Velomobil
| Velomobil ⓘ | |
|---|---|
 Dreirädriges Velomobil | |
| Klassifizierung | Fahrzeug |
| Anwendung | :Transport |
| Kraftstoffquelle | Menschliche Kraft, Elektrizität |
| Räder | 3-4 |
| Bestandteile | Räder, Sitz, Lenker, Verkleidung, Kette, Kettenschaltung |
| Erfinder | Charles Mochet [fr] |
| Erfunden | 1930s |
| Beispiele | Velocar, Fantom, Leitra, Waw, People Powered Vehicle, Alleweder [de], QuattroVelo, Sinclair C5, Frikar |
Ein Velomobil (/ˈvɛloʊmoʊˌbil/), Velomobiel, Velo oder Fahrradauto ist ein von Menschen angetriebenes Fahrzeug (HPV), das aus aerodynamischen Gründen und/oder zum Schutz vor Witterungseinflüssen und Kollisionen geschlossen ist. Velomobile ähneln Liegerädern, Pedal-Gokarts und Dreirädern, haben jedoch eine Vollverkleidung (aerodynamische oder wetterschützende Hülle) und sind nicht zu verwechseln mit speziell für Rennen oder Geschwindigkeitsrekorde gebauten Fahrzeugen mit Vollverkleidung und zwei Rädern, die im Allgemeinen als Stromlinienfahrzeuge bezeichnet werden. Stromlinienfahrzeuge haben viele Geschwindigkeits- und Streckenrekorde aufgestellt. ⓘ
Obwohl sie an sich schnell sind, gelten Velomobile als eher straßentaugliche Fahrzeuge. Die Verwendung von drei oder mehr Rädern kann für den Alltagsgebrauch Vorteile haben, wie z. B. die Möglichkeit, ohne fremde Hilfe anzuhalten und anzufahren, eine bessere Stabilität, die Handhabung bei Seitenwind usw. Es wird jedoch argumentiert, dass die mehrspurigen Maschinen (drei oder mehr Räder) aufgrund des Luftwiderstands der zusätzlichen Räder und der Oberflächenkontaktpunkte aerodynamische Nachteile haben. In der Praxis sind Velomobile jedoch in Bezug auf die Leistung ihren zweirädrigen Verwandten sehr ähnlich. ⓘ
Es gibt nur wenige Hersteller von Velomobilen; einige sind Eigenbauten. Bei einigen Modellen ist der Kopf des Fahrers frei, was den Vorteil hat, dass der Fahrer ungehindert sehen und hören kann und eine gewisse Kühlung erhält, aber auch den Nachteil, dass er den Witterungseinflüssen stärker ausgesetzt und weniger aerodynamisch ist. Vollständig geschlossene Maschinen können Probleme mit Hitze oder Feuchtigkeit sowie potenzielle Lärmprobleme aufweisen. ⓘ
Der typische Antriebsstrang eines Velomobils ist dem eines Fahrrads oder Liegerads nicht unähnlich. Er besteht aus einem vorderen Tretlager mit einem oder mehreren Kettenblättern und einem Schaltwerk. Je nach Konfiguration des Velomobils kann es eine beliebige Anzahl von Umlenkrollen und Kettenschutzrohren entlang des Antriebsstrangs geben, um die Kette zu führen und zu schützen. Eines der charakteristischen Merkmale der meisten Velomobile ist, dass die Kette und die Komponenten des Antriebsstrangs vor Witterungseinflüssen und der Straße geschützt sind. ⓘ
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Ein Velomobil (Kofferwort aus frz. „vélo“ bzw. schweizerdt. „Velo“ – Fahrrad und -mobil in Anlehnung an „Automobil“). Das 'Velomobil' ist also ein muskelkraftbetriebenes Fahrzeug, das mit einer geschlossenen Verkleidung (Stromlinienverkleidung) ausgestattet ist, die den Fahrer vor Fahrtwind und Regen schützt. Velomobile werden oft aus Liegedreirädern entwickelt und haben daher in der Regel drei Räder. ⓘ
Vom Zweck und von der Bauform her sind Velomobile meist deutlich sportlicher ausgelegt als zum Beispiel Rikschas; außerdem sind sie leicht. Unterstützung durch Motoren ist oft möglich. ⓘ
Geschichte
Vor dem Zweiten Weltkrieg baute Charles Mochet [fr] für seinen Sohn ein kleines vierrädriges "Fahrrad"-Auto. Mochet baute viele Modelle von kleinen Fahrzeugen, die er "Velocar" nannte. Einige Modelle hatten zwei Sitze, die meisten waren pedalbetrieben, aber im Laufe der Jahre wurden viele mit kleinen Motoren ausgestattet. Mochet Velocars haben eine dünne Holz-/Sperrholzkarosserie auf einem Stahlrahmen. ⓘ
Einige andere frühe Velomobile verwenden eine Stoffkarosserie oder "Haut", die so genäht wurde, dass sie locker auf eng beieinander liegende Drähte oder Rohre passt, und dann mit einer Flüssigkeit gestrichen oder "dotiert" wurde, die trocknet und den Stoff schrumpfen lässt, so dass er fest auf den Draht-/Rohrstützen sitzt. Diese Methode wurde häufig bei frühen Flugzeugen eingesetzt und hat den Vorteil, dass sie leicht ist und relativ einfache Materialien verwendet werden können. Sie wird manchmal auch als "Vogelkäfig"-Konstruktion bezeichnet, weil die Stützen den eng beieinander liegenden Drähten ähneln, die beim Bau von Vogelkäfigen verwendet werden, und weil die Umrisse der Draht-/Rohrstützen durchscheinen, sobald das Gewebe straff ist. Einige Nachteile dieses Ansatzes sind die Baukosten aufgrund der vielen miteinander verbundenen Stützen und die Tatsache, dass die Form aus vielen flachen Platten besteht, was die Glätte der Haut und damit die Aerodynamik einschränkt. ⓘ
