29. November 2017

Lutz Scheffer über die eMTBs der Zukunft

Seit dem Frühjahr 2017 leitet der Industriedesigner Lutz Scheffer das ADP Concept Design Center in Garmisch-Partenkirchen. Als einer der progressivsten Designer der Bikebranche entwickelt er hier innovative Produktideen für die ROTWILD-Bikes der Zukunft. In diesem Interview gibt er Einblicke in seine Entwicklungsarbeit, spricht über die eBike-Trends der Zukunft und erläutert seine Visionen vom perfekten eMountainbike.

Seit März 2017 leiten Sie das ADP Concept Design Center in Garmisch-Partenkirchen. Was genau ist hier Ihre Aufgabe?

Ich mache mir Gedanken über künftige und aktuelle Rotwild-Bikes, im Besonderen über E-MTBs. Bei klassischen Mountainbikes sind die großen Entwicklungsschritte im Wesentlichen getan. Hier ist nur noch Detailarbeit gefragt. Erste Ideen entwickle ich ganz frei per Zeichenstift auf Papier und im weiteren Verlauf mittels Computer-Sketches und Renderings. Im Anschluss gehen die besten Entwürfe in die 3-D-Konstruktion. Am Computer wird mittels einer CAD-Konstruktionssoftware ein Modell des Bikes konstruiert. Wichtig dabei ist, dass die praktische Komponente nicht zu kurz kommt. Hier in Garmisch-Partenkirchen starten direkt beim ADP Concept Design Center eine Reihe erstklassiger Trails. Die alpine Umgebung ist Spielplatz und Inspiration zugleich.

Wie läuft die Zusammenarbeit mit dem Team im ROTWILD-Headquarter in Dieburg im Alltag ab?

Jeder Arbeitsschritt findet in Teamwork mit den Ingenieuren und Produktmanagern im Headquarter statt. Wir sehen und treffen uns dazu regelmäßig an beiden Standorten. Designs und Konstruktionen werden vom ersten Schritt an gemeinsam besprochen und immer wieder modifiziert. Ab einem frühen Zeitpunkt der CAD-Entwicklung machen wir viele FEM-Berechnungen, die wiederum das Design und die Konstruktion maßgeblich beeinflussen. Bikedesign ist ein stark iterativer Prozess, das heißt, es laufen bereits in der Konstruktionsphase viele Optimierungsschleifen.

Wie lange dauert die Umsetzung einer Designidee bis zur ersten Probefahrt des Prototypen?

Vor dem Prototyp, der bereits sehr seriennah aussieht, testen wir die Geometrie und die Kinematik mit sogenannten Fahrversuchsträgern. Bereits ein halbes Jahr nach der ersten Zeichnung können wir so erste praktische Erfahrungen sammeln. Bis wirklich das Serienbike mit all seinen Details fertig ist, vergehen mindestens eineinhalb bis zwei Jahre.

Wie genau läuft dieser Entwicklungsprozess ab?

Es sind sieben Schritte: Idee, Design, Konstruktion, Fahrversuchsträger, Prototyp, Nullserie, Serie. Zwischen allen Punkten sind zwei bis drei Loops zur Feinabstimmung notwendig. Jeder Meilenstein dauert dabei etwa drei Monate. Das ist aber nur ein grober Anhaltspunkt, denn jedes Projekt hat seine eigenen spezifischen Tücken, die es zu lösen gilt. Der Bau von E-MTBs ist deutlich komplexer als die reine Entwicklung eines MTB, da die Batterie, der Motor und die Steuerung mit berücksichtigt werden müssen. Im Falle der Brose-Motoren haben wir Einfluss auf Auslegung der Motorsteuerung. Die Batterie entwickeln wir völlig selbstständig.

Wie viele und welche Personen sind in einen solchen Entwicklungsprozess involviert?

In diesen Prozess sind bei ROTWILD fünf Personen involviert. Dabei besteht das Team aus Spezialisten für Geometrie, Kinematik, CAD, FEM und Elektronik. Hinzu kommen externe Mitarbeiter, die bei Zulieferern nach unseren Vorgaben Spezialkomponenten entwickeln und fertigen.

Wann haben Sie Ihr erstes eMTB ausprobiert und welche Erfahrungen haben Sie dabei gemacht?

