Abschlussbericht Projektwerkstatt NaWaRo-Fahrrad ... · Rahmenformen: Diamantenrahmen, Sloping Rahmen, Waverahmen, Schwanenhalsrahmen, Easy- Boarding Rahmen, Y- Rahmen ... • Keramik

Abschlussbericht

Projektwerkstatt

NaWaRo-Fahrrad NachWachsende Rohstoffe auf zwei Rädern

2010 – 2012

Technische Universität Berlin

Berlin, Mai 2013

Seite 1 - Projektwerkstatt www.NaWaRo-Fahrrad.de 2010-2012

Inhalt

Einleitung 3

Zusammenfassung 4

Wintersemester 2010/2011 5Gruppe I Konstruktion & Design 5Gruppe II Material - Rohstoffe & Werkstoffe 6Gruppe III Public Relations & Vernetzung 7Hannovermesse 2011 Vorbereitung 81. Prototyp auf Hannovermesse April 2011 8 Sommersemester 2011 12Gruppe H1 Finanzen 12Gruppe H2 Rahmen 12Gruppe H3 Laufräder 13Gruppe H4 Antrieb & Bremsen 14Gruppe H5 Anbauteile I 14Gruppe N8 Bambus-Anbau in Brandenburg 16

Wintersemester 2011/2012 17Gruppe T1 Orga PR Finanzen 17Gruppe T3 Speichen 18Gruppe T4 Antrieb und Bremsen 19Gruppe T3 Felge 20Gruppe T2 Rahmen 21Gruppe T5 Anbauteile 23Hannovermesse 2012 & Holz-Prototyp 25

Sommersemester 2012 28Gruppe NaWaRo-Tour 2012 28Gruppe Rahmen 2 29Gruppe Rahmen 1 30Gruppe Anbauteile 2 32Gruppe Anbauteile 1 33Gruppe Antrieb 2 34Gruppe Laufrad 1 37

Kontakt und Impressum 40


Einleitung

Dieser Bericht soll einen Einblick in die zweijährige Arbeit der Projektwerkstatt NaWaRo-Fahrrad geben und ist als Ergänzung zum Zwischenbericht aus dem laufenden Sommersemester 2012 zu verstehen.

Durch eine kurze Zusammenfassung der Ergebnisse der einzelnen Arbeitsgruppen, exemplarische Textstellen, Grafiken und Photos ihrer Dokumentation, können so Fortschritte und Hemmnisse der Entwicklung der einzelnen NaWaRo-Fahrradteile partiell nachvollzogen werden.

Inzwischen haben sich die allgemeinen Bedingungen für die Projektwerkstätten an der TU-Berlin merklich verbessert, wobei noch lange nicht von optimalen Voraussetzungen gesprochen werden kann. Es gilt weiterhin die Infrastruktur und die Wahrnehmung der PWs und tu projects an der TU-Berlin, sowie außerhalb zu verbessern.

Weiterhin ist anzumerken, dass das Bachelor- & Mastersystem auf das ehrenamtliche Engagement der aktuellen Studierendengeneration zu wichtigen sozialen, ökologischen und (hochschul-) politischen Fragen, einen eher negativen Einfluss ausübt. Die straffen und verschulten Studienordnungen lassen kaum Zeit und Raum für einen Blick, geschweige denn für einen Ausflug über den Tellerrand zu.

Hier bieten die Projektwerkstätten und ähnliche selbst organisierte Angebote inzwischen offenbar eine beliebte Möglichkeit für Studierende „sozial und ökologisch nützliches Denken und Handeln“ im Studium zu praktizieren.

Berlin, den 7.Mai 2013

Thomas Finger (Tutor)


Zusammenfassung

Die Zielstellungen der Projektwerkstatt NaWaRo-Fahrrad konnten nur teilweise erreicht werden.

Zum einen war geplant ein Fahrrad mit langlebigen ökologischen Teilen zu 80%-90% aus NachWachsenden Rohstoffen zu entwickeln und zu bauen.

Es wurden zwar vielfältige NaWaRo-Fahrradteile in Angriff genommen, doch konnte keines innerhalb der vier Semester zur Serienreife gebracht werden. Ein wesentlich negativer Faktor war hierbei, dass praktisch zu jedem Semesterstart komplett neue TeilnehmerInnen bei der Projektwerkstatt mitgearbeitet haben und so ein Mangel an Kontinuität verzeichnet werden konnte.Für die Folge-Projektwerkstatt „NaWaRo-Fahrrad.de/atm – Regionale NachWachsende Rohstoffe auf Rädern“ ergaben sich jedoch durch diesen Entwicklungs- & Lernprozess hilfreiche strategische Weichenstellungen für das weitere Vorgehen, sodass weniger sinnvolle Herangehensweisen in Zukunft eher vermieden werden können.

Eine weiteres Ziel war es die Idee der „Rohstoffwende“ und die stoffliche Nutzung NachWachsender Rohstoffe innerhalb und außerhalb der Technischen Universität Berlin durch unsere Projektwerkstatt weiter bekannt zu machen und zu verbreiten.

Durch eine Rege Öffentlichkeitsarbeit, den Vorlauf des Schwesterprojektes „Berlin-Bamboo-Bikes“, sowie eine Teilnahme an verschiedenen Veranstaltungen, wie z.B. zweimalig an dem Gemeinschaftsstand Forschungsmarkt Berlin-Brandenburg auf der Hannovermesse 2011 und 2012, haben wir regional und überregional bereits einen guten Bekanntheitsgrad erreicht.

Dies hat auch dazu beigetragen, neue UnterstützerInnen und PartnerInnen für die weitere Arbeit gewinnen zu können.


Wintersemester 2010/2011

Betreuende TutorInnen: Oxana, Thomas

Gruppe I Konstruktion & Design

Zusammenfassung: Die Gruppe hat grundlegende Zusammenhänge der Fahrradtechnik recherchiert und diese im Wiki dokumentiert

Gruppenmitglieder: Richard, Bastian, Leonard, Gabriel, Philipp

Grundlagen Mechanik: Hier wurden im Wiki grundlegende Begriffe und Zusammenhänge erläutert. In der Veranstaltung gab es einen kleinen Input zum Thema.

Grundlagen Werkstoffkenngrößen: Kurzer Input zu Formänderung durch Normalspannung, Formänderung durch Schubspannung, Elastisches Verhalten, Plastisches Verhalten und BruchverhaltenZusammenfassung und Präsentation der Eigenschaften verschiedener Fahrradtypen: Tourenrad (Stadtrad, City-Rad), Rennrad, Trekkingrad (Crossbike, All Terrain Bike - ATB), Reiserad, Mountainbike, BMX (Bicycle MotoCross), Pederson Fahrrad und Rahmenvergleich Bahnrad / Reiserad

Fahrradtechnik

Fahrradrahmen: Der Fahrradrahmen ist das tragenden Gerüst eines Fahrrads und bildet das Grundgerüst für alle Komponenten und Anbauteil des Fahrrads. Er trägt das Gewicht des Fahrers und überträgt diese auf die Laufräder. Grundaufbau: Oberrohr, Unterrohr, Sitzrohr, Steuerrohr, Sitzstrebe/ Sattelstrebe, Kettenstrebe.Rahmenformen: Diamantenrahmen, Sloping Rahmen, Waverahmen, Schwanenhalsrahmen, Easy- Boarding Rahmen, Y- Rahmen Auswirkungen der Geometrieänderung am Rahmen

Übersicht über Belastungen: Betriebslasten an der Fahrradgabel, Betriebslasten am Lenker & Vorbau, Ausfallenden (vorn), Ausfallenden (hinten), Sattelstütze

Bremsen und Bremstypen: Felgenbremsen, Trommelbremsen, Scheibenbremsen, RücktrittbremseBremsbetätigung: Mechanisch, Hydraulisch Sicherheitsanforderungen an Bremsen: DIN EN 14764 - City- und Trekking-FahrräderBeispielrechnung zu Belastungen an einer Felgenbremse

Ge- & Antriebe: Vortrag Antriebe Die Kette kann aus Nawaro ggf. durch einen Riementrieb ersetzt werden, wenn dieser aus Gummi und Naturfasern besteht.

Pedalerie Aufbau: Vor- und Nachteile Plattformpedale , Klickpedale ,Tretkurbel

Laufräder & Felgen: Allgemeines zur Felge, aus Holz, Kompatibilität zum Reifen


Idee: man könnte die Laufräder etwa als "Aerospoke"-Felgen umsetzen, also nicht mit vielen Speichen, sondern mit wenigen, starken Speichen.

Reifen Rechercheergebnisse: Ökobilanz, die Firma Schwalbe hat sich als bisher einziger Fahrradreifenhersteller bereits mit dem schwierigen Thema Recycling auseinandergesetzt. Ein Konzeptreifen von Goodyear mit synthetischem Kautschuk auf Basis erneuerbarer Biomasse hat jetzt den angesehenen Preis für die „Beste Leistung im Umweltschutz" erhalten.Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) hat ein Forschungsvorhaben gefördert zur Untersuchung der Verstärkung von Gummi und TPE (Thermoplastische Elastomere) mit Naturfasern. Nawaro-Materialien: Naturkautschuk, Löwenzahn-Kautschuk

Schutzbleche: Wir haben hierzu schon ein paar Schutzbleche aus Nawaro auf der Seite vom 1. Prototyp, sowie in der Kontaktliste gesammelt.

Sättel: Bauteile eines Sattels, Ergonomie, Rennradsattel, Stadtradsattel, Unterschiede zwischen Herren und Damensätteln, Gewicht, Polsterung, Sattelstütze, Betriebslasten an der Sattelstütze

Sicherheitsnormen Übersicht - Normen zum Fahrrad (von 2006):In Deutschland wurde die Fahrradsicherheit seit 1978 durch die DIN 79100 gewährleistet. 2006 wurde sie dann abgelöst durch die den geänderten Umständen angepassten europäischen Normen DIN EN 14764, DIN EN 14765, DIN EN 14766 und DIN EN 14781

Sicherheitsnormen Kritik: Die neuen Sicherheitstechnischen Anforderungen sind trotz den gestiegenen Belastungen immer noch sehr gering. Sie liegen teilweise unter dem Niveau eines Billigfahrrades niedrigster Quallität. Desweiteren wird in den Normen das Fahrrad nicht als ganzes betrachtet, sondern nur seine einzelnen Bauteile, von denen nicht einmal die normgerechte Montageverlangt wird

Gruppe II Material - Rohstoffe & Werkstoffe

Semesterziel: Grundlagenrecherche zu NaWaRo's (Roh- und Werkstoffe)

Gruppenmitglieder & Aufgaben - Marius: Epoxidharz - biologischer Herkunft, - Pia: Vorbereitung Besuch der Grünen Woche, 1. Prototyp- Daniel G.: Brennnessel, 1. Prototyp- Anthea: Anbieter Grüne Woche, Arboform- Anja: Hanf, Förderung und PW-Finanzen- Johannes: Naturfaser verstärkte Kunststoffe, Flachs, Kork, Hopfen, Brennnessel, Hannovermesse 2011, 1. Prototyp, Werkstoffe im Vergleich

