Diplomarbeit - Elektrobetrieben Inlineskater

HTBLuVA St. Pölten

Höhere Lehranstalt für Elektrotechnik Ausbildungsschwerpunkt: Elektrische Antriebe und Leistungselektronik

DIPLOMARBEIT

IM RAHMEN DER REIFE- U. DIPLOMPRÜFUNG 2011/12

Elektrobetriebene Inlineskater

Ausgeführt an der

Abteilung für Elektrotechnik

Ausbildungsschwerpunkt Energietechnik und industrielle Elektronik

der Höheren Technischen Bundes -Lehr- u. Versuchsanstalt St. Pölten,

Waldstraße 3, A-3100 St. Pölten

Ausgeführt von:

Daniel Reichl 5AHETE-15

Kevin Steindl 5AHETE-18

Betreuer:

Prof. OStR Dipl.-Ing. NOITZ Johann

Dipl. Päd. Ing. Meiseneder Hermann

Dipl. Päd. Peter Karner

St. Pölten, am 25. Mai 2012

HTBLuVA St. Pölten Abteilung Elektrotechnik Diplomarbeit

Schuljahr 2011 / 2012 Reichl, Steindl Seite 2

EIDESSTATTLICHE ERKLÄRUNG

Ich erkläre an Eides statt, dass ich die vorliegende

Diplomarbeit selbständig und ohne fremde Hilfe verfasst,

andere als die angegebenen Quellen und Hilfsmittel nicht

benutzt und die den benutzten Quellen wörtlich und

inhaltlich entnommenen Stellen als solche erkenntlich

gemacht habe.

Daniel Reichl ___________________________

Kevin Steindl ___________________________

St. Pölten, am 25. Mai 2012



DANKSAGUNG / WIDMUNGEN

Hiermit möchten wir uns bei allen bedanken, die uns im Zuge unserer Diplomarbeit tatkräftig

unterstützt haben.

Besonderer Dank gilt vor allem unseren Betreuungslehrer Herrn Prof. Dipl.-Ing. NOITZ

Johann. Er hat uns immer gezeigt, wie viel Kraft in uns steckt um dieses Projekt fertig zu

stellen. Des Weiteren möchten wir uns für die Gespräche und den positiven Zuspruch

bedanken.

Auch ein besonderer Dank möchten wir Dipl. Päd. Ing. Meiseneder Hermann und Dipl. Päd.

Peter Karner widmen, welche uns immer mit Ihrem umfangreichen Fachwissen tatkräftig zur

Seite standen.

Anschließend ist auch zu erwähnen, dass uns Dipl. Päd. Eduard Teubel und Dipl. Päd. Bernd

Gutmann sehr stark beim Mechanischen Teil der Inlineskater geholfen haben und wir Ihnen

dafür sehr dankbar sind.

Abschließend bedanken wir uns bei der Pueblo Fitness GmbH, VAZ St.Pölten und Voith Turbo

GmbH & Co. KG, ohne dessen finanzielle Unterstützung das Projekt in dieser Form nicht

möglich gewesen wäre.

Vielen Dank!

Daniel Reichl

Kevin Steindl



KURZFASSUNG

Heutzutage wird es finanziell immer schwieriger, kostengünstig zu seiner Arbeitsstelle,

Freunde oder Bekannte zu gelangen. Aufgrund dieser Problematik haben wir uns dazu

entschlossen, ein sowohl als umweltfreundlich, als auch kostengünstiges

Fortbewegungsmittel für die Stadt zu entwickeln.

Da dieser Markt momentan immer mehr an Bedeutung gewinnt, war es schwer eine

passende Lösung zu finden.

Nach langen Überlegungen und Ideen, haben wir uns dafür entschieden gewöhnliche

Rollerblades mit einem Elektroantrieb auszustatten.

Ausschlaggebend für diesen Entschluss war, dass Inlineskater sowohl handlich, als auch

kostengünstig zu realisieren sind und eine gute Alternative für Kurzstrecken darstellt. Man

kann damit Stufen steigen, Lifte betreten, als auch auf grob asphaltierten Straßen „cruisen“.

Des Weiteren kann man sie nach Gebrauch zum Beispiel sehr leicht in einem Büroschrank

verstauen.

Nachdem wir uns dafür entschieden haben, ein solches Produkt auf den Markt zu bringen,

begannen wir zu allererst Entwürfe und Skizzen zu erstellten.



Condensed version

Nowadays it is becoming more and more difficult to get to your workplace or your friends in

a cheap manner. Therefore we decided to develop an inexpensive and economically friendly

vehicle for the city.

At first it was difficult to find a suitable solution as the market gains more and more

importance. In the end we decided to equip ordinary rollerblades with an electric powertrain.

The reason for that decision was that rollerblades are not only realizable in an economic

manner but are also handy, suitable for short distances and a good alternative for other

means of transportation like bikes. In addition you can climb stairs with them, enter

elevators, cruise on coarsly asphalted streets and store them easily after usage (for example

in an office cupboard).

After we decided to launch such a product we first began to create drafts and sketches.