In den 1970er Jahren wurde das People Powered Vehicle hergestellt. Es handelte sich um ein zweisitziges, "geselliges" Tandem mit einem Hilfsrahmen aus Stahl und einer geformten Kunststoffkarosserie. Es war gut konstruiert und wog etwas mehr als 50 kg (110 lb); eine kürzlich restaurierte Version wiegt 59 kg oder 130 lb. Allerdings hatte es Mängel in der Ausführung, die es als praktisches, alltägliches Fahrzeug zum Scheitern verurteilten. Positive Eigenschaften wie leicht verstellbare und bequeme Sitze, unabhängige Pedale für Fahrer und Beifahrer, ein ausreichender Laderaum und ein relativ guter Wetterschutz konnten die negativen Eigenschaften wie ein kompliziertes, schweres und schlecht angeordnetes Dreigang-Getriebe, unwirksame Bremsen und Pedale, die auf Gleitlagern auf Stahlwellen gleiten, nicht ausgleichen, was die Nutzung als Alltagsfahrzeug erschwerte. ⓘ
In Schweden wurde ein zweisitziger Entwurf mit dem Namen Fantom als Bauplan verkauft und erfreute sich großer Beliebtheit; es wurden über 100.000 Exemplare des Bauplans verkauft, aber nur wenige wurden tatsächlich fertig gestellt. Der Niedergang dieser frühen "Fahrrad"-Autos kam, als sich die Wirtschaft verbesserte und die Menschen sich für das Auto entschieden. ⓘ
Moderne/zeitgenössische Velomobile
Es wurden weiterhin Velomobile in Einzelanfertigung gebaut, aber eine Zeit lang waren keine im Handel erhältlich. In den 1970er Jahren entdeckte Carl-Georg Rasmussen das Fantomen wieder; er gestaltete es neu und begann 1983 mit dem Verkauf einer Serienversion namens Leitra. Leitra-Velomobile werden seither kontinuierlich produziert (Stand: 2017), wobei die aktuellen Modelle aus den Originalen weiterentwickelt/verbessert wurden. ⓘ
Es gibt viele Möglichkeiten, ein Velomobil zu bauen. Eine moderne Bauweise ist die "Body-on-Frame"-Bauweise, bei der ein Velomobil aus einem nicht belüfteten Fahrrad und einer Karosserie besteht. Es kann ein Standardfahrrad verwendet werden, aber oft wird auch ein Spezialfahrrad mit speziellen Beschlägen für die Montage der Karosserie verwendet; die Verwendung spezieller Beschläge verbessert in der Regel die Passform und Haltbarkeit und kann auch das Gewicht reduzieren. Die Karosserie auf dem Rahmen ermöglicht eine flexible Konfiguration: Die Karosserie kann eine beliebige Konstruktion haben, da sie nicht selbsttragend sein muss, und es können verschiedene Karosserien mit verschiedenen Rahmen verwendet werden. Außerdem kann die Karosserie entfernt werden, so dass das Fahrrad allein verwendet werden kann. Das Gesamtgewicht der Karosserie auf dem Rahmen ist jedoch oft höher als das der Alternativen, da die Karosserie zwar eine gewisse Eigenfestigkeit besitzt, diese aber nicht zur Gewichtsreduzierung des Rahmens genutzt wird. ⓘ
Ein weiteres modernes Design ist das Alleweder [de], bei dem die Verkleidung und die Struktur aus einem Stück Aluminiumblech geformt und vernietet werden. Dieser Ansatz wird manchmal auch als Monocoque- oder "Einheits"-Bauweise bezeichnet; er wurde vor 1920 in Flugzeugen verwendet und ist seit den 1970er Jahren auch im Automobilbau weit verbreitet. Die Arbeitskosten für den Bau eines Alleweder sind aufgrund der vielen Nieten und Nietlöcher erheblich. Auch die Auswahl an aerodynamischen Formen ist durch die Formbarkeit des Aluminiumblechs begrenzt. Dennoch ist Aluminium relativ preiswert, und seit 2017 sind Alleweder oft billiger als andere Konstruktionen; sie können auch als Bausätze gekauft werden, um die Kosten zu senken. Aluminium lässt sich auch relativ leicht reparieren, und da Aluminium homogen ist, kann es leichter recycelt werden als viele Verbundwerkstoffe. ⓘ
