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MUSKELKRAFT

Pedalbetriebene Geräte (2)

Kunstinstallation


Zu den Kunstinstallationen mit Spielcharakter gehören die Muskelkraftmaschinen der 1998 von Bohdan Baranski gegründeten Firma FM+ Baranski GmbH aus Graz, die diese seit 2003 für die unterschiedlichsten Events vermietet.

Unter dem Markennamen H2 unleaded werden eine innovative Wasserskulptur und ein ultimatives Winderlebnis als Muskelkraftmaschinen angeboten. Im ersten Fall geht es um einen Muskelkraftspringbrunnen, der als ,aqua surprise machine’ aus der Pedalpumpe und einem aufblasbaren 2.000 l Becken besteht und dafür 5,5 x 4,0 m Platz benötigt – während die ,wind surprise machine’ einen Muskelkraftlüfter mit großem Gebläse und individuell gestaltbarem Luftsack darstellt. Dieser braucht zwar ebenso viel Platz - dafür allerdings kein Wasserbecken.

Die Geräte sind zudem auch käuflich zu erwerben.


Beeindruckend und sicherlich auch künstlerisch wertvoll ist die Installation Star-Turn, die der Künstler Bruce Munro und der Designer James Augustini im Dezember 2011 vor dem Holbourne Museum in Bath, England, in Betrieb nehmen.

Star-Turn

Star-Turn

Konstruiert wird sie im Rahmen einer Spendenaktion von Help for Heroes, einer Wohltätigkeitsorganisation für verwundete Kriegsveteranen.

Innerhalb einer transparenten geodätischen Kuppel befindet sich der Pedalkraft-Antrieb einer ausgeklügelten Konstruktion aus spiralig umeinander laufenden Reihen von Teelichtern, die funkelnd und anmutig ihren Wendelpfaden folgen – was sich als ein faszinierendes Spiel entpuppt, das auf dem Foto mit längerer Belichtungszeit gut zu erkennen ist.

Während der Aktion, die fast die ganze Nacht bis 04:30 Uhr früh dauert, wechseln sich verschiedene Teilnehmer in 15 Minuten-Intervallen ab, um die Lichtshow der sanften Feuerspirale in Bewegung zu halten – während die Zuschauer Münzen in einen großen Eimer in der Nähe fallen lassen.


Luftreiniger


Vom Oktober 2009 stammt der Entwurf a/cycle des südkoreanischen Designers Jungsoo Park, der sich Gedanken um die Atopische Dermatitis macht, die manchmal schon Babys mit Ekzemen und Juckreiz befällt. Er geht davon aus, daß bereits 20 % aller Menschen an dieser Dermatitis leiden, und daß es zukünftig noch mehr werden.

Da als Ursache der Neurodermitis der Smog der Industrialisierung, aber auch Stoffe aus dem Bett, Sofa usw. ausgemacht worden sind, wodurch auch die Zahl der Allergiker zunimmt, schlägt der Designer als Lösung vor, zwei Fliegen mit einer Klappe zu schlagen.

Mit seiner pedalbetriebenen Maschine, die eine integrierte Luftwaschanlage beinhaltet, soll zum einen der unsichtbare Smog aus den Schlafzimmern entfernt werden – während man gleichzeitig etwas für seine Fitness tut. Ein synergetischer Effekt: Man wird gesund, wobei zur selben Zeit das Lebensumfeld in Innenräumen gesäubert wird.


Eine etwas gewöhnungsbedürftige Version für unterwegs stellt der Künstler Matt Hope im Januar 2013 vor, der dabei an Orte wie Peking denkt, wo die Luftverschmutzung immer neue Höchstwerte erreicht, weshalb das eigentlich gesunde Fahrradfahren zu einer fast tödlichen Angelegenheit wird.


Breathing Bike

Das pedalbetriebene Luftfiltersystem namens Breathing Bike erzeugt saubere Luft für den Fahrer durch dessen Bewegung. Gebaut hat es Hope aus einer perforierten Mülltonne von IKEA, einem Mopedhelm, einer Kampfpiloten-Atemmaske, einem Heim-Luftfiltersystem und natürlich einem vom Rad angetriebenen Generator.

Der elektrische Generator betreibt eine Pumpe, welche die Luft durch den Filter saugt und reinigt, wobei die eingefangenen Rußpartikel abgeschieden und in einem Sammelbehälter an der Rückseite der Neuerfindung eingelagert werden. Die gesäuberte Luft wird dann in die Atemmaskte zurückgeleitet.

Ob sich das System verbreitet, ist allerdings fraglich, da es dafür vermutlich zu kompliziert und aufwendig ist. Trotzdem ist es eine der kreativsten Lösungen zur Bekämpfung der Smog-Symptome, die mir bislang untergekommen ist.


Ein (noch) futuristisches Konzept für ein Fahrrad, das dabei helfen soll die Luftverschmutzung in der Stadt zu verringern, stammt von dem Designerteam der Firma Lightfog Creative and Design Co. Ltd. aus Bangkok in Thailand.

Das Air-Purifiying Bike besitzt eine Luftreinigungsfunktion, die aus einem Luftfilter und einem Sauerstoffgenerator besteht. Während der Fahrt saugt der Filter an der Vorderseite des Fahrrads die Luft durch die CO2- und Staubfilter ins Innere und läßt sie dann als gereinigte Luft wieder hinaus.

Gleichzeitig soll der Körperrahmen des Fahrrades über eine Photosynthese-System Sauerstoff produzieren, um die Luft noch atembarer zu machen. Beim Abstellen des Rads kann die Reinigungsfunktion von einer integrierten Batterie weitergeführt werden. Das als Pedelec gedachte Konzept gewinnt 2013 einen reddot-Designpreis.