INHALTSVERZEICHNIS

EIDESSTATTLICHE ERKLÄRUNG .......................................................................................... 2

DANKSAGUNG / WIDMUNGEN ......................................................................................... 3

KURZFASSUNG .................................................................................................................. 4

CONDENSED VERSION ....................................................................................................... 5

INHALTSVERZEICHNIS ....................................................................................................... 6

KONZEPT ................................................................................................................. 11 1

BLOCKSCHALTBILD .................................................................................................. 12 2

2.1 STEUERUNG ...................................................................................................................... 12

2.2 EMPFÄNGER ..................................................................................................................... 12

2.3 STELLER ........................................................................................................................... 12

2.4 MOTOR ........................................................................................................................... 12

2.5 SERVO ............................................................................................................................. 12

UNSER ERSTER ENTWURF ........................................................................................ 13 3

ZAHNRÄDER MONTAGE ........................................................................................... 22 4

4.1 VERZAHNUNGSGESETZ ........................................................................................................ 22

4.2 DER VERWENDETE ZAHNKRANZ ............................................................................................ 24

4.2.1 Grundbasis für unser Produkt: Das handelsübliche Rollerblade-Rad ................... 24

4.2.2 Endprodukt nach Bearbeitung des Rollerblade-Rades ......................................... 25

TECHNISCHE AUSLEGUNG ........................................................................................ 27 5

5.1 BERECHNUNG DER UMDREHUNGEN DES RADES / DES MOTORS .................................................. 28

5.2 BERECHNUNG DER LEISTUNG BEIM BESCHLEUNIGEN ................................................................. 29

5.3 BERECHNUNG DER LEISTUNG BEI GLEICHFÖRMIGER BEWEGUNG ................................................. 31

5.4 BERECHNUNG DER LEISTUNG BEIM BREMSEN .......................................................................... 31

5.5 EFFEKTIVWERT DER LEISTUNG, DREHMOMENT ........................................................................ 32

5.6 LEISTUNGSDARSTELLUNG IN ABHÄNGIGKEIT DER ZEIT ................................................................ 33

5.7 DREHMOMENTDARSTELLUNG AM RAD IN ABHÄNGIGKEIT DER ZEIT .............................................. 33

5.8 DREHMOMENTDARSTELLUNG AN DER MOTORWELLE IN ABHÄNGIGKEIT DER ZEIT ........................... 34

AUTO – CAD ZEICHNUNGEN ..................................................................................... 35 6

6.1 DISTANZSCHIENE 1............................................................................................................. 35

6.2 HALTESCHIENE .................................................................................................................. 36

6.3 DISTANZSCHIENE 2............................................................................................................. 37

6.4 MONTAGESCHIENE FÜR DEN AKKUMULATOR ........................................................................... 38

6.5 HALTEPLÄTTCHEN .............................................................................................................. 39

6.6 KABELHALTERUNGEN .......................................................................................................... 40

GRUNDLAGEN ASYNCHRON- / SYNCHRONMOTOR ................................................... 41 7



7.1 ASYNCHRONMOTOR ........................................................................................................... 41

7.1.1 Beschreibung ........................................................................................................ 41

7.1.2 Aufbau und Wirkungsweise .................................................................................. 41

7.1.3 Drehzahl-/Drehmomenten Kennlinie.................................................................... 43

7.2 SYNCHRONMOTOR ............................................................................................................. 44

7.2.1 Beschreibung ........................................................................................................ 44

7.2.2 Aufbau und Wirkungsweise .................................................................................. 44

FREQUENZUMRICHTER ............................................................................................ 45 8

8.1.1 Beschreibung ........................................................................................................ 45

8.1.2 Funktion eines Frequenzumrichters ..................................................................... 45

AKKUMULATOREN .................................................................................................. 46 9

9.1 BLEIAKKUMULATOR ............................................................................................................ 46

9.2 LI-ION-AKKU (LITHIUM-IONEN-AKKUMULATOR) ..................................................................... 46

9.3 LI-MN-AKKU (LITHIUM-MANGAN-AKKUMULATOR) ................................................................. 46

9.4 LIFEPO4-ZELLE (LITHIUM-EISENPHOSPHAT-AKKUMULATOR) ..................................................... 47

SERVOMOTOR ......................................................................................................... 47 10

10.1.1 Beschreibung .................................................................................................... 47

10.1.2 Aufbau und Funktionsweise ............................................................................. 47

10.1.3 Anwendungsgebiete ......................................................................................... 47

PRODUKTE .............................................................................................................. 48 11

11.1 DREHSTROM SYNCHRONMOTOR ....................................................................................... 48

11.1.1 Beschreibung .................................................................................................... 48

11.1.2 Specifications .................................................................................................... 48

11.1.3 Dimensions ....................................................................................................... 49

11.2 MOTORREGLER ............................................................................................................. 50

11.2.1 Beschreibung .................................................................................................... 50

11.2.2 Information ....................................................................................................... 50

11.2.3 Specifications .................................................................................................... 51

11.3 PROGRAMMIERGERÄT .................................................................................................... 52

11.3.1 Beschreibung .................................................................................................... 52

11.3.2 Functions .......................................................................................................... 52

11.3.3 Information ....................................................................................................... 53

11.4 AKKUMULATOR ............................................................................................................. 54

11.4.1 Beschreibung .................................................................................................... 54

11.4.2 Information ....................................................................................................... 54

11.4.3 Specifications .................................................................................................... 55

11.4.4 Dimensions ....................................................................................................... 55

11.5 LADEGERÄT .................................................................................................................. 56

11.5.1 Beschreibung .................................................................................................... 56



11.5.2 Information ....................................................................................................... 56

11.5.3 Features ............................................................................................................ 57

11.5.4 Specifications .................................................................................................... 57

11.6 FERNSTEUERUNG ........................................................................................................... 58

11.6.1 Beschreibung .................................................................................................... 58

11.6.2 Information ....................................................................................................... 59

11.6.3 Specifications .................................................................................................... 59

11.7 EMPFÄNGER ................................................................................................................. 60

11.7.1 Beschreibung .................................................................................................... 60