Ein weiteres gängiges modernes Design ist eine Monocoque-Schale, die oft aus faserverstärktem Kunststoff (FVK) und Unterrahmen aus geschweißten Aluminiumrohren besteht. GFK kann für eine breite Palette von Formen verwendet werden und kann so die Aerodynamik gegenüber Ansätzen wie dem "Birdcage" und dem Aluminiumblech-Monocoque verbessern. FRP kann auch Fasern mit einem hohen Festigkeits-Gewichts-Verhältnis verwenden, wodurch bei Velomobilen im Vergleich zu anderen Konstruktionen mehrere Kilogramm eingespart werden können. Es kann eine breite Palette von Fasern verwendet werden, aber diejenigen, die das Gewicht reduzieren und gleichzeitig die Festigkeit und Zähigkeit beibehalten, erhöhen oft den Preis erheblich - z. B. ein Aufpreis von 1000 Euro für 3 kg weniger. Darüber hinaus ist es oft schwierig, die GFK-Materialien zu trennen und zu recyceln. Doch trotz der Kosten und anderer Probleme haben die aerodynamischen und gewichtsbezogenen Vorteile dazu geführt, dass (Stand 2017) GFK-Monocoques eine gängige Methode zum Bau von Velomobilen sind. ⓘ
Ab 2017 sind die meisten Velomobile Dreiräder mit zwei Vorderrädern. Ein Dreirad hat gegenüber einem Fahrrad den Vorteil, dass es beim Anhalten nicht umkippt. Außerdem erzeugt ein Seitenwind, der auf eine Verkleidung trifft, eine große Kraft; verkleidete Dreiräder werden weniger leicht umgeworfen als verkleidete Fahrräder. Obwohl drei Räder praktische Vorteile haben, haben sie auch einen größeren Luftwiderstand als zwei Räder, weshalb Landgeschwindigkeitsrekorde oft mit Fahrrädern erzielt werden. Obwohl vier Räder schon beim Velocar verwendet wurden, sind sie heute nicht mehr üblich. Seit 2017 gibt es zumindest ein Serienmodell mit vier Rädern, das QuattroVelo. Vier Räder beeinträchtigen die Aerodynamik und das Gewicht im Vergleich zu drei Rädern; bei einer gegebenen Breite sind vier Räder jedoch wesentlich stabiler als drei Räder. Außerdem können vier Räder so platziert werden, dass sich die Gepäckkapazität im Vergleich zu dreirädrigen Modellen deutlich erhöht. ⓘ
Bei den meisten Velomobilen wird/werden das/die Hinterrad/räder angetrieben. Dieser Ansatz ist einfach und es können oft viele Standard-Fahrradteile verwendet werden. Velomobile mit zwei Hinterrädern können nur ein Rad oder beide antreiben. Der Antrieb eines einzelnen Rades ist die einfachste und leichteste Lösung. Der Antrieb beider Räder kann die Traktion verbessern, erhöht aber auch die Komplexität, die Kosten und das Gewicht. Eine Vollachse kann verwendet werden, erhöht aber die Reibung in Kurven und kann das Fahrzeug verlangsamen. Eine Alternative ist ein Differential, wie es in den meisten Autos verwendet wird. Eine zweite Alternative ist die Verwendung eines Ratschenpaars, bei dem das langsamere Rad angetrieben wird und das schnellere Rad ausrollt. Beim Hinterradantrieb werden häufig Umlenkrollen verwendet, um die Kette zu führen; beim Vorderradantrieb kann auf Umlenkrollen verzichtet werden, so dass weniger Reibung und auch weniger Gewicht entsteht. Er kann auch die Gepäckkapazität erhöhen. Der Frontantrieb mit zwei Vorderrädern verwendet jedoch einige nicht standardisierte Komponenten und wird seit 2017 nur noch selten eingesetzt. ⓘ
Wie bei anderen Fahrrädern kann auch ein Velomobil gefedert sein. Eine Federung verbessert in der Regel den Fahrerkomfort und kann auch die Geschwindigkeit erhöhen - es kostet Energie, das Velomobil und den Fahrer "aufprallen" zu lassen, so dass eine Federung die durch das Aufprallen verlorene Energie verringern kann. Eine Federung erhöht jedoch die Kosten, das Gewicht und den Wartungsaufwand. Gängige Velomobilkonstruktionen sind ungefedert, nur vorne gefedert und vorne+hinten gefedert. ⓘ
Seit 2017 gibt es mehrere kommerzielle Hersteller von Velomobilen. Gleichzeitig gibt es immer noch viele Einzelanfertigungen. Einzelne Konstruktionen (sowohl Einzelstücke als auch Serienfahrzeuge) legen den Schwerpunkt auf bestimmte Merkmale. Einige legen beispielsweise Wert auf Aerodynamik und geringes Gewicht, um die Durchschnittsgeschwindigkeit zu erhöhen, auch wenn die Kosten, die Bequemlichkeit des Ein- und Ausstiegs, der Komfort und andere Eigenschaften eines "praktischen Fahrzeugs" reduziert werden. In Analogie dazu stellen viele Automobilhersteller Hochleistungsfahrzeuge mit begrenztem Sitz- und Laderaumangebot und schlechteren Emissions- und Kraftstoffverbrauchswerten her. Im Gegensatz dazu wird bei anderen Velomobilen auf Leistungsmerkmale verzichtet, um die Kosten, den Ein- und Ausstieg, den Komfort, die Ladekapazität und so weiter zu verbessern. In Analogie dazu bieten viele Automobilhersteller Frachttransporter an. Ab 2017 bieten einzelne Hersteller manchmal Modelle an, die eine Reihe von Merkmalen abdecken - so gibt es beispielsweise Milan-Modelle, die im Rennsport eingesetzt werden, aber auch ein Milan-"Cargo"-Modell mit genügend Gepäckvolumen, um einen (nicht fahrenden) menschlichen Passagier und andere sperrige Gegenstände zu transportieren. ⓘ
