Fahrradzukunft

Ausgabe 0

Februar 2006

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Das Velomobil als Alltagsfahrzeug

von Jürgen Eick

Velomobile waren bei der 7. Deutschen Spezialradmesse am 27./28. Mai 2002 in Germersheim ein Messeschwerpunkt, dem erstmalig ein eigener Ausstellungsbereich gewidmet wurde. Interessierte Messebesucher hatten so die seltene Gelegenheit, zahlreiche unterschiedliche Velomobilkonzepte vor Ort miteinander vergleichen zu können.

Bild 1: Zwei Cab-Bikes und eine Leitra vor dem Start zur SPEZI 2002 nach Germersheim

Mit dem hier vorgelegten Beitrag versucht der Verfasser, Fragen zu beantworten, die ihm aus seiner langjährigen Praxis (seit 1989) als Velomobilfahrer in Alltag und Urlaub geläufig sind und auch in Germersheim immer wieder gestellt wurden. Man kann sie wie folgt zusammenfassen: Gibt es spezifische Eigenschaften des Velomobils, die ihm zwischen Auto einerseits und Fahrrad andererseits eine Bedarfslücke öffnen (könnten)?

Folgende Definition des Velomobils, von den Herstellern inzwischen weitgehend akzeptiert [Eick 2000], soll dabei die Überschriften für die einzelnen Kapitel des Beitrags liefern:

  1. Ein Velomobil ist ein mit Muskelkraft betriebenes Fahrzeug mit einer geschlossenen Verkleidung, die vor Wind, Kälte und Regen schützt.
  2. Es ist ein umweltfreundliches Verkehrsmittel für den Alltagsgebrauch.
  3. Im Vergleich zum herkömmlichen Fahrrad bietet das Velomobil höhere Sicherheit und hat geringeren Luftwiderstand.

1. Muskelkraft

Im steigenden Pro-Kopf-Verbrauch von Energie ist der am stärksten wachsende Bedarfssektor der Energieverbrauch für Transport von Personen und Gütern. Macht es da überhaupt noch Sinn, sich vor Augen zu führen, wie wenig Energie der Mensch zur Fortbewegung mit Muskelkraft benötigt und dass er von der Natur mit einem vergleichsweise guten Wirkungsgrad von etwa 25 % [Gressmann 1993] beschenkt wurde, der ihn die Energie seiner Nahrung in die Arbeit seiner Beinmuskulatur umwandeln lässt?

Weniger als 250 Gramm Schokoladenkekse reichen aus, um den Fahrer eines Velomobils auf ebener Fahrbahn 100 Kilometer weit kommen zu lassen. Und das mit einer fünfmal größeren Geschwindigkeit als ein Fußgänger. Diesen gewaltigen Mobilitätssprung hat die Erfindung des Fahrrads ermöglicht, dessen Weiterentwicklung zum Velomobil nicht wenigen Menschen die Möglichkeit eröffnen würde, sich in Alltag und Urlaub zusätzlichen Bewegungsspielraum ohne Rückgriff auf Fremdenergie zu verschaffen.

Wie dürftig sieht dagegen der Mobilitätssprung aus, den das Individualverkehrsmittel Automobil nach hundert Entwicklungsjahren aufzuweisen hat? Nimmt man seine Durchschnittsgeschwindigkeit mit 50 bis maximal 100 km/h an, so ist das zwar eine Steigerung um den Faktor 2,5 bis 5 gegenüber einem Velomobil, allerdings um den Preis eines vierzigmal höheren Energieverbrauchs, einer unübersehbaren Zahl von Toten und Verletzten sowie einer gewaltigen Infrastruktur, die eine Fortbewegung mit dem Auto überhaupt erst ermöglicht.

Energieverbrauch und Infrastruktur ließen sich allenfalls rechtfertigen, wenn das Auto im Wesentlichen für Fahrten benutzt würde, deren Länge den Aktionsradius eines pedalbetriebenen Fahrzeugs deutlich überschreitet oder wenn ein Auto im Normalfall mit wenigstens drei bis vier Personen besetzt wäre. Aber etwa 75 % aller PKW-Fahrten in Deutschland sind nicht länger als 15 km und 45 % sind sogar kürzer als 5 km. [Emnid 1991]. Außerdem liegt die Auslastung durchschnittlich bei weniger als 1,2 Personen (mit 1,2 Personen pro PKW bezifferte der OB der Stadt Dresden in einer Rede zur Auftaktveranstaltung des Leitprojekts intermobil Region Dresden am 15. Sept. 2000 die mittlere Auslastung im Jahr 1998 in der Region und bezeichnete sie als weiter rückläufig), für deren Transport zusätzliche 1.000 bis 1.400 Kilogramm eines Gemischs aus Eisen, Kunststoff und Aluminium angetrieben werden müssen. Dabei ist das Fahrzeuggewicht trotz Energiekrisen und angeblich zu teuren Treibstoffs seit Jahrzehnten ständig gestiegen, weil den Käufern immer neue Bequemlichkeitsbedürfnisse suggeriert werden und die Sicherheitsstrategie nach wie vor einseitig auf Sicherheit der Insassen ausgerichtet ist. Beides wird durch zusätzliches Gewicht erkauft.