11.7.2 Specifications .................................................................................................... 60

11.8 MOTORWELLE .............................................................................................................. 61

11.8.1 Beschreibung .................................................................................................... 61

11.9 KABELVERBINDUNGEN .................................................................................................... 61

11.9.1 Beschreibung .................................................................................................... 61

11.10 STECKER ...................................................................................................................... 62

11.10.1 Beschreibung .................................................................................................... 62

11.11 SCHRUMPFSCHLÄUCHE ................................................................................................... 62

11.11.1 Beschreibung .................................................................................................... 62

11.12 ISOLIERHÜLSEN .............................................................................................................. 63

11.12.1 Beschreibung .................................................................................................... 63

11.12.2 Y-Kabel .............................................................................................................. 63

11.13 AKKUANZEIGE ............................................................................................................... 64

11.13.1 Beschreibung .................................................................................................... 64

11.14 SERVOMOTOR ............................................................................................................... 64

11.14.1 Beschreibung .................................................................................................... 64

11.14.2 Information ....................................................................................................... 64

11.14.3 Allgemeine Beschreibung: ................................................................................ 65

11.14.4 Artikelbeschreibung: ......................................................................................... 65

11.14.5 Technische Beschreibung ................................................................................. 65

11.15 SERVOSCHEIBE .............................................................................................................. 66

11.15.1 Beschreibung .................................................................................................... 66

11.15.2 Information ....................................................................................................... 66


11.16 VERLÄNGERUNGSKABEL .................................................................................................. 66

11.16.1 Beschreibung .................................................................................................... 66

VERLÄNGERUNGSK. 15CM 0,35QMM UNI VERDRIL ............................................................. 66

11.16.2 Informationen ................................................................................................... 67


11.17 AKKUZELLE FÜR DIE FERNSTEUERUNG ................................................................................ 67

11.17.1 Beschreibung .................................................................................................... 67

11.17.2 Allgemeine Beschreibung: ................................................................................ 67




11.18 LADEGERÄT FÜR DIE FERNSTEUERUNG ................................................................................ 68

11.18.1 Beschreibung .................................................................................................... 68


11.18.3 Features: ........................................................................................................... 69


11.19 LEDS (BELEUCHTUNG DER SKATES) ................................................................................... 70

11.19.1 Led blau ............................................................................................................ 70

11.19.2 Technische Daten ............................................................................................. 70

11.20 LED ROT ...................................................................................................................... 70

LED 5MM ROT 14.000MCD WEERD14-CS ................................................................................. 70

11.20.1 Technische Daten ............................................................................................. 70

KOSTENÜBERSICHT .................................................................................................. 71 12

PRAXISTEST ............................................................................................................. 72 14

14.1 TESTPERSONEN ............................................................................................................. 72

14.2 WEGFAHREN ................................................................................................................ 72

14.3 STEHENBLEIBEN ............................................................................................................. 73

14.4 KURVEN FAHREN ........................................................................................................... 73

14.5 STRAßENVERHÄLTNISSE ................................................................................................... 73

BETRIEBSWIRTSCHAFTLICHER TEIL ........................................................................... 74 15

15.1 DAS UNTERNEHMEN ...................................................................................................... 74

15.2 FIRMENLOGO ................................................................................................................ 74

15.3 FIRMEN PROFIL ............................................................................................................. 74

15.4 ERZEUGNIS DER FIRMA ................................................................................................... 75

15.5 DAS FABRIKAT „NES“ .................................................................................................... 75

15.6 KOSTENRECHNUNG ........................................................................................................ 76

15.6.1 Materialkosten eines „NES“ ............................................................................. 76

15.6.2 Stundentafel ..................................................................................................... 78

15.6.3 Entwicklungskosten des Prototypes ................................................................. 78

15.6.4 Werbeaufwand ................................................................................................. 79

15.6.5 Betriebskosten .................................................................................................. 79

15.6.6 Materialkosten pro Stück (variable Kosten) ..................................................... 80

15.6.7 Verkaufspreis pro Stück .................................................................................... 80

15.7 BREAK-EVEN-ANALYSE .................................................................................................... 81

15.7.1 Fixkosten ........................................................................................................... 81

15.7.2 Variable Kosten ................................................................................................ 81

15.7.3 Formeln zur Break-Even-Analyse ...................................................................... 82

15.7.4 Berechnung Break – Even - Point ..................................................................... 82

15.8 BREAK-EVEN-ANALYSE ................................................................................................... 83

15.9 MARKETINGSTRATEGIEN ................................................................................................. 84

15.10 BESTIMMUNG DES ZIELMARKTES....................................................................................... 85



15.11 KONKURRENZANALYSE .................................................................................................... 85

FERTIGES PRODUKT ................................................................................................. 86 16

ZUSAMMENFASSUNG .............................................................................................. 87 17

NORMEN ................................................................................................................. 88 18

PLÄNE ..................................................................................................................... 89 19

19.1 ROLLSCHUH .................................................................................................................. 89

19.2 DISTANZSCHIENE 1......................................................................................................... 90

19.3 HALTESCHIENE .............................................................................................................. 91

19.4 ROLLSCHUH AUßENANSICHT ............................................................................................ 92

19.5 DISTANZSCHIENE 2......................................................................................................... 93

19.6 MONTAGESCHIENE FÜR DEN AKKUMULATOR UND DER ANZEIGE ............................................. 94

19.7 ROLLSCHUH INNENANSICHT ............................................................................................. 95

19.8 HALTEPLÄTTCHEN .......................................................................................................... 96

19.9 KABELHALTERUNGEN ...................................................................................................... 97

ABBILDUNGSVERZEICHNIS ....................................................................................... 98 20

TABELLENVERZEICHNIS ........................................................................................... 100 21



Konzept 1

Wir hatten uns für unsere Diplomarbeit für elektrobetriebene Inlineskates entschieden,

deswegen überlegten, wie sich das Fahr- bzw. Bremsverhalten durch einen Antrieb auf den

Rollerblades realisieren lässt.