Ein moderneres Design, das hier erwähnt werden sollte, ist das Velomobil, das für das 21. Jahrhundert neu erfunden wurde (z. B. das E-Bike von Frikar). Das traditionelle Design von Velomobilen wird mit neuester Technologie kombiniert, um das vierrädrige Fahrzeug der Zukunft zu schaffen. Der Markt wächst und wir werden in naher Zukunft mehr und mehr futuristische E-Bikes/Velomobile sehen. ⓘ
Alle aktuellen (2017) Velomobile werden in geringen Stückzahlen produziert, wobei die "großen" Hersteller ein oder wenige Velomobile pro Woche herstellen. Bei Velomobilen werden einige Standard-Fahrradteile verwendet, aber auch viele velomobilspezifische Teile, die daher in geringen Stückzahlen hergestellt werden. Die Verwendung von "mehr Teilen" (z. B. 3 statt 2 Rädern) und "mehr Kleinserien"-Teilen macht Velomobile teurer. Der einzige Versuch eines serienmäßig hergestellten Velomobils, der Mitte der 1980er Jahre stattfand, schlug fehl. Es handelte sich um das Sinclair C5. Das C5 war ein Delta-Dreirad (ein Vorderrad, zwei Hinterräder) mit elektrischer Unterstützung, das in Massenproduktion hergestellt und zu einem niedrigen Preis verkauft werden sollte. Das C5 war schlecht konstruiert; es war schwer, hatte nur einen Gang und keine Einstellmöglichkeit für den Abstand zwischen den Pedalen und dem Sitz, der wichtig ist, um eine bequeme Tretposition zu erreichen. ⓘ
Ein Konzept und eine Potenzialabschätzung für kostengünstige Velomobile für tägliche Kurzstrecken sowie Strategien zur Erreichung einer kritischen Losgröße für die Massenproduktion waren Gegenstand eines Forschungsprojekts namens RegInnoMobil. ⓘ
Rennsport
Velomobile werden seit 1985 auch in der australischen HPV Super Series eingesetzt, und in jüngerer Zeit auch bei anderen Veranstaltungen in Australien wie dem RACV Energy Breakthrough, der Fraser Coast Technology Challenge und der Victorian HPV Series. ⓘ
Der Milan wurde von Christian von Ascheberg verwendet, dem aktuellen Rekordhalter in der Kategorie 24 Stunden (1219 km) und 1000 km (19h27m). ⓘ
2018 stellte Dave Lewis beim 24-Stunden-Rennen von Sebring mit einem DF-Velomobil von Intercitybike.nl einen neuen Rennrekord auf. Velomobile nahmen auch am Ultra-Langstreckenrennen Trans Am Bike teil und belegten die Plätze 1 (mit einem neuen Rekord) und 4. Platz 1 belegte Marcel Graber und Platz 4 Dave Lewis. ⓘ
Vergleich mit anderen Fahrradtypen
Aerodynamische Verkleidung
Die Velomobil-Verkleidung erhöht das Gewicht im Vergleich zu normalen aufrechten Fahrrädern oder Liegerädern ohne Verkleidung. In einem bestimmten Terrain erfordert das zusätzliche Gewicht eine niedrigere Gangschaltung und macht das Velomobil beim Bergauffahren langsamer als sein ungefedertes Gegenstück. ⓘ
Einige Velomobilverkleidungen dienen hauptsächlich dem Wetterschutz. Ist die Verkleidung eines Velomobils jedoch stark stromlinienförmig, kann die Geschwindigkeit in der Ebene und am Berg aufgrund der verbesserten Aerodynamik wesentlich höher sein als bei einem Fahrrad ohne Verkleidung, und zwar oft genug, um die durch das Gewicht bedingte langsamere Steigung auszugleichen. ⓘ
Eine aerodynamische Verkleidung muss gut geformt sein, aber auch die Minimierung der Frontfläche des Velomobils ist wichtig, um den Luftwiderstand zu verringern: Eine Verkleidung mit halber Frontfläche kann den Luftwiderstand fast halbieren. Bei aerodynamischen Velomobilen wird eine entspannte oder liegende Fahrposition eingenommen, bei der der Kopf des Fahrers viel tiefer liegt als bei normalen Fahrrädern. Das Velomobil wiederum lässt sich viel leichter hinter einem Auto oder hinter Sträuchern am Straßenrand, Zäunen usw. "verstecken". ⓘ
Die Verkleidung eines Velomobils macht es manchmal anfälliger für Seitenwinde als ein vergleichbares Fahrrad ohne Verkleidung. Die Auswirkung von Seitenwind ist kompliziert, weil die Windkraft als Lenkkraft wirken kann, als ob der Fahrer versucht hätte, das Fahrrad zu lenken. Die "Windsteuerung" kann ein Sicherheitsproblem darstellen und auch die Leistung beeinträchtigen, da eine kurvenreiche Strecke länger und damit langsamer ist als eine gerade Linie. Daher kann eine Konstruktion mit schlechterer Aerodynamik insgesamt besser sein. So ist es beispielsweise bei Zeitfahrrädern üblich, ein Vollscheiben-Hinterrad zu verwenden, um die beste Aerodynamik zu erzielen, und ein Speichen-Vorderrad, das zwar eine schlechtere Aerodynamik als ein Scheibenrad hat, aber das Fahrrad bei Seitenwind weniger leicht lenkt. Bei Velomobilverkleidungen gibt es ähnliche Überlegungen, die zu Kompromissen beim Verkleidungsdesign führen. Ein längeres "Heck" an der Verkleidung erhöht beispielsweise das gesamte Seitenwindprofil und die gesamten Seitenkräfte, kann aber die prozentuale Kraft, die auf die gelenkten Räder wirkt, verringern und so die Stabilität bei Seitenwind verbessern. Eine größere Verkleidung wirkt sich auch negativ auf das Gewicht und den Luftwiderstand aus, aber wie bei Zeitfahrrädern ist eine schlechtere Aerodynamik, aber ein besseres Handling manchmal ein guter Kompromiss. ⓘ