Mehrzweckmaschinen


Neben den oben aufgeführten Einzelgeräten gibt es eine ganze Reihe von frühen Entwürfen, die gezielt als Mehrzweckgeräte konzipiert worden sind.

Basierend auf einem Konzept von Stuart Wilson von der Universität Oxford im Jahr 1968 baut der britische Ingenieur Alex Weir von der Edinburgh University – nachdem er in mehreren Ländern in Afrika mit pedalbetriebenen Einzelzweck-Maschinen experimentiert hat – in den frühen 1970er Jahren in Tansania eine Mehrzweckmaschine, der er den Namen Dynapod gibt (den griechischen Wörtern für Energie und Fuß).

2-Mann-Dynapod Grafik

2-Mann-Dynapod (Grafik)

Abgesehen von Pedalen, Kurbeln und dem Kettenantrieb teilt die Maschine nichts mit einem Fahrrad. Die ersten Entwürfe verwenden noch einen Holzrahmen, während spätere Versionen auf einem Stahlrahmen basieren. Als Schwungmasse wird ein mit Zement gefüllter alter Fahrrad-Reifen verwendet. Inklusive Materialien und Arbeit betragen die Kosten pro Holzrahmen-Einheit (im Jahr 1980) 40 – 100 $.

Das Dynapod kann diverse Geräte antreiben: Pumpen, Mais-Mühlen, Schmiede-Gebläse, Schleif- und Bohrmaschinen, Töpferscheiben, Geräte zum Sprühen von Farbe und zur Schädlingsbekämpfung, Dreschmaschinen, Ballenpressen, Bandsägen, Luftpumpen und -kompressoren, Ventilatoren und vieles mehr. Und es kann auch verwendet werden, um Elektrizität zu erzeugen.

Um den Betrieb einer solchen breiten Vielfalt von Geräten zu ermöglichen, wird das Dynapod mit mehreren Antrieben ausgestattet. Außerdem konstruiert Weir neben der Ein-Mann- auch eine Zwei-Mann-Version, wobei die Tandemeinheit die Ausgangsleistung verdoppelt und gleichzeitig der Kraftfluß ausgleicht, da beide Sätze von Pedalen phasenverschoben angeordnet sind. Eine ausführliche Beschreibung, die auch im Netz abrufbar ist, wird von der Organisation Volunteers in Technical Assistance aus Maryland veröffentlicht.


Zusammen mit Erfinder Dick Ott konstruiert die Forschungs- und Entwicklungsabteilung des Verlags Rodale Press, der 1977 das Buch ,Pedal Power in Work, Leisure and Transportation’ von James C. McCullagh herausgibt, eine universelle Pedalkrafteinheit namens Energy Cycle.

Ähnlich wie das Dynapod wird auch das Energy Cycle von Grund auf neu gebaut, um eine große Anzahl von Anbaugeräten möglich zu machen. Dazu gehörten Küchenhilfen (wie ein Schneebesen, Dosenöffner, Nußknacker, Fleischwolf, Kirschentkerner usw.), Landwirtschaftsmaschinen (einschließlich Bewässerungspumpen, Kartoffelroder, Maisschäler, Getreidereiniger, Haferflocken-Walze usw.) sowie allgemeine Werkzeuge (wie eine Schleifmaschine, Steinepolierer, Bohrer, Holzschnitzer und Batterie-Ladegerät).

Im Laufe der Folgejahre werden mehrere verbesserte Prototypen gebaut, zuerst aus Eisen und dann aus Stahl. Beim ersten Upgrade des Designs wird ein großer Arbeitstisch mit der Einheit verbunden, die es dem Bediener ermöglicht, eine Vielzahl von Aufgaben wahrzunehmen, ohne seinen Sitz verlassen zu müssen. Spätere Versionen werden dann mit einem Schwungrad ausgestattet.

Das Dynapod und das Energy Cycle können auch als pedalbetriebene Winden eingesetzt werden, was eine ganz neue Palette von Möglichkeiten bietet. So ist eine Winde nützlich für das Ziehen, Ausheben, die Schneeräumung oder das Heben von Lasten, während eine Winde in der Landwirtschaft für den sogenannten Kabel-Anbau genutzt werden kann, ein Prinzip, bei dem die Antriebskraft für das Pflügen, Eggen, die Aussaat und das Heu-Rechen stationär bleibt und sich nur das Werkzeug selbst, das auf einem multifunktionalen Mobilwerkzeugträger angebracht ist, entlang eines Kabels über das Feld bewegt.

Das landwirtschaftliche Verfahren der Kabel-Kultivierung bringt erhebliche Einsparungen bei der Energie, weil die Antriebskraft – sei es die des Menschen, die der Tiere oder mechanische – nicht verschwendet wird um sich selbst über den Boden zu bewegen. Weitere Vorteile sind die Vermeidung von Bodenverdichtung und die Möglichkeit, damit auch auf schlammigen Boden und an steilen Hängen zu arbeiten. Weshalb das Forschungs-Team eine spezialisierte, pedalbetriebene Winde nebst den Spezialwerkzeugen baut, die damit verwendet werden.

Diese kompaktere Einheit - im Grunde zwei Pedale, die von einer auf Lagern montierten Spule getrennt und in einen Rahmen eingebaut sind, der auch den Sitz beinhaltet – ist in der Lage, bei durchschnittlicher Anstrengung mehr als 450 kg zu ziehen, was einer Verstärkung der Menschenkraft um fast das Zehnfache entspricht. Für Arbeitsprozesse, die einen langsamen, kraftvollen Zug erfordern, wie zum Beispiel das Pflügen schwerer Böden, werden niedrige Gänge verwendet, während für einfachere Aufgaben höhere Gänge eingesetzt werden.


