Stau, Stockender Verkehr, verschmutzte Luft und Energieverschleiss – in den Grossstädten Asiens ist ein neues Konzept, eine neue Idee für die inviduelle Mobilität dringend gefragt. Ein unkonventionelles Leichtfahrzeug zeigt, wie das Städtefahrzeug der Zukunft aussehen könnte.
Der 71-jährige Schweizer Walter Janach aus Megen, ein emeritierter Uniprofessor der Hochschule Luzern ist der Erfinder von dem einzigartigen Gefährt Unique City Vehicle.
Mindestens fünf Jahre Entwicklungsarbeit und rund 100’000 Franken steckte er nach eigenen Angaben bis heute in den zweisitzigen Prototypen, der mit seiner wiederaufladbaren Lithiumbatterie unter dem Styroporsitz eine Reichweite von gut 30 Kilometer erreichen soll. «Mein Unique-City-Vehicle habe ich für die Milliarden Chinesen entwickelt, die vom eigenen Auto träumen», sagt Janach. Klein, billig, leicht und damit umweltfreundlich ist das UCV tatsächlich – und es braucht beim senkrechten Parkieren erst noch weniger Platz als ein Velo laut dem Tages Anzeiger.
Das Ziel eines geschlossenen Fahrzeugs für zwei Personen, das nicht mehr Strassenfläche beansprucht als zwei Fahrräder nebeneinander und nicht schwerer ist als zwei Elektrofahrräder, ist durch eine revolutionäre neue Bauart erreichbar. Diese besteht aus einer leichten aber steifen Sandwichplatte mit Schaumsstoffkern, mit den 4 Rädern an den Ecken und zwei Sitzen nebeneinander. Der Beifahrer sitzt etwas weiter hinten, so dass trotz minimaler Fahrzeugbreite genug Ellbogenfreiheit besteht. Ueber dieser Plattform im Stil eines “Go-Carts“, mit nur 1,7 m Länge, ist die 1,2 m breite Kabine wie ein grosser Schutzhelm ausgebildet, der zum einsteigen nach oben und hinten geschwenkt wird. Die Kabine besteht wie ein Fahrradhelm aus rund 5 cm dickem Schaumstoff mit einer faserverstärkten Aussenbeschichtung.
Nach dem Schliessen wird sie mit der Bodenplatte fest verriegelt, so dass bei einer Kollision die Insassen wie in einer Schaumstoffverpackung eingeschlossen bleiben. Von aussen bildet die leichte Kabinenwand aus Schaumstoff auch einen wirksamen Kollisionsschutz für Fussgänger und Zweiradfahrer. Die Figuren 1und 3 zeigen das erste Baumuster mit einem Leergewicht von 35 kg und zusätzlich 18 kg für die Batterien. Die Plattform mit den Sitzen hat ein Gewicht von 12 kg, die Räder und Achsen 9 kg, der Elektromotor mit Getriebe 6 kg und die Kabine 8 kg. Die Lenkung erfolgt mit einem mechanischen “Joystick“, der mit einem Hebel für die hydraulischen Scheibenbremsen der Vorderräder versehen ist. Der Handgriff am Joystick ist nach oben verschiebbar und dient zur Veränderung der Motorleistung wie das Gaspedal im Auto. Oben am Bremshebel befindet sich ein kleiner Fahrcomputer für die Geschwindigkeitsanzeige.