Ehrlich gesagt war ich bis 2015 noch nicht sehr überzeugt von eMTBs. Ich dachte damals, Mountainbiken sei ausschließlich in seiner motorfreien Form die wahre Sportart. Bike-Shuttles und Seilbahnen waren mein ganzes Leben lang die zweite Wahl, um auf einen Berg zu gelangen. Das hat sich schlagartig geändert, als ich 2016 zu einem groß angelegten Selbstversuch gestartet bin. Mein erklärtes Ziel war, ausschließlich E-MTB zu fahren und dabei so viele Höhenmeter wie möglich zu sammeln. Am Ende des Jahres standen sage und schreibe 250.000 Höhenmeter auf dem Tacho, und ich war vom E-MTB-Virus vollständig befallen.

In welchen Bereichen sahen Sie damals den größten Bedarf für Verbesserungen?

Die Antwort hierauf würde jetzt den Rahmen sprengen. Grob gesagt ist die Reichhöhe im alpinen Gelände das größte Problem. Um 250.000 Höhenmeter im Jahr zu schaffen, habe ich praktisch auf jeder Tour einen zweiten Akku mitgenommen. Mein durchschnittlicher Akkuverbrauch lag bei 750 Wh für knapp 1500 bis 2000 Höhenmeter pro Tour. Der 2,6 kg schwere Akku im Rucksack störte, da ich zum überwiegenden Teil auf alpinen Trails fuhr, bei denen voller Körpereinsatz bergauf sowie bergab gefragt war. Kurze Kurbeln wegen der Absturzgefahr auf ausgesetzten Trails kamen recht schnell auf mein Bike. Dazu immer grobstolligere Reifen und Federwege nicht unter 160 Millimeter.

Der starke Verschleiß von Bremsbelägen war ein echtes Ärgernis. Ein Mal pro Woche war nach etwa zehn Betriebsstunden und rund 20.000 Höhenmetern ein Bremsbelagswechsel notwendig. Die Kette hat deutlich länger gehalten und musste nur alle zwei Monate getauscht werden. Generelle Defekte hatte ich bei diesem Dauertest nur einmal durch ein abgerissenes Speedsensorkabel und ein defektes Schaltauge. Am Ende des Jahres musste der Motor (Bosch CX) auf Garantie getauscht werden. Er lief noch einwandfrei, bloß das interne Reduziergetriebe klang wie meine alte Kaffeemühle und hätte in absehbarer Zeit Zahnausfall bekommen. Gabeln, Stoßdämpfer und Ritzel-Kassetten habe ich mehrmals gewechselt, allerdings aus Testzwecken und nicht wegen akutem Verschleiß.

Wie viele Höhenmeter an Testfahrten absolvieren Sie pro Jahr?

Im Idealfall komme ich auf 250.000 Höhenmeter wie im Jahr 2016. Mindestens 100.000 bis 150 000 Höhenmeter sind es aber sicher. Ein einzelnes Testbike sollte schon etliche 10.000 Höhenmeter gefahren sein und nicht nur das Prüfstandlabor gesehen haben, bevor es in Serie geht. Bei manchen Bikes, die ich aus Analysegründen fahre, denke ich: Wurden diese Bikes jemals im Gebirge gefahren? Bei allen Testfahrten kombiniere ich den Einsatz des E-MTB gerne mit anderen Sportarten: Im Winter mit Skitourengehen und im Sommer mit Klettern und Bergsteigen. Ein E-MTB ist ein Ganzjahres-Sportgerät und muss unter allen Witterungsbedingungen funktionieren: Bei 30 Grad brütender Hitze an einem 1000 Meter-Nonstop-Felsenanstieg genauso wie im Winter bei über minus 10 Grad auf Eis und Schnee mit Skitourenausrüstung auf dem Rücken.

Wo sehen Sie bei eMTBs derzeit das größte Potential für Innovationen?

Im Wesentlichen sehe ich hier vier Bereiche:

Reichweitenerhöhung durch angepasste Akkugrößen
Adaptive Akkulösungen von 750 Wh bis 1000 Wh ohne Rucksackunterbringung
Bessere Kontrolle der Schnittstelle Mensch – Maschine durch eine ergonomischere Bedienung in Verbindung mit neuartigen Funktionen am Lenker
Bessere Integration der Motoren in den Rahmen

Der Übergang vom Aufsteigen zum Fahren und umgekehrt spielt eine wesentliche Rolle, gerade in schwierigem Gelände. Schiebepassagen, auch wenn sie nur wenige Meter lang sind, müssen einfacher und eleganter zu bewältigen sein.