Eine interessante Variante der pedalbetriebenen Mehrzweck-Maschine ist der Human Powered Flywheel Motor von J. P. Modak, einem emeritierten Maschinenbauprofessor aus Nagpur in Indien, der das Gerät ab 1979 entwickelt.

Die bemerkenswerte Eigenschaft von Modaks Maschine ist, daß sie viel mehr Kraft liefert als der Mensch aufbringt, der sie betätigt. Dies geschieht, indem das System die menschliche Energie in einem Schwungrad speichert. Nach dem Speichern der maximal möglichen Energie in dem Schwungrad während einer Trittzeit von 1 - 2 Minuten, kann die gespeicherte kinetische Energie über eine geeignete Kupplung schnell freigesetzt werden.

Der menschlich angetriebene Schwungradmotor wird ursprünglich für die Herstellung von Ziegelsteinen für eine Baubehörde in Mumbai entwickelt und später auch erfolgreich für mehrere ländliche Produktionsaktivitäten wie Wasserheben, Holzdrechseln und -sägen, die Elektrizitätserzeugung und den Betrieb eines Schmiede-Hammers genutzt.


Ein anderer Ansatz von pedalbetriebenen Maschinen wird Ende der 1970er Jahre von David Weightman verfolgt. Sein Konzept der Pedal Power Unit (PPU) ist zwar von dem Dynapod inspiriert, doch die Maschine ist gleichzeitig auch noch für den Transport nutzbar. Das Gerät besteht daher aus einem Fahrradreifen in einer Gabel, der an einem Rahmen mit einem Sattel befestigt ist.

Es kann daher sowohl dazu verwendet werden, um Maschinen über eine Zapfwelle anzutreiben, wie  auch mit einem Zweirad-Chassis verbunden werden, um ein lasttragendes Dreirad zu bilden. Darüber hinaus kann die Einheit für Anwendungen, die mehr Leistung erfordern, mit anderen Einheiten in Reihe verbunden werden. Weightman begründet seinen Ansatz durch die Betonung der engen Verbindung zwischen dem Maschineneinsatz in der landwirtschaftlichen und industriellen Produktion und dem Transport der Produkte.


Job S. Ebenezer, Chef der NGO Technology for the Poor in Westerville, Ohio, entwickelt Weightmans Entwurf weiter, indem er diesen durch den Einsatz eines normalen Fahrrads statt des Dreirads stark vereinfacht. Sein Dual-Purpose Bicycle sieht den heutigen pedalbetriebenen Elektrizitätserzeugungsgeräten sehr ähnlich (s.u.).

Die ausgeklügelte Konstruktion, die ebenfalls vor allem für die Landwirtschaft gedacht ist, besteht aus einem sehr kleinen Schwungrad, das an einem Standardfahrrad angebracht ist, was ihre Verwendung als pedalbetriebene Maschine für zahlreiche kleine mechanische Vorrichtungen erlaubt, wie Dreschmaschinen, Mühlen, Schäler, Kreissägen, Holzbearbeitungsmaschinen, Wasserpumpen, elektrische Generatoren und eine Vielzahl weiterer kleiner Werkzeuge.

Dabei kann der Apparat innerhalb von Minuten aus dem Energie-Modus in den Transportmodus überführt werden, wobei der breite Ständer, welcher während der Stromproduktion für Stabilität sorgt, nach oben geklappt wird und nun als Frachtträger dient.

PedalPro

PedalPro


Überraschenderweise scheint die Entwicklung der Mehrzweck-Maschinen in den 1980er und 1990er Jahren nicht weiter verfolgt worden zu sein, zumindest habe ich bislang noch keine Spuren davon finden können.


Erst die im Jahr 2000 gegründete NGO Malnutrition Matters aus Ottawa in Kanada entwickelt mit dem VitaGoat Cycle Grinder eine weitere pedalbetriebene Mühle, die Teil eines kompletten Nahrungsmittelverarbeitungssystems ist, das hauptsächlich auf Sojamilch und ihren Produkten basiert und an Entwicklungsländer in Asien und Afrika ausgeliefert wird.

Die Installation der ersten Pilotanlage, die nun den Namen PedalPro bekommt, erfolgt im Januar 2004 in Guinea, wobei die NGO finanzielle Unterstützung durch die belgische Firma Alpro CVA erhält, Europas führendem Hersteller von Soja und pflanzlichen Lebensmitteln. Im Jahr 2007 gibt es eine weitere Finanzierung durch die Weltbank.

Auch dieses Mehrzweck-Gerät ist geeignet, als Wasserpumpe, Getreidemühle und Generator zum Aufladen von Autobatterien und Handys und zur Beleuchtung genutzt zu werden, außerdem ist die Schwungscheibe als Schleifstein zu verwenden.


Die von Andy Wekin und Steve Blood gegründete Firma Pedal Power Design + Build in Willsboro, New York, stellt im November 2013 mit dem Pedal Power Big Rig eine multifunktionale Arbeitsstation vor, die es ermöglicht, mit Pedalen und Schwungradtechnik eine Leistung von 1/3 PS (ca. 245 W) zu erzeugen, mit Spitzen von bis zu 1 PS (735 W).

Damit können Wasserpumpen, Küchengeräte, Kompressoren, Mixer, ein Holzspalter oder elektrische Generatoren betrieben werden.

Der Big Rig besteht aus einem handgefertigten Stahlrahmen, einem bequemen Sitz, der sich schnell verstellen läßt und einer soliden Arbeitsplatte. Wegen der ausgiebigen Handarbeit ist das kleine Kraftwerk mit 3.000 $ aber recht teuer. Eine kleinere Basis-Einheit namens Pedal Genny kostet nur knapp 1.250 $.