Übersicht der erarbeiteten Themen im 1.Semester

Rohstoffe - lokal kultivierbare Nachwachsende Rohstoffe zur stofflichen Nutzung:

Faserpflanzen in Mitteleuropa• Flachs• Hanf • Hopfen• Brennnessel bzw. Fasernessel• Holz


• Bambus• Schilf• Raps - z.B. Rapsstroh • Seegras

Ölpflanzen in Mitteleuropa• Flachs (Leinöl)• Raps• Sonnenblumen• Löwenzahn• Distel

Werkstoffe

Diese für Konstruktionen nutzbarenNaWaRo-Werkstoffe können aus denRohstoffen gewonnen werden:

• Naturfaser verstärkte Kunststoffe NFK• Bio-Plastik• Epoxidharz - biologischer Herkunft inkl.: "Grundlagen Epoxidharze"• Wood Plastic Composites WPC• Keramik aus Holz• Lignin• Kork• Bio-Schmierstoffe• eine Allgemeine Übersicht über verschiedene Werkstoffe im Vergleich

Aufgabenkatalog 2.Semester (Empfehlungen) • Naturfaser verstärkte Kunststoffe noch intensiver bearbeiten, da sie ein Schlüsselwerkstoff

für das NaWaRo-Fahrrad sein werden!• Kenaf Prüfen ob in Mitteleuropa kultivierbar• Jute Prüfen ob in Mitteleuropa kultivierbar• Sisal Prüfen ob in Mitteleuropa kultivierbar• Ökobilanz erarbeiten (ggf. anderer Gruppe zuordnen)

Gruppe III Public Relations & Vernetzung

Gruppenmitglieder: Evi, Thomas, Flo, Heinz, Bastian, Wastl

Aufgabenkatalog 1.Semester - Dabei gilt immer: "Vom Groben ins Feine" - also: Was ist wichtiger, bzw. was ist Voraussetzung für weiteres.

• Projektmanagement• Wissensmanagement• PR - Konzept


NaWaRo-Fachvortrag Martina Kolarek

• Identität des Projekts• Logo• Briefkopfdesign• Website• That's online• Termine, Messen

Aufgabenkatalog 2.Semester (Empfehlungen)

Kontakte & Kooperationen, besonders die auf der Hannovermessegewonnenen Kontakte, bearbeiten (anschreiben, vernetzen)!

Hannovermesse 2011

Über das TU-Berlin Science Marketing bekam die PWAnfang 2011 das Angebot, das Projekt auf der HannoverMesse Industrie auszustellen. Diese Gelegenheit wurdewahrgenommen um dem 1. Semester eine abschließendeMotivation durch ein konkretes Event und einen zubauenden Prototypen des angestrebten NaWaRo-Fahrradeszu geben.

MessenachbereitungAuswertung der Besucherbögen

Die Besucherbögen und gesammelten Visitenkarten mitden Informationen zu den Kontakten und darausabzuleitenden Handlungen sind nach der Messeausgewertet worden, die Kontakte sind eingetragen imAdressbuch der PW: Kontakte & Kooperationen.

Ideen und Verbesserungsvorschläge nächste Messe

2 Prototypen, dauerhaft Probefahrten anbieten

1. Prototyp für Hannovermesse

Bau-Team: Johannes, Bastian, Leonard, Pia, Wastl,(Richard, Marius )

Auf dieser Seite sollen alle Informationen und Abläufezum Bau eines Prototypen unseres erstenNawaro-Fahrrades für die Präsentation auf derHannovermesse erarbeitet werden.

Hierbei wurden sich zwei Phasen überlegt undEtappenziele gesetzt:


Hannovermesse 2011

Logo Entwürfe

Feb. 2011 - Kontaktaufnahme & MaterialbeschaffungMärz 2011 - Prototypenbau, Zusammenfügen einesFahrrades detaillierter Datei:Zeitplan Prototyp HMI2011.ods

Stückliste

Für die Bauteile des Prototyps wurde eine Stücklistezusammengestellt, anhand derer die Art, Herkunft,Werkstoff, Masse etc. jedes Einzelteilszusammengetragen und nachvollzogen werden können:Datei:Stückliste 1.Prototyp.ods

Materialbeschaffung

Wir klappern ausgewählte Kontakte aus derKontaktliste ab.

Zur Formulierung von Texten können die Beispiele aufder Seite Anfragetexte benutzt und angepasst werden.

Bei der Materialbeschaffung und dem Anfragenstellensollte darauf geachtet werden, dass die gesammeltenInformationen im Wiki auch später noch für anderenachvollziehbar sind. Hierzu gibt's ne kleine Grafik,von wo nach wo Wikiintern verlinkt werden muss:Grafik für dabei zu beachtende Verknüpfungen

NFK + Sandwich

Naturfasern: Gewebe und MattenGewebe in Composite-Qualität von Joh. Diplarbeit steht ggf. später zur Verfügung (~2-3qm Flachs unidirektional). Die Hersteller waren schon für die Diplomarbeit schwer zu überzeugen kostenlos Material zu liefern /hatten LieferschwierigkeitenGewebe aus Textilbranche: Pia fragt bei naturstoffe.de und Adressen aus BBB-Wiki NaturfasernGewebematten (hauptsächlich aus Hanf) werden allgemein geliefert von: http://www.holstein-flachs.de http://www.bafa-gmbh.de http://www.hemcore.co.uk http://www.sachsenleinen.de http://www.polyvlies.de http://bioformtex.de --> Pia hat alle angefragtBioformtex sponsert uns Gewebe -Pia Kernmaterial (Balsa, Kork, Papierwaben)noch nicht erforderlich, bzw können Reste aus der BBB-Werkstatt benutzt werden

Epoxy

Bio-Harze - Marius hat Adressen bereits von joBestellung von 7L GREENPOXY von Johannes aus Mitteln der grüneUni e.V. Förderung/dm Gewinn, 50eur hat Leo vorgestreckt


Bau 1. Prototyp

Bioplastik

Halbzeuge (Platten) zum spanend bearbeiten, tiefziehenIdee: PC-transparent als PlattenhalbzeugMarius, Pia Granulat für SpritzgussTeile in Spritzguss sind für Prototyp noch nichtmöglich, da die Formenherstellung zu aufwendig ist.Wir können in dem Zeitraum keine Teile ausreichendgut entwickeln, um bis zur Anfertigung von Formen zugelangen.Idee: ggf. lässt sich bei http://www.protomold.de malanfragen, ob schon mit Biokunststoffen gearbeitetwurde und ggf Anschauungsmaterial da ist. Wermacht's? Basti hat Interesse

Fahrberichte und Schlussfolgerungen

"Isch muss disch haben! Warte, Isch rette disch!!"

Johannes

Anmerkungen zu Besonderheiten/Problemen:

• Laufräder • nach den ersten Probefahrten auf der HMI hatte die Speichenspannung sich bei

beiden Laufrädern gleichermaßen gefährlich verringert (teils fast schon lose). • ->Frage: hat sich die Holzfelge gesetzt oder haben sich die Nippel wegen fehlender

Schraubensicherung gelöst? • ->Speichenspannung wurde von Jo am 22.4. um 2,5 Undrehungen erhöht und LR

wieder zentriert • -ToDo->Laufräder neu einspeichen mit Schraubensicherungsflüssigkeit (Ratschlag

beim Profi holen -> Leinöl?!). Hierbei ggf auch Speichenanordnung auf den Kraftfluss optimieren (Anordnung Innen/Außen/Antrieb/Bremse).

• VR-Bremse (Korkbeläge auf lackiertem Eschenholz) • quietscht mittel bis stark • Bremskraft mittelmäßig • bei Vollbremsung bis zum Stand bleiben die Beläge auf Grund der schlechten

Wärmeableitung (jaja, Reibung erzeugt Wärme) und dem Erweichen des Lacks (hohe Temperatur) auf der Felge kleben. Gefahr des Abbrechens der Beläge beim Anfahren! Mussten schonmal geklebt werden. (habe den abgerissenen bremsbelag mit einem kleber reparieren können. aufgrund der geringen grundfestigkeit von kork aber hohen elastizität habe ich nach kurzem test einen elastischen kleber verwendet. die hafteigenschaften sind auch besser als kork-kork. also ist die klebestelle jetzt stärker als das grundmaterial und es kann nicht nochmal an der selben stelle brechen.)

Cerchighisallo hatte übrigens folgende Empfehlung ausgesprochen: "Absolutely Corima brake padsfor carbon fiber rims in yellow color" Kann auch mal wer recherchieren. Ich denke aber, dass wir vom Felgenbremskonzept mit Holzfelgen wegmüssen! ..Fotos zum Kleben vorhanden.)


• ->KEINE VOLLBREMSUNGEN MIT VR-BREMSE!!! • -ToDo->Scheibenbremse anbauen (Bremse+Scheibe hat Johannes in Reserve

(Magura Julie, standard 6-Loch Scheibe), passende Nabe besorgen: 36loch 61mm Flansch, Rad umspeichen)

• ->nächster Prototyp kann mit Sturmey-Archer X-FDD Trommelbremsnabe gebaut werden. (kompatible Gabel suchen!!)

• Rahmen • SEHR weicher/flexibler Rahmen: • schlechte Torsionssteifigkeit macht sich bei schnellen Richtungswechseln (engen

Kurven) bemerkbar, Rahmen könnte sich aufschaukeln (zum Glück auch hohe Eigendämpfung)

• beim Antreten biegt sich der Tretlagerbereich deutlich sichtbar seitlich weg, beim Fahren etwas merklich

• bei großer Belastung des Lenkers verlängert sich der Radstand (Rahmen biegt sich durch)

• Flexibilität/Steifigkeit ist die eine Sache (beeinflusst "nur" das Fahrverhalten), Festigkeit eine andere ("hält" der Rahmen?). Über die Festigkeit können wir ohne rechnerische Auslegung oder Prüfung des Rahmens (bis zum Bruch) keine Aussage treffen(!) (es kann gefährlich sein den Rahmen wie er atm ist zu fahren! -Helm tragen!)

• -ToDo->Steuerrohr-(!!) und ggf. Tretlagerbereich sollte nochmal mit Laminat verstärkt werden. (Rahmenbelastungen mit Daten der Konstruktionsgruppe ermitteln und rechnerische Auslegung machen) Beim nächsten Rahmen wesentlich dicker bauen und ggf Steuerrohrlänge größer wählen für größere Querschnittshöhe am Steuerkopf.

• Lakierung pickelig, zu dünn und schlechte Grundhaftung (platzt leicht ab) • -ToDo->nochmal abschleifen (~160er Korn) und mit verdünntem LeTonkinois

Grundieren, 2 weitere Schichten auftragen (ggf zwischenschleifen) • -ToDoNEU- am Rahmen sollte nach der Verstärkung und vor dem Einsatz als

Testrahmen die Rahmensteifigkeit mit diesem Verfahren bestimmt werden. Wenn man später das Gefühl haben sollte, die Steifigkeit nimmt ab (wie hier beschrieben) kann man das mit den selben Messungen nachprüfen!!