Wieviel weniger Platz würden ruhender und fließender Verkehr in unseren Städten beanspruchen und wie viel weniger Schadstoffe in unseren Ballungsgebieten die Luft belasten, wenn jeder gesunde Mensch wenigstens bei Kurzfahrten das Auto stehen lassen und dafür seine Muskeln trainieren würde? Abgesehen davon, dass er dadurch seine Ausgaben für Treibstoff drastisch senken könnte, würden auch keine Zusatzausgaben mehr fürs Fitness-Studio anfallen.

Das Velomobil könnte hier gute Dienste leisten, denn es hat

als Alternative zum Auto gegenüber dem normalen Fahrrad ein paar wichtige Vorteile. Einer davon ist der hohe Fahrkomfort, der es dem Velomobilfahrer gestattet, sich ohne Beschwerden voll auf die Arbeit der Beinmuskeln zu konzentrieren, siehe hierzu auch: [Fuchs 2000]. Denn anstatt auf einem harten Sattel sitzt er in einem dem Körper angepassten Sitz mit guter Abstützung seines Rückens und anstatt einen Teil seines Gewichts über die Hände auf dem Lenker abstützen zu müssen, kann er diese locker die Lenkhebel seines Velomobils betätigen lassen. Auch die Nackenmuskulatur wird nicht unnötig beansprucht, weil die Kopfhaltung völlig ungezwungen ist. Deshalb können selbst ungeübte Fahrer mit einem Velomobil auf Anhieb beschwerdefrei lange Strecken zurücklegen.

2. Wetterschutz

Bekanntlich prägt sich eine Fahrt in strömendem Regen dem Radfahrer weit nachhaltiger ins Gedächtnis ein als eine Schönwetterfahrt. Für viele ist schon die Möglichkeit, dass es regnen könnte, Grund genug, erst gar nicht an die Benutzung des Rades für den Weg zur Arbeit oder zum Einkauf zu denken, sondern gleich das Auto zu nehmen. Ein Wetterschutz, der bequemes Fahren in normaler Kleidung ermöglicht, kann deshalb für manchen der entscheidende Anreiz sein, bei kurzen Fahrten auf das Auto zu verzichten. Wie ein solcher Wetterschutz aussehen könnte und welche Eigenschaften er haben sollte, damit der Fahrer Wind, Kälte, Regen und starker Sonnenstrahlung trotzen kann, wird in Bild 2 gezeigt [Rasmussen 2001] [Rasmussen 1994].

Bild 2: Beispiel für Hauptteil einer Velomobilverkleidung
Von: Leitra DK Aps

Der Bau einer möglichst leichten und doch stabilen Verkleidung war immer vorrangiges Ziel der Entwickler von Velomobilen und ist das entscheidende Kriterium für den Unterschied zwischen Velomobil und Fahrrad. Dabei gibt es zahlreiche Variationsmöglichkeiten, über die sich die Konstrukteure schon Gedanken gemacht haben und immer noch Gedanken machen. Eine dieser Varianten ist zum Beispiel die Cabriolet-Ausführung, die ein Fahren sowohl mit als auch ohne Kopfverkleidung gestatten würde. Das ist aber leichter gesagt als getan, weil jede zusätzliche Mechanik unweigerlich das Gewicht des Fahrzeugs vergrößert. Ein halbes Kilogramm Zusatzgewicht erhöht das Fahrzeuggewicht eines Velomobils von z. B. dreißig Kilogramm schon um 1,7 %, während das gleiche halbe Kilogramm beim PKW nur 0,04 % ausmachen würde. Dieses nur als Beispiel dafür, wie sehr ein Velomobilkonstrukteur mit Gewicht vergrößernden Zusatzeinrichtungen geizen muss.

3. Umweltfreundlichkeit

Es ist überflüssig, die Umweltfreundlichkeit von Velomobil und Auto zu vergleichen.

