Der Fahrradanhänger mit besonderem Extra
Studenten unseres Fachbereichs Elektrotechnik und Informatik haben einen elektrisch angetriebenen Lastenanhänger für Fahrräder entwickelt.
Die Elektrotechnikstudenten (v.l.) Cevin Börgel, Hauke Janssen, Tobias Bäumker, Phillip Seipelt und Robin Arndt von der FH Münster haben einen elektrisch angetriebenen Fahrradanhänger entwickelt. (Foto: FH Münster/Jana Bade)
Mühelos zieht Elektrotechnikstudent Cevin Börgel seinen Kommilitonen Robin Arndt im E-Lastenanhänger über den Technologie-Campus Steinfurt der FH Münster. (FH Münster/Jana Bade)
Besonders wichtig war den Studierenden die Implementierung einer aktiven Bremsfunktion. Im Labor für Kommunikationstechnik tüftelten sie an der passenden Sensorik und Regelung. (Foto: FH Münster/Jana Bade)
Mühelos tritt Cevin Börgel in die Pedale, während er Robin Arndt im Anhänger dahinter über den Technologie-Campus Steinfurt fährt. Weder hat der eine überdurchschnittlich trainierte Beine, noch ist der andere ungewöhnlich leicht. Auch das Fahrrad hat keine besonderen Eigenschaften. Das Geheimnis ihres Gespanns verbirgt sich in der Kupplung und dem Vorderrad des Anhängers – die beiden Elektrotechnikstudenten unserer Hochschule haben gemeinsam mit drei Kommilitonen einen elektrisch betriebenen Lastenanhänger entwickelt.
„In der Metallkupplung ist die Sensorik integriert, die die Stoß- und Zugbewegungen zwischen Anhänger und Fahrrad aufnimmt“, erläutert Arndt, der diesen Teil des Projektes insbesondere gemeinsam mit Phillip Seipelt konzipierte. Die Sensoreinheit besteht aus zwei Metallfedern zur Kraftübertragung und zwei sogenannten Wägezellen, also Kraftsensoren, jeweils an den Seiten – eine misst die Beschleunigung, die andere die Bremsung. Die beiden Studenten Hauke Janssen und Tobias Bäumker kümmerten sich um die Regelung und Programmierung. Börgel übernahm die Rolle des Projektleiters und entwickelte insbesondere die Mechanik und Konstruktion.
Den Lastenanhänger an sich sowie einen Akkumulator, einen Nabenmotor und eine einfache Motorsteuerung übernahmen die fünf Studenten von einer Vorgängergruppe, die vor einigen Jahren bereits mit Unterstützung der Radbastler der Kolpingsfamilie Emsdetten mit der Entwicklung begonnen hatte. „Das damalige Ziel war es, einen Vorderradnabenmotor im Anhänger so anzusteuern, dass ein Fahrrad nur einen geringen Anteil der tatsächlichen Zuglast aufbringen muss. Das Projekt lief als reine Forschungsarbeit, um zu klären, ob sich das Konzept überhaupt realisieren lässt“, berichtet Prof. Dr. Peter Richert, der sowohl die damalige als auch die aktuelle Gruppe im Zuge der Lehrveranstaltung „Projektmanagement“ betreute. „Unser Ziel war es nun, mit passender Sensorik und Regelung eine aktive Bremsfunktion zu implementieren, damit der Anhänger das Fahrrad nicht anschiebt. Das wäre beispielsweise bei einer Notbremsung sehr gefährlich“, beschreibt Börgel die Ausgangslange.
Wie im realen Berufsalltag durchliefen die angehenden Elektroingenieure dabei unterschiedliche Projektphasen. So bauten sie zunächst aus Holz den Prototyp der Kupplung, um das mechanische Prinzip zu verdeutlichen. „Dabei haben wir festgestellt, dass die Kräfte nicht auf einer Ebene wirken und ein Drehmoment entsteht“, erläutert Börgel. Die Studenten entschieden daher, die Wägezellen und Metallfedern nicht direkt in die bestehende Rahmenkonstruktion der Kupplung einzubauen. Stattdessen stellten sie mittels 3D-Druck ein wetterfestes und kompaktes Gehäuse für die Federführung her, das sie dann in die Metallkupplung integrierten. Eine Schwierigkeit tauchte erst kurz vor Abschluss des Projektes auf. „Der vorhandene Motor im bisherigen Hänger bremst nicht aktiv, sondern wechselt nur in den Leerlauf“, berichtet Börgel. Für einen Umbau fehlte am Ende des Semesters die Zeit. Das Team hat aber bereits einen Lösungsvorschlag. „Der Motor aus dem Teststand im Labor für Kommunikationstechnik müsste einfach in ein passendes Rad eingebaut werden, dann sollte das Problem behoben sein.“ Ihr Projekt verbuchen die Studenten daher trotzdem schon als Erfolgserlebnis.
„Unsere Kupplungskonstruktion, ein Motor sowie das Gehäuse mit Raspberry-Pi und Motorcontroller zur Steuerung lassen sich prinzipiell als Bausatz auf jeden Anhänger übertragen“, meint Börgel. Anwendungsmöglichkeiten gäbe es dadurch sicherlich viele, insbesondere für Personen ohne E-Bike. Konkretere Pläne zur Vermarktung ihres Projektes hätten die Studenten bislang jedoch nicht, weshalb sie beispielsweise das Thema Verkehrszulassung nicht weiter berücksichtigt haben. „Uns hat einfach die Möglichkeit gefallen, ein eigenes reales Projekt zum Anfassen von Anfang bis Ende zu planen und umzusetzen“, resümiert der Projektleiter stellvertretend für die gesamte Gruppe.