Rahmen Konstruktionen

Im Verlaufe der Evolution des Handbikes verfolgten die Macher verschiedene Ansätze wie und in welcher Geometrie die Rahmen sinnvoll und ausreichend stabil gebaut werden sollten.

Anfangs versuchte man mit vielen Einstelloptionen eine breite Kundschaft zu erreichen. Ein Handbike sollte für jede erdenkliche Konstellation passend gemacht werden können. Erst später begannen wichtige Überlegungen wie Effizienz, Stabilität, Leichtlauf und Aerodynamik die Konstruktionen zu beeinflussen.

Die Kräfte, welche auf Handbike-Rahmen wirken, wurden anfangs unterschätzt. Viel Muskelkraft ging in unerwünscht flexiblen Rahmen verloren. Die „U“ Form eines Handbikes ist technisch suboptimal und bescherte den Konstrukteure viel Denksport.

Zieht der Sportler an der Kurbel biegt sich der Rahmen zusammen, bei Druck wieder auseinander, dabei gehört das Rahmenbiegen nicht zu den erklärten Zielen des Sportlers.

ProActiv NJ1 Kompaktbike, Rahmenkräfte

Rohrrahmen

Frühere Handbikes lassen ihre Nähe zum klassischen Rollstuhl kaum verbergen. Viele Modelle bestanden, wie bei Rollstühlen üblich, aus Stahl- oder Aluminiumrohrrahmen, die in einer Käfig- oder Gitterstruktur zu einem möglichst steifen Rahmen zusammengesetzt wurden.
Andere Hersteller setzten auf eine andere Lösung: Ein einzelnes Rahmenrohr, auf das eine Sitz- und Rückeneinheit montiert wurde. Diese Bauweise wählten wir auch für unser erstes Carbon-Handbike – das Birk08.

Rohrrahmen haben den Vorteil, dass sie bei guter Konstruktion eine hohe Steifigkeit erreichen. In den Disziplinen Leichtbau und Aerodynamik zeigen Gitterrohrrahmen allerdings klare Schwächen.

Carbon- und Hydroforming Rahmen

Heute werden Handbikes – ganz ähnlich wie Fahrräder für Fußgänger – in verschiedene Richtungen entwickelt, um den unterschiedlichen Disziplinen und Klassifizierungen gerecht zu werden. Moderne Materialien wie Carbon oder Magnesium sowie innovative Herstellungsverfahren wie Hydroforming haben das Handbike zu einem eigenständigen, hoch technisierten Sportgerät gemacht.
Besonders bei den Carbon-Bikes ist ein klarer Trend erkennbar: Die Sitz- und Rückeneinheit übernimmt zunehmend auch die Funktion des Rahmens.

Für den Rennsport gelten die Regeln der Union Cycliste International UCI.

So sind Handbike-Hersteller welche ihr Sportgerät für den Renneinsatz konstruieren, gut beraten sich an diese Regeln zu halten.
Vorallem beim Thema aerodynamische Formen und Verkleidungen interpretieren einige Hersteller die Reglemente sehr frei.

Gefederte Handbike-Rahmen

Mit dem wachsenden Wunsch, Handbikes auch auf Wald- und Wiesenwegen einzusetzen, steigt das Bedürfnis nach gefederten Modellen. Beim Mountainbike für Fußgänger geht es dabei nicht nur um mehr Komfort, sondern auch um sichere Fahrperformance und höhere Traktion. Downhill-Fahrer beispielsweise setzen auf maximalen Bodenkontakt der Räder, um höhere Kurvengeschwindigkeiten zu erreichen. Sprunglandungen und harte Schläge sollen durch die Dämpfung abgefangen werden.

Beim Handbike hingegen spielt das Abfangen von Landungen nach Sprüngen eine eher untergeordnete Rolle. Entscheidend sind vor allem Stabilität in Kurven und eine gute Traktion. Noch wichtiger ist jedoch der Komfort: Bei bestimmten Behinderungskonstellationen kann dieser sogar entscheidend sein, um das Auslösen von Spastiken zu verhindern. Besonders betroffen sind dabei die Beine und deren Auflagen.

Vorbild Recumbent- (Liege-) Trikes

Beim Thema Federung drängt sich die klassische „Tadpole“ Trike Anordnung, zwei gelenkte Räder vorne und ein Antriebsrad hinten, geradezu auf. In dieser Disziplin sind uns Handbikern aus der Behindertensportecke die HPV-Konstrukteure von Liege-Dreirädern oder Recumbent Trikes ein paar Schritte voraus.