• HR-Nabe • an Duomatic kann man sich gewöhnen :) • Bremse knackt bei Vollast im Takt (sollte Problem der Nabe, nicht des Rahmens sein.

Rahmen überträgt/verstärkt das Geräusch nur) • ->abwarten, ob sich das durchs Einfahren noch legt. Sonst mal Calenberger/Sturmey

Archer kontaktieren • -ToDo->Drehmomentabstützung muss noch völlig fixiert werden (nach oben wie

unten darf kein Spiel mehr bleiben). Denn: in eine Richtung wird die Bremskraft, in die andere das Gegenmoment für die Schaltung auf den Rahmen übertragen. Beim nächsten Rahmen Befestigungsblech gleich einlaminieren.

Ergebnisse Fahrradrahmen aus Bambus, Flachsgewebe & Bio-Epoxy: Im Laufe der Projektwerkstatt haben wir uns auf Regionale NaWaRo konzentriert, da Bambus nicht regional kultiviert werden kann, wurde dieser Rahmentyp nicht weiter entwickelt.


http://www.sheldonbrown.com/rinard/rinard_frametest.html

http://blog.bamboobikestudio.com/why-dont-we-use-natural-fibers-in-our-lugs/

Sommersemester 2011

Gruppe H1 Finanzen: TutorInnen Oxana, Thomas

Brainstorming Finanzierungsmöglichkeiten:-FNR (vom Landwirtschaftsministerium), Förderungskonzept -weitere Ministeriumsprogramme -EU-Förderprogramme (Bund- und Länderprogramme)-Wettbewerbe , Spender/ Sponsoren , Stiftungen -TU-Programme (Freunde der TU, Gründungsservice... weitere Recherche)http://www.zim-bmwi.de Zentrales Innovationsprogramm MittelstandErgebnisse: neuer Sponsor/Partner System180

Gruppe H2 Rahmen / Fahrradgabel: Christoph, Ecki, Felix

Was war die Zielvorgabe? 1) Baugruppe „Fahrradgabel“ mit NaWaRo umsetzen • Kalkulation derauftretenden Belastungen • Dimensionierung und Auslegung der Bauteile2) Rahmen stabilisieren/versteifen3) Bambus „rösten“ → Bestimmung der FestigkeitssteigerungKonstruktionsidee: Mountainbikegabel mit Doppelbrucke, Muffen alsAbstandshalter zwischen Brucken und Halterung fur Gabelstreben (größere Verbundfläche)

Auslegung der Gabel: Kraft-und Momentwirkung furBelastung an einem Mountainbike (28“) berechnet

Dimensionierung der Bauteile Wahl der Werkstoffe

Weiter Punkte: –Rahmen vom Prototyp verstärkt (durchbisherige Rahmengruppe) –Kontakt Weberei zurGeltow hergestellt (Naturfasern / Zwirn, Verwendungnoch ungewiss)

–Überprufung der Anschlussmaße zu anderenBaugruppen –Auswahl der Materialien fur Brucken und Muffen –Klebstoff fur Verbindungen von Muffen,Brucken, Bambusstreben finden

Test der Rahmensteifigkeit des 1. Prototyp

Hinweis von Johannes:am Rahmen des 1. Prototyp sollte vor dem Einsatz alsTestrahmen die Rahmensteifigkeit mit diesem Verfahrenbestimmt werden. Wenn man später das Gefühl habensollte, die Steifigkeit nimmt ab (wie hier beschrieben)kann man das mit den selben Messungen nachprüfen!

Ergebnisse: Die Gabel macht einen sehr massiven Eindruck, da wir nicht weiter mit Bambus arbeiten, wird dieses Gabelkonzept somit nicht weiterverfolgt.


Gruppe H3 Laufräder: Erkan, Fatih, Richard, Sergej

Maße und Größen (Schnittstellen)Die Felge soll möglichst in jedeshandelsübliche Fahrrad eingebaut werdenkönnen. Die standard Klemmbreite derVorderradnabe beträgt 90-92mm.

Mit einer möglichen Reifenbreite von37mm sollte ein ausreichenderFahrkomfort bei gleichzeitigerSportlichkeit gewährleistet sein. DerReifenaußendurchmesser beträgt dannmit einer ø 622mm Felge (handelsüblich)etwas weniger als 700mm. Mit einem47mm breiten Reifen sind wir bei knappunter 720mm.

Felgen Selbstbau aus Funier

Mögliches Holz für Einsatz im Außenbereich

Datei:HOLZ übersicht.ods Kiefer, Lärche, Esche, Eiche (Eiche am witterungsbeständigsten und vonhoher Festigkeit aber auch sehr schwer). Buche hat zwar auch gute Festigkeitswerte und ist billig, ist aber wegen der Neigung zum Pilzbefall nicht für den Außenbereich geeignet.

Felgenumfang ca. 2m - Furnierlänge 2m

Felgenbreite ca./max 35mm - Furnierbreite min. 35-40mm

Furnierdicke: max 3mm, je stärker das Furnier, desto inelastischer ist es. Beim Enprodukt erhöht sich mit zunehmender Stärke der einzelnen Furnierlagen der Holzanteil und damit die Festigkeit durch das Holz (weniger Kleber wird benötigt) , empfohlene Kleber: Polyurethan-Kleber, EpoxidHarz

Konstruktion unserer Idee in SolidWorksMaterial: KieferMaße: •Außendurchmesser der Felge 1264mm •Breite der Felge 30mm Prinzip: •Ersatz der Speichen durch Holzsegmente •Verschraubung in Felge mit M3 Schrauben •Verkleben der Nabe mit den Holzsegmenten

Ergebnisse: Auf Grund infrastruktureller Probleme war das Ergebnis nicht optimal, das Konzept wurde so nicht weiter verfolgt.


Gruppe H4 Antrieb & Bremsen: Leo, Knuth, Falk, Christoph

Tretkurbel - Bau einer Kurbellehre Wichtig zu beachten: Achsen parallel VersatzStabilität Zugänglichkeit leichte DemontierbarkeitVorbereitung Vierkant Absägen Form anpassenLack entfernen Rillen fur bessere FaserhaftungsägenVorbereitung Gewinde Absägen Form anpassenLack entfernen Rillen fur bessere FaserhaftungsägenHolzkern einpassen Form genau an die Metallteileanpassen Holzkern mit den eingespanntenMetallteilen verklebenKurbel laminierenSchwierigkeiten laminieren Flachsfasern haftennicht ausreichend Flachsfaser lässt sich auf demrelativ kleinen Bauteil nur schwer verarbeitenFinish Klebenbandtechnik Glättet Entferntuberschussiges Epoxy Nachbearbeitung mit Schleifpapier und Epoxy als DecklackAussichten Tests zur Dauerfestigkeit undBruchfestigkeit mussen angegangen werdenVerarbeitung von Flachsfasern an relativ kleinenBauteilen muss noch verbessert werden

Ergebnisse: Die Tretkurbel aus Naturfaser-EpoxyLaminat mit Holzkern machte einen stabilenEindruck, eine Nachfolgegruppe baute einenähnlichen Prototypen.

Gruppe H5 Anbauteile I: Tim, Ina, Andreas

Entwicklung & Bau Gepäckträger & Schutzbleche

1. Recherche zum Stand der Technik2. Werkstoffauswahl3. Entwurf von geeigneten Formen/Modellen4. Musterbau und Verbesserung5. Anbau und Testphase

(Auf aufwendige Materialtests wird aus Zeitgründen verzichtet.Wir greifen, insofern vorhanden, auf Werkstoff-Kenngrößen ausder Literatur zurück.)

Beschluss am 11.05.2011:Hauptaugenmerk liegt auf der Entwicklung und dem Bau einesGepäckträgers (mehrere Vorschläge entwerfen und Muster bauen).


An zweiter Stelle steht für uns geeigneteSchutzbleche ohne Faserverbund oderNFK-Werkstoffe zu entwickeln(evt.Musterbau).

An dritter Stelle steht die Diskussion und dietheoretische Erarbeitung von Vorschlägen fürweitere Anbauteile (Präsentation vonIdeen,Skizzen).

Hauptziel: gebrauchstauglicher undökologisch vertretbarer Gepäckträger mit20kg Nutzlast! + Schutzblechmodell + ideenfür mehr + Verwendung von Formteilen

6.Woche 18.-24.05.

Vorbesprechung Werkstatt: Es erfolgt dieVorbestimmung von Klebstoffen, Materialund Bauform für den kommenden Freitag.Erste Versuche einer CAD/CAM-Modellierung eines Gepäckträgers (Tim).

Am Freitag, den 20.05.2011, treffen wir uns in Eberswalde in der Holzwerkstatt (Tischlerei) und beginnen mit dem Bau von ersten Komponenten für unser Gepäckständer-muster (Modellbau).

Es werden Komponenten zugeschnitten und gefügt. Für Formholzteile muss eine Form entworfen und gebaut werden. Es soll ein Gepäckträger für 20-25kg Traglast, welcher universell einsetzbar/anbaubar - also verstellbar ist - herauskommen.

Die erste Gepäckbrücke entsteht wahrscheinlich unter Verzicht auf Formteile, was einer einfachsten Fertigung zugute kommt. Formteile oder Biegeholz bringen bei einfacher Herstellungaber bessere Spannungsverläufe und Kraftverläufe mit sich(Ableitung der Lasten in den Rahmen - geringere Bruchneigung - weniger Fügestellen)

10.Woche 15.-21.06.

CNC-Bearbeitung der Schutzblechform undWeiterentwicklung des Gepäckträgers. Baueines zweiten und dritten Prototypenbeginnen.

Überlegungen/Entwürfe zu der Halterungfür die Schutzbleche durchführen - Eratz derStandard-Metallhaltestreben.

Ideen für weitere Anbauteile wie Kettenkasten,Getränkehalter undFahrradkorb sammeln und skizzieren (Ideenwettbewerb und Recherche).

Ergebnisse: Der Gepäckträger und die Schutzblech-Pressform waren sehr vielversprechend und wurden in den folgenden Semestern weiterentwickelt.


Pressform für Schutzbleche

Gruppe H6 Anbauteile II

- leider keine Ergebnisse im Laufe des Semesters

Gruppe N8 Bambus- & NaWaRo-Anbau & Verarbeitung in Berlin & Brandenburg: Aslan, Thomas

23.05.2011 2.Treffen. Wir haben ein erfolgreiches Photoshooting mit Fahrrädern und Spaten vor einem Bambushain gemacht. Anschließend haben wir unser weiteres Vorgehen besprochen und erste Aufgaben vergeben. Nächstes Treffen findet am Montag den 30.05.2011 um 18:30 im Weinbergspark statt.

20.05.2011 Am Donnerstag 20.05.2011 fand das erste Vernetzungstreffen statt und viele Punkte wurden angesprochen, die ersten Vorstellungen und Ideen wurden ausgetauscht und der Stein ins Rollen gebracht... das Projekt nimmt langsam Konturen an.