Wir waren bestrebt, sowohl eine sinnvolle als auch eine sichere Geschwindigkeit zu wählen

und entschlossen uns für zirka 20 – 25 km/h. Es war uns wichtig, dass Unfallrisiko zu

reduzieren. Die Konstruktion erfolgte unter Einhaltung der geltenden Sicherheits-

vorschriften und ÖNORM-Richtlinien. Es war uns auch ein besonders Anliegen, den

wirtschaftlichen Aspekt nicht aus den Augen zu verlieren.

Nachdem wir uns mit dem Thema „Antriebstechnik“ längere Zeit beschäftigten, fassten wir

den Entschluss, Wechselstrom–Motoren zu verwenden, deren Stromversorgung mittels

Akkupacks sichergestellt wird. Die Ansteuerung dafür sollte für jeden Benutzer sehr einfach

sein, deshalb verwendeten wir eine handelsübliche Pistolensteuerung, die über Funk mit den

Motoren kommunizieren sollte.



Blockschaltbild 2

2.1 Steuerung

Es handelt sich um eine „einfache“ handelsübliche Pistolengriff-Fernsteuerung. Siehe Seite

58

2.2 Empfänger

Ist das Gegenstück zur Fernsteuerung, welches die Funksignale, elektrisch sowohl an den

Steller als auch an den Servo weitergibt. Siehe Seite 60

2.3 Steller

Steuert den daran angeschlossenen bürstenlosen Drehstromsynchronmotor, mit dem

elektrischen Signal des Empfängers. Siehe Seite 50

2.4 Motor

Ist ein bürstenloser Drehstromsynchronmotor. Siehe Seite 48

2.5 Servo

Steuert mechanisch die Bremse mit dem Signal des Empfängers. Siehe Seite 64

ABBILDUNG 1 - BLOCKSCHALTBILD



Unser Erster Entwurf 3

Hinweis: Mit „Unser Erster Entwurf“ ist die Umsetzung unserer ersten Idee gemeint. Diese

ist jedoch nicht exakt Umgesetzt worden, da wir während des Projektes auf

verbesserungswürdige Kriterien kamen und diese sofort abänderten. Der Entwurf soll nur

einen Einblick in unsere Grundüberlegungen verschaffen.

Diplomarbeit "Inlineskater" Beschreibung:

Handelsübliche Inlineskater sollen elektrisch angetrieben werden.

Pro Rollerblade sollen vier Elektromotoren, die mittels einer Funksteuerung angesteuert

werden, eine darin stehende Person in Bewegung setzen.

Stromversorgung

Regler, Anzeigen,…

Drehstrommotoren Fernsteuerung

ABBILDUNG 2 - ÜBERBLICK DES ELEKTROBETRIEBENEN INLINESKATES



Nutzen der Entwicklung:

Alternatives Fortbewegungsmittel, Bewegung und Sport, Funfaktor

Produkte:

Produkt Stückzahl Preis geschätzt (€) Preis Gesamt (€)

Inlineskater von

Rollerblade "Tempest 110"

1 200 - 350 200

Drehstrommotor ca. 500 -

700W/ 12 V

8 25 - 40 200 - 320

Drehstromregler für den Motor 8 30 - 40 240 - 320

LiPo - LiFe Akkus 4 130 520

Fernsteuerung + 2 Empfänger

2,4 GHz

1 70 70

Diverse Bauteile 50 50

TABELLE 1 - ERSTE KOSTENAUFSTELLUNG

Vermutlicher Kostenaufwand für die Erstellung des Prototyps: 1280 bis 1630 €

Hinweis: Nach der Berechnung ergab sich, dass es möglich ist, die Stückzahl von Acht

Drehstrommotoren auf Vier zu reduzieren, um den Prototypen kostengünstiger zu

produzieren. Des Weiteren ergab sich, dass zwei Akkumulatoren die ausreichende Kapazität

zur Verfügung stellen.

Webseiten:

Wir erkundigten sich anhand dieser Webseiten über die Preise der Produkte

www.rollerblade.com

www.hobbyking.com

http://www.hobbyking.com/



Entwurf von Oben

ABBILDUNG 3 - ANSICHT VON OBEN



Entwurf von Vorne

ABBILDUNG 4 - ANSICHT VON VORNE



Entwurf von rechts / links

ABBILDUNG 5 - ANSICHT VON LINKS

ABBILDUNG 6 - ANSICHT VON RECHTS



3D Ansicht 1

ABBILDUNG 7 - 3D ANSICHT 1



3D Ansicht 2

ABBILDUNG 8 - 3D ANSICHT 2



3D Ansicht 3

ABBILDUNG 9 - 3D ANSICHT 3.1




3D Ansicht 4





Zahnräder Montage 4

„Zahnräder dienen der unmittelbaren formschlüssigen Übertragung von Drehmoment und

Drehbewegungen zwischen parallelen, sich kreuzenden oder sich schneidenden Wellen.“1

Aufgrund unseres bescheidenen Budgets, hat man sich letztendlich dazu entschlossen, aus

der Vielzahl der Getriebegrundformen Stirnzahnräder und Zahnstange aus S45C- Stahl für

unser Projekt zu verwenden. Des Weiteren sind die verwendeten Komponenten

induktionsgehärtet sowohl als auch brüniert und besitzen eine Zugfestigkeit von 569N/mm2

mit einem Eingriffswinkel von 20°. Induktionsgehärteter Stahl zeichnet sich dadurch aus,

dass er durch Flamm- oder Induktionshärtung eine härtere Randzone erhalten kann.