Wetterschutz
Bei Velomobilen mit Verkleidungen, die hauptsächlich dem Wetterschutz dienen, kann eine aufrechtere Sitzposition eingenommen werden. Dadurch kann man besser sehen und gesehen werden. Um die Kippstabilität zu erhalten (sowohl bei Kurvenfahrten als auch bei Seitenwind), muss die Radspur jedoch breiter sein als bei einem vergleichbaren Velomobil mit niedriger Sitzposition. Das wiederum kann dazu führen, dass das Velomobil ein ganzes Stück breiter ist als ein herkömmliches Fahrrad. ⓘ
Der "Wetterschutz" umfasst Kälte und Nässe, aber auch Sonnenschutz. Da der Fahrer Arbeit verrichtet, ist es in der Regel wünschenswert, zumindest eine gewisse Kühlung zu haben. Viele Velomobile verfügen über Belüftungsöffnungen und -kanäle, die eine Kühlung ermöglichen und gleichzeitig das Wasser abhalten; bei kaltem Wetter können die Kanäle/Belüftungsöffnungen geschlossen oder abgedeckt werden, damit sich der Fahrer auch ohne eine zweite Wärmequelle wohl fühlt. Bei warmem und heißem Wetter bietet die Verkleidung zwar Sonnenschutz, versperrt dem Fahrer aber den Zugang zur Kühlluft, so dass es bei gleicher Anstrengung viel wärmer sein kann. In manchen Situationen wird die Leistung des Fahrers (bei jeder Art von Fahrrad) durch die Körpertemperatur begrenzt, und die schlechtere Kühlung eines Velomobils kann die Leistung des Fahrers stärker einschränken als bei einem Fahrrad ohne Verkleidung. Mit einer aerodynamischen Verkleidung kann der Fahrer eines Velomobils aufgrund des geringeren Luftwiderstands bei reduzierter Leistung immer noch schneller sein als bei einem Fahrrad ohne Verkleidung. ⓘ
Die Verkleidung eines Velomobils schützt den Antriebsstrang und den Fahrer vor Witterungseinflüssen. Der Wartungsaufwand für den Antriebsstrang ist oft geringer als bei anderen Fahrrädern, insbesondere bei Fahrrädern ohne Verkleidung, bei denen das Vorderrad Staub, Schlamm und Schmutzwasser aufwirbelt, die direkt auf der Kette landen und den Verschleiß des Antriebsstrangs erhöhen - einschließlich Kette und Ritzel, aber manchmal auch Umwerfer. Durch die Verkleidung eines Velomobils werden sowohl die Menge als auch die Art des auf den Antriebsstrang auftreffenden Schmutzes begrenzt. Einige Fahrräder verwenden einen Zahnriemenantrieb, der weniger durch Schmutz beeinträchtigt wird, leiser ist als eine Kette und leichter sein kann. Riemen sind jedoch nur in bestimmten Größen erhältlich. Viele Liegeräder, einschließlich der meisten Velomobile, haben einen langen Antriebsstrang, für den es keine geeigneten Zahnriemen gibt. ⓘ
Velomobil-Karosserien sind in der Regel so leicht, dass der Massenschwerpunkt ähnlich wie bei einem ungelüfteten Liegerad ist. Dies führt zu einer ähnlichen Kurvenstabilität wie bei vergleichbaren unbefeuerten Fahrrädern. Eine möglichst geringe Breite des Velomobils trägt jedoch auch zu einer geringeren Stirnfläche und damit zu einem geringeren Luftwiderstand bei, so dass ein zusätzlicher Anreiz besteht, das Velomobil schmal zu gestalten. Die schmalsten Velomobile sind nur geringfügig breiter als die Schultern des Fahrers, so dass sich die Breite der eines aufrechten Fahrrads annähert. Ein aufrechtes Fahrrad hat jedoch immer noch eine wesentlich geringere "nützliche" Breite, da der Fahrbahnkontakt in der Mitte liegt und die Hände/Ellbogen/etc. des Fahrers ohne Probleme über den Rand der Fahrbahn oder des Weges hinausragen können. Im Gegensatz dazu ist die Radspur eines Velomobils fast so breit wie das Fahrzeug selbst, so dass sie nicht über den Rand hinausragen kann. ⓘ