5.Mai: hab gerade nochmal mit herrn willumeit (bambusgärtnerei darmstadt) telefoniert: eine pflanze sollte sich auf mindestens 20-30 m2 ausbreiten können für brauchbare ergebnisse und damit man dann auch was zum ernten hat für eine pflanze in vernünftiger größe zahlt man ca 100,- , dann hätten die ersten halme nach 3 Jahren ihre entgültige größe erreicht in containern pflanzen in den prinzessinnengärten zu pflanzen - hält er nix von

dann habe ich mit herrn Tönges von conbam.de telefoniert: karge böden erzielen offenbar besseres material, düngen wäre nicht so gut hab gefragt ob er uns eine pflanze für 100,- sponsern will, er denkt drüber nach

bin dafür einen standard-anfragetext für potentielle sponsoren zu entwerfen den wir dann rumschicken können. und wir können noch ein foto machen mit bambus (boss-laden rosentalerstr.49) bambusrad und spaten ;9 hatte gerade noch spontan die idee bei wikiwoods.org und den berliner forsten wegen flächen undunterstützung zu fragen. Telefongespräch mit Herrn Vaupel vom Bambus-Informationszentrum

Ich (Aslan) habe heute mit Herrn Vaupel von Bambus-Informationszentrum gesprochen und wichtige Informationen bzgl. eines möglichen Anbaus erhalten - Hier ein kleine Zusammenfassung.Ganz klar ist, dass Herr Vaupel den Anbau von Bambussen in Berlin für äußerst schwierig hält und seiner Meinung nach nur wenige Arten bzgl. Wandstärke und Winterhärte vor allem für den Fahrradbau in Frage kommen.Das Projekt "Bamboo for Europe" hat bereits versucht in Europa Bambusse anzupflanzen und hierfür den äußersten nördlichen Punkt ermittelt. Dies könnte für uns ein Orientierungspunkt sein, um festzustellen, welche Orte in Frage kommen.Herr Vaupel rät vom Anbau in Gewächshäusern grundsätzlich ab, da die Bambusse zu lange Internodienabstände entwickeln, in die Höhe wachsen und damit dünne (vielleicht für unsere Zwecke unbrauchbare) Wandstärken entwickeln.Es ist besser Containerpflanzen zu nehmen, als Bestände abzustechen und anzupflanzen, da diese eine noch geringere Überlebenschance haben.Herr Vaupel sagt, dass es bereits zu spät ist für den Anbau, das hätte schon im Frühjahr passieren


sollen. Spätsommer als Anpflanzungszeit käme für unsere Region nicht in Frage.Unter http://www.bambus-lexikon.de/ gibt es nähere Informationen zu den jeweiligen Pflanzen.Wenn wir Bambusse pflanzen, sollen wir von einem Zeitraum von mehr als 10 Jahren ausgehen, umeinen nennenswerten Bestand zu erhalten und für unsere Zwecke nutzbar zu machen.Herr Vaupel hat generell Interesse uns zu beraten und steht uns für weitere Fragen offen.

Ergebnisse: Es hat sich herausgestellt, dass Bambus sich nur sehr schwer in Brandenburg anbauen lässt, daher spielte ab dann Bambus eine untergeordnete Rolle als Werk- & Rohstoff für uns.

Wintersemester 2011/2012 Oxana beendete ihre Tutorentätigkeit, neu kam Annika (Design UdK) hinzu

Gruppe T1 Orga PR, Finanzen: Annika, Thomas

Tour de NaWaRo (Promotion-Fahrradtour)• Firmen in den Etappenzielen anschreiben• Werbung/Logo der Firmen auf den mitfahrenden Fahrrädern ankleben • wer ist bis jetzt dabei• Termin zum Fahrradbau festlegen• Zeltplätze• Verpflegung• Kocher, Geschirr, Zelte

Prototyp• wie sieht der Prototyp aus?• Gruppenupdate im Wiki• Treffen mit Matthias• Werkstatttermine• Email an Studenten, wer hat wann Zeit?!• Liste anlegen, jeder trägt sich ein. Bis Ende der Woche. 11.3.2012

Messe HMI 2012• wer kommt mit? Aufteilung, jeder 3 Tage, Liste anfertigen.• InfoMail rumschicken, jeder trägt sich ein, wann wer Zeit hat und

ob er eine Unterkunft hat.• Flyer, Infomaterial• Unterkunft. Wer kennt jemanden in Hannover??• Couch Surfing• Auto, Bus um den Prototypen mit zu nehmen• wer hat ein Auto. Auto von der TU? Frau Schubert fragen.

Vorbereitung SS 2012• Kontakt Universitäten Berlin und Brandenburg• Studienberatung, Asta, Fachschaften, studentische Studienberatung• Anschreiben verfassen

Ergebnisse u.a.: Neue schnelle Methode um Gruppen nach Zeiten und Präferenzen zu bilden, ausgiebige Gespräche mit potentiellen Sponsoren, z.B. die Bahn.


Gruppe T3 Speichen Arne, Egor, Joseph, Thomas L.

Werkstatttermin vom 16.01.2012Dabei waren / & Gäste: Egor, Arne, Joseph, Thomas Mitgeschrieben von: ArneTOPs: 1) Zuschneiden des neuen Bambus2) nächste Arbeitsschritte

Zuschneiden des neuen Bambus Thomas und Egor haben neuen Bambusbesorgt, der sich insgesamt in einem besserenZustand als der äthiopische Bambus befindet.Der Durchmesser ist ähnlich dem desäthiopischen, die Wandstärke ist aber geringer.Sie beträgt etwa 0,5 cm. Nachdem wir denBambus auf jeweils etwa 30cm lange Abschnittezugesägt haben, wurde eine neue Speiche erstellt.Diese hat, im Gegensatz zu der vorher erstelltenSpeiche eine einfache, nach oben spitzzulaufende Form. Die Nabe wird für eine weitere Verarbeitungvorbereitet, indem mit Hammer und MeißelKerben in die Nabe geschlagen werden. Durchdie Erhöhung der Oberflächenrauheit soll einhöhere Haftung des Holzfurniers an der Nabegewährleistet werden.

nächste Arbeitsschritte Nach Absprache mit der Werkstattleitung inder Architektur-Holzwerkstatt verlegen wir dasKleben der Speichenhälften mit Epoxidharz indie PTK- Werkstatt. Bevor die Speichenhälftenzusammengeklebt werden können, muss eineLösung für die Aufnahme an der Nabe gefunden werden, damit die Speichenenden dementsprechend angepasst werden können. Dies lässt sich leichter realisieren, als wenn die Speichenhälften verleimt sind.

Die Nabe soll mit Holzfurnier soweit umwickelt werden, bis der Durchmesser groß genug ist, umdie Speichen sinnvoll daran zu befestigen. Dazu wird die erste Lage Furnier, welche direkt auf der Nabe aufliegt mit Epoxidharz getränkt und aufgewickelt. Die weiteren Lagen sollen, dann mit Holzleim angebracht werden, um den Anteil an Epoxidharz so klein wie möglich zu halten.

Werkstatttermin vom 03.04.2012TOPs: Ausdiskutieren der Möglichkeiten zur Anpassung der Felgenhalterung an die Felgengröße: Anpassen mittels schienengeführter Oberfräse in der Holzwerkstatt Anpassen mittels Oberfräse und Kugellagerführung am jetztigen Lochrand Bestellen einer neuen Felgenhalterung bei System 180


Montage und Einkleben der 12 SpeichenNach dem alle Teile einmal ohne Kleberzusammengefügt wurden, um ihrePassgenauigkeit zu überprüfen, unddurchnummeriert wurden, um später beimKleben keine Teile zu vertauschen; wurdedas Ganze Konstrukt wieder auseinandergenommen.

Jede einzelne Speiche wurde in folgenderReihenfolge eingeklebt:

1)Eintunken des inneren Speichenendes inFlüssiges Epoxy (großzügig)2)Einstecken des inneren Speichenendes indie Nabe3)Ausrichten des äußeren Endes amentsprechenden Felgenloch4)Die entsprechende Schraube von Außen durch die Felge in die Speiche stecken ( ohne Kleber)Diese vier Schritte müssen erst bei allen Speichen durchgeführt werden, bevor fortgefahren werden darf.5)Die Schrauben jeweils einzeln rausnehmen, mit Epoxy-Sägemehl-Gemisch einschmieren und wieder reinstecken.6)Unverwebte Fasern in epoxy tränken und diese so ums äußere Speichenende Wickeln, dass sich die Spalte zwischen Speiche und Felge füllen, gut festziehen.7)Schmale Gewebebahnen (2-3 cm) in Epoxy tränken und äußere Speichenenden nochmals mit einer dünneren Schicht umwickeln.

Nach dem alle Speichen auf diese Weise eingeklebt wurden, haben wir noch ein dünnes gewebeband (PE) wie ein Felgenband um die Felge gewickelt und verzurrt, um die Schrauben während der Trocknung in ihrern Positionen zu halten. Gleichzeitig wird so das ins Innere der Felgeaustretende Epoxy etwas zurückgehalten, bzw. eher am Grund der Felge verteilt.

Ergebnisse: Die Gruppe hatte an zwei vielversprechenden Konzepten mit Bambusspeichen gearbeitet, leider werden beide wohl nicht weitergeführt werden

Gruppe T4 - Antrieb und Bremsen: Leon, Tobias, Johannes, Lukas

Thema: erstes Gruppentreffen- Beschluss mehrere einzelne Anbauteile anzufertigen, um zu vorzeigbaren Ergebnissen zu kommen- Jeder recherchiert welche Materialien verwendet werden könnten- Da wir keinen Ingenieur oder anderen Spezialisten im Bereich Mechanik, Statik etc. in unserer Gruppe haben, werden wir frei nach dem trial + error Prinzip vorgehen- unsere Gruppe kann sich vorstellen eine Tretkurbel zu konstruieren und zu bauen- Disskusion über Kräftewirkung und Materialvoraussetzungen einer Tretkurbel aus Holz

Mitschrift 08.11.2011 dabei waren: Lukas, Tobi, Johannes, LeonThema: Faserverbund und Einsatz von Harz bei der Tretkurbel/ VorgehensweiseZusammenfassung:- Lukas hat Prototyp von Jutefasergeflecht und Bio-Epoxidharz


Naturfaserverbund- Beschluss die Tretkurbel aus Holz(Birkenfunier,verleimt), Metallgewinden(da es aus unserer Sichtkeine Alternative gibt die Tretkurbel zu verbauen) und Naturfaserverbund zu bauen- Entdeckung der Firma Formtex in der Sponsorenliste von NaWaRo --> Nachfrage Orga-Team ob Jutefasergeflecht beschaffbar- Recherche wo man Bio-Epoxidharz herbekommt- je nach Zeitpunkt der Fertigstellung sollen evtl. weiter Anbauteile folgen (z.B. Pedale, Bremszüge,Bremshebel)

Ergebnisse: Es wurden Prototypen einer Tretkurbel gebaut, leider hat die Gruppe vorzeitig aufgehört.

Gruppe T3 – Felge: Felix , Jörg , Lennart

Fahrradfelge aus Echtholz Buche FurnierEine Fahrradfelge aus Holz?