Eine für die notwendige Weiterentwicklung gestartete Kickstarter-Kampagne ist sehr erfolgreich, da sie mit 30.047 $ das Dreifache der gewünschten Summe einbringt.


Nähmaschine

Schon die alten Spinnräder und die späteren Nähmaschinen wurden mit einem Tretantrieb (Fußwippe) in Gang gesetzt. Mit Aufkommen des Stroms sind sie dann weitgehend von elektrischen Maschinen verdrängt worden.

Eine erste Demonstration der Verwendung einer pedalbetriebenen elektrischen Nähmaschine erfolgt im Jahr 2003 am CCAT durch Bart Orlando und Kati McGuire, während sie den Prototyp eines Insektenkeschers nähen, der als Alternative zur Fliegenklatsche im Hausinneren eingesetzt werden soll.

Im Rahmen einer Zusammenarbeit zwischen dem New Museum in New York und der spanischen Marke peSeta, über die Mitte 2011 berichtet wird, könnte die muskelbetriebene Bekleidungsindustrie nun aber wieder in Mode kommen. Auf die Idee dazu werden Laura Martínez del Pozo und Jaime Moreno Sevilla, die Gründer von peSeta, gebracht, als zwei Freunde ein Fahrrad und eine antike Nähmaschine in ihrem Shop hinterlassen. Eines Tages schwant ihnen nämlich, daß sie Dinge herstellen können, wenn sie das Fahrrad an die Nähmaschine anschließen.

Mit der Hilfe von Charlie Perez Mayoral aus Madrid entsteht daraufhin eine Fahrrad-betriebene Nähmaschine, die das Team dem New Museum vorstellt – das bald darauf die pedalbetriebene Produktion einer Reihe von fröhlichen Fahrrad-Caps startet, die exklusiv im Laden des Museums verkauft werden, zu Preisen zwischen 45 $ und 90 $.

Rocking-Knit

Rocking-Knit


Zwar nicht mittels Pedalen betrieben, aber dennoch an dieser Stelle passend zugeordnet, da ja auch mit den Beinmuskeln bewegt, funktioniert ein Schaukelstuhl, der Wintermützen strickt.

Das Gerät namens Rocking-Knit ist die Idee der Studenten Damien Ludi und Colin Peillex von der Ecole cantonale d’art de Lausanne (ECAL) in der Schweiz.

Durch eine ausgeklügelte Verwendung von einfachen Zahnrädern treibt das Hin- und Herbewegen des Schaukelstuhls, während man sich zurücklehnt, entspannt und die sanften Schaukelbewegung genießt, einen automatischen Strickmechanismus an, der eine Wollmütze strickt, die über dem Kopf erscheint.

Der Rocking-Knit wird im November 2012 auf der Low-Tech Factory Ausstellung der ECAL in Langenthal ausgestellt. Über Schaukelstühle als Stromkraftwerke berichte ich weiter unten ausführlich.


Es geht aber auch andersherum – sozusagen. Denn zeitgleich im November 2012 wird über ein Gerät berichtet, mit dem sich Gestricktes wieder aufribbeln oder aufräufeln läßt – und zwar pedalbetrieben.

Die Unknitting Machine stammt von Imogen Hedges, Studentin des Produkt- und Möbeldesigns an der Londoner Kingston University, die auf die Idee kommt, als sie sieht wie Mitarbeiter von Wohltätigkeitsläden viele Stunden damit verbringen, um alte Pullover zu entwirren, damit die Wollfäden verkauft und wiederverwendet werden können.

Kernelement der innovativen Maschine, die diesen Prozeß schneller und einfacher macht, ist ein alter Fahrradrahmen mit Pedalen, Kette und einem Reifen. Sobald der sitzende Benutzer in die Pedale tritt, dreht sich das Rad und zieht das Garn aus Strickwaren wie einem Pullover. Das Garn läuft dann durch eine Dampfsäule, die aus einem Kessel entweicht, und wird anschließend um eine Reihe von Klammern gewickelt, die auf der Außenseite des Rades befestigt sind.

Cyclocarder

Cyclocarder

Sobald das gestrickte Teil vollständig entwirrt ist, wird eine Handkurbel verwendet um kleinere Mengen von Garn von dem Rad auf eine Kunststoffspindel zu ziehen. Das Garn kann dann über das Ende der Spindel herausgezogen werden und in Form eines kompakten Knäuls verkauft werden.

Großbritanniens National Centre for Craft and Design gefällt die Idee so gut, daß es die Maschine als eines von zwölf Studentenprojekten  auswählt, die auf der Ausstellung ,Celebrating the Class of 2012’ präsentiert werden.


In diese Rubrik paßt natürlich auch noch der Cyclocarder von Katharina Jolda, der bereits im Februar 2012 in den Blogs erscheint.

Bei dem recht einfach aufgebauten Gerät handelt es sich um eine pedalbetriebene Kardiermaschine zur Wollverarbeitung, die üblicherweise mittels Handkurbel betätigt wird und im Prozeß des Spinnens oder bei der Herstellung von Vliesstoffen zur ersten Ausrichtung der losen Textilfasern zu einem Flor dient.


Papiermühle


Auf der Konferenz ,Better World by Design, in Providence, Rhode Island, Ende September 2011 präsentiert Prof. Mary Hark von der University of Wisconsin-Madison, die gleichzeitig auch Gründerin des HARK! Handmade Paper Studio ist, ihr neuestes Unterfangen für die nachhaltige Papierherstellung, bei dem sie in Ghana ein Programm implementiert, das verspricht, dort zu erstaunlichen Veränderungen zu führen.