Ausschlaggebend für unsere Überlegungen war auch der Aspekt, ein möglichst

preisgünstiges Produkt auf den Markt zu bringen, um auch Menschen mit niedrigerem

Einkommen anzusprechen.

4.1 Verzahnungsgesetz

„Zwei Zahnflanken sind nur dann brauchbar, wenn die normale auf den jeweiligen

Berührungspunkt B die Verbindungslinie der beiden Mittelpunkte M1, M2 die im

umgekehrten Verhältnis die Winkelgeschwindigkeit teilt.

Kurz: Die jeweilige Eingriffsnormale muss stets durch den Punkt C gehen.“2

Die Übersetzung eines Zahnradpaares ist i

Index 1 bezogen auf antreibendes Rad.

Index 2 bezogen auf angetriebenes Rad

Gleichmäßiger Lauf beider Räder setzt i = konstant voraus.

1 Das Techniker Handbuch Band 2, Alfred Böge

2 Ebenda



Im folgenden Bild ist B der augenblickliche Berührungspunkt zweier zunächst beliebig

geformter Zahnflanken. B läuft als Punkt des Rades 1 mit der Umfangsgeschwindigkeit v2 um

M2. Die beiden Zahnflanken haben in B gemeinsam die Tangente t und die Normale n. Die

Umfangs Geschwindigkeiten v1 und v2 werden in die Tangentialkomponenten w1 und w2 und

in die Normalkomponenten c1und c2 zerlegt. Sollen die Zahnflanken sich immer berühren,

d.h. sich weder voneinander entfernen noch ineinander eindringen, dann muss c1 = c2

sein.“ 3

n1,2 .......... Drehzahl

ω1,2 .......... Winkelgeschwindigkeit

r1,2 ........... Teilkreisradius

z1,2 ........... Zähnenzahl

B .............. augenblicklicher Berührungspunkt

v1,2 ........... Umfangsgeschwindigkeit

t ............... gemeinsame Tangente

n .............. Normale

M1,2 ......... Mittelpunkt

w1,2 ............... Tangentialkomponenten

c1,2 ........... Normalkomponenten

3 Das Techniker Handbuch Band 1, Alfred Böge

ABBILDUNG 13 - VERZAHNUNGSGESETZ



4.2 Der verwendete Zahnkranz

Die erste Überlegung war ein Innenzahnkranz, der auf die Größe des Rollschuhrades

angepasst werden sollte (ca. 70 mm Durchmesser). Da weder die Bestandteile zu bekommen

waren und auch die Montage technisch nicht realisierbar war, wurde das tiefer stehende

Konzept gewählt.

4.2.1 Grundbasis für unser Produkt: Das handelsübliche Rollerblade-Rad

Daten:

Raddurchmesser: 110 mm

Felgendurchmesser: 70 mm

Innendurchmesser: 25 mm

Achsendurchmesser: 8 mm

00

Gummi

Felge

Innendurchm.

Achse

Rad

du

rchm

esse

r

Fe

lge

nd

urc

hm

esse

r

Inn

en

du

rch

me

sse

r

Ach

se

nd

urc

hm

esse

r

ABBILDUNG 14 - ROLLSCHUHRAD

ABBILDUNG 15 - RAD ABMESSUNGEN



4.2.2 Endprodukt nach Bearbeitung des Rollerblade-Rades

Daten:

Großes Zahnrad

Mittellinie der Zahnhöhe = 40 mm

Von Spitze zu Spitze = 42 mm

Kleines Zahnrad

Mittellinie der Zahnhöhe = 12 mm

Von Spitze zu Spitze = 14 mm

00

Gummi

Felge

Achse

Gro

ße

s -

Za

hn

rad

Kleines - Zahnrad

ABBILDUNG 17 - ROLLSCHUHRAD MIT

ZAHNKRANZ

ABBILDUNG 16 - ZAHNKRANZ ABMESSUNGEN



Kunststoff - Rad

großes Zahnrad, Kunststoff

Delrin-Zahnräder, Modul 1,0

Best.-Nr. Zähne A B C D E F G

521-7584 40 8 16 40 42 6 6 12 TABELLE 2 - ABMESSUNGEN GROSSES ZAHNRAD KUNSTSTOFF

Preis: 4,77 €

kleines Zahnrad, Kunststoff

Delrin-Zahnräder, Modul 1,0


521-7461 12 4 8 12 14 6 6 12 TABELLE 3 - ABMESSUNGEN KLEINES ZAHNRAD KUNSTSTOFF

Preis: 2,57 €

Metall - Rad

großes Zahnrad, Stahl

4x Metrisches Stirnzahnrad mit Durchmesser 42


521-6339 40 10 38 40 42 10 10 20 TABELLE 4 - ABMESSUNGEN GROSSES ZAHNRAD STAHL

Preis pro Stück: 11,15 €

Summe: 44,60€

kleines Zahnrad, Stahl

4x Metrisches Stirnzahnrad mit Durchmesser 14


521-6193 12 6 10 12 14 10 20 30 TABELLE 5 - ABMESSUNGEN KLEINES ZAHNRAD STAHL

Preis pro Stück: 6,06 €

Summe: 24,24€

Gesamtpreis: 68,84 €

ABBILDUNG 18 - ZAHNRADBEMAßUNG



Technische Auslegung 5

Ein Rollschuh (mit einem Rad angenommen) mit der Masse m=40 kg soll aus dem

Ruhezustand so beschleunigt werden, dass er unterhalb 10s eine Geschwindigkeit von

25km/h besitzt.