Der Vergleich zwischen Velomobil und Fahrrad sieht aber anders aus. Das Fahrrad als Verkehrsmittel dürfte unschlagbar umweltfreundlich sein. Es benötigt extrem wenig Platz, besteht weitgehend aus Werkstoffen, die problemlos verschrottet werden können und belastet die Umwelt nicht durch schädliche Abgase. In Tabelle 1 wurde versucht, den Vergleich ausführlicher zu beschreiben. Daraus ist ersichtlich, warum das Velomobil nicht ganz so umweltfreundlich wie das Fahrrad ist.

Tabelle 1: Vergleich Fahrrad – Velomobil hinsichtlich der Umweltfreundlichkeit
Kriterium für Umweltfreundlichkeit Fahrrad (Mehrspur-)Velomobil
Platzbedarf beim Fahren… ist sehr gering. ist vergleichbar mit einem Gespann aus Fahrrad- und Kinderanhänger.
Platzbedarf beim Parken … ist extrem gering, vor allem bei senkrechter Aufhängung. ist deutlich größer als für ein Fahrrad.
Rohstoffbedarf … ist gering ist etwa doppelt so groß wie beim Fahrrad wegen Mehrspurigkeit und Verkleidung.
Recyclierbarkeit … ist bis auf einige Kleinteile sehr gut. ist nicht so gut wie beim Fahrrad, weil Verbundwerkstoffe i. a. verbrannt werden müssen.
Reparierbarkeit … ist gut. ist gut, im Allgemeinen auch die der Verkleidung.
Geräuschbelästigung der Umwelt … entfällt. entfällt.
Geräuschbelästigung des Fahrers … durch Wind in den Ohren. durch Rumpeln der Verkleidung.
Luftverschmutzung … entfällt. entfällt.

4. Alltagsfahrzeug

Das Velomobil ist keine neue Erfindung. Bereits in den zwanziger Jahren des vergangenen Jahrhunderts wurden, vor allem in Frankreich, Leichtfahrzeuge mit Pedalantrieb entwickelt und benutzt. Doch hatten diese als Velocars bezeichneten verkleideten Drei- und Vierräder gegenüber dem aufkommenden Automobil keine Überlebenschance, sicher auch deshalb nicht, weil die Werkstoffe, mit denen ein Leichtbau möglich gewesen wäre, noch nicht verfügbar waren. Auch so elegante Fahrzeuge wie das mit den Armen geruderte »Landskiff« von Manfred Curry in Bild 3 waren chancenlos.

Bild 3: »Landskiff«, ein Velomobil mit Ruderantrieb von Manfred Curry aus dem Jahr 1926
Von: Römer, W.: Vom Pferd zum Auto, Verkehr in Berlin 1903–1932, Berlin 1984

Unter dem Eindruck der ersten Ölkrise nach dem Jom-Kippur-Krieg fingen 1973 einzelne Ingenieure in Europa wieder an, über die Nutzung der Muskelkraft als Antrieb für Alltagsfahrzeuge nachzudenken. In Deutschland begann zum Beispiel Professor Schöndorf an der Fachhochschule Köln mit der Weiterentwicklung des Fahrrads zum Velomobil [Schöndorf 1995]. In Dänemark war es Carl Georg Rasmussen, der seine Kenntnisse im Bau von Flugzeugen aus Kunststoff in den Bau von Velomobilen einbrachte und seine erste »Leitra« entwickelte [Rasmussen 1993] Gleichzeitig entstand in den USA die HPV-Bewegung (human powered vehicles), die sich jedoch nicht dem Bau von Alltagsfahrzeugen verschrieb, sondern in erster Linie an Rennfahrzeugen für Geschwindigkeitsrekorde interessiert war. Ein gutes Beispiel für Rennvelomobile ist die in Bild 4 gezeigte »Windcheetah« des Engländers Mike Borrows.

Bild 4: »Windcheetah« von Mike Borrows, 1996

Ein möglichst leichtes und »windschlüpfriges« Fahrzeug zu entwickeln muss selbstverständlich auch der Konstrukteur eines Alltagsvelomobils als Ziel im Auge haben. Aber er ist gezwungen, einige Zusatzbedingungen zu berücksichtigen, die für Rennvelomobile nicht unbedingt gelten. Diese bei Alltagsvelomobilen zu beachtenden Bedingungen und deren Einfluss auf Gewicht bzw. Aerodynamik sind in Tabelle 2zusammengefasst. Ein solches Velomobil muss seinem Fahrer ermöglichen, bei Sturm und Regen, in dichtem Stadtverkehr, bei schlechten Straßenverhältnissen und bei Nacht sicher fahren zu können. Es muss also ein auf Dauerbelastung ausgelegtes Fahrzeug sein, was sich nicht mit übertrieben geringem Strukturgewicht und extrem aerodynamischer Verkleidungsform vereinbaren lässt.