Ihr Interesse an Kumasi, der Hauptstadt der Ashanti Region in Ghana, beginnt 2006 mit einem einjährigen Fulbright-Stipendium, um in Westafrika zu studieren. Gemeinsam mit einem Team von Studenten, Künstlern und Dozenten des Kumasi Center for Book and Paper Arts, der Kwame Nkrumah University of Science and Technology und dem ghanaischen Künstlerkollektiv SaNsA beschäftigt sie sich mit dem Sammeln und Dokumentieren von verschiedenen Naturfasern aus der Region.

Dabei bemerkten sie das überaus große Vorkommen einer invasiven Pflanze namens Broussonetia papyrifera, die auch als Papiermaulbeere oder Japanischer Papierbaum bekannt ist und im Jahr 1969 nach Ghana eingeführt worden war und beschließen, damit zu experimentieren. Bereits im 1. Jahrhundert n. Chr. stellte man in China aus der Borke einen Faserbrei her, der mit Kleister vermengt, getrocknet und geglättet Papier von ausgezeichneter Festigkeit ergab, das zum Beschreiben sowie für Laternen verwendet wurde. Auch in Japan wurden die Fasern (Kozo) für die Papierherstellung genutzt.

Die Experimente erweisen sich als sehr erfolgreich und Hark entwickelt eine Papierwerkstatt in Kumasi, die ausschließlich mit lokalen Materialien arbeitet, wobei angesichts der boomenden Textilindustrie beschlossen wird, auch recycelte Textilfetzen in den Prozeß zu integrieren. Außerdem werden bei der Produktion des Bütten-Papiers einheimische Pflanzen wie Avocado, Wegerich, Cashew und Papyrus verarbeitet.

Mit Hilfe des von Lee S. McDonald aus Charlestown, Massachusetts, im Jahr 2009 entworfenen fahrradbetriebenen Oracle Beater, einer Zellstoff-Mahlmaschine, welche die 3. Generation der von McDonald entwickelten Hydra Hollander Beater für Ausbildung, Studios und Entwicklungsprojekte darstellt, gelingt es aus einer invasiven Pflanzenart feine Kunstpapiere zu machen – wobei die Produktion von den regelmäßigen Stromausfällen unberührt bleibt.

Im Zuge des erfolgreichen Prozesses beginnen die Bauern den Papiermaulbeerbaum zu züchten und zu ernten. Mit dem Verkauf der Rohstoffe sind sie in der Lage, sich ein neues Einkommen zu erschließen – und die Papierwerkstatt ist in der Lage, ihre Produktion zu steigern und das Papier auch in anderen Länder Afrikas zu verkaufen, die lange nur die teuren europäischen Importe kannten.


Pumpen


Pumpen sind in fast allen der oben präsentierten Mehrzweck-Maschinen vorgesehen. Daneben gibt es aber auch einige Umsetzungen, die sich ausschließlich auf das pedalbetriebene pumpen von Wasser konzentrieren.


In Guatemala beginnt beispielsweise die im Jahr 2001 gebildete NGO Maya Pedal in San Andrés Itzapa mit der Entwicklung pedalbetriebener Geräte (Bicimáquinas), nachdem die Initiatoren zusammen mit einer Gruppe von Kanadiern der Non-Profit-Gesellschaft PEDAL, die mehrere Fahrrad-Projekte in der Region Vancouver betreut, ab 1997 die Vision für einen nachhaltigen Fortschritt in Guatemala erarbeitet hatten.

Bicibomba de Lazo

Bicibomba de Lazo

Eines der wichtigsten Geräte ist eine fahrradbetriebene Seil-Pumpe mit dem Namen Bicibomba de Lazo, die pro Minute 20 – 40 Liter Wasser aus einer Tiefe von bis zu 30 m hochpumpen und Bewässerungs- und Trinkwasser auch dort bereitstellen kann, wo kein Strom verfügbar ist. Sie kann leicht für unter 70 $ hergestellt werden.

Als der Student Jon Leary von der University of Sheffield die Aufgabe bekommt, im Rahmen seiner Maschinenbau-Dissertation im Jahr 2008 ,etwas Nützliches aus Müll zu machen’, verbringt er nach den Vorarbeiten in seiner Heimat auch vier Monate in Guatemala, wo er mit Hilfe von Maya Pedal eine mobile fahrradbetriebene Wasserpumpe entwickelt, die den Namen Bicibomba movil erhält und eine willkommene Ergänzung zu der stationären Version darstellt.

Das System besteht grundsätzlich aus einer gebrauchten elektrischen Pumpe, die auf einem um die Hinterachse des Fahrrades schwenkbaren Metallrahmen angebracht ist. Im Transportmodus werden Rahmen und Pumpe hochgeklappt. Der Prototyp zeigt im Test, daß er eine Pumphöhe von 25 m erreicht und einen maximalen Volumenstrom von 40 l/min erzeugt.

Der mobile Aspekt von Learys Erfindung ist besonders für jene Landwirte attraktiv, die Land in Hanglagen bearbeiten und als einzigen Weg zur Bewässerung das Wasser zum Gipfel schleppen müssen. Mit der Bicibomba können sie es nun von unten nach oben in einen Zwischentank pumpen, um dann dorthin zu fahren und das Wasser von dort weiter nach oben zu fördern – was mit einer beliebigen Anzahl weiterer Zwischentanks funktioniert, von einem zum nächsten.

Leary stellt auch die Bauanleitung für seine leicht herstellbare Maschine frei verfügbar auf die Website von Maya Pedal. Studenten aus der Universität Strathclyde versuchen derweil, das Wissen über die Maschine nach Malawi zu bringen.

