Electric eel - das mechatronische Fahrrad

25.08.2004  |  Auf der 6. Etappe der vergangenen Tour de France kam es aufgrund eines Lenkerbruches zu einem folgenschweren Massensturz. In Zukunft könnten solche Horrorszenarien ein Ende haben: Studenten des Fachbereichs Maschinenbau, Fahrzeugtechnik, Flugzeugtechnik haben mit Unterstützung der Firma Storck Bicycles ein System entwickelt, mit dem u.a. aktuelle Belastungen auf den Fahrradrahmen angezeigt und kritische Belastungsspitzen registriert werden können. Das unter Leitung von Prof. Dr. Alexander Horoschenkoff entwickelte Fahrrad trägt den Titel „electric eel“ und wird auf der internationalen Fachmesse Eurobike vom 2. bis 5. September 2004 in Friedrichshafen erstmals vorgestellt.

Seit 2002 haben 15 Studenten im Rahmen von Projektarbeiten Anwendungen von High- Tech-Materialien für das mechatronische Fahrrad der Zukunft untersucht. Durch die Kombination des Leichtbauwerkstoffs Carbon mit piezoelektrischer Keramik aus PZT kommt es bei Verformungen im Fahrradrahmen zu elektrischen Entladungen, die zur Verbesserung der Fahrsicherheit und des Fahrkomforts genutzt werden können. Studenten prägten für das Projekt den Namen „electric eel“, da das Prinzip einem Zitteraal ähnelt, der durch elektrische Organe Stromstöße aussendet.

Am Beispiel einer Vorderradgabel für Rennräder werden dem Fahrer die aktuellen Belastungen auf den Fahrradrahmen angezeigt und kritische Belastungsspitzen mit Hilfe eines Impulszählers registriert. Inspektionsintervalle an dieser sicherheitskritischen Leichtbaustruktur können so optimiert werden. Parallel werden am Hinterrad Untersuchungen zur Verwirklichung eines adaptiven Fahrwerks für Mountain-Bikes durchgeführt. Beim Einfedern der Carbon-Hinterradschwinge mit Piezomodulen wird Schwingungsenergie in elektrische Energie umgewandelt und zur Ansteuerung eines Dämpferventils genutzt.

Während des Projekts wurde für diese innovative Technologie eine Vielzahl weiterer Ideen entwickelt, die den Fahrspaß erhöhen und keine elektrische Energie aus schwergewichtigen Batterien oder aus der Muskelkraft benötigen. Dazu gehört eine Diebstahlsicherung und das Messen der Antriebsmomente. „Electric eel“ wurde durch eine Vielzahl von Firmen unterstützt: CeramTec, Continental, DLR, Gummiwerk Kraiburg, Hexcel Composites, Hottinger Baldwin Messtechnik, Schweißtechnische Lehrund Versuchsanstalt, Smart Material und Storck Bicycles.