Tabelle 2: Anforderungen an ein Alltagsvelomobil, welche die Konstruktionsziele GERINGST MÖGLICHES GEWICHT (G) und BESTE AERODYNAMIK (A) einschränken
Augenhöhe des Fahrers mindestens 1,1 m über dem Boden, um durch Autofenster hindurch sehen zu können. A
Mindestbreite erforderlich wegen der Kippsicherheit. G+A
Fahrzeuglänge nicht zu groß, um Wendigkeit zu gewährleisten und Seitenwindanfälligkeit nicht zu groß werden zu lassen. A
Fahrzeug muss gefedert sein, da bei Hindernissen ein Aus-dem Sattel-Gehen wie beim Fahrrad nicht möglich ist. G
Struktur der tragenden Fahrzeugteile muss den Anforderungen eines rauen Alltagsbetriebs genügen. G
Dicke der Verkleidungsschale muss ausreichen, um bei Umkippen ein Rutschen über die Straße zu überstehen. G
Fahrer muss bequem einsteigen können ohne seine Kleidung zu beschmutzen. G+A
Fahrer muss genug Bewegungsspielraum haben. G+A
Gepäck muss unter der Verkleidung Platz finden. G+A
Das Velomobil sollte, wenn möglich, von Personen mit unterschiedlicher Beinlänge gefahren werden können. G

Ein wichtiger Bestandteil der Alltagstauglichkeit ist auch die Zuverlässigkeit. Diese wiederum hängt entscheidend ab von Qualität und Funktion der Komponenten Räder, Antrieb, Lenkung und Bremsen.

Bei den Rädern sind zwei wesentliche Unterschiede gegenüber dem Normalrad zu beachten. Erstens hat ein Alltagsvelomobil meist drei Spuren, siehe Bilder neuzeitlicher Velomobile in: [Sijbrandij 2002], was die Wahrscheinlichkeit, einen Reifen durch Glas, Dornen u. ä. platt zu fahren, deutlich erhöht. Zweitens haben Velomobilräder, unter anderem wegen der erforderlichen Seitensteifigkeit, in der Regel kleinere Durchmesser, wodurch der Reifenverschleiß bei gleicher Fahrstrecke größer als beim Normalrad ist.

Beim Antrieb verwenden einige Hersteller für das Velomobil entwickelte Spezialteile, während andere sich ganz oder überwiegend auf Teile beschränken, die auch im normalen Fahrradbau Verwendung finden. Kettenschaltungen führen mit ihren meist langen Kettenwerfern die Kette wegen der kleinen Raddurchmesser nah am Boden und lassen sie schnell verschmutzen. Bei Nabenschaltungen ist die Verschmutzungsgefahr etwas geringer, und die Kette lässt sich sogar komplett verkleiden. Vor allem kann man bei diesen Schaltungen, die inzwischen mit bis zu vierzehn Gängen lieferbar sind und hohe Wirkungsgrade haben [Rohloff 2002], alle Gänge im Stand einlegen und deshalb ohne außergewöhnlichen Krafteinsatz wieder anfahren, wenn man einmal vor einer roten Ampel das Zurückschalten vergessen hat.

Die Lenkung eines dreirädrigen Velomobils ist wesentlich komplizierter als die eines Fahrrads. Bei den meisten Modellen werden die beiden Vorderräder gelenkt und bei jedem Lenkeinschlag sollen sich die (gedachten) Achsverlängerungen in einem Punkt schneiden, damit die Lenkung leichtgängig ist und kein Reifen »radiert«. Das hierfür erforderliche Lenkgestänge hat mehrere Gelenke, die nicht ganz ohne Wartung auskommen.

Als Bremsen werden bei Velomobilen häufig Trommel- und Scheibenbremsen verwendet. Für Felgenbremsen fehlt zum Beispiel an gelenkten Vorderrädern eine Befestigungsmöglichkeit. Außerdem verschleißen bei Felgenbremsen wegen der kleinen Raddurchmesser die Felgen relativ schnell.

