Huisbezoek / E-bike: De ontwikkeling van compacte en lichtgewicht e-bike motoren heeft de markt de afgelopen jaren aanzienlijk veranderd. Een belangrijke speler in dit segment is het Beierse bedrijf TQ, dat een cruciale rol heeft gespeeld in de trend van lichte e-MTB's, met name met de HPR50-aandrijving, en deze trend verder ontwikkelt met de HPR60 en HPR40. We bezochten hun fabriek in Inning am Ammersee, spraken met de ontwikkelaars over transmissieconcepten en sensortechnologie en bekeken hun lokale productie van dichtbij.
Het verhaal van TQ: van elektronicadienstverlener tot pionier op het gebied van e-bikes.
Dat TQ vandaag de dag zo'n prominente rol speelt in de fietssector, was onvoorspelbaar toen het bedrijf in 1994 werd opgericht. Oorspronkelijk begonnen als een tweemanszaak, richtte het bedrijf zich aanvankelijk op elektronische diensten en vroege robotica. Tegenwoordig heeft TQ wereldwijd zo'n 2.000 medewerkers in dienst, waarvan ongeveer 200 werkzaam zijn bij de e-bike-divisie op de locatie in Ammersee.
De reis naar aandrijfsystemen voor fietsen begon pas rond 2010 en is nauw verbonden met Toni Rossberger. De voormalige extreme sporter en machinebouwer, die al lange tijd oplossingen voor TQ ontwikkelde in sectoren zoals de lucht- en ruimtevaart, raakte persoonlijk betrokken bij een e-bike startup. De prototypes waren destijds echter zwaar, log en maakten gebruik van inefficiënte kettingontwerpen. Rossberger zocht een rotatiesymmetrische, compacte oplossing. Omdat bestaande industriële versnellingsbakken voor e-bikes noch efficiënt noch betaalbaar waren, ontwikkelde hij zijn eigen concept, dat uiteindelijk de basis legde voor het huidige TQ-portfolio.
De technologie: De harmonische tandwieloverbrenging
Het hart van het TQ-aandrijfsysteem is de zogenaamde pinringaandrijving, ook wel bekend als de "HPR" (Harmonic Pin-Ring Drive). In tegenstelling tot klassieke coaxiale aandrijvingen of meertraps tandwielsystemen, maakt deze constructie een extreem compacte, ringvormige krachtoverbrenging mogelijk. Dit resulteert in een zeer hoge koppeldichtheid in een zeer kleine inbouwruimte. Een ander technisch voordeel is de integratie rond de trapas, waardoor een lage Q-factor (de afstand tussen de pedalen) en korte achtervorken op het fietsframe mogelijk zijn.
De eerste productiemotor van TQ, de HPR 120S, werd in 2014 gelanceerd. Met een maximaal koppel van 120 Nm was deze motor zijn tijd ver vooruit – ter vergelijking: een tweede generatie Bosch Performance Line CX leverde destijds 75 Nm, maar had wel een hoger gewicht. Hoewel de 120S vanuit het huidige perspectief misschien een dinosaurus lijkt, demonstreerde hij de fundamentele prestatiemogelijkheden van de pinringtechnologie.
Innovatie door software: krachtmeting in plaats van een klassieke sensor.
Een van de grootste ontwerpuitdagingen bij middengeplaatste motoren is de integratie van de koppelingssensor. Dit vereist doorgaans een holle as en extra ruimte, wat indruist tegen het doel van een extreem compacte motor. TQ heeft daarom gekozen voor een onconventionele aanpak: de aandrijvingen doen het zonder een conventionele koppelingssensor.
In plaats daarvan gebruikt TQ beproefde rekstrookjes die aan de lagers van de trapas zijn bevestigd. Deze meten nauwkeurig de verticale krachten en de minimale torsie die optreedt tijdens het trappen. De echte magie zit in de software: een zeer complex algoritme verwerkt deze gegevens in realtime en berekent niet alleen het toegepaste koppel, maar analyseert ook de traptechniek, de gewichtsverdeling (links/rechts) en detecteert zelfs of de fietser staat. Deze wisselwerking tussen vereenvoudigde mechanica en geavanceerde software is een belangrijke factor in het compacte formaat van de huidige TQ-motoren.
