Intelligenter radeln

Moderne Fahrräder lassen keine Wünsche offen. 21, 24, 27 Gänge! Dieser Luxus überfordert manchen Freizeitsportler. Er schaltet zu selten, zu spät, gerät außer Atem und hat wenig Spaß. Fraunhofer-Forscher stellen auf der Hannover-Messe (21. bis 25. April) ein Fahrrad mit intelligenter Tretkurbel vor, die dem Fahrer hilft, seine Kraft kontrolliert in die Pedale zu leiten (Halle 2, Stand D28).

In einer Tretkurbel dieses Fahrrads sind zwei Piezosensoren integriert. Die Sensoren messen die Kräfte, die dem Vorankommen dienen und zeigen dem Fahrer, wie »rund« er tritt. Die erfassten Daten werden bei dem ausgestellten Prototypen per Funk in Echtzeit an einen PC übermittelt – für den Einsatz in der Praxis entsprechend etwa an einen PDA oder ein Handy.

Die funktionsintegrierte Tretkurbel ist ein Ergebnis aus dem Projekt InGuss. Ziel des Projekts ist die Herstellung intelligenter Gussteile, indem sensorische, aktorische sowie elektronische Komponenten direkt während der Bauteilentstehung integriert werden. Forscher der Fraunhofer-Institute für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM, für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF und für Integrierte Schaltungen IIS entwickeln in diesem Projekt die Fertigungstechnik sowie die zu integrierenden Komponenten. Das Besondere bei der Fahrradtretkurbel: Die piezokeramischen Aktoren, Sensoren und die elektronischen Komponenten werden schon beim Gießen in die Leichtmetallbauteile integriert. Kein einfaches Unterfangen, denn die hohen Temperaturen von über 700°C, die beim Gießen wirken, können die empfindlichen elektronischen und elektromechanischen Komponenten zerstören. »Wir schützen die Komponenten durch spezielle Isoliermaterialien und entsprechende Umstellungen im Prozess, um eine Schädigung der Komponenten zu verhindern«, sagt Christoph Pille vom IFAM in Bremen. Somit ließen sich erstmals Komponenten wie RFID-Transponder unverlierbar eingießen, um Bauteile zu verfolgen, zu erkennen und gegen Raubkopien zu schützen.

Heiko Atzrodt vom LBF ist sich sicher, dass dieser Tretkurbel-Demonstrator nur ein erstes Anwendungsbeispiel für die neue Technologie ist: »Schon bald dürfte die Integration sensorischer und adaptronischer Funktionen in vielen Produkten Eingang finden – zum Beispiel könnten Sensoren in Flugzeugteilen eine Ermüdung des Materials rechtzeitig melden. Auch Schwingungen lassen sich mit integrierten Aktoren aktiv beeinflussen.«