Die gelenkten Räder eines Velomobils stoßen gegen die Verkleidung, wenn sie scharf genug gelenkt werden. Eine Verbreiterung der Verkleidung kann Platz schaffen, um die Räder schärfer zu lenken, hat aber Nachteile für die Aerodynamik und die Breite. Obwohl eine scharfe Lenkung bei der Geschwindigkeit nicht erforderlich ist, haben viele aerodynamische Velomobile einen viel schlechteren Wendekreis als ein entsprechendes Fahrrad ohne Verkleidung. Im Gegensatz dazu kann ein Fahrrad ohne Verkleidung nicht durch die Verkleidung beeinträchtigt werden, so dass selbst bei gleicher Rad- und Fahrerkonfiguration ein viel engerer Kreis gefahren werden kann. Eine Lenkung nur des/der Hinterrads/Räder würde eine Beeinträchtigung der Verkleidung vermeiden, aber es ist schwierig, ein stabiles Fahrzeug zu bauen, das nur über eine Hinterradlenkung verfügt. Das Velayo verwendet eine Dreiradkonfiguration und lenkt nur das Hinterrad; es wird jedoch nur in kleinen Stückzahlen hergestellt. Die experimentellen Velomobile Fortuna und Quattro von Kingsbury lenkten alle Räder; dieser Ansatz vermeidet einige der Stabilitätsprobleme der Hinterradlenkung und reduziert gleichzeitig den Lenkwinkel der Vorderräder. Dieser Ansatz hat sich jedoch (Stand 2017) bei Velomobilen nicht durchgesetzt. ⓘ
Radkonfigurationen
Im Jahr 2017 verwenden die meisten Velomobile ein liegendes Dreirad in Tadpole-Konfiguration - hauptsächlich, um das Gewicht der Komponenten zu reduzieren und die Aerodynamik der Räder zu verbessern. Einige verwenden jedoch eine Konfiguration mit vier Rädern oder Vierrädern. Das zusätzliche Rad verbessert die Kurvenstabilität erheblich und kann auch die Gepäckkapazität erhöhen. Im Jahr 2017 gibt es noch nicht viele vierrädrige Velomobile mit hoch aerodynamischen Verkleidungen, aber es gibt einige, und einige Fahrer berichten, dass die Geschwindigkeiten denen von dreirädrigen Velomobilen mit hoch aerodynamischen Verkleidungen nahekommen. ⓘ
Zweirad-"Stromlinien"-Konfigurationen können einen viel geringeren Luftwiderstand aufweisen: Räder sind schwer aerodynamisch zu gestalten; jedes Rad, das in die Verkleidung ein- und ausfährt, erhöht den Luftwiderstand; und Velomobile mit zwei Vorderrädern sind notwendigerweise breiter oder länger als der Fahrer, während zweirädrige Stromlinienfahrzeuge kaum breiter als der Fahrer sein können. Eine gängige Bezeichnung für den Luftwiderstand ist "CdA"; bei einem Vergleich von Rennrädern gab es mehrere zweirädrige Stromlinienfahrzeuge mit weniger als der Hälfte des CdA-Widerstands des besten dreirädrigen Fahrzeugs. Der Luftwiderstand ist vor allem bei Hochgeschwindigkeitsrennen von Bedeutung; 2016 lag der Weltrekord für einen 200-Meter-Sprint auf nahezu ebenem Boden bei 145 km/h für einen zweirädrigen Stromlinienwagen und bei 120 km/h für ein Fahrzeug mit mehr als zwei Rädern, was bedeutet, dass das zweirädrige Fahrzeug etwa 20 % schneller war. Die aerodynamische Leistung ist in etwa kubisch zur Geschwindigkeit, so dass der Unterschied bei niedrigeren Geschwindigkeiten viel geringer ausfällt. Gleichzeitig müssen zweirädrige Stromlinienfahrzeuge im Stillstand und bei sehr geringer Geschwindigkeit aufrecht gehalten werden und sind bei Seitenwind anfälliger für Überschläge. Diese Faktoren schränken den Einsatz von Stromlinienfahrzeugen trotz ihres aerodynamischen Vorteils ein. ⓘ
Velomobile für den Frachtverkehr haben oft schwere Rahmen, um die Last zu tragen, plus das Gewicht der Fracht selbst. Das Gewicht der Verkleidung wiederum kann relativ unbedeutend sein. Außerdem haben sperrige Lasten oft eine schlechte Aerodynamik, so dass die aerodynamische Qualität der Verkleidung weniger wichtig ist. Dies kann die Verwendung einer Verkleidung ermöglichen, die bei heißem Wetter in eine Kabinenhaube umgewandelt werden kann. Eine Kabinenhaube bietet keine aerodynamischen Vorteile, verbessert aber die Kühlung im Vergleich zu einer Verkleidungskonfiguration und verringert gleichzeitig die Sonneneinstrahlung im Vergleich zum Fahren ohne Kabinenhaube. So kann ein "Hochgeschwindigkeits"-Velomobil am meisten von einer besseren Aerodynamik profitieren, selbst wenn die Aerodynamik der Kühlung des Fahrers schadet; während gleichzeitig ein "Hochlast"-Velomobil am meisten von einer verbesserten Kühlung (zur Maximierung der Leistungsabgabe) profitieren kann, selbst wenn dies der Aerodynamik schadet. ⓘ
Velomobile sind wesentlich voluminöser als herkömmliche Fahrräder. Außerdem lässt sich die Karosserie in der Regel nur wenig zerlegen, während herkömmliche Fahrräder oft so zerlegt werden können, dass sie in eine Kiste oder Tasche mit ähnlichen Abmessungen wie der Rahmen passen. Dies wiederum erschwert den Transport von Velomobilen. ⓘ