Ihre Konstruktionen verfügen über ausgiebig getestete Federungssysteme mit teilweise beachtlichen Federwegen und erledigen gleich zwei weitere Probleme mit klassischen Handbikes im Gelände.

  1. Diese Recumbent Trikes sind durch ihren kürzeren Radstand deutlich wendiger.
  2. Sie weisen, durch den Hinterradantrieb, klar bessere Traktion auf.

Durch den kurzen Radstand sind sie sehr kippstabil.

Federung hinten, Deltatrike

Hinten am klassischen Deltatrike-Handbike werden Federungen eingebaut, in dem der Rahmen quasi unmittelbar hinter dem Sitz getrennt und mit einem Gelenk versehen wird, geschickt plazierte Umlenkhebel und ein gutes Dämpfungselement erledigen die Federung.
Reduzierte Systeme verzichten auf die Umlenkhebel und verschenken somit einen Teil der progressivität des Systems.

Einige Hersteller gönnen ihren Deltatrike-Handbikes Einzelradfederung. Der Vorteil, bei einseitigen Schlägen schützt diese Konstruktion vor Überschlägen.

Federung vorne, Deltatrike

Eine Federung des angetriebenen Vorderrads ist aus technischer Sicht deutlich aufwendiger und komplexer als die Konstruktion eines gefederten Hinterbaus. Die zentrale Schwierigkeit liegt darin, dass Tretlager und Radnabe eine starre Verbindung bilden müssen. Würde zwischen diesen Komponenten eine Federung integriert, würde die Kettenspannung das Federsystem permanent zusammenziehen.

Eine alternative Lösung, bei der die gesamte Gabeleinheit vom Rahmen entkoppelt und auf ein Dämpfungssystem gelagert wird, hätte wiederum den Nachteil, dass Stöße direkt über die Kurbeln an die Hände des Fahrers weitergeleitet würden.

Soweit bekannt, ist Lasher die einzige Handbike-Manufaktur, die sich dieser Herausforderung bei einem klassischen, vorderradangetriebenen Handbike gestellt hat. Durch ein ausgeklügeltes System von Umlenkungen gelang es, das angetriebene Vorderrad zu federn. Das Modell Lasher ATH-FS stellt damit eine Ausnahme dar und ist das einzige vollgefederte Handbike seiner Art. Die Zusatzbezeichnung „FS“ steht dabei für Full Suspension.

Full Susbension / Vollgefedertes Tadpoletrike

Beim Thema Federung drängt sich die klassische „Tadpole“ Trike Anordnung, zwei gelenkte Räder vorne und ein Antriebsrad hinten, geradezu auf. In dieser Disziplin sind uns Handbikern die HPV-Konstrukteure von Liege-Dreirädern oder Recumbent Trikes ein paar Schritte voraus.

Ihre Konstruktionen verfügen über ausgiebig getestete Federungssysteme mit teilweise beachtlichen Federwegen und erledigen gleich zwei weitere Probleme mit klassischen Handbikes im Gelände.

  1. Diese Recumbent Trikes sind, durch den kurzen Radstand, deutlich wendiger.
  2. Sie weisen, durch den Hinterradantrieb, kombiniert mit guter Hinterradfederung, klar bessere Traktion auf.
  3. Der Schwerpunkt zwischen den gelenkten Vorderrädern macht sie höchst kippstabil.

Folgerichtig ergibt sich die Aufgabe, den Handantrieb und die ergonomische Sitzpositionierung auf solche Recumbent Fahrwerke zu setzen.

Kreative Köpfe aus beiden Lagern beschäftigen sich bereits damit. So versuchte sich Stein-Trike an einem Handantrieb auf dem Mad Max Evo4 und bei der amerikanischen Firma Reactiveadaptations kann das Nuke-Bike auf einer solchen Basis bestellt werden.

Reactivadaptions und SportOn übernahmen auch für ihre Froschpositions-MTB-Handbikes die Tadpole Anordnung, waren allerdings gezwungen den Radstand heftig zu verlängern, weil die extrem tiefe Kurbelanordnung mit den Vorderrädern in Konflikt geraten würden.

Die vorderen Federungen an Tadpole-Handtrikes orientiert sich an Einzelradaufhängungen z.B. von Autos. Zwei Querlenker pro Seite am Rahmen befestigt führen den Radträger und werden von einem Dämpfer gestützt.

Die Hinterbauten sind eher den Full Suspension MTB’s ähnlich.