Was machen wir sonst noch in unserer Werkstatt?

Hier wollen wir einmal aufzeigen, daß unsere Werkstatt nicht nur für alte Radios und Uhren geeignet ist, sondern das hier einige andere interessante Projekte gemacht werden. Dabei möchte ich insbesondere die Arbeiten während meiner Tätigkeit bei der Firma ADP-Engineering/Rotwild in Dietzenbach vorstellen.

Es handelt sich hierbei um Projekte, die in der letzten Zeit während meines Studiums der Elektrotechnik entstanden sind.

DMS-Fahrrad

Hierbei handelt es sich um einen Fahrversuchsträger, der von der von ADP-Engineering zur Ermittlung der realen Kräfte in einem sportlich genutzten Mountainbike benötigt wurde. Hiermit konnten dann die FE-Rechnermodelle (Finite-Elemente) der Rahmenkonstruktion optimiert werden, um dann als Folge ein leichteres und trotzdem stabiles Rahmenkonzept entwerfen zu können.

Als Rahmen diente hierbei ein normaler und hinreichend bekannter Dreiecksrahmen ohne Hinterradfederung. Dieser Rahmen wurde dann von mir an jedem Rahmenrohr mit sog. Dehnungsmeßstreifen (DMS) beklebt, die die entsprechenden Rohrdehnungen und damit die Rohrkräfte messen. Dabei wurden Torsionen, Biegungen und Zug/Druckkräfte gemessen.

Da die Meßwerte während einer Fahrt durch Gelände aufgezeichnet werden sollen, wurde ein Datalogger an den Rahmen montiert, der die Meßwerte mit einer Sampelrate von 100Hz aufzeichnet. Diese Sampelrate ist dabei durchaus ausreichend, da bei einer solchen Konstruktion die interessanten, eingeleiteten Kräfte bei max 10-15Hz Schwingfrequenz liegen.

Nach einer Meßfahrt können dann die Meßwerte auf einem PC verarbeitet und ausgewertet werden.

Um die Konstruktion weiter deutlich zu machen, folgt nun ein Auszug eines Vortrags, den ich schon mehrmals vor entsprechendem Fachpublikum gehalten habe. Da das Anschauungsmaterial nicht fehlen darf, sind die entsprechenden Bilder von dem Rad auch dabei.

  Vortrag über das DMS-Rad
DMS-Bike in der Seitenansicht
DMS-Bike BIKE-Festival '00 in Willingen
Vergleich des DIN-Prüfstandversuchs mit realen Belastungen
AutoCAD-Zeichnung der Meßstellen am Rahmen

Dämpfer "Lock-Out" für Mountainbikes, intelligente Dämpfersteuerung

Als weiteres Projekt möchte ich noch meinen Lockout, eine Art Dämpferblockierung für Mountainbikes vorstellen.

Da insbesondere bei vollgefederten MTB's beim Wiegetritt oder in Sprintpassagen das Fahrwerk aufbaubedingt stark wippt und damit den Vortrieb vermindert, wurden von der Fahrradindustrie blockierbare Dämpfer entwickelt (Lock-Out). Diese Blockierung soll dann manuell vom Fahrer während der Fahrt durch Umgreifen an den Dämpfer betätigt werden. Da insbesondere bei MTB-Rennen niemand während der Fahrt oder eines Sprints an den Dämpfer greift, ist diese Idee nicht besonders ausgereift und wird von Rennfahrern in aller Regel nicht akzeptiert.

Damit  ich selbst auf den diversen Mountainbikerennen aber die Vorteile meines vollgefederten Rades nutzen kann, ohne im entscheidenden Moment ein stark wippendens und damit kräfteschluckendes Fahrwerk zu haben, habe ich eine intelligente Steuerung für die Lockout-Funktion meines Dämpfers entwickelt.

Dieses System erkennt durch einen Mikroprozessor (Motorola 68HC11) den Fahrzustand, also ob der Fahrer im Stehen fährt (Wiegetritt) oder einen Sprint machen will, und steuert den Dämpfer elektromotorisch auf oder zu. Damit entfällt das gefährliche Umgreifen an den Dämpfer während der Fahrt.

Damit der Prozessor den Fahrzustand richtig erkennt und nicht beim Bergabfahren, bei dem die Federung auf keinen Fall blockieren soll, den Dämpfer schließt, mußten zwei Sensoren an dem Rad angebracht werden. Diese Sensorik meldet dann in der entsprechenden Kombination, ob der Fahrer steht (Wiegetritt oder Sprint) oder sitzt (normales Fahren) und welche Trittfrequenz gefahren wird. Dabei das System intelligent genug, um keinerlei Fehlinterpretationen zuzulassen.

Das mit einem Prototyp dieser Konstruktion ausgestattete Mountainbike wurde von mir auf einigen Mountainbikerennen getestet und optimiert und umprogrammiert, bis dann schlußendlich das fertige Gerät gebaut werden konnte.

Dieses bzw. noch ein Vorläufer in der Entwicklungskette wurde auf dem BIKE-Festival 2001 in Willingen/Hessen der Fachpresse vorgestellt und veröffentlicht. Der Scan des Artikels ist hier:

BIKE-Magazinartikel vom Aug01
Testrad (Rotwild RCC05 Teamrad) mit Lockout-Proto nach einem Rennen
Letzte Version des Lockouts mit integriertem Ladegerät und automatischem Ein/Ausschalter
Das Bike im Gelände

Sollten zu diesen Systemen Fragen entstehen, stehe ich gerne per Email zur Verfügung

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