ABBILDUNG 19 - KRÄFTEPLAN VEREINFACHT DARGESTELLT



5.1 Berechnung der Umdrehungen des Rades / des Motors



5.2 Berechnung der Leistung beim Beschleunigen



1



5.3 Berechnung der Leistung bei Gleichförmiger Bewegung

5.4 Berechnung der Leistung beim Bremsen



5.5 Effektivwert der Leistung, Drehmoment



5.6 Leistungsdarstellung in Abhängigkeit der Zeit

5.7 Drehmomentdarstellung am Rad in Abhängigkeit der Zeit



5.8 Drehmomentdarstellung an der Motorwelle in Abhängigkeit der Zeit



Auto – CAD Zeichnungen 6

6.1 Distanzschiene 1

Für die weiteren Schritte, musste auf dem originalen Rollschuh eine Konstruktion (Schiene)

befestigt werden, die mehr Platz für die Montage weiterer Bauteile schuf. Die Befestigung

des Motors und Akkus wäre nicht möglich gewesen, da sonst keine geeignete Fläche für den

Einbau zur Verfügung stand. Aus diesem Grund wurde eine Schiene mithilfe von Auto – CAD

entworfen.

Gleichzeitig soll sie „stylisch“ und sportlich wirken, um das moderne Gesamtkonzept zu

unterstreichen.

Für die Befestigung der Schiene an dem originalen Rollschuh, sind bereits die Löcher für die

bestellten Zahnräder ausgeschnitten.

Die Distanzschiene 1 ist 4 mm dick und gleicht die Unebenheiten der

Originalschiene des Rollschuhs aus. Sie schließt eben ab und dadurch

ist eine gerade Montagefläche gegeben.

Ausgeschnitten wurden Schiene und Löcher mit der Wasserstrahlmaschine

der Maschinenbau-Abteilung der HTL St.Pölten.

Kraftübertragung der Motorwelle

auf den Zahnkranz im Rad.

ABBILDUNG 20 – GRUNDRISS DER DISTANZSCHIENE 1



6.2 Halteschiene

Für die „gute“ Befestigung der elektrischen Bauteile wurde eine weiter Halteschiene kreiert,

welche auf die Distanzschiene 1 platziert wurde. Da die Distanzschiene die Unebenheiten

ausgleicht, konnte die Halteschiene problemfrei auf dieser befestigt werden, ohne dass sie

auf dem originalen Rollschuh aufliegt.

Die Komponenten sollten durch die weitere Halteschiene, die 6 mm dick ist, versenkt

werden um das Verrutschen dieser zu verhindern.

Um die Bauteile optimal zu positionieren, mussten Ausnehmungen für die Motorregler und

Empfänger vorgesehen werden. Dazu musste die Schiene in der Mitte verbreitert werden

um genügend Platz für Schraubbefestigungen zu bieten.

Damit der Schraubenkopf an den äußeren 2 Löchern nicht störend für

die Befestigung des Motors war, wurden diese Löcher auf den

Durchmesser des Schraubenkopfes vergrößert. Die Halteschiene

wird somit nur mit den 2 mittleren Löchern mitgeschraubt um

ausreichend Halt zu bieten.

Empfänger

Motorregler

Motorregler

ABBILDUNG 21 – GRUNDRISS DER HALTESCHIENE

1… Motorwellenloch

2… äußeres Loch

3…mittleres Loch 1

1

2

2

3

3



6.3 Distanzschiene 2

Nachdem genügend Platz für Motoren, Motorregler und Empfänger gegeben war, fehlte

eine weitere Auflagefläche für den Akkumulator und deren Spannungsanzeige. Diese beiden

Bauteile wurden auf der zweiten Seite des Rollschuhes montiert.

Zu diesem Zweck war eine weitere Distanzschiene erforderlich, mit der die Unebenheiten

auf der zweiten Seite der originalen Rollschuhschiene ausgeglichen werden. Sie ist aufgrund

der Aerodynamik an der Vorderseite etwas verkürzt und 4 mm dick.

Die Hinterseite ist mit der Distanzschiene 1 gleich, da später die Fläche noch für die Bremsen

benötigen wurde.

Vergleich Distanzschiene 1 und 2

ABBILDUNG 23 – GRUNDRISS DER

DISTANZSCHIENE 2 ABBILDUNG 22 – GRUNDRISS DER

DISTANZSCHIENE 1



6.4 Montageschiene für den Akkumulator

Die Montageschiene für den Akku bietet eine genügend große Auflagefläche, damit der

Akkumulator gut aufliegt und nicht vibriert.

Die punktierte Strichlinie kennzeichnet die Form der Halteschiene 2. Die Montageschiene für

den Akku wurde somit nur erweitert um den maximalen Platz auszuschöpfen. Diese wird

ebenfalls mit allen 4 Löchern mitgeschraubt, da die Muttern der Schrauben auf dieser Seite

als Auflage Fläche für den Akku bzw. für die Akkuanzeige verwendet werden.

Akkumulator

Akkuanzeige

ABBILDUNG 24 – GRUNDRISS DER MONTAGESCHIENE FÜR DEN AKKU



6.5 Halteplättchen

Um die Anzeigen, die Motorregler und die Akkumulatoren in der versengten Schiene zu

befestigen, wurden Halteplättchen aus Plexiglas (Polycarbonat) angefertigt. Diese werden

über den jeweiligen Bauteil geschraubt und sollen das Herausfallen der Komponenten

verhindern.