Der Gleichstrom-Elektromotor von CircleMotor AG in Gümligen bei Bern hat Permanentmagnete und wird elektronisch kommutiert. Bei 4000 U/min erreicht der Motor ein Drehmoment von 3,0 Nm, was eine Leistung von 1250 Watt ergibt, mit einem Wirkungsgrad von 83 %. Die Motordrehzahl wird zuerst mit einem Zahnriemen um den Faktor 4.38 und dann mit einer Fahrradkette um den Faktor 3.45 reduziert. Mit den 16 Zoll Rädern (400 mm Durchmesser) ergibt das eine Geschwindigkeit von 20 km/h. Die max. Geschwindigkeit beträgt 25 km/h bei einer Motordrehzahl von 5000 U/min und einer elektrischen Leistung von 350 Watt (nur eine Person im Fahrzeug). Das ergibt einen Energieverbrauch von 1.4 kWh/100 km. Dieser tiefe Wert resultiert direkt aus dem niedrigen Fahrzeuggewicht. Kommt diese Elektrizität aus einem thermischen Kraftwerk, so entspricht die dazu verbrauchte Primärenergie einem Benzinverbrauch von unter 0,5 Liter/100km. Die Bleibatterien mit 24 Volt (Figur 3) haben ein Gewicht von 18 kg und eine Kapazität von nominal 26 Ah, in Wirklichkeit rund 20 Ah. Damit hat das Fahrzeug eine Reichweite von 30 km. Als Alternative zu den Batterien sind Brennstoffzellen mit Wasserstoff oder ein Hybridantrieb mit einem kleinen Verbrennungsmotor möglich. Damit lässt sich die Reichweite stark vergrössern, allerdings mit erheblichen Mehrkosten.
Ein Zielpreis von 500 Dollar ist durch das sehr kleine Fahrzeuggewicht realistisch. Zum Vergleich wiegt ein kleines Automobil etwa 1000 kg und kostet 10‘000 Dollar. Das Leichtfahrzeug besteht zu einem grösseren Teil aus Kunsstoff und einem kleineren Teil aus Metallen. Dieser Materialmix ist nicht teurer als bei einem Automobil. Daher wird bei Massenfabrikation der Preis des ultraleichten Fahrzeugs (50 kg) etwa um den Faktor 20 kleiner sein. Hier zeigt sich auch die grosse Einsparung an Materialressourcen für die Herstellung des Fahrzeugs.
Gerade für den boomenden asiatischen Markt mit einem städtischen Verkehr, der oft kurz vor dem Kollaps steht, sollten die Fahrzeuge aber nicht nur lokal emissionsfrei sondern zudem auch klein, leicht und preiswert sein. Studenten des Nachdiplomstudiengangs DAS Designingenieur an der Hochschule Luzern erhielten hierzu von ihrem Professor einen Entwicklungsauftrag mit den folgenden Vorgaben: Das Fahrzeug sollte nicht mehr Platz beanspruchen als zwei nebeneinander fahrende Fahrräder, weniger als 150 kg wiegen und nicht mehr als 10.000,- Chinesische Renmimbi (CNY) kosten, was etwa 1.500,- Schweizer Franken oder 1.140,- Euro, entspricht.
In Zusammenarbeit mit dem Leichtbauspezialisten Professor Walter Janach entwickelten sie das visionäre Elektro-Stadtauto “Shán”, das sich perfekt für den Einsatz in asiatischen Metropolen wie Peking und Shanghai eignen würde. Bei der Konstruktion wurden aufgrund der Vorgaben völlig neue Wege beschritten. Eine ultraleichte Sandwichplattform aus Polystyrol und Sperrholz trägt die Karosserie, welche ohne Türen auskommt. Zum Einsteigen kann das transparente Verdeck vollständig geöffnet werden. Fahrer und Beifahrer des 1,7 m langen, 1 m breiten und 1,2 m hohen Fahrzeugs sitzen auf zwei faserverstärkten Sitzen, die nach dem Freischwinger-Prinzip konstruiert sind und für ausreichenden Komfort sorgen. Auf eine Federung wurde aus Gewichtsgründen vollständig verzichtet.
Gelenkt wird das Gefährt “Shán” über einen mittig platzierten Joystick, der darüber hinaus auch alle weiteren Bedienfunktionen wie Gas geben, bremsen, usw. übernimmt. Ein 1,25 kW starker Elektromotor kann das Fahrzeug auf maximal 30km/h beschleunigen, was laut Janach für den innerstädtischen Verkehr von Großstädten völlig ausreicht. Gleiches gilt für die reichweite von 30 km bei voll aufgeladener Batterie. Denn tatsächlich entspricht das etwa der durchschnittlich gefahrenen Geschwindigkeit in Großstädten. Darüber hinaus würde eine höhere Geschwindigkeit die Effizienz von Shán beeinträchtigen. Der Name des Fahrzeug bedeutet übersetzt “Fächer”, was wohl auf die Funktion des Verdecks zurück zu führen ist.