Technisch gesehen geht der Trend vom Adaptiven zum Integrativen; in der Vergangenheit wurden die Batterien mit dem Rahmen eine echte Einheit. Als nächstes wird der Motor an der Reihe sein: Weg vom rein angeschraubten Motor hin zum echten, in den Rahmen eingebauten Integralmotor. So könnte man in Zukunft noch mehr Gewicht sparen.

Generell müssen die Rahmen und Bauteile der eMTBs in Zukunft leichter werden. Jede Gewichtsreduzierung zählt, auch wenn es nur ein paar hundert Gramm sind! Es ist beileibe nicht so, dass jenseits der 20 Kilo alles egal wäre.

Gleichzeitig müssen die Gabeln steifer werden. Denn der tiefe Schwerpunkt und die generell größere Masse eines eMTB stellen neue Anforderungen an die Gabel. Integrierte Getriebe wären zwar wünschenswert, doch diese sehe ich erst in sehr weiter Zukunft. Mit den heutigen Materialien sind die geringeren Gewichte und die zugkraftunterbrechungsfreie Schaltung sowie die enorme Bandbreite einer Kettenschaltung einfach nicht zu schlagen. Der Verschleiß ist bei einer Kettenschaltung weit weniger dramatisch als allgemein angenommen: Bei regelmäßiger Ölung und Reinigung ist bei E-MTBs kein signifikant erhöhter Verschleiß gegenüber einem normalen MTB festzustellen. Alle 50.000 bis 100.000 Höhenmeter ist ein Kettenwechsel notwendig, was für den Normalbenutzer bedeutet, dass er einmal im Jahr die Kette tauscht.

Lassen Sie uns in die Zukunft blicken: Was dürfen wir in Sachen Akkupower bei E-MTBs erwarten?

Mit dem jetzigen Standard der 500-Wh-Batterie ist man speziell im alpinen Gelände schnell am Ende. Der Rahmenstandard-Akku wird sich zwischen 600 Wh und 750 Wh einpendeln. Erst dann sind „echte“ 1500 bis 2000 Höhenmeter auf einer Ganztagestour ohne Akkuwechsel möglich. Stromsparen ist bei E-MTBs eine Spaßbremse ersten Ranges und außerdem auf anspruchsvollen Trails sowie im Gebirge oft nicht möglich. Hier ist aus meinen Erfahrungen ein Unterstützungsgrad von 200 Prozent der Durchschnitt.

Wie schaut es mit einer Verbesserung der Traktion in Zukunft aus?

Die Traktion bergauf ist ein Zusammenspiel aus Fahrtechnik, guter Fahrwerksabstimmung und Rahmengeometrie. Stabile, grobstollige Reifen sind hier ausschlaggebend. Der Rollwiderstand spielt in der Praxis nur auf der Ebene und auf gut befestigten Schotterwegen eine wirkliche Rolle. Die reine Dicke (Volumen) des Reifens ist zweitrangig, denn alles hängt stark vom Einsatzgebiet und vom Fahrstil ab. Mein ganz persönliches Fazit auf alpinen Trails: Hier zeigt sich, dass tendenziell mittelgroße Reifen (2,6“) bei schwierigen Bedingungen die Nase vorn haben. Auch ein Mix aus hinten minimal dicker (2,6- 2,8“) und vorne minimal dünner (2,4“- 2,5“) ist vielversprechend, da man beide Vorteile vereint: Exakte Lenk-Präzision mit gesundem Luftdruck (1,5-1,7 bar) und maximaler Traktion am Vorderrad sowie Volumen mit niedrigem Luftdruck (1,4-1,6 bar) am Hinterrad. Ich ziehe ein 29“-Vorderrad mit weniger Volumen und grobstolliger Bereifung einem 27.5“ mit Plusbereifung vor.

Und was können wir in Hinblick auf Geometrie, Kinematik und Gewicht in Zukunft erwarten?