An den Komponenten Rad, Antrieb, Lenkung und Bremsen können folglich bei Velomobilen schon deshalb mehr Funktionsstörungen auftreten, weil mehr bewegte Teile vorhanden sind. Gute Wartung und Pflege sind daher Vorbedingung für zuverlässige Funktion, und man tritt keinem Velomobilhersteller zu nahe, wenn man einem Käufer, der »zwei linke Hände« sein eigen nennt, vom Kauf abrät, so lange noch kein dichtes Händlernetz Reparatur und Wartung in ähnlicher Qualität wie beim Normalrad garantiert.

Wenn man zu den Alltagstauglichkeitskriterien eines pedalbetriebenen Fahrzeugs auch die Mitnahmemöglichkeit in der Eisenbahn zählt, schneidet natürlich das Velomobil gegenüber dem Fahrrad nicht gut ab [Eick 1995] Darauf ist hinzuweisen, obwohl wahrscheinlich kaum jemand in Erwägung ziehen dürfte, täglich sein Velomobil in der Bahn mitzunehmen. Um aber eine gelegentliche Verladung ohne Schwierigkeiten bewerkstelligen zu können, muss das Velomobil griffsicher von zwei Personen transportiert werden können. Um einer Einzelperson die Verladung eines Velomobils zu ermöglichen, sollte es (ohne Werkzeug) in mindestens zwei einzeln tragbare Teile zerlegbar sein.

Eine typische Alltagssituation für Radfahrer ist die Suche nach einem sicheren Stand fürs Rad in der Innenstadt, wo Bäume fehlen und es statt festen Wänden nur Schaufensterscheiben gibt. Fast jeder hat schon erlebt, dass ihm sein Fahrrad umgekippt ist, insbesondere wenn er es beladen wollte. Mit einem Mehrspurvelomobil kann einem das nicht passieren. Ein Ständer ist nicht erforderlich. Allerdings sollte man das Fahrzeug bei starkem Wind nicht ungesichert stehen lassen, denn ein Velomobil, das einschließlich Fahrer etwa 110 kg wiegt, so dass ihm der Wind kaum etwas anhaben kann, kann ohne Fahrer leicht umgeworfen werden.

Immer wieder taucht die Frage nach der Zweckmäßigkeit eines Zusatzantriebs auf. Mancher, der zum Beispiel den täglichen Weg zur Arbeit gern mit einem Velomobil machen würde, sieht sich daran gehindert, wenn er dabei einen Höhenunterschied überwinden müsste, der ihn zu viel Zeit kosten und übermäßig schwitzen lassen würde. In einem solchen Fall ist ein Hilfsantrieb als Zubehör sinnvoll, zum Beispiel in Form eines Elektromotors mit 200 bis 250 W Antriebsleistung. Das Wiederaufladen des Akkus kann leicht in die tägliche Routine einbezogen werden, und eine Mitnahme des Ladegeräts ist nicht erforderlich. Es sollte aber darauf geachtet werden, dass sich sowohl Motor als auch Akku leicht entfernen lassen, bevor man eine Urlaubstour mit dem Velomobil antritt. Auf Urlaubsfahrten mit längeren Tagesetappen ist die Wahrscheinlichkeit zu groß, den leeren Akku und den Motor als Ballast mitschleppen zu müssen. Außerdem steht man im Urlaub normalerweise nicht unter Zeitdruck und kann Berge gemächlich im kleinen Gang bewältigen [Rasmussen 1999].

5. Sicherheit

Unter Sicherheit von Autos versteht man hauptsächlich die Sicherheit der Autoinsassen. Die Diskussion darüber, wie ein Auto gebaut sein sollte, damit Fußgänger beim Zusammenprall möglichst wenig verletzt werden, steckt im Automobilbau noch in den Anfängen. Bester Beweis hierfür war das Unvermögen des Gesetzgebers, die so genannten »Kuhfänger« an den Pseudogeländewagen erst gar nicht zuzulassen.

Nahezu alle zurzeit auf dem Markt erhältlichen Velomobile dürften hohen Ansprüchen genügen, was die Verletzungsgefahr für Fußgänger bei Kollisionen betrifft. Die Verkleidungen dieser Fahrzeuge sind nachgiebig und haben runde Formen ohne vorspringende Ecken und Kanten. Da kann selbst ein Fahrrad nicht mithalten.

Bedeutend sicherer als ein normales Fahrrad ist ein Velomobil auch für den Fahrer selbst [Rohmert et al. 1993] Wie einige beschriebene Velomobilunfälle gezeigt haben, scheinen hierfür mehrere Gründe maßgebend zu sein, die in Tabelle 3 unter der Überschrift »Passive Sicherheit« für Velomobil und Fahrrad einander gegenüber gestellt werden.