Beim Bau von Velomobilen werden oft einige Standard-Fahrradteile verwendet, aber auch viele velomobilspezifische Teile oder sogar Teile, die für eine bestimmte Marke oder ein bestimmtes Modell spezifisch sind. Darüber hinaus ist die Karosserie groß und kann etwa die Hälfte des Gewichts eines Velomobils ausmachen. Um Gewicht zu sparen, wird die Karosserie daher oft aus leichteren, aber teureren Materialien hergestellt. Außerdem sind die Produktionsmengen gering, so dass sowohl die Kosten für Teile als auch die Arbeitskosten nicht von der Massenproduktion profitieren - 2017 produzieren viele Hersteller von Velomobilen jährlich nur ein paar Dutzend oder vielleicht ein paar hundert Velomobile. Zusammengenommen bedeuten diese Faktoren, dass Velomobile oft viel teurer sind als andere Fahrradtypen. ⓘ
Als Beispiel für Preise und Preis-/Gewichtskompromisse bietet der Hersteller Trisled seit April 2017 sein Modell "Rotovelo" entweder mit einer rotationsgeformten Kunststoffverkleidung oder mit einer Kohlefaserverkleidung (sowie einigen anderen gewichtssparenden Änderungen) an. Die Karosserieformen und der zugrundeliegende Rahmen sind ähnlich; die rotationsgeformte Version wiegt 33 Kilogramm und hat einen Listenpreis von Au$6500, während die Kohlefaser-Version 20 Kilogramm wiegt und einen Listenpreis von Au$10900 hat. ⓘ
Ein großer Teil der fahrradbezogenen Infrastrukturplanung basiert auf der typischen Konfiguration eines aufrechten Fahrrads. So werden bei multimodalen Verkehrsmitteln wie Fahrrad/Zug/Fahrradrouten häufig Fahrradständer im Zug verwendet, und die Abmessungen der Ständer sowie der Ein- und Ausstieg des Zugs gehen von einem herkömmlichen Fahrrad aus. Ebenso sind Radwege oft mit Pollern oder S-Kurven versehen, um die Einfahrt von Kraftfahrzeugen zu verhindern, und die Einfahrt ist oft für aufrechte Fahrräder ausgelegt, kann aber zu schmal sein oder eine zu scharfe Kurve erfordern, um einige Velomobile durchzulassen. ⓘ
Velomobile mit Elektrounterstützung
Einige Velomobile sind auf elektrische Unterstützung umgerüstet worden. Elektrische Unterstützung bedeutet, dass ein kleines batteriebetriebenes elektrisches Antriebssystem die Beinmuskelarbeit des Fahrers unterstützt. Die meisten Elektromotoren sind im Hinterrad eingebaut, wie z. B. Getriebenabenmotoren (z. B. eZee, Heinzmann, Bafang, BMC usw.) und Nabenmotoren mit Direktantrieb (z. B. Crystalyte, BionX, 9Continent usw.), aber auch Mittelmotoren (z. B. Sunstar, Cyclone, Ecospeed usw.) werden verwendet. ), aber auch Mittelmotoren (wie Sunstar, Cyclone, Ecospeed usw.) werden aus konstruktiven Gründen in Velomobilmodellen mit einseitiger Hinterradbefestigung (z. B. Quest, Strada und Mango) oder mit Vorderradantrieb (z. B. Velayo) verwendet, oder es wird ein besserer Wirkungsgrad durch die Verwendung mehrerer Gänge des Kettenantriebs oder interner Nabenschaltungen (z. B. Rohloff-Nabe mit 14 Gängen) erzielt. ⓘ
Die elektrische Unterstützung erhöht zwar das Gewicht des Velomobils, doch wird dies durch die Flexibilität, die sie insbesondere bei Steigungen und im Stop-and-go-Verkehr bietet, wieder etwas ausgeglichen. Aufgrund der wesentlich besseren Aerodynamik von Velomobilen kann die Reichweite einer ähnlichen elektrischen Unterstützungseinheit und eines ähnlichen Akkus in einem Velomobil im Vergleich zu aufrechten Fahrrädern oder unbefeuerten Liegerädern um 50 bis 100 % höher sein. ⓘ
Bei Veranstaltungen wie dem RACV Energy Breakthrough und der Fraser Coast Technology Challenge gibt es ganze Kategorien für Elektro- und andere hybridbetriebene Velomobile. ⓘ
Die gesetzliche Definition des Begriffs "Fahrrad" schließt oft auch Velomobile ein, aber die Gesetze für Fahrräder mit elektrischer Unterstützung variieren stark von Land zu Land und oft auch innerhalb eines Landes und sogar zwischen Städten in einer Region. So kann ein bestimmtes Fahrzeug in einem Gebiet ein "Fahrrad" sein, in einem anderen ein "Fahrrad mit niedriger Geschwindigkeit und Tretunterstützung" und in einem dritten ein "Moped". In ähnlicher Weise kann sich die Kategorie eines ansonsten identischen Fahrzeugs ändern, wenn es von 3 Rädern auf 4 Räder umgestellt wird. Ein Grund für die unterschiedliche Behandlung ist, dass viele Gesetze älter sind als die weit verbreitete Nutzung von Velomobilen mit Motorunterstützung und die Gesetze daher nicht für solche Fahrzeuge geschrieben wurden. In einigen Gebieten werden die Gesetze derzeit umgeschrieben, um Velomobile mit Hilfsmotor einzubeziehen und die Behandlung mit den benachbarten Gesetzen zu harmonisieren. ⓘ
DIY (do it yourself) Velomobile