Bis 2011 werden von Maya Pedal aus alten Fahrradteilen und aus Kanada und den USA (z.B. von Bikes Not Bombs aus Boston) gespendeten Fahrrädern rund 2.000 pedalbetriebene Maschinen (bicimáquinas) gebaut, darunter Schleif- und Dreschmaschinen, Nuß-Schäler, Getreidemühlen, Waschmaschinen, Mixer, elektrische Generatoren und sogar einen Mikro-Betonvibrator, um Betondachsteine guter Qualität zu produzieren. Im Laufe der Zeit werden die Apparate, die auch Schwungräder beinhalten und deren Herstellung zwischen 40 $ und 250 $ kostet, immer ausgefeilter und sogar billiger zu bauen.

Pedalpumpe in Pattaya

Pedalpumpe in Pattaya


Clever ist auch die fahrradbetriebene Wasserpumpe, die das C&C Hotel in Pattaya, Thailand, aufgestellt hat, um seine Gärten zu bewässern, wie Fotos vom Oktober 2005 belegen. Eine Tafel ermutigt die Gäste, den umgebauten Heimtrainer zu nutzen, um auf gesundem Weg für die Gartenbewässerung zu sorgen. Leider sind keine weiteren Details darüber herauszufinden.


Im Rahmen seiner Dissertation an der University of Cambridge entwickelt Nate Sharpe im Jahr 2010 einen pedalbetriebenen Schlammräumer: ein Fahrrad, das mit einer kleinen Vakuumpumpe zum Entleeren von Senkgruben bestückt ist und gleichzeitig auch als Null-Emissions-Fahrzeug für den Abtransport des Abwassers genutzt werden kann.

Die People Powered Poo Pump (P-Quad) ist eine nachhaltige und kostengünstige Alternative im Mikromaßstab zu den bezinfressenden Saugwagen, die sowohl als Geschäftschance für Unternehmer in Slums und anderen unterversorgten Gemeinden gesehen wird, als auch als Mittel zur Verbesserung der öffentlichen Gesundheit. Sharpe plant, sein System als erstes in den Slums der tansanischen Hauptstadt Dar es Salaam einzusetzen.

Bei dem Prototyp des auch Poo Bike genannten fahrradbetriebenen Vakuumpumpen/Tanksystems, dessen Pumpe selbst knapp als 100 $ kostet, und damit weniger als 10 % der nächst-kostengünstigen Alternative, muß nur das Ende des Schlauches in die Latrine herabgelassen und dann an Ort und Stelle für ein paar Minuten im Stand in die Pedale getreten werden, um den Schlamm in eine an der Rückseite des Fahrrads angebrachten Tonne zu saugen.

In der Zwischenzeit arbeitet Sharpe am MIT in den USA zusammen mit dem Team von SANergy an einem Franchise-Modell für Low-Cost-Latrinen in Kenia, deren Abfälle auf einer täglichen Basis gesammelt und in zentral gelegenen Biogas-Anlagen für Heizungszwecke und die Stromerzeugung genutzt werden. Daneben soll noch ein Düngemittelprodukt anfallen. Durch die Synergie von Biogas und Düngerproduktion mit Mikromaßstab eröffnet die kostengünstige Pedalkraft eine ganze Welt neuer Möglichkeiten.

Bisynk Grafik

Bisynk (Grafik)


Im November 2010 wird in den Blogs über ein Waschbecken-Design namens Bisynk des südkoreanischen Industriedesigners Jang Wooseok berichtet, mit dem dieser daran erinnern möchte, daß noch immer mehr als 1 Milliarde Menschen keinen ausreichenden Zugang zu sauberem Wasser haben.

Um das Wasser noch mehr schätzen zu lernen, müssen die Benutzer des Bisynk einige Anstrengungen unternehmen, um sich Hände und Gesicht waschen zu können – denn das Waschbecken hat keine Hebel, sondern ein Fahrradpedal, und nur durch dessen Betätigen kann man das Wasser bekommen.


Anfang 2011 folgt die Meldung, daß die japanische Firma Nippon Basic Co. Ltd. in Kawasaki City, Präfektur Kanagawa, seit über einem Jahrzehnt kleine Chargen spezieller, ursprünglich für Katastrophengebiete und abgelegene Dörfer entwickelte Fahrräder herstellt.

Das im Jahr 2005 eingeführte und CycloClean genannte Fahrrad ist mit einem kinetischen Wasserfilter ausgestattet, der es dem Nutzer gestattet, zu praktisch jedem Ort zu fahren, an dem es eine Wasserquelle gibt, seien es Flüsse, Teiche, Pools oder Brunnen, um dort durch Treten sauberes Trinkwasser bereitzustellen. Dabei können in nur einer Minute bis zu 5 Liter Trinkwasser produziert werden, was mehr als dem Tagesbedarf einer durchschnittlichen Person entspricht.

Das Gerät ist zudem stark genug, um Wasser aus einer Tiefe von 5 m zu fördern. Die Pumpe und die Schläuche sind in einer Box auf dem Gepäckträger untergebracht und rund um das Hinterrad sind die drei Filterpatronen montiert, die bis zu 300 Liter Wasser verarbeiten können.

Bislang sind gut 200 Stück der CycloClean-Räder produziert und zu einem Einzelpreis von rund 6.600 $ vor allem an die japanischen Lokalregierungen verkauft worden. Eine kleine Zahl der Räder ging auch nach Bangladesch, Kambodscha, China, Indonesien, Myanmar und auf die Philippinen.