De paradigmaverschuiving: van krachtpatser naar lichtondersteunend systeem
Ondanks hun aanvankelijke focus op maximale prestaties, besefte TQ al snel dat directe concurrentie met industriereuzen zoals Bosch, Shimano of Brose in het segment met hoog vermogen contraproductief zou zijn. Testritten en data-analyse met rijders die kritisch stonden tegenover conventionele e-bikes brachten een nieuwe eis aan het licht: een motor moest het natuurlijke rijgevoel van een fiets zonder motor behouden, in plaats van dit te maskeren met pure kracht.
Uit dit "onderzeeërproject" ontstond een aandrijving met een aanzienlijk lagere overbrengingsverhouding, minder vermogen, een kleinere vliegwielmassa en minimale geluidsproductie. Dit betekende de geboorte van de HPR50. De motor was ontworpen voor rijders die op zoek waren naar gevoelige, prettige ondersteuning zonder in te leveren op de wendbaarheid van een trailbike. De integratie ervan in modellen van grote fabrikanten zoals Trek betekende uiteindelijk de definitieve doorbraak voor TQ in het snelgroeiende segment van lichte e-MTB's.
De evolutie van de HPR-serie: HPR60 en HPR40
De productstrategie van TQ is ook interessant. De HPR60, de opvolger van de HPR50, biedt 10 Nm meer koppel en 50 watt meer piekvermogen in dezelfde behuizing, gecombineerd met geoptimaliseerd thermisch beheer. Deze achterwaartse compatibiliteit is een groot voordeel voor framefabrikanten en eindgebruikers, omdat de vormfactor hetzelfde blijft.
Het concept van minimale trapondersteuning wordt momenteel tot het uiterste doorgevoerd met de HPR40. Deze motor weegt iets meer dan een kilogram en is speciaal ontworpen voor e-gravel- en e-racefietsen. Visueel verdwijnt de motor volledig achter het kettingblad, waardoor dergelijke fietsen vrijwel niet te onderscheiden zijn van hun conventionele tegenhangers.
Een kijkje in de productie bij Ammersee
Een absoluut hoogtepunt van het bezoek was de rondleiding door de productiefaciliteiten in Inning. Wat in de huidige fietsenmarkt vaak slechts als marketingpraatje wordt gebruikt ("Engineered in Germany"), is hier tastbare realiteit. De verticale integratie van TQ is indrukwekkend. Een groot deel van de transmissieonderdelen, de complexe vermogenselektronica en de uiteindelijke assemblage van de motoren vindt plaats binnen het eigen netwerk van het bedrijf (Inning, Peiting, Delling).
Op de assemblagelijnen worden de componenten in een semi-automatisch proces samengevoegd, waarbij precieze robotica en vakkundig handwerk naadloos samenwerken. De nauwe band tussen de afdeling onderzoek en ontwikkeling en de serieproductie is bijzonder opmerkelijk. Hierdoor kunnen aangepaste componenten of prototypes vaak binnen 24 uur worden getest en geïmplementeerd – een enorm voordeel in zo'n snel veranderende technologische omgeving.
Innovatie loont.
Het bezoek aan TQ E-Bike liet zien dat innovatie niet altijd betekent dat je moet streven naar de allerhoogste prestaties. Door zich technologisch sterk te onderscheiden met pin-ringtechnologie en softwarematige vermogensmeting, heeft TQ een niche gecreëerd die sindsdien is uitgegroeid tot een van de belangrijkste trends in de fietsindustrie. De hoge mate van lokale productie en de continue, evolutionaire ontwikkeling van de motoren in dezelfde vormfactor maken het systeem uiterst aantrekkelijk, niet alleen voor fietsfabrikanten, maar ook voor technisch onderlegde en sportieve fietsers.