und acht Batterien sind ganz schön teuer.
Tatsächlich tut man solche Dinge aus Leidenschaft. Der Autor hat das Fahrrad ruiniert, weil er kreativ sein wollte. Meiner Meinung nach sind Lithium-Ionen-Akkus aber besser. Man kann sie wie AA-Batterien in ein Röhrchen einsetzen und die Spannung auf 170 Volt erhöhen. Dadurch erhöht sich auch die Wattstundenzahl. Die Riemenscheibe des Hinterrads sollte vergrößert oder mit einem Winkelschleifer bearbeitet werden. Das Fahrrad hat ein Getriebe und den gleichen Motortyp. Es kann auch mit Gleichstrom betrieben werden. Verwenden Sie einfach einen PWM-Regler anstelle eines Spannungsstabilisators. Dadurch werden Stromverluste durch die Erwärmung der Schlüsselelemente vermieden. Insgesamt denke ich, dass der Autor mit dem Vorhandenen ausgekommen ist. Übrigens könnte man den Antrieb auf das Vorderrad verlegen, um das Hinterrad nicht zu beschädigen. Und eine Freilaufkupplung sollte in der Nähe der Radnabe installiert werden, um mechanische Verluste zu vermeiden.
Es ist einfacher: 12-Volt-Batterie – 220-Volt-Wechselrichter – Motor – zusätzliche Stromkreise – fertig.
Warum nicht Lithiumbatterien verwenden?
Es ist sogar noch einfacher, das Fahrrad nicht mit all dem Kram zu beladen und einfach die Beinmuskulatur zu benutzen. Dann ist die zurückgelegte Strecke nur noch durch die Menge an Alkohol begrenzt, die man zu sich nimmt, um die Energie aufrechtzuerhalten und die Belastung durch hohe Geschwindigkeiten abzubauen.
Und ein Anhänger mit Kühlschrank für Snacks.