Ein Bike, das mittels variabler Geometrie und variablen Ausfallenden alle diese Kombinationen ermöglicht, ist der Idealfall. Kinematisch gesehen müssen eMTBs den dreifach höheren Antriebskräften Rechnung tragen. Ein Antisquat wie bei klassischen Mountainbikes ist nicht mehr nötig, da ein E-Motor in Verbindung mit dem Mensch ein nahezu geglättetes Antriebsdrehmoment erzeugt. Das Schreckgespenst „Wippen“ ist passé. Im Gegenzug ist es viel wichtiger, dass der Kettenzug nicht wie bei klassischen Bikes ohne Motor zur Wippunterdrückung eingesetzt wird, sondern sich möglichst federungsneutral verhält. Der Kettenzug darf die Federung möglichst wenig verhärten, da man bei einem eMTB auch bergauf die Federung als traktionsförderndes Mittel benötigt.

Das Gewicht muss bei eMTBs eindeutig leichter werden, wobei man die Batterie gesondert betrachten muss. Ein eMTB mit zu kleiner Batterie macht keinen Sinn. Hier muss man realistisch bleiben. Powerbikes mit Motoren, die in der Spitze über 600 Watt bringen und trotzdem eine Betriebszeit von über zwei Stunden auf Trails garantieren, werden kaum unter 20 Kilogramm zu fertigen sein. Potential haben leichte eMTBs mit reduzierter Spitzenleistung und kleineren Batterien. Hier ist allerdings ein deutlich größerer Pedalier-Eigenanteil aufzubringen.

Wie sieht Ihre Vision vom eMTB der Zukunft aus?

Meine Vision wäre ein eMTB mit 16 bis 18 Kilo, einem 170-mm-Federweg und zwei Kilo Brennstoffzelle mit Reichhöhe für 3000 bis 4000 Höhenmeter am Stück. Mit einem solchen Bike könnte auch ein „Bikepark-Tag“ ohne Liftunterstützung mit einer Ladung absolviert werden. Dieses Bike hätte zudem eine Upsidedown/ Variotravel-Federgabel von 140 bis 170 mm und eine 200 mm Dropperpost mit Neigungsausgleich.

Falls das mit der Brennstoffzelle nicht klappt oder sie noch eine geraume Weile auf sich warten lässt, wünsche ich mir einen 1000-Wh-Akku unter vier Kilo in Verbindung mit einem optionalen kleinen Zusatzakku, der weitere 500 Wh Reserve bietet.

Jenseits dieser Powerbikes werden schwächer motorisierte eMTBs an Bedeutung gewinnen. Diese Bikes sind deutlich schlanker und leichter und ähneln eher den klassischen Mountainbikes. Doch auch hier ist ein optimaler Wirkungsgrad des E-Antriebs das Geheimnis für eine kleine leichte Batterie-Motoreinheit bei gleichzeitig großer Reichhöhe. Tretlager, Winkelgetriebe und anderweitige Kraftumlenkungen sind Wirkungsgradkiller im Antriebsstrang: Hier werden wir in Zukunft bessere technische Lösungen im Köcher haben.

Mein persönliches Anliegen ist es, für eine wachsende Akzeptanz des eMTB im Reigen der Natursportarten zu sorgen. Der freie offene Zugang zu Trails und Wegen ist eine Grundvoraussetzung zur Ausübung des E-MTB-Sports. Tuning von eMTBs zerstört jegliche Legitimation, sich rechtlich dem Mountainbiken als Radfahren gleichzustellen. Wer sein eMTB tunt, handelt in hohem Maß unverantwortlich gegenüber anderen Bikern und der eMTB-Bewegung als Ganzem.

Das 25-km/h-Abschaltlimit für den Motor ist im Gelände und insbesondere bergauf definitiv kein Problem, wenn man sich auf den üblichen MTB-Trails bewegt. Andere Motorsysteme, die jenseits der 25 km/h schwergängig zu treten sind, dürfen trotz allem nicht zum Tuning verleiten. Der sanfte Übergang beim Auslaufen der Motorunterstützung und das verlustfreie Pedalieren bei abgeschaltetem Motor, so wie es der Brose-Motor kann, sind dabei von entscheidender Bedeutung. So hat man auch jenseits der 25 km/h ungetrübte Freude am Biken.

Mehr Einblicke gibt Lutz Scheffer in der Vorstellung des ROTWILD Big Mountain R.X750 und in unserem Podcast ROTWILD trifft ... Lutz Scheffer, Gelände-Fan, Bike-Philosoph & EMTB-Produktdesigner.