Um die Vor- und Nachteile einerFahrradfelge aus Holz zu verstehen, mussman nicht nur über die Dichte sprechen. DieSteifigkeit des verwendeten Materials unddie Form einer Felge sind die entscheidendenIndikatoren, um einer Biegung wiederstehenzu können. Gerade die Randfaser übernimmtdabei die meiste Arbeit. Bei einerspiralförmig aufgebauten Fahrradfelge wirddas verwendete Holz gebogen. Somit wirddie Außenkante einer Dehnung ausgesetzt,wo hingegen die Innenkannte unter größeren Druck steht. Innerhalb von diesem Intervall existiert natürlich auch eine neutrale Faser. Die Dehnungen für ein Werkstück sind jedoch wesentlich kritischer für das Versagen eines Bauteils, als eine Kompression, die den Druck und damit den Widerstand erhöht. Runde Hohlkörper, wie eine Fahrradfelge, sind also eine sehr effiziente Methode, um die notwendige Steifigkeit für äußere Lasten zu erreichen. Doch wie kann Holz der Biegung widerstehen? Immerhin ist Holz ein Feststoff und aufgrund seiner geringeren Dichte im Vergleich zu anderen Felgenwerkstoffen wesentlich leichter.

Nr. Material Dichte1 Kohlefaser 1,7 g/cm32 Aluminium 2,7 g/cm33 Buche 0,7 g/cm3

Dies macht eine Fahrradfelge aus Holz schon sehr besonders und interessant. Natürlich ist seine Biegesteifigkeit im Vergleich zu Werkstoffen aus Metallen geringer, doch reicht vollkommen aus, um den im Alltag eingebrachten Lasten als Fahrradfelge zu widerstehen. Dazu braucht es auch nichtmehr Speichen. Hier reden wir traditionell von 32 bis 36 Stück. Aerodynamisch fällt diese Anzahl der Speichen erst bei Geschwindigkeiten ins Gewicht, die mit einem Fahrrad normalerweise nie erreicht werden. Hierzu gibt es zahlreiche wissenschaftliche Untersuchungen. Die geringe Speichen-Anzahl erlaubt es dem Holz, im Vergleich zu heutigen Felgenwerkstoffen, sich ein wenig


mehr zu deformieren. Dies ist jedoch kein Nachteil, sondern gibt der Fahrradfelge gerad bei schlechten Straßenverhältnissen die Möglichkeit, Vibrationen besser zu Filtern und Stöße zu absorbieren. Die tatsächliche Durchbiegung einer Fahrradfelge aus Holz, ist jedoch sehr gering. Neben dem Vorteil der Stoßdämpfung, ist es auch nicht möglich, eine Holzfelge zu verbeulen. Damit kann die Notwendige Flächenpressung beim Bremsen, fortwährend gewährleistet werden. Holz ist ein sehr schlechter Wärmeleiter, aber beim längerem bremsen kann es zu leichten Oberflächenverbrennungen kommen. Unterm Strich ist jedoch kein Felgenmaterial absolut ideal gerade für Bremsvorgänge.

Ergebnisse: Die Gruppe hatte sehr vielversprechend begonnen, dann aber abgebrochen.

Gruppe T2 – Rahmen: Sascha, Kai, Harris, Dustin, Joseph, Lennart & Thomas

Komplette Überarbeitung des Schranks in der Metallwerkstatt: Zuerst haben wir alle Sachen aus dem Schrank geräumt und gestapelt Wir haben den Schrank nochmal komplett auseinander gebaut Die Seitenwände, die Rückwände und die Türen haben wir um 6 cm in der Höhe gekürzt Die Seitenwände, die Unter- und die Oberplatte haben wir um 10 cm in der Breit gekürzt Wir haben die kleinen Rollen gegen die vorherigen größeren Metallrollen ausgetauscht und sie viel weiter in die Mitte verschoben, damit der Schrank mehr Gewicht tragen kann und die Bodenplatte nicht durchbricht Danach haben wir alles wieder zusammengebaut und die beiden Hinterwandplatten, die aus Massivholz sind, auf die Bodenplatte gestellt und durch Winkel verschraubt und nicht wie vorher freischwebend mit Winkeln angeschraubt Als Letztes haben den Schrank in der gewollten Position unter die Treppe gestellt und dann habenwir alle ausgeräumten Sachen wieder sorgfältig in den Schrank zurückgeräumt, abgeschlossen, den Schlüssel beim Werkstattmeister hinterlassen und die Arbeitstätten sauber gemacht Ideen zu (veränderten) Konstruktion des Rahmens: Wir haben uns erstmal durch ein paarBilder aus dem Internet inspirieren lassen,welche Möglichkeiten der Rahmenherstellunges gibt und wie diese Rahmen später aussehenund verbunden werden Dann haben wir einige vorläufige Skizzenerstellt und die verschiedenen Möglichkeitender Materialwahl, der Herstellung und desAussehens einer Rahmenkonstruktiondiskutiert bzw. uns erstmal verdeutlicht, wasüberhaupt baubar für uns ist und was nicht

Abgestimmt: Aus bestimmten Gründe (Stabilität, Bearbeitung, späteres Aussehen) haben wir uns entschieden, dass, wenn wir einen Rahmen bauen sollten, es mit Holzfurnier oder etwas Ähnlichem versuchen wollen würden, und nicht mit Bambus (,da uns auch aufgefallen ist, wie filigran ein Rahmen aus Holzfurnier am Ende aussieht)

Verwendung von ausschließlich Holzfurnier für den Rahmen Der Rahmen soll aus einzelnen Holzfurnierstangen zusammengesetzt werden (wurde wieder


verworfen auf Grund der Problematik des Verbindens der Stangen!) Der Rahmen soll aus 3 Rahmenstücken und 4Hinterbaustreben bestehen Die 3 Rahmenstücke und die 4 Hinterbaustrebensollen komplett/ganz aus einem Holzfurnierstückausgeschnitten/ausgefräst werden (siehe 3D-Modell) Die 3 Rahmenstücke sollen in der Mitte derRahmenstangen verbunden werden (siehe 3D-Modell):nur durch kleben durch kleben und durch das besondere Bearbeitender Rahmenstangenenden

Die 4 Hinterbaustreben werden in Aussparungen am Sattelrohrstück und am Tretlagerrohrstück eingesetzt und durchgehend verschraubt; sie wären dann austauschbar (siehe 3D-Modell) Da beim Ausscheiden/Ausfräsen der 3 Rahmenteile und der 4 Hinterbaustreben mit viel Verschnitt zu rechnen ist, könnte man durch durchdachtes, platzsparendes Aneinanderlegen der Teile Material sparen

Aufgetretene Problematiken: Kann eine CNC-Fräse die 3 Rahmenteile und die 4 Hinterbaustreben wie gedacht ausschneiden? Wird ein Rahmen mit in der Mitte der Rahmenstangen verbundenen Teilen auf Dehnung und Spannung stärker belastet als ein an den Rahmenstangenenden verbundener Rahmen? Wie ist es möglich das Tretlagerrohrloch, das Sattelstangenrohrloch und das Steuerrohrloch exaktgerade in die 3 Rahmenteile zu bohren? Auf welche Art und Weise wird das Radlager hinten mit den Hinterbaustreben/Ausfallenden verbunden (Werkstoff)?

Zur Maserung: Zur Kraftübertragung wollen wir inden Rahmenteilen möglichst eineeinheitliche Maserung(srichtung)umsetzen, wozu wir erste Ideengesammelt und Skizzen erstellt haben Vor Allem sollen dieRahmenstangen eine einheitlicheMaserung besitzen und wir haben unsentschieden, die Rahmenstangen hohlzu machen Die Ausgangsplanung des Rahmensaus 3 Eckteilen ind 3 Rahmenstangenbleibt wie gehabt Auf Grund der Maserung wollenwir erstmal versuchen die Teile inHandarbeit aus Holzfurnierherzustellen und die CNC-Fräse nurpunktuell einzusetzen, wo es möglichund arbeitserleichternd ist Protokoll 27.01.2012 Dabei waren / & Gäste: Sascha, Dustin, Kai, Lennart Mitgeschrieben von: LennartSammlung TOPs: 1. Klebeversuch


Rahmenmodell aus MDF mit Zinkenverbindung

Die Gruppe hat erstmal im Baumarkt auf eigene Kostenein Stück MDF besorgt sowie Holzleim und in derMetallwerkstatt den 1. Klebeversuch durchgeführt Wir haben für das Lenkerrohrstück und eineRahmenstange eine Schablone erstellt und die beidenTeile probeweise ausgesägt, geleimt und getrocknet Beim nächsten Treffen werden wir alleszusammenleimen*, abschleifen* und noch das Loch fürdie Lenkerstange beispielhaft bohren* Das Probestück werden wir dann zur Verbildlichungbeim nächsten Mittwochstreffen mitbringen Die Bilder der Arbeit werden wir später noch hierhochladen

Ergebnisse: Aus der Arbeit dieser Rahmengruppe ist das aktuell weiter zu entwickelnde Rahmenkonzept mit Holzlatten und Zinkenverbindung hervorgegangen (siehe unten: 2. Prototyp)

Gruppe: T5 - Anbauteile Tobias, Philipp, Manuel, Maria

Anbauteile-PräferenzenKonzentration auf: Schichtholz-Schutzblech Schutzbleche (Vorgänger weiterführen) Gepäckträger (Vorgänger weiterführen) Lenkergriffe (Kork+Kautschuk, Modell ausWachs, Ton, gips, Salzteig) Flechtzeug-->Fahrradkorb, Getränkehalterung(flechten nebenbei: Mittwochs VL undStammtisch)

Kontakt/Recherche/ToDoKontakt: Kontaktaufnahme mit ehemaliger T5Gruppe. Es ist klar geworden, dass wir erstFortschritte erzielen können, wenn wir die Arbeitder vorherigen Gruppe gesehen haben und wirwissen, ob und wie wir darauf aufbauen können.

Recherche: Welche Materialien kosten uns wieviel? (Flechtmaterial zbsp aus Weidenruten? Kork-Kautschuk usw..)

ToDo: Holzwerkstatt HS kontaktieren Material erfragen Normen für Fahrradmaße/ Anschlussmaße (Lenker, Fahrradtasche, Gepäckträger) BHT-Produktionslabor kontaktieren endgültige Zielsetzung Zeitplan Da es im zweiten Teil des Semesters eher ins Praktische ging, gab es meist keine Besprechungen sondern Treffen zum Arbeiten an den Prototypen usw.

Tobias hat uns aus zeitlichen Gründen leider verlassen.

Außerdem gab es Probleme mit der Materialverfügbarkeit.


Anbauteile - HandgriffeWas die Formen angeht, ist dieBeuth-Hochschule weiterhingesprächsbereit. Ansprechpartner fürdas Produktionslabor undRapid-Prototyping: Prof. Dr.-Ing.Manfred Paasch

Unserer Vorstellung nach, hielten wirein Kork-polymer-Verbundstoff als amsinnvollsten. siehe Mitschrift vom17.11.2011.