Tabelle 3: Vergleich Fahrrad – Velomobil hinsichtlich passiver Sicherheit (»Schutz bei Crash«)
Risiko bei … Fahrrad (Mehrspur-)Velomobil
Sturz auf die Fahrbahn, z. B. infolge Eisglätte. Fallhöhe groß. Schutz durch Helm empfehlenswert. Fallhöhe klein. Schutz durch Verkleidung ausreichend.
frontalem Aufprall auf ein Hindernis (kommt selten vor). Absturz vom Rad über Kopf wahrscheinlich. Beinmuskulatur kann keine Stoßenergie aufnehmen. Umkippen möglich. Durch Beinmuskulatur plus Verkleidung wird Stoßenergie großenteils aufgenommen.
seitlichem Aufprall auf ein Hindernis nach einem Ausweichmanöver (kommt häufiger vor). Absturz vom Rad zur Seite wahrscheinlich. Umkippen, wobei Verkleidung direkten Körperkontakt mit Boden verhindert.
Aufprall eines PKW von hinten auf Fahrrad oder Velomobil. Schutzloser Fall mit dem Rücken auf PKW wahrscheinlich. Schutz des Rückens durch Sitzschale und entsprechende Konstruktion des Fahrgestells möglich.
Aufprall eines PKW von der Seite auf Fahrrad oder Velomobil. Sturz vom Rad und möglicherweise schutzloser Aufprall auf PKW. Schutz der Hüfte durch entsprechende Konstruktion des Fahrgestells möglich.

In Bild 5 wird am Fahrgestell der »Leitra« gezeigt, dass es Velomobilhersteller gibt, die der passiven Sicherheit erhöhte Bedeutung beimessen und mit besonderen Maßnahmen eine deutliche Überlegenheit gegenüber dem Normalrad schaffen. Bei vielen Fahrradunfällen mit PKW wird der Radfahrer seitlich getroffen und ist dabei weder durch die Struktur des Fahrrads geschützt noch kann er durch Arme oder Beine den Aufprall mildern. Bei einem Velomobil kann die Hüfte des Fahrers jedoch durch einen Aufprallschutz abgeschirmt werden, der in der Höhe der Autostoßfänger angebracht ist. Wird ein Velomobil von hinten angefahren, ist der Fahrer durch seinen in die Struktur des Fahrgestells eingehängten Sitz geschützt.

Bild 5: Leitra-Fahrgestell als Beispiel für einen wirkungsvollen hinteren und seitlichen Aufprallschutz, 1989

In Tabelle 4 wird versucht, die »Aktive Sicherheit« von Fahrrad und Velomobil miteinander zu vergleichen. Als Ergänzung hierzu noch ein Hinweis darauf, wie man kenntlich machen kann, dass man ein Fahrzeug fährt, das nicht durch einen Motor, sondern durch Muskelkraft bewegt wird: Ein roter Wimpel wie an einem Kinderfahrrad ist ein gutes Erkennungszeichen, das nicht nur die Neugier anderer Verkehrsteilnehmer befriedigen, sondern möglicherweise auch die Ungeduld des einen oder anderen Autofahrers besänftigen kann.

Tabelle 4: Vergleich Fahrrad – Velomobil hinsichtlich AKTIVER SICHERHEIT (»Crash-Verhütung«)
Risikominderung durch … Fahrrad (Mehrspur-)Velomobil
Auffälligkeit des Erscheinungsbildes bei Tag. Für andere Verkehrsteilnehmer ein gewohntes Bild. Für andere Verkehrsteilnehmer (noch) ein ungewohntes Bild.
Auffälligkeit des Erscheinungsbildes bei Nacht. Durch Licht und Reflektoren. Durch Licht, Reflektoren und helle Verkleidung.
gute Übersicht über das Verkehrsgeschehen. Nach vorn durch hohe Position sehr gut, nach hinten selten durch Rückspiegel unterstützt. Nach vorn mit Autofahrer vergleichbar, nach hinten gut durch sicher angebrachten Rückspiegel.
zuverlässige Bremsen Bei zu heftiger Betätigung Sturzgefahr. Bei zu heftiger Betätigung Schleudergefahr.
»defensive« Fahrweise Wird leicht aufgegeben, weil enge Fahrzeugabstände zum Durchschlüpfen reizen. Kaum besonderer Anreiz, »defensive« Fahrweise aufzugeben.
Kommunikationsmöglichkeit mit anderen Verkehrsteilnehmern. Ist sehr gut. Bei vollkommen geschlossener Verkleidung nicht besser als bei PKW.