Da das Unternehmen eine zunehmende Nachfrage in Bangladesch feststellt, wird Ende 2010 in Zusammenarbeit mit einem lokalen Fahrradhersteller eine örtliche Montage gestartet, auch um den Preis zu reduzieren. Das Ziel ist die jährliche Produktion von 100 bis 200 Einheiten, wobei das Fahrrad-Wassergeschäft neue Arbeitsplätze für ehemalige Rikscha-Fahrer bereitstellen soll. Darüber hinaus ist das Cycloclean auch für Langstreckenbiker sinnvoll.


Rasenmäher

Pedal-Rasenmäher

Pedal-Rasenmäher


Versuche, die Mühsal des mechanischen Rasenmähens zu verringern, gibt es viele, wie man auf der entsprechenden Seite von treehugger.com vom September 2007 sehen kann, deren Quellen inzwischen aber fast ausnahmslos nicht mehr auffindbar sind.

Bei den meisten dieser Modell wird einfach das Vorderrad eines konventionellen Bikes entfernt und statt dessen der Kopf eines Spindel-Rasenmähers angeschweißt. Für eine gezogene Version läßt sich eine Deanna F. Porath aus Montgomery in Alabama im Jahr 1984 sogar ein Patent erteilen, bei dem die Kette direkt über die Achse des Mähers geführt wird, womit dieser gleichzeitig auch für den Vortrieb sorgt. (US-Nr. 4.455.816, angemeldet 1982).

Daß früher aller Rasenmäher mit Muskelkraft betrieben wurden, wird allgemein wohl noch bekannt sein – und wie mühselig das war. Weshalb die motorisierten Nachfolger auch als große Erleichterung empfunden wurden, trotz ihres beträchtlichen Lärms.

Daß es aber auch bequem und leise geht, beweist die Eigenkonstruktion des professionellen Fahrradbauers Ted Wojcik und seiner Firma CUSTOM BICYCLES in Plaistow, New Hampshire, welche dieser auf der North American Handmade Show im Februar 2008 vorstellt.

Ganz abgesehen davon, daß sich die Arbeit sitzend viel leichter durchführen läßt, wird durch die Umsetzung der Beinmuskel-Energie eine wesentlich höhere Gesamteffizienz erreicht, als wenn man dasselbe Gefährt einfach nur vorwärts schieben würde. Kommerziell angeboten scheint das Gerät bislang aber nicht zu werden.

Grazor Modell

Grazor (Modell)


Dies ist möglicherweise bald der Fall bei dem im Juli 2015 erstmals vorgestellten Modell Grazor, einem dreirädrigem Gefährt mit rotierenden Klingen an der Front, das weitgehend aus Kohlefaser gebaut ist.

Bei dem pedalbetriebenen Rasenmäher mit Fünfgang-Getriebe, der von der in London ansässigen Agentur Seymourpowell konzipiert worden ist, treibt das in die Pedale treten nicht nur die Vorderräder an, um das Fahrzeug vorwärts zu bewegen, sondern auch die Messer, die sich in einem Zylinder an der Front des Mähers drehen. Noch nicht integriert ist bislang ein Grasfangkorb.

Dafür kann der Zylinder mit den Klingen angehoben und in dieser Position verriegelt werden, um den Grazor auch in Gebieten bewegen zu können, wo es kein Gras gibt oder keines geschnitten werden soll. Außerdem gibt es Bremsen und die Räder sind so entworfen, daß sie auch auf rutschigem Rasen eine gute Bodenhaftung haben.

Die Designer hoffen nun, mit einem Rasenmäher-Hersteller zusammenarbeiten zu können, um das Teil zu bauen und zu einen Preis von 3.000 £ auf den Markt zu bringen.

Kaffeerösterei

Kaffeerösterei

Rösterei


Als Alex Roth im Jahr 2008 in Davis, Kalifornien, eine zunehmende Nachfrage nach Java-Kaffee feststellt, wechselt er die Zahnräder seines pedalbetriebenen Apparats und beginnt südamerikanischen, 100 %-igen Bio- und Fair-Trade-Kaffee zu rösten.

Mit seinem Kleinunternehmen The Pepper Peddler hatte er bereits 2005 angefangen, würzige Tex-Stil Paprika zu rösten, die er aus seiner Heimat Colorado liebte, in Davis aber nicht finden konnte.

Roth röstet seine Kaffeebohnen mit einer Kombination aus Pedalkraft und Propan – und auch die Auslieferung an die Kunden in Davis und Sacramento erfolgt mit einem Fahrrad, wobei eine Zustellgebühr von 4 $ pro Lieferung anfällt.


Sägen


In der Ausgabe Mai/Juni 1985 des US-Magazins Mother Earth News berichtet die Tischlerin Donna M. Eddy aus Wisconsin ausführlich, wie sie sich eine Fahrrad-betriebene Bandsäge gebaut hat.

Damit nutzt sie ihr Fahrrad auch im Winter zu einem sinnvollen Zweck. Auf dem Foto von Greg Bolter ist der Aufbau gut zu erkennen – und in dem auch im Netz einsehbaren Artikel werden viele Baudetails beschrieben und gezeigt.

Ein paar Monate nach dem Bau der Säge wird zusätzlich noch ein ebenfalls selbstgebautes Schwungrad integriert – indem das untere Rad mit Zement ausgegossen wird. Auch dessen einfache Herstellung wird in dem Artikel erläutert.

Die zusätzliche Masse glättet den Schnitt, verhindert ein Festbeißen und macht diese einzigartige Werkzeug im allgemeinen fast so praktisch wie seine stromhungrigen Cousins, schreibt Donna.

Bandsäge Grafik

Bandsäge (Grafik)


Etwas informativer ist dagegen eine weitere Umsetzung, die im Oktober 2013 durch die Fachblogs geht.