Mueller-Kunststoffe haben uns ihreUnterstützung mehr oder wenigerzugesagt und würden uns beientsprechender Form eine Probe zusenden. Eventuell ließe sich das in der ptk umsetzen? (Ansprechpartner:"Fruhnert, Nick" ) (siehe mail-verkehr?)

GetränkehalterFlechten mit Peddigrohr relativ flexibelund erfolgreich. Persönliche Modellemöglich.

Halterung am Rahmen evtl mitKabelbinder oder über einen Winkelzwischen Bodenplatte und Rahmen. Alsmögliche Alternative haben wirWeidenruten in Betracht gezogen.Gepäckträger

Wir haben mit Juliane von System180die CAD-Daten an die dortigeFräsmaschine anepasst und konntendann ein paar Scheiben der Matrizefertigen lassen. Im ersten Versuch haben wir ca 16 dünne Funierholzscheiben mit relativ viel Greenpoxy verklebt.

Durch die schmale Matrize war es schwierig, das Ganze zu presen. Wir hatten dennoch ein gutes und recht stabiles Ergebnis.

Beim zweiten Versuch haben wir die komplette Matrizenbreite verwendet, dickeres Funierholz und weniger Kleber genommen. Dementsprechend brauchten wir weniger Schichten um auf die gleiche Stärke zu kommen.

GepäckträgerDas Ergebnis entspricht unseren Vorstellungen. Am Anschnitt ist im Profil immer noch eine gleichmäßige Kleberverteilung zu erkennen. Allerdings könnte der Gepäckträger auf Grund der wenigeren Lagen nicht ganz so Flexibel sein.


Wie wir den Gepäckträger an den Rahmen anbringen könnten, haben wir zwar disskutiert, aber nicht umgesetzt. Die Idee unserer vorangegangen Gruppe erschien uns zu unsicher( und haben sie verändert..Skizze?). Eine andere Idee wäre, die Verbindungen/Stützen zur Hinterradnabe aus Bambus zu fertigen. Ebenso könnte der ganze Gepäckträger "floßartig" aus Bambus hergestellt werden.Schutzblech

Die Pressform für das "Schutzblech" haben wir ebenfalls aus mehreren Scheiben von System 180 gefräst bekommen. Sie haben extra einen Fräskopf gekauft um die Schrägen an den Seiten zu ermöglichen. Die Form ist nur für 28"-Räder.

Schutzblech Aus mehreren Lagen ?-Stoff und Epoxy haben wir dann einen Prototypen geklebt und gepresst.

Ergebnisse: Die Gruppe hat erfolgreich die Arbeit der Anbauteilegruppe aus dem Vorsemester fortgeführt und zusätzlich noch Prototypen geflochtener Getränkehalter hergestellt.

Hannovermesse April 2012 und 2. Prototyp

Dieser Abschnitt wird mit kommentierten Photos dokumentiert

Holz-PrototypDie Firma Valentin spendete uns drei Bohlen Holz: Esche, Eiche und Buche. Hieraus wurden Latten und Platten nacheinem 3D-Modell mit einer Materialstärkevon 5mm gesägt und glatt gehobelt.Der Rahmen wurde mit Hilfe derFingerzinken-Verbindung zusammengefügt.


Bambus- & Holzprototyp auf der HMI 2012


Holzlatten & -Platten , Material, Werkstatt

Erstes Rohr geleimt!

Leimen des Sattelstützknotens

Die einzelnen Rohre und Knotenpunkte des Rahmens wurden erst einzeln hergestellt und dann Stück für Stück zum Rahmen zusammen gesteckt und verleimt.

Rohre: innen gelocht, Zentrierung

Ausgewählte Schritte des Rahmenbaus des 1. Holzprototypen vor der Hannovermesse 2012

Ergebnisse:

Der Holz-Fahrrad Prototyp wurde unter maßgeblicher Beteiligung des Tutors bis zur Hannovermesse April 2012 fertiggestellt.

Die Messe war ein voller Erfolg mit zahlreichen neuen Kontakten & möglichen UnterstützerInnen.


Rahmen mit Ketten- & Sitzstreben in Rahmenlehre verleimt – zuletzt Tretlagerhülse

Vorderteil Rahmen fast komplett zusammen gesteckt, Hitzebiegen von 7° der Kettensterben-Latten

Sommersemester 2012

Gruppe „Tour de NaWaRo 2012“: Jonas, Merten, Thomas

NaWaRo-Bambus-Fahrrad Tour Sommerferien Freiburg → Berlin → Kopenhagen

Sinn und Zweck der Tour:• PR & Presse für NaWaRo & NaWaRo/

Bambus-Räder und die beteiligten Projekte• Motivationsschub & Teamgeist für die PW• leichter neue PW-TeilnehmerInnen finden• einfacher neue Partner/ Sponsoren &

Unterstützer finden• Spaß, Sport & Party • Zeitraum: 25.8. - 16.9.2012 => 23 Tage gesamt• reine Fahrtzeit: 19 Tage• Strecke: 1699 km• Tagesschnitt: 80 km• Tour Beteiligte: TeilnehmerInnen

Projektwerkstatt (PW) NaWaRo-Fahrrad.de,Leute von www.bam-bi.de Leute mitselbstgebauten Bambus/NaWaRo-Rädern(mindestens der Rahmen sollte überwiegendNaWaRo sein)

Auszug Wiki 06.06. Anwesend: Jonas, Thomas, Merten

Die Strecken werden als GPS-Tracks mit Etappen als Waypoints ausgearbeitet, diese können dann auf Websiten gerendert und auf einem GPS angezeigt werdenIm ADFC Tourenportal bekommt man GPX Tracks und geplottet auf Karten. Wobei die Karten nicht praktikabel sind, da die Qualität schlecht und die Seiten zahlreich sind. Auch sind die Liste mit Bike Hotels für uns uninteressant.Merten aktualisiert noch die ersten Etappen in Badenwürtemberg. Danach kann Wolfgang seine Verbindungen spielen lassen.Wolfgang wohnt in Bötzingen, die erste Etappe startet zwar in Freiburg allerdings liegt Bötzingen auf dem WegDie Strecke Berlin-Kopenhagen können wir vom ADFC bekommenAktueller Stand der Gesamtstrecke: 1886km also zu vielWir teilen die Großetappen einzeln in 80km Abschnitte auf und suchen dann im Umkreis von 10km nach Übernachtungsmöglichkeiten. Wenn die Möglichkeit besteht sind auch Unterkünfte dazwischen hilfreich um flexibel zu seinEs gabe auf den Newsletter eine Rückmeldung

Ergebnisse: Die Strecke ist mit GPS-Daten und Etappen soweit geplant worden, es fehlten aber noch Übernachtungsmöglichkeite, Sponsoren, weitere UnterstützerInnen und vor allem genügend NaWaRo-Fahrräder zum fahren. Daher wurde die Tour auf den Sommer 2013 verschoben.


Gruppe Rahmen 2: Felix, Thoralf, Philipp,Annika, Anika, Jakob,Andre

Die Rahmengruppe 2 hat sichzu Beginn des Projekts dazuentschieden, einenFahrradrahmen herzustellen.Dieser Fahrradrahmen sollneben dem Kriterium desnachwachsenden Werkstoffeshauptsächlich dieEigenschaften haben, dass erkostengunstig und relativsimpel zu fertigen ist. DieseEigenschaften ergeben sich ausder Forderung, dass nicht derkommerzielle Gedanke imVordergrund steht, sondern Know--‐How erlangt werden soll, das imInternet zur Nachahmungbereitgestellt werden soll. Aufgrunddessen stellt dieser Bericht vielmehrdie Grundlage zur Erstellung einerAnleitung zur Fertigung einessolchen Fahrradrahmens (möglicheProjektgruppe im nächstenSemester!), als eine detaillierteBeschreibung des Vorgehens dar.

Der Anfang des Rahmenkonzeptes ist aufgrund der Unterteilung des Projektes in die verschiedenen Bauteile des gesamten Fahrrads eine Feststellung der Schnittstellen und Festlegung der Schnittstellengrößen.Außerdem umfasst das geeignete Rahmenkonzept die Frage nach dem generellen Rahmenkonzept (Diamantrahmen, etc.), bei dem sich die Gruppe auf eine Z-Form geeinigt hat. Diese Form hat die Vorteile, dass sie eine minimale Anzahl von Schnittstellen der einzelnen Bauteile und eine geringe Menge an Verschnitt bei der Fertigung der Bauteile aus einer Platte aufweist. Die Platte soll aufgrund der strukturellen Vorteile eine Multiplex Platte sein, die eine feinere Struktur als eine Spanplatte hat, aufgrund der verschiedenen Faserrichtungen stabiler ist und sich problemlos schleifen, fräsen und lackieren lässt.Aus diesen Anforderungen ergibt sich ein erster CAD-Entwurf des Rahmens, der im weiteren Verlauf der Treffen iterativ optimiert und realisiert wird.

Gesammelte Anforderungen/Ideen : - regional nachwachsende Rohstoffe - selbstbautauglich (in eigener Werkstatt) - neues Rahmenkonzept

Ergebnisse: Es wurde ein nicht ganz vollendeter, aber optisch sehr ansprechender Rahmen- Prototyp gebaut und das Konzept vorerst nicht weitergeführt. Eventuell kann daran weiter gearbeitet werden, sobald der Diamantrahmen die Serienreife erreicht haben wird.


Gruppe Rahmen 1: Martin, Richard, Olaf, Maximilian, Nicholas, Nils

Ziele:• Verbesserung der Konstruktion

WS2011/12• Ansprechenderes Design• Serienproduktion ermöglichen• Materialauswahl optimieren ↔ Kosten,

Festigkeit• Weniger Leim

Serienproduktion:• Rahmen wird geschichtet• 10 mm Schichtstärke statt 5 mm• Bau einer Pressvorrichtung• Halbzeuge können nicht verrutschen• Drei mögliche Rahmengrößen

To do…Letzte Anpassungen & ZusammenbauImprägnierenBelastungstests?! Quarkkleber!?

07.05.2012 Methodesedimentartiges Aufschichten und Verleimen dereinzelnen Rahmenlamellen -> keine Problemebeim Zusammenfügen der einzelnenRahmenelemente, da der Rahmen als ganzeswächst.

Dies kann in einer vorgefertigten Form auf demWerktisch erfolgen, damit Winkel und Längeneingehalten werden. Die einzelnen Lamellenmüssen nicht sofort maßhaltig sein, dieendgültige Form ergibt sich durchNachbearbeitung.

erste Überlegungen zur Form Tabellen betrachtet

Im Tabellenbuch für Fahrräder gab es Kennwertefür die Prüfbelastungen eines Rahmens, imTabellenbuch Holztechnik dann die Werte fürmaximale Spannungen.

Zusammen überschlagen und Momenteausgenommen, könnten Rahmenstreben viel filigraner gefertigt werden, die stärksten Teile wären Oberrohr, Hinterbaustreben und Sattelrohr (wegen max. Druck 1/2 max. Zug) mit einem Spannungsquerschnitt von 250mm² (weniger als 3cm²).