6. Luftwiderstand

Im Wesentlichen sind drei Phänomene dafür verantwortlich, dass Luftwiderstand dem Fahrer eines Velomobils bei weitem weniger Schwierigkeiten bereitet als dem Radfahrer. Sie sollen unter den Stichworten Vortrieb, »Windschnittigkeit« und Bodennähe getrennt behandelt werden.

Zunächst etwas zum Vortrieb: Radfahrer haben fast immer das Gefühl, gegen den Wind fahren zu müssen. Aus Bild 6 wird deutlich, warum ein Radfahrer, der im Stand den Wind seitlich von hinten kommend verspürt, diesen Wind umso stärker als Gegenwind empfindet, je höher seine Fahrgeschwindigkeit ist.

Bild 6: Warum ein Radfahrer, der im Stand den Wind seitlich vonhinten kommend verspürt, diesen Wind umso stärker als Gegenwind empfindet, je schneller er fährt

Wenn der Radfahrer statt auf seinem Rad in einem Velomobil sitzen würde, das von oben gesehen wie ein Abschnitt aus dem Flügel eines Windkraftwerks aussieht, hätte er es bedeutend leichter. Wie Bild 7 zeigt, greift am Flügelprofil eine Kraft an, die senkrecht zur Richtung der empfundenen Windgeschwindigkeit wirkt. Beim Tragflügel nennt man sie Auftriebskraft. Hier soll sie als Seitenkraft bezeichnet werden. Diese Seitenkraft kann man in zwei Komponenten zerlegen, von denen die Querkraft senkrecht zur Fahrtrichtung zeigt und durch die Reibkraft der Räder aufgehoben wird. Die andere Komponente zeigt in Fahrtrichtung und wird als Vortriebskraft wirksam. Diese den Seglern bestens bekannte Kraft wird auch vom Velomobilfahrer deutlich gespürt. Sie sorgt dafür, dass bei seitlich auftreffendem Gegenwind die vom Fahrer aufzubringende Leistung erheblich herabgesetzt wird [Fuchs 1993].

Bild 7: Die durch Seitenwind hervorgerufenen Kräfte am aerodynamisch günstig gestalteten Velomobil

Soviel zur Nutzung von Seitenwind durch ein aerodynamisch gut gestaltetes Velomobil. Doch auch bei Windstille oder senkrecht von vorn auftreffendem Gegenwind kann ein solches Velomobil wegen seiner »Windschnittigkeit« Pluspunkte sammeln. Das soll an den Bildern 8–10 gezeigt werden, wo die Fahrleistungen von Radfahrern auf unterschiedlichen Fahrrädern mit der Fahrleistung des Fahrers in einer »Leitra« bei Windstille und bei 20 km/h Gegenwind verglichen werden. Dabei wird aus den zu den Bildern angegebenen Voraussetzungen deutlich, warum bei niedrigen Geschwindigkeiten und Windstille die »Leitra« mehr Fahrleistung erfordert als das Rennrad. Es liegt am höheren Rollwiderstand und am wegen eines Zwischengetriebes etwas geringeren Wirkungsgrad von Kettengetriebe plus Schaltung. Erst bei höheren Geschwindigkeiten wiegt die »windschnittigere« Form des Velomobils diesen Nachteil auf. Bei Gegenwind von 20 km/h ist für die »Leitra« bereits ab 10 km/h Fahrgeschwindigkeit die erforderliche Fahrleistung geringer [Senkel 1993] [Staubach 1993] [Pivit 2000].

Bild 8–10: Vergleich der erforderlichen Fahrleistung in der Ebene bei Windstille und Gegenwind zwischen diversen Fahrrädern und dem Alltagsvelomobil »Leitra«

Bei Gegenwind wird aber noch ein weiterer Vorteil des Velomobils wirksam. Bild 11 zeigt, welcher Nutzen sich dann aus der bodennahen Lage der Querschnittsfläche eines solchen Fahrzeugs ziehen lässt: Die Geschwindigkeit des Windes sinkt in der bodennahen Grenzschicht bis auf den Wert Null am Boden ab. Diese Grenzschicht ist umso dünner, je glatter der Boden ist, über den der Wind weht. Im Bild sind unter der Voraussetzung, dass in 10 m Höhe eine Windgeschwindigkeit von 20 km/h herrscht, die Geschwindigkeitsabnahme über einer mit Gras bewachsenen Ebene und die Geschwindigkeitsabnahme über einer Eisfläche dargestellt [Claußen 1991]. Man erkennt leicht, dass bei Fahrt durch eine mit Gras bewachsene Ebene die »Leitra« mit ihrem etwa 60 cm großen Abstand zwischen Querschnittsflächenschwerpunkt und Erdboden nur knapp 11 km/h »spürt«, während der Radfahrer mit etwa 120 cm Bodenabstand es mit über 13 km/h zu tun hat.