Angesichts der wachsenden Heimwerkergemeinde und des zunehmenden Interesses an umweltfreundlicher "grüner Energie" haben sich einige Bastler bemüht, ihre eigenen Velomobile aus Bausätzen, zugekauften Komponenten oder von Grund auf selbst zu bauen. Im Vergleich zu kommerziellen Velomobilen ähnlicher Größe sind die selbst gebauten Velomobile in der Regel preiswerter. ⓘ
Die wohl meistgebauten Velomobil-Bausätze sind die verschiedenen Modelle des Alleweder, die aufgrund ihres günstigen Preises aus vorgefertigten Aluminiumblechen hergestellt werden. Einige Velomobilhersteller bieten ihre Modelle als Bausätze zum Selbstbau an (z.B. Räderwerk Milan Mk2 + Milan SL, Beyss Go-One Evo K + Go-One Evo Ks, Alleweder A9/Sunrider Mk2) und das zu einem reduzierten Preis. ⓘ
Internet-Communities für Velomobile und Liegeräder
Viele Hobby-Velomobilbauer sind auch Liegeradfahrer. In den letzten Jahren sind auf Facebook und anderen Plattformen viele Online-Velomobilgruppen entstanden, die sich zum Teil auf bestimmte Regionen konzentrieren. ⓘ
Alltags- und Wettertauglichkeit
Im Vergleich zu herkömmlichen Fahrrädern bieten geschlossene Velomobile hervorragenden Wetterschutz vor Wind, Regen, Schnee, Hagel und Kälte. Sie können meist ohne Regenschutzkleidung gefahren werden. In Velomobilen, bei denen der Kopf des Fahrers dem Fahrtwind ausgesetzt ist, sind jedoch Mütze oder Helm erforderlich. Alternativ dazu bietet zum Beispiel der Hersteller des Versatile ein leichtes, halboffenes und klappbares Dach an, das sich auch an vielen anderen offenen Velomobilen montieren lässt. Die meisten Velomobile können weitgehend als allwettertaugliche Ganzjahresfahrzeuge bezeichnet werden. Einschränkungen gelten für Fahrten bei Schnee, da hier die Traktion des Antriebsrades stark nachlässt. Ab einer bestimmten Schneehöhe kann außerdem die Verschalung aufsetzen. Das Überwinden von Schneehindernissen ist problematisch, auch unzureichende Wege können eine Herausforderung darstellen. ⓘ
Die durch die körperliche Anstrengung produzierte Wärme reicht aus, um für eine angenehme Temperatur innerhalb der Verschalung zu sorgen. Die meisten Velomobile bieten zudem Stauraum für kleine bis mittlere Transporte von Reisegepäck oder Einkäufen, sodass die Fahrzeuge in verschiedenen Alltagssituationen eingesetzt werden können. Entscheidender Faktor bei der Alltagstauglichkeit eines Velomobils ist die Belüftung. Ist bei einem Velomobil eine ausreichende Belüftung nicht gewährleistet, so beschlagen die Scheiben und die Sicht wird unter Umständen stark beeinträchtigt. Auch sonst kann es im Innenraum zur Kondenswasserbildung kommen, wodurch sich in den zumeist geschlossenen Bodenwannen teilweise sogar Pfützen bilden können. Bei sommerlichen Temperaturen ab 30 Grad aufwärts heizen sich Velomobile mit schlechtem Kühlkonzept stark auf. Andererseits bleibt der Fahrer bei geschlossenen Velomobilen ohne große Fensterflächen von den heizenden Sonnenstrahlen verschont. Gut funktionierende Fahrtwindkühlung ist ein wichtiges Merkmal bei der Konstruktion dieser Fahrzeuge. ⓘ
Umweltschutz und Verhältnis zu Kraftfahrzeugen
Verglichen mit dem Auto sind Velomobile als umweltschonende Niedrigstenergie-Verkehrsmittel für den Alltagsgebrauch zu sehen. Elektroantriebe zur Ergänzung der Muskelkraft werden manchmal gegen Aufpreis angeboten bzw. können wie bei herkömmlichen Fahrrädern nachgerüstet werden. Vergleichsweise einfach ist die Umrüstung zum sogenannten Pedelec; hier leistet der Motor lediglich eine Tretunterstützung, die oberhalb von 25 km/h endet. Wird ein Velomobil mit einem Motor ausgestattet, der auch das Fahren ganz ohne Mittreten erlaubt, bzw. der Tretunterstützung bis 45 km/h ermöglicht, wird das Fahrzeug versicherungspflichtig; die Zulassung eines solchen Antriebs als Einzelumbau ist extrem aufwendig und kostspielig. Einige Hersteller bieten die dann S-Pedelec genannten Fahrzeuge, die ein Versicherungskennzeichen wie Mofas oder Kleinkrafträder tragen müssen, ab Werk an. In Deutschland gelten S-Pedelecs, anders als Pedelecs, nicht mehr als Fahrrad, sondern wurden anfangs als Leichtmofas klassifiziert. Diese dürfen innerorts ohne die Beschilderung „Mofa frei“ (,_StVO_1992.svg){kind=small}
) nicht auf Radwegen benutzt werden. Außerhalb geschlossener Ortschaften dürfen als Leichtmofa zugelassene S-Pedelecs, wie auch Mofas auf Radwegen benutzt werden. Seit einigen Jahren werden S-Pedelecs aber nur noch als Kleinkraftrad zugelassen, Radwege dürfen mit diesen gar nicht mehr benutzt werden, ebenso keine Feld- oder Waldwege. ⓘ