Die Halteplättchen der Akkuanzeige sowie die Halteplättchen für die Akkus wurden mit 2 M4

Schrauben verschraubt.

Die Regler- und Empfängerhalterungen wurden jeweils mit 4 und 2 M2 Schrauben befestigt.

2x

Halteplättchen für

Akkuanzeige

4x


Motorregler

2x Halteplättchen für Akkumulator

2x


Empfänger

ABBILDUNG 25 – GRUNDRISS HALTEPLÄTTCHEN



6.6 Kabelhalterungen

Aufgrund des geringen Platzes, welcher von den Rollschuhen gegeben ist, musste

demzufolge eine Plexiglashalterung für die Kabeln hergestellt werden. Diese ist eine sehr

praktische als auch optisch ansprechende Lösung. Sie verhindert das Verfangen der

Spannungsversorgungsleitungen in eines der Räder, das zu Unfällen führen könnte.

Die Kabelhalterung besteht aus zwei unterschiedlich großen Plexiglasteilen, die mittels

Abstandhalter aufeinander geschraubt werden. In der Mitte der beiden Schienen liegen die

Kabelverbindungen, die dadurch gegen dauerndes Vibrieren und Verrutschen geschützt sind.

Die äußere größere Schiene wird mit den zwei äußersten Löchern an der Halteschiene im Alu

mit 2 M4 Schrauben befestigt.

äußere größere Schiene

innere kleinere Schiene

ABBILDUNG 26 – GRUNDIRSS DER KABELHALTERUNGEN

Loch für Befestigung an der Halteschiene



Grundlagen Asynchron- / Synchronmotor 7

7.1 Asynchronmotor

7.1.1 Beschreibung

Heutzutage ist der Drehstromasynchronmotor der am häufigsten eingesetzte Antriebsmotor.

Er zeichnet sich mit einem einfachen Aufbau und einer hohen Betriebssicherheit aus. Der

wesentliche Nachteil eines Asynchronmotors liegt in der begrenzten Drehzahlregelung, diese

spielt aber in der Praxis jedoch nur eine zweitrangige Rolle, da aufgrund der heutige Technik

mittels Frequenzumrichter auch Asynchronmotoren gut steuerbar sind.

7.1.2 Aufbau und Wirkungsweise

Die Asynchronmaschine setzt sich aus 2 Teilen zusammen, einerseits besitzt er einen

stillstehenden Stator, andererseits benötigt der Motor auch einen rotierenden Roter bzw.

Läufer. Beide Komponenten werden durch einen geringen Luftspalt voneinander getrennt.

ABBILDUNG 27 - LÄNGSSCHNITT DURCH EINE ASYNCHRONMASCHINE



Aufgrund dessen, dass immer ein Drehmoment benötigt wird um die Reibungsverluste zu

decken, muss immer eine Relativbewegung zwischen Drehfeld und Läufer vorhanden sein.

Die Relativbewegung zwischen dem Läufer und dem Drehfeld wird als Schlupf s definiert.

Schlupf:

n1: synchrone Drehzahl von Drehfeld (Kreisdrehfeld)

n: Läuferdrehzahl = Motordrehzahl

f1: Netzfrequenz= Statorfrequenz

f2: Läuferfrequenz

ABBILDUNG 28 - QUERSCHNITT DURCH EINE ASYNCHRONMASCHINE



7.1.3 Drehzahl-/Drehmomenten Kennlinie

In folgendem Bild kann man eine typische Motorkennlinie eines Asynchronmotors erkennen.

Für die Darstellung wurde ein Kippschlupf sK =0,2 und das normierte Kippmoment MK/MN =

2,5 herangezogen.

ABBILDUNG 29 - MOTORKENNLINIE EINER ASM (IM 1. QUADRANTEN)



7.2 Synchronmotor

7.2.1 Beschreibung

Synchronmotoren finden ihr Einsatzgebiet vor allem dort wo es auf eine konstante Drehzahl

ankommt. Sie besitzen neben einem guten Wirkungsgrad noch den Vorteil, dass sie alle

kapazitiven Ströme ziehen können und somit in der Lage sind, den Blindstromanteil der

vorwiegend induktiv belasteten Netze zu kompensieren.4

7.2.2 Aufbau und Wirkungsweise

Man unterscheidet grundsätzlich zwei Bauarten. Einerseits gibt es die Außenpolmaschine,

welche vor allem in Sonderfällen eine praktische Bedeutung hat. Andererseits gibt es dann

noch die Innenpolmaschine welche vor allem für große Leistungen verwendet wird.

1) Stator

2) Pole

3) Läufer mit Drehstromwicklung

4 Elektrische Maschinen und Antriebe Grundlagen, Dr. W. Höger

1) Stator mit Drehstromwicklung

2) Läufer mit Gleichstromwicklung

ABBILDUNG 31 - BAUART

AUßENPOLMASCHINE ABBILDUNG 30 - BAUART

INNENPOLMASCHINE



Frequenzumrichter 8

8.1.1 Beschreibung

Die Motordrehzahl wird von der Netzfrequenz und der Polpaarzahl bestimmt. Aufgrund

dessen, dass man die Polpaarzahl nicht verstellen kann erfolgt eine Änderung der

Netzfrequenz mit einem Frequenzumrichter. Ein Frequenzumrichter besteht im

Wesentlichen aus einem Gleichrichter, einem Zwischenkreis und einem Wechselrichter.