Bild 11: Vorteil für das Velomobil bei Gegenwind wegen seiner größeren Bodennähe

7. Schluss

Velomobile sind in der Öffentlichkeit kaum bekannte Alltagsfahrzeuge. Es gibt sicher manchen, der nach einer menschengerechten Art der Fortbewegung sucht, ein solches Fahrzeug noch nie gesehen hat und deshalb auch nicht einschätzen kann, ob es für ihn selbst in Betracht kommen könnte. Mit der hier vorgelegten vergleichenden Betrachtung soll die langjährige Erfahrung des Verfassers und etlicher ihm bekannter Alltags-Velomobilisten zusammengefasst und als Entscheidungshilfe weiter gegeben werden.

Zum Autor

Jürgen Eick, Professor für Energietechnik an der FH Wiesbaden, jetzt im Ruhestand, führerschein»frei« von Geburt an, fährt Leitra seit 1989 und schätzt dieses Velomobil als sein Hauptverkehrsmittel in Alltag und Urlaub.

Literatur

Claußen 1991
M. Claußen: Der bodennahe – Wind (Teil 1)
Eick 1995
J. Eick: Leitra und Bundesbahn. In: 10 Jahre HPV – Eine Chronik und mehr, 1995. S. 103 ff
Eick 2000
J. Eick: Perspektiven des Velomobils. In: Pro Velo, Bd. 63, 2000. S. 12
Emnid 1991
Emnid. 1991. S. 85 ff. Zitiert nach: J. Kutscher: Perspektiven der Fahrradkultur in Stadt und Natur. In: Udo Hanke, Sonja Woermann (Hg.): Perspektive Fahrrad. Aachen: Meyer und Meyer, 1994. S. 17
Fuchs 1993
A. Fuchs: Towards the understanding of (dynamic) stability of the velomobiles: The forces, their distribution and associated torques. In: Proceedings of the »First European Seminar on Velomobile Design«, Lyngby, 1993. S. 81
Fuchs 2000
J. Fuchs: Das nächste – ein Velomobil. In: Pro Velo, Bd. 61, 2000. S. 4
Gressmann 1993
M. Gressmann: Fahrradphysik und Biomechanik. Kiel, 1993. S. 192
Pivit 2000
R. Pivit: siehe hierzu auch J. Fuchs: Das nächste Rad: ein Velomobil. In: Pro Velo, Bd. 61, 2000. S. 4
Rasmussen 1993
C. G. Rasmussen: Introduction – a brief historical retrospect. Proceedings of the »First European Seminar on Velomobile Design«, Lyngby, 1993. S. 5 ff
Rasmussen 1994
C. G. Rasmussen: Characteristics of a Practical Velomobile Fairing. In: Proceedings of the »Second European Seminar on Velomobiles«, Laupen, 1994. S. 129
Rasmussen 1999
C. G. Rasmussen: Wer benötigt Leistungsunterstützung? Vortrag auf dem 4. Europäischen Velomobilseminar in Interlaken unter dem Thema »Assisted Human Power Vehicles«, 1999
Rasmussen 2001
C. G. Rasmussen: Eine Winterreise mit dem Velomobil durch Europa. In: Nachrichten der HPV Deutschland und Future Bike Schweiz InfoBull, Bd. 102, 2001. S. 7
Rohloff 2002
Rohloff: Wirkungsgradmessungen von Fahrradantrieben – eine unendliche Geschichte?!. Eintrag vom 17.01.2002 auf rohloff.de
Rohmert et al. 1993
W. Rohmert, S. Gloger: Passive Security of HPV’s. In: Proceedings of the »First European Seminar on Velomobile Design«, Lyngby, 1993. S. 95 ff
Schöndorf 1995
P. Schöndorf: 20 Jahre Fahrradforschung an der FH Köln. Vortrag auf der 3. Internationalen Konferenz über Fahrradtechnik an der FH Köln. 1995
Senkel 1993
T. Senkel: Plädoyer für einen guten Reifen. In: Pro Velo, Bd. 32, 1993. S. 16
Sijbrandij 2002
Y. Sijbrandij: A Voyage into Velomobilia. In: Velovision, Bd. 5, 2002. S. 18 ff
Staubach 1993
M. Staubach: Wie gut ist das Liegerad wirklich? In: Pro Velo, Bd. 34, 1993. S. 29

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