Das Archanes-Projekt in Heraklion, Kreta, das durch George Ritsakis und Vasiliki Diadou im Jahr 2012 als ein loses Kollektiv von Menschen gebildet wird, um in Griechenland nachhaltige Häuser zu bauen, zeigt nun zwei interessante Entwürfe für Fuß-angetriebene Maschinen - ein Sieb und eine Bandsäge.

Im Gegensatz zu den vorstehenden Modellen basiert die von George Chiletzakis entwickelte und gebaute Bandsäge auf einem Getriebesystem mit Freilauf und Schwungscheibe, das durch einen Fußhebel in Rotation versetzt wird.

Bei Bedarf kann sich eine zweite Person auf den gegenüberliegenden Trethebel stellen und damit die ,Motorleistung’ der Säge verdoppeln, was bei dickeren oder härteren Hölzern sinnvoll ist. Chiletzakis Bandsägen-Entwicklung ist unter einer Creative Commons Lizenz veröffentlicht.

Als eine schnelle und mühelose Methode um die Erde für den Bau ihrer Stroh/Lehm-Häuser zu sieben, erweist sich zudem ein Schüttler, bei dem ein Fahrrad-Pedalsystem die Bewegung über die Kette überträgt und in Schwingungen verwandelt – was das ehemals lästige Sieben zu einer angenehmen Zeit macht.

Im Netz sind zudem noch mehrere YouTube-Clips über weitere selbstgebaute pedalbetriebene Sägen zu finden, ferner Aufnahmen historischer Geräte, wie der Hubsäge, die von der Lincoln (Maine) Historical Society gezeigt wird. Und natürlich gibt es auch Fuß-angetriebene Drechselbänke.


Von einer pedalbetriebenen Kettensäge habe ich bislang nur dieses Foto. Das Gerät soll auf einer Special Bike Show in Germersheim gezeigt worden sein. Über sachdienliche Hinweise würde ich mich freuen.


Schneepflug

Ebenfalls erfolgreich verwirklicht hat Kevin Blake aus Sun Prairie in Wisconson einen pedalbetrieben Schneepflug, den er im Dezember 2009 ausführlich im Magazin Mother Earth News vorstellt. Für den Bau hat er etwa 80 Stunden gebraucht.

Durch die Verwendung eines alten Sitz-Rasenmähers, ein paar gebrauchten Fahrradteilen und einen absenkbaren Pflug mit V-Klinge hat er nun mehr Spaß bei „einer der am meisten frustrierenden Aufgaben der Saison“, wie er sich ausdrückt.

Und im Gegensatz zu Schneefräsen oder benzinbetriebenen Schneepflügen benötigt dieses sehr einfach zu bedienende und auch leicht zu manövrierende Konzept keinen Strom, ist zu 100 % emissionsfrei und besteht zumeist aus wieder verwendeten Materialien.


Schredder


Im Juli 2013 gewinnt Rachel Field, die an der Harvard University ihren Bachelor im Fach Ingenieurwissenschaften macht, den mit 35.000 $ ausgestatteten Silver Award des Incredible Green Contest der Acer-Stiftung in Taiwan.

Bicyclean

Bicyclean

Als preiswürdig befunden wird eine Teillösung des Elektroschrott-Recycling-Problems in der 3. Welt, das Mensch und Umwelt kontaminiert.

Fields Erfindung namens Bicyclean bildet ein einfaches und billiges Mittel, um wertvolle Metalle ohne die Verwendung von Wärme aus anderen Materialien zu extrahieren, wobei ein vollständig abgedichtetes Gehäuse gleichzeitig einen gewissen Schutz bei der Arbeit bietet.

Im Wesentlichen handelt es sich um einen pedalbetriebenen Schleifstein, der ganze Leiterplatten vollständig vernichten kann, wobei der Staub in einem abgedichteten Gehäuse aus Polycarbonat aufgenommen wird.

Mit dem Preisgeld plant Feld nun nach Ghana zurückzukehren, um einen Prototyp der 2. Generation zu testen.


Seifenmischer

Seifenmischer

Seifenmischer


Vermutlich ein weltweites Einzelstück ist der pedalbetriebene Seifenmischer von Frederick Breeden und seiner Firma Just Soap in Ashfield, Massachusetts, welche sich auf Seifen und Shampoos konzentriert, die in Handarbeit hergestellt ausschließlich auf natürlichen organischen Ölen basieren.

Gemeinsam mit einem Ingenieur und Fahrradbauer wird das Herz des Seifen-Herstellungsprozesses konstruiert und gebaut: ein muskelbetriebener Fahrrad-Mischer, der auch die Selbstbeschreibung des Unternehmens bestimmt: The Pedal-Powered Natural Soap.

Hauptgrund für den Einsatz eines Fahrrads als Antrieb ist, daß die traditionelle Seifenherstellung stundenlanges Rühren erfordert. Dabei ist die Mechanik höchst einfach: Mit den Pedalen wird über einen Riemen ein Rührblatt in einem großen Bottich aus rostfreiem Stahl gedreht, in in dem die Zutaten wie verseifte Oliven-, Kokos- und Palmöle, ätherische Öle, Bio-Kräuter und Gewürze miteinander verrührt werden.

Sobald die Zutaten anfangen zu verdicken, wird die Mischung zum Absetzen in einen Holzrahmen gegossen und ein paar Tage später können die entstandenen Stäbe mit einer Holzpresse zerschnitten werden. Da der Fahrrad-Mischer ermöglicht, größere Chargen der handgemachten Seifen zu produzieren, kann das Unternehmen seine Preise reduzieren.

 

Weiter mit den pedalbetriebenen Geräten...