Auch wenn der Wert unrealistisch ist, ist er wegweisend:Wir könnten unglaublich viel Material vom Rahmenwegnehmen und ihn um einiges leichter machen. Dabeimüssen wir dann nur aufs E-Modul achten, das 10 malgeringer ist als von Stahl. Weil Holz aber 16 mal leichter istals Stahl, ist das dann auch egal.

Fichtenholz würde demnach übrigens auch locker reichen.(Tabellen werden noch angefügt)

04.09.2012 Anwesend: Olaf Bernicke, Nicholas de Laczkovich,Maximilian Kanig, Richard Schoechert

Nachdem alle wieder aus dem Urlaub zurückgekehrt waren,fingen wir heute um 10 Uhr morgens mit dem eigentlichenRahmenbau an. Olaf hatte zu diesem Zweck aus demCAD-Modell des Rahmens die Abmaße für die Einzelteiledes Rahmens generiert und ausgedruckt.

Wir fingen an, indem wir uns diegroße Eichenbohle in derHolzwerkstatt in handliche, glattgehobelte Bretter von 1cm Dicke, 5cm Breite und je nach späteremGebrauch 85 cm oder 129 cm lang.Außerdem sägten wir uns auch dieBretter für den Hinterbau zurecht(5x18x43(/53) cm). Wir trugen dieWinkel und Abmaße auf denBrettern ein und sägten diese zu,danach skizzierten wir den Umrisseines 60er Rahmens auf diePressform und legten die Hölzer inder richtigen Reihenfolge zuTestzwecken auf die Form.Glücklicherweise passten dieWinkel und Längen bis auf eineStelle, die wir nachbessern mussten auf Anhieb zusammen und wir bekamen einen ersten Eindruck davon, wie schön unser Rahmen nach dem Leimen aussehen würde. Zum Schluss markierten wir noch die Position der Haltebolzen (12mm) auf der Pressform.

Ergebnisse: Dieser Rahmen ist eine Weiterentwicklung des ersten fahrbaren Holz-Prototypen. Der wesentliche Fortschritt hierbei ist, dass die Latten-Zinkenverbindung durch Leimung Ebene für Ebene realisiert wurde anstatt vorgefertigte Rohre und Knotenpunkte zusammen zu stecken und zu verleimen. Zukünftig soll das Know-How dieser beiden Rahmen in weiteren Konstruktionen genutzt werden.


Gruppe Anbauteile 2: Julian B., Fabian, Sönke, Jan-Claas, David

Auszug aus einer ersten Version einer Bauanleitung für den GepäckträgerBeschreibung: Die folgende Bauanleitung erklärt dieHerstellung eines Gepäckträgers aus nachwachsenden undzudem regionalen Rohstoffen. Hierzu wird anhand vonEinzelteilzeichnungen und einer Montageanleitungen dasvorgehen erklärt. Ausfuhrliche Bilder sind im Wiki desNaWaRo-Projekts und Anbauteile 2 zu finden.

Das hier verwendete Deck wurde aus 0,6mm dickenBuchenfurnierlagen hergestellt, welche in einer demNaWaRo-Projekt zugänglichen Presse laminiert wurde.Hierbei ist eine Dicke des Decks von rund 10mmanzustreben. Dies entspricht ca. 16 Lagen dieses Furniers.Zum laminieren wurde Epoxy-Harz verwendet. Beim laminieren ist darauf zu achten, dass die richtige Menge Epoxy-Harz verwendet wird. Die richtige Menge ist erreicht wenn beim Bestreichender einzelnen Furnierlagen die Oberfläche schön glänzt und nicht mehr Matt aussieht. Dies wird entspricht einer ca. 0,2mm dicken Schicht Epoxy-Harz . Alle Lagen des Furniers werden stuck fur stuck mit Epoxy-Harz bestrichen und in der Form gestapelt. Die letzte (oberste) Lage erhält naturlich kein Epoxy-Harz mehr. Jetzt wird die Form geschlossen, alle Furnierlagen noch etwas ausgerichtet und die Form mit Spannzwingen gepresst. Desto mehr Kraft hier aufgebracht werden kann, desto besser. Die eingefrästen Langlöcher dienen zur Aufnahme einer Fahrradtasche und sind optional. Ebenso kann die Breite variiert werden. Die Länge der abgewinkelten Seite ist an das Fahrrad anzupassen

Standardanschluss fur Gepäckträger istdie Montage mittels Gewindeösen andie Hinterbaustrebe. Hierzu werden dielinks dargestellten Komponentenbenötigt. Diese werden auf oder unterdas Deck geschraubt. Die Länge derBambusrohre wie auch der genaue Sitzdieser Komponente muss hierbei amFahrrad angepasst werden. AlsRingösen werden handelsubliche Ösenmit Holz- oder metrischem Gewindeverwendet. Diese sind anzupassen anden inneren Durchmesser derBambusstangen und das Gewinde ander Hinterbaustrebe.

Die Position der Bohrlöcher und derenWinkel sind der Zusammenbau Skizzezu entnehmen. Die Stege werdenentweder unter das Deck geschraubtoder mit Epoxy-Harz angeklebt.Welche Abstände hierbei eingehaltenwerden sollten ist der


Montageanleitung zu entnehmen. Es sollte gekennzeichnet werden, welche Strebe zu welchem Bohrloch gehört. Die Streben mussen demnach vorher angefertigt werden.

Die Streben werden aus Bambusrohren angefertigt. Die Bambusrohre sollten möglichst gerade sein und einen Durchmesser von 8-10mm haben. Wenn möglich sollten zudem Abschnitte des Bambusrohrs verwendet werden die keine bzw. wenige Seitentriebe aufweisen. Sollten die Bambusrohre innerhalb des angegebenen Durchmessers konisch sein, so ist der größere Durchmesser bei der Montage am Strebenverbinder einzubohren. Die Enden der Bambusrohre sollten zudem an den Enden etwas angeschliffen werden damit der Epoxy-Harz besser ‚haftet‘. Die Streben sind die ‚Schwachstelle‘ des Gepäckträgers, aus diesem Grund sollte bei deren Auswahl besonders auf gute Qualität geachtet werden.

Ergebnisse: Der Gepäckträger ist weitestgehend fertig entwickelt. Es müssten noch weitere Prototypen ohne den Einsatz von Epoxydharz gebaut und getestet werden. Danach wäre eine ausführliche Bau-, Montage- & Bedienungsanleitung zu erstellen.

Gruppe Anbauteile 1:Kostas, Tarek, Kilian, Scott,Sohrab, Lali

Treffen vom 30.04Entscheidung den Lenker zu bauenaus Holz von Brandenburg/Berlin(Weide) Überlegung die Handgriffeaus Korken oder Knochen zuverfeinern..

Treffen vom 05.06Rufen mehrere Läden an undbekommen Weide in Jacob FredKorb- und Flechtwaren(www.flechtwerkberlin.de). Dannach haben wir ein 1 MeterBuche in Bauhaus mit einemDurchsmesser von 1,8 cm gekauft. Zum nächsten Gruppentreffen müssen wir die Buche in ein Wasserbad legen oder dämpfen und die Weide für ca 2 Stunde in Wasser einlegen.

Treffen vom 13.06Wir haben uns MDF platten bei Bauhaus besorgt und sie in der Holzwerkstatt als Form zurecht geschnitten. Darin woller wir dann die Buche in eine Lenkerform biegen mit Schraubzwingen.

Treffen vom 20.06Wir haben die Buche im Bad eingelegt und wollten es nun in unsere Form einspannen. Wir haben keine Schraubzwingen also haben wir die Buche mit einem Brett befestigt, dass man jedoch jeder Zeit wieder mit einen Bohrschrauber entfernen kann, um beim nächsten mal Schraubzwingen benutzen zu können. Zum nächsten treffen legen wir die Weide 2 Stunden ins Wasser.

Ergebnisse: Das Lenkerkonzept war leider nicht optimal, womöglich wegen zu wenig Studierendermit technischem Hintergrund in der Gruppe.


Gruppe Antrieb: Lennart, Paul, Philipp

ArbeitsprotokolleKW 18Anlegen der Wiki-SeitenRecherche über Antriebsartikel derletzten Semester im Wiki

KW 19Themenfindung und Zielsetzungunserer Gruppe:Ziel ist funktionierendesAntriebssystem ausschließlich ausHolz und Biopolymerendabei sollen Kurbel, Kurbelarme undZahnräder aus regionalen Hölzern undder Zahnriehmen ausBiopolymeren(ggf. Fasern aus Hanf)bestehen

KW 20Vermessen des aktuell verbautenAntriebsPlanung und Skizzierung des eigenenModellsKontaktaufnahme mit potentiellenSponsoren (Fa. Schlumpf, Fa. Stadler,Fa. Haberstock Mobility)

KW 21Besuch der Polymerwerkstatt, Sichtung der verfügbaren Ressourcenerstes Gespräch mit Frau Dipl.-Chem. A. John-Müller

KW 22Präzisierung der Konstruktionsplanung:ANTRIEB+KURBELErstellung eines Zeitplans

KW 23Besuch der Metallwerkstatt, Sichtung der verfügbaren Ressourcen: brauchbares Holz gefundenVorbereitung der Skizzen für die erste Arbeit in den Werkstätten am PrototypSammlung von Dokumenten zum Thema Naturkautschukmögliche Sponsoren für Naturkautschuk gesucht KW 24-45 weitere Arbeiten an der Kurbel (siehe Bilder)


mehrmaliger Besuch der WerkstattLuft- und Raumfahrt fürGewindeschneiderFertigstellung der Metallhülsen für diePedaleRecherchen zum Keramikbecher desStudentenwerks mit Naturkautschuk(leider keine präzise Herstellerangabevorhanden)Erstellung einer CAD-Zeichnung fürden großen Zahnkranz und Fertigungmit der Fräse in derArchitektur-MetallwerkstattFertigstellung der Pedalarme,Einbringen der Pedalhülsen undPedale

Erläuterungen und FazitHier eine kleine Zusammenfassung, was wir geschafft haben und wo es Probleme gab, damit nachfolgende Antriebsgruppen an dieser Stelle weiter machen können. Da bisher offenbar nur ein NaWaRo-Kurbelarm (siehe Gruppe H4) und keine komplette Kurbel gefertigt wurde, oder diese zumindest nicht mehr aufzutreiben war und im chaotisch angelegten Wiki(!) nichts wieder zu finden ist, haben wir einen neuen Prototypen hergestellt, dessen Abmessungen und Funktion dem vorhandenen Schlumpf-Antrieb am Bambusrad nachempfunden wurde.

Die KurbelDas verwendete Material ist Buche und somit sehr stabil, was die Grundanforderung für den Zahnkranz sein sollte. Wir haben (so gut es ging) den Schlumpf-Antrieb vermessen, da dieser nicht ohne weiteres zu demontieren war, und versucht zu verstehen, wie er funktioniert, da hier verschiedene Bohrungen im Zahnkranz sind.

