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Herz-Kreislaufsystem: Das Elektrorad, das Herzen schont

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Pulsgesteuertes E-Bike  

Das Elektrorad, das Herzen schont

10.12.2013, 12:11 Uhr | Holger Dambeck

Ein deutscher Hersteller hat ein E-Bike speziell für untrainierte Menschen entwickelt. Eine Pulsmessung schützt vor gefährlichen Überlastungen: Schlägt das Herz schneller als vom Arzt erlaubt, wird die Motorunterstützung deutlich erhöht.

Die Trittgeschwindigkeit beeinflusst die Motorleistung

An Sensoren herrscht bei einem modernen Elektrofahrrad kein Mangel. Der Motor eines sogenannten Pedelecs darf nur bis 25 km/h mitschieben, damit es als Fahrrad gilt. Also muss jedes Pedelec permanent die Geschwindigkeit messen. Zudem erfasst bei fast allen E-Bikes ein Sensor die Kraft, mit der der Fahrer in die Pedale tritt. Nur so ist eine intelligente Motorsteuerung überhaupt möglich. Wer leicht tritt, bekommt weniger Watt Unterstützung vom Motor als jemand, der kraftvoll fährt.

Der Puls reguliert den Motor zusätzlich

Die Firma Kalkhoff hat ein E-Bike entwickelt, das die Motorleistung auch in Abhängigkeit vom Puls des Fahrers reguliert. Das Modell Impulse Ergo kann so verhindern, dass das Herz zu schnell schlägt. Das Rad sei konzipiert für Untrainierte, Menschen mit koronarer Herzerkrankung und Reha-Patienten, sagt Alexander Hülsmann, Entwickler des Rades bei Kalkhoff.

Neue Schaltung macht Steuerung durch den Puls möglich

Dass ein E-Bike über den Puls gesteuert werden kann, verdankt der Hersteller auch einer noch relativ neuen Automatikschaltung für Elektroräder. Die Nuvinci Harmony ist eine stufenlose Nabenschaltung, bei der man eine gewünschte Trittfrequenz einstellt - zum Beispiel 60 Pedalumdrehungen pro Minute. Tritt man schneller, wird automatisch eine höhere Übersetzung eingestellt, sinkt die Trittfrequenz am Berg, schaltet das System herunter. Das funktioniert nicht immer perfekt, aber insgesamt erstaunlich gut.

Ständiger Soll-Ist-Vergleich

Kalkhoff bringt zusätzlich zu Geschwindigkeit, Kraft am Pedal und Trittfrequenz nun eine weitere Größe ins Spiel: den Puls des Radlers. Dieser muss einen Pulsgurt tragen, der die Herzfrequenz per Funk an den Bordcomputer des E-Bikes überträgt. Vor Beginn der Fahrt gibt der Radler den Pulsbereich ein, der eingehalten werden soll. Der Computer vergleicht dann permanent Soll- und Ist-Puls. Die Motorunterstützung wird erhöht, sobald das Herz etwas schneller schlägt als gewünscht. Ein Piepton weist den Fahrer zudem darauf hin, dass er zu schnell unterwegs ist.

50 Watt schaffen auch Untrainierte

"Die elektronische Steuerung ist eine Herausforderung", sagt Kalkhoff-Experte Hülsmann. "Jeder Mensch fährt anders." Der eine bevorzuge hohe Trittfrequenzen, der andere trete langsamer mit mehr Kraft. 50 Watt reichen nach Hülsmanns Aussage aus, um auch einen zehn Prozent steilen Berg hinaufzukommen, wenn der Motor gleichzeitig mit 250 Watt mithilft. "Die 50 Watt schaffen auch Untrainierte", erklärt er.

Mühen der Ebene

Das 23 Kilogramm schwere Rad fährt sich bei einer kurzen Probefahrt in hügeliger Landschaft anders als ein herkömmliches E-Bike. Das merkt man nach einer rasanten Bergabfahrt. Beim Herunterrollen sinkt der Puls, man tritt schließlich kaum noch. In der Ebene angekommen, muss man wieder kräftiger treten, nun spürt man die 23 Kilogramm des Rades. Aber der Motor versagt die Unterstützung, denn der Puls ist ja noch vergleichsweise niedrig.

Erst als es in den nächsten kleinen Anstieg geht und das Herz flotter pumpt, greift der Motor wieder ein. Und dann auch ziemlich schnell mit der vollen Leistung von 250 Watt, damit der Puls den Sollkorridor nicht verlässt.

"Das Rad ist ein Fitnesstrainer."

Es ist kurios: Beim Impulse Ergo hat man den Eindruck, als könne man bergauf leichter fahren als in der Ebene. Dieser Effekt sei erwünscht, sagt Hülsmann. "Das Rad ist ein Fitnesstrainer." Wer einen niedrigen Puls habe, sich beim Radeln also nicht anstrengen müsse, brauche auch keine Motorunterstützung. Im Extremfall geht diese auch ganz auf null.

Kardiologe findet das Bike gut

Axel Schmermund von der Deutschen Herzstiftung hält das E-Bike für eine "gute Idee". "Das Prinzip der Pulsteuerung ist bewährt", sagt der Frankfurter Kardiologe. "Wir nutzen in der Rehabilitation Ergometer, die den Widerstand beim Treten drosseln, wenn der Puls des Patienten zu hoch ist."

Holger Eckhardt von der Universität Erlangen hat das Puls-Rad mit 25 übergewichtigen Probanden getestet - und dabei gemeinsam mit Kalkhoff die Motorsteuerung optimiert. "Wir haben uns ganz bewusst ältere Testteilnehmer gesucht, die sich wegen mangelnder Fitness nur wenig bewegen", sagt er. Knapp zehn Kilometer lang war der Parcours, die maximale Steigung lag bei immerhin 12,7 Prozent.

Spaß, der mobilisiert

"Das System funktioniert wie geplant", berichtet Eckhardt. Die pulsabhängige Motorsteuerung habe dafür gesorgt, dass die Herzfrequenz im vorher festgelegten Korridor geblieben sei. "Wir können das System zur dauerhaften Benutzung empfehlen." Das Rad richte sich allerdings vor allem an Menschen mit geringer Fitness. Wer problemlos auf einem normalen Rad 25 km/h und schneller fährt, für den sei das System nicht geeignet.

Eckhardt sieht in dem Modell eine gute Chance, ältere untrainierte Menschen wieder zur Bewegung zu bringen. "Mobilität bedeutet Teilhabe am sozialen Leben, nicht mehr allein zu Hause zu sitzen." Das Fahrrad erweitere den Aktionsradius und ermögliche einen sanften Einstieg in den Sport.

3000 Euro kostet das E-Bike

Das Fahren damit mache den Leuten Spaß. "Keiner der Probanden würde sich auf ein normales Rad setzen - das Fahren damit strengt sie viel zu sehr an", sagt Eckhardt. Auch Heimtrainer seien für übergewichtige Patienten kaum eine Option: "Der steht meist nur ungenutzt herum." Mit einem Fahrrad hingegen könne man etwas unternehmen. Eckhardt weiß von zwei Testteilnehmern, die sich das Rad bereits gekauft haben - trotz des relativ hohen Listenpreises von 3000 Euro.

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