Leider gab es kaum brauchbares Material und der Holzwerkstattleiter konnte uns nur eine bestimmte Höhe zurechtsägen, weshalb wir unseren Kranz zweiteilen mussten. Außerdem kann er solch hartes Holz nur auf 8mm oder so herunterhobeln, was für die mittlere Scheibe mit den Zähnenviel zu dick ist, weil der Riemen dann zu viel Spiel hätte, der nämlich nur 4mm breit ist.Größtes Problem ist die mangelnde Genauigkeit bei der Herstellung der Zähne. Per Augenmaß und mit den vorhandenen Messgeräten die Bohrlöcher auf der Scheibe aufzutragen führt zu krassen Ungenauigkeiten. Sinnvoller ist es möglicherweise erst die Zähne zu bohren und das Brett dann zu einem Kreis zu schneiden.Kommentar: Die Fa. Schlumpf / Haberstock stellt nach einem netten Telefonat bestimmt die Zahngeometrie zur Verfügung. --Johannes 06:13, 6. Nov. 2012 (CET)

Schließlich haben wir eine weitere Holzscheibe gefertigt und eine CAD-Zeichnung mit fescher Gravur mittels Solid Edge gebastelt (die Dateien sind im Wiki hinterlegt). In der Metallwerkstatt des Architekturgebäudes wurde die Kurbelscheibe dann von der automatischen Fräse vollendet. DieErstellung der Zahnräder ist unbedingt mittels dieser Fräse zu erledigen, da hier äußerst hohe Präzision gefordert ist.


Zusätzlich zu der Kurbelscheibe gibt es zwei äußere Schutzscheiben, die mittels dreier Dübel zusammengesteckt werden können. Wir wollten das ganze jetzt nicht verleimen, da die einzelnen Komponenten Prototypen sind und hier in erster Linie Veranschauung geleistet werden soll.

Die beiden Kurbelarme sind ebenso aus Buchenholz und sehr stabil. Am kritischsten ist vermutlich die Stelle, an der das Pedal eingeschraubt wird. Damit dieses nicht beim ersten Fahren ausbricht, haben wir Metallhülsen aus einer massiven Eisenstange mit Außengewinde aus dem Baumarkt (für 10 Euro) gefertigt. Diese haben wir in zunächst 4 Testhülsen geflext und dann mit Hilfe einer Hilfskonstruktion eingespannt und glatt gefeilt (siehe Bilder). Trotz höchster Sorgfalt war es mit dem Bohrer in der Metallwerkstatt nicht möglich die Hülsen exakt mittig zu bohren!

Daraufhin sind wir in die Werkstatt des Institutes für Luft- und Raumfahrt gegangen und haben uns mit einem zentrierten Bohrer neue Löcher Bohren lassen und dank der Unterstützung des hiesigen Mitarbeiters und dessen privater Gewindebohrsätze sogleich die Pedalgewinde (je einmal links und rechts) bohren lassen.

Wieder in die Hilfskonstruktion eingespannt, haben wir zwei glatte flanken in die Hülsen gefeilt, um diese daraufhin mit einem 17er Maulschlüssel in die Pedalarme einzudrehen.

Der GummiriemenDie Berechnung der Spannungen im dünnsten Querschnitt des Zahnriemens zeigt, dass die Materialkennwerte für Naturkautschuk viel zu schwach sind, um diese Last zu tragen. Möglicherweise kann man jedoch Naturfasern einbinden, um die Zugfestigkeit zu steigern. Darüber hinaus haben wir uns damit beschäftigt einen Antriebsriemen vollständig aus Biopolymeren herzustellen. In den Sinn kam uns dabei vor allem Naturkautschuk, der normalerweise aus dem Kautschukbaum oder der Guayule-Pflanze gewonnen wird. Neuerdings soll dies aber auch mit dem Milchsaft des Löwenzahns möglich sein. Dadurch würde diese Form der Kautschukherstellung auchfür das Projekt NaWaRo interessant, da sich Löwenzahn ohne weiteres in der Region Berlin-Brandenburg kultivieren lässt. Die Forschung an diesem Projekt ist bis dato noch nicht abgeschlossen. Die hohe Kautschukkonzentration tritt nämlich nur in einer Wildform des kaukasischen Löwenzahns auf. Die Forschung arbeitet daran das schwache Wurzelsystem des kaukasischen Kautschuks mit dem des mitteleuropäischen zu kreuzen, damit die Pflanze kultiviert werden kann. Während unserer Arbeit konnten wir der Herstellung eines Antriebriemens aus Naturkautschuk leider nicht praktisch nachgehen, da wir keinen Sponsor für den Kautschuk finden konnten. Kommentar: Auch der original am 1. Prototyp verbaute Riemen funktioniert nur durch die Einbindung/Verstärkung mit Carbonfasern! Kein Kunststoff der Welt hält die Lasten am Antriebsstrang unverstärkt aus und überträgt vor allem mit möglichst geringer Dehnung (wichtige Anforderung!). Mehr über Faserverstärkung von Gummi/Naturkautschuk in Riementrieb. --Johannes 06:13, 6. Nov. 2012 (CET)

Ergebnisse: Der Antrieb wird bis auf weiteres nicht weiter entwickelt, da es sich um ein sehr komplexes Thema handelt und wir uns in Zukunft auf NaWaRo-Teile konzentrieren wollen, die auch realistisch im Rahmen einer Projektwerkstatt umsetzbar sind.


Gruppe Laufrad LR1: Nina, Daniel G., Matthias, Lucas, Daniel A.

Treffen vom 02.05.2012 Protokoll:Daniel A.Ideen die Gruppe einigt sich darauf, dass wirmöglichst rohstoffschonend und mitnätürlichen Materialien arbeitenwollen mögliche Materialien: Hanf + Epoxi,Holz, Verbundplatten wie MDF,Bambus, Pappe, wenn möglichRecyclingmaterialien Konstruktion: eher drei oder fünfSpeichen, Vollflächenrad zuwindanfällig

weiteres Vorgehenzunächst Versuche in kleinerem MaßstabSuche nach geeignetem (ökologischem) KleberPressvorrichtung aufsuchen bzw. selbst bauenErstellung von Cad-Vorlagen für die Zuschneidung von mehreren dünnen Pappschichten


Treffen vom 16.05.2012 Protokoll: Daniel A.IdeenMaterial: Pappe eventuell kombiniert mit dünnen Schichten aus Holzfurnier Kleber: Holzleim oder eigene Mischung aus Magerquark und BrandkalkHohlräume vorher aus Schichten ausschneiden oder nachträglich schneiden/fräsen

weiteres Vorgehenzum nächsten Treffen versucht jeder Pappe mit unterschiedlicher Stärke, aus unterschiedlichem Material und unterschiedlichem Einsatzbereich zu organisieren (Hintergrund: die Industrie nutzt verschiedene Arten von Pappkarton, je nach Verpackungsgegenstand)

Treffen vom 06.06.2012 Protokoll: Daniel G.VorgehenQuarkkleber: ca.125g Quark mit 2 TL Kalk vermischt (http://www.tivi.de/fernsehen/purplus/artikel/31497/index.html)

ErgebnisKonsistenz sehr breiig, aber trockenerals normaler Quark und nachfünfstündiger Trocknungszeitzeit keinwirklicher Klebeeffektfür Holz und Pappe ungeeignet ggf.generell Minifelgen - hohe Festigkeit,aber sehr druckempfindlich und etwasungenau zusammengeklebt

Ideen für weiteres Vorgehenbeim nächsten Mal gleichmäßigenDruck ausübenQuarkkleber: anderesMischungsverhältnisWölbung der Felge - kleiner Werdenmit Material und andere Materialien(Bsp. Späne-Leim-Gemisch) zumAuffüllen verwenden *Holz-Pappe -Verklebungsversuch Pappröhren alsLuftdurchlasser Pappfelge anSchleifmaschine rund schleifen, um Rundheit der Felge zu garantieren und optimale Voraussetzungen zum Nut einfräsen zu schaffen

Aufgaben zur nächsten WocheNina und Daniel G. erkundigen sich nach Lagerungsmöglichkeiten (Bsp. Gründungsservice, Raum im ISR, Holz-/Metallwerkstatt,Architekturatellier u.a.)Daniel G. fragt im CIP-Pool nach dickwändigen Pappröhren und besorgt im Fahrradgeschäft weitere große PappenMathias testet ein neues MischungsverhältnisNina stellt Kontakt zu Pappegeschäft her, Infos über WetterfestigkeitDaniel A. kümmert sich um Pappröhren mit Wandstärke etwa 2mm und einem Durchmesser von 5-8cmLucas organisiert Kugellager/ eine Nabe und fragt nochmal nach OSB-PlattenALLE: bleiben an ihren "Schnorrerkontakten" dran und gucken anderweitig weiter


Treffen vom 11.07.2012Vorgehenvorgefertigte Holzscheiben schleifen und mit doppelseitigem Klebeband fixierenEinsatz einer Oberfräse zum genauen Fräsen des RadiusFräsung von 2 Seiten, da Hub von einer Seite nicht ausreichend istVorbereitung kleiner kreisrunder Holzscheiben, die im Bereich der Achse zur Naben-/Kugellagerstabilisierung verklebt werden sollten (diese Idee wurde später verworfen)Schleifen der HolzscheibenFixierung mit doppelseitigem Klebeband um sie zusammen mit der Oberfräse zu bearbeitenOberfräse zum genauen Fräsen des Radius mit Hilfskonstruktion aus Holz zur KreisführungAusschneiden der kleinen Holzscheiben mit dem Kreisschneider an der Bohrmaschinmittige Befestigung mit Metallbolzen zum Anpassen und Abmessen Versuch vom 24.10.2012Vorgehenversuchsweises Aufziehen vonSchlauch und MantelAufpumpen mit der Luftpumpeauf 2 Bar aufgerissene Verklebung anFelgenholm im Bereich desVentilloches

weitere Schritteweitere Verstärkung im Bereichder Felgenholme notwendig umKräfte aufzunehmenaufgerissene Stelle soll mitEpoxi verklebt werdenFelgenbett soll mit Epoxigetränkter Glasfasermatteverstärkt werden evt. nächstes mal alle Scheibenmit gleichem Radius verklebenund aus dem vollen Holz Vertiefung Fräsen-keine scharfe Kante am Übergang

Ergebnisse: Dieses Konzept wird in der Zukunft weiterverfolgt, außerdem wäre die Entwicklung anderer Felgen/ Speichen-Konzepte notwendig, da obige Laufräder sehr schwer sind und man nichteine sehr begrenzte Materialauswahl zur Verfügung hat.


Kontakt:

www.NaWaRo-Fahrrad.de

Postadresse:Technische Universität BerlinEB 1Straße des 17. Juni 14510623 Berlin

Raum EB 013

Tel 030 - 314 - 75781Tel / Fax 314 - 75782


Frau Dr. Peterek von der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe

mit dem 1. Prototypen bei der Naturetec / Grünen Woche 2012

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Abschlussbericht Projektwerkstatt NaWaRo-Fahrrad ... · Rahmenformen: Diamantenrahmen, Sloping Rahmen, Waverahmen, Schwanenhalsrahmen, Easy- Boarding Rahmen, Y- Rahmen ... • Keramik