8.1.2 Funktion eines Frequenzumrichters

Ein Zwischenkreisumrichter besteht aus drei wesentlichen Komponenten, dem

ungesteuerten oder gesteuerten Stromrichter (Gleichrichter), einem Spannungs- oder

Stromzwischenkreis und einem selbst- oder lastgeführten Wechselrichter. Der netzgeführte

Stromrichter erzeugt aus der konstanten Wechselspannung U1, der Frequenz f1 und der

Phasenzahl m1 eine konstante oder veränderliche Gleichspannung. Der Wechselrichter

formt aus dieser Gleichspannung eine Wechselspannung mit beliebiger Phasenzahl und

Frequenz. Der Spannungs- oder Stromzwischenkreis entkoppelt den netzgeführten

Stromrichter vom selbstgeführten Stromrichter, damit beide möglichst unbeeinflusst

arbeiten können.

ABBILDUNG 32 - FUNKTIONEN EINES FREQUENZUMRICHTERS



Akkumulatoren 9

9.1 Bleiakkumulator

Ein Blei–Akku ist ein Bleioxid System, welches in vielen verschiedenen Ausführungen und

Bauformen hergestellt wird. Im Wesentlichen unterscheidet man zwischen offenen und

gasdichten Systemen. Des Weiterem werden Blei-Akkus nach 6-jähriger Betriebsdauer im

professionellen Bereich getauscht, da sich eine Bleizelle pro Tag etwa um 1 % entlädt. Die

Nennspannung beträgt etwa 2 Volt und die Leerlaufspannung bewegt sich etwa um 2,08 Volt.

Blei-Akkus werden überall dort eingesetzt wo eine hohe Strombelastbarkeit erforderlich ist.

9.2 Li-Ion-Akku (Lithium-Ionen-Akkumulator)

Lithium-Ionen-Akkumulator werden auch Swing, Shuttle oder Ionentransfer-Batterien

genannt. Die Lade- und Entladeprozesse bewirken vor allem den Transfer von Lithium-Ionen

zwischen den Elektroden. Als Kathode dient Lithium-Kobaltoxyd, und als Anode wird eine

sehr feine Kohlenstoffmatrix gebildet, die Lithium-Ionen einlagern kann. Die

Klemmenspannung beträgt durchschnittlich 3,6 Volt und besitzt mehr als 1000 Ladezyklen.

9.3 Li-Mn-Akku (Lithium-Mangan-Akkumulator)

Er ist ein idealer Nachfolger der Sinterzelle. Es handelt sich um hochstromfähige

eigensichere Becherzellen mit Sicherheitsventilen, welche relativ unempfindlich gegen

fehlerhafte Behandlung sind. Des Weiterem bieten Lithium–Ionen-Mangan-Akkumulatoren

eine sehr gute Haltbarkeit. Die Zellenspannung beträgt im Durchschnitt 3,7 Volt und hält

einer Lebensdauer von etwa 1000 Zyklen stand.



9.4 LiFePo4-Zelle (Lithium-Eisenphosphat-Akkumulator)

Ist eine Becherzelle oder prismatische Zelle, wie der Li-Po-Akku (Lithium-Polymer-

Akkumulator). LiFePo4 Akkumulatoren sind der ideale Nachfolger der Sinterzelle. Sie ist eine

hochstromfähige eigensichere Industriezelle aus dem Automotive-Bereich mit

Sicherheitsventilen. Ein weiterer Vorteil ist, dass die LiFePo4 Zelle sehr unempfindlich gegen

eine fehlerhafte Behandlung ist. Die Zellenspannung beträgt etwa 3,25 Volt und die

Lebensdauer beträgt deutlich mehr als 1000 Zyklen.

Servomotor 10

10.1.1 Beschreibung

Als Servomotoren werden elektrische Motoren bezeichnet, die mit einem Servoregler

ausgestattet sind. Servomotoren werden in einem geschlossenen Regelkreis betrieben. Man

unterscheidet unter anderem in momentan-, geschwindigkeits- oder positionsgeregelten

Betrieb.

10.1.2 Aufbau und Funktionsweise

Um die Position des Rotors genau zu erfassen wird eine bestimmte Messeinrichtung

verwendet. Die elektronische Regelung vergleicht das Signal von Sollwert mit dem Istwert

und entscheidet danach, in welche Richtung mit welcher Geschwindigkeit gefahren werden

muss.

10.1.3 Anwendungsgebiete

Servomotoren finden für eine Vielzahl von Anwendungen eine passende Verwendung.

Häufig werden sie in industriellen Anlagen verwendet, aber auch in diversen

Werkzeugmaschinen. Auch im Modellbau werden Servomotoren eingesetzt.



Produkte 11

11.1 Drehstrom Synchronmotor

11.1.1 Beschreibung

Mittels der vier Drehstrom-Synchronmotoren sollen die Inlineskater zusammen mit einer

Person in Bewegung gesetzt werden.

Da die Außenläufer Drehstrom Motoren (Outrunner), der Marke „Turnigy“ ein höheres

Drehmoment aufweisen, fiel die Entscheidung auf dieses Produkt. Es wurden pro Fuß jeweils

ein Motor an dem Vorderrad und eines an dem Hinterrad angebracht um genügend Kraft auf

die Räder zu bringen.

Turnigy Aerodrive SK3 - 5055-280kv Brushless Outrunner Motor

Produkt ID: SK3-5055-280

11.1.2 Specifications

Turns (T) 18 T

Voltage 6~10S Lipoly

RPM/V 280

Internal resistance (mΩ) 31

Max Loading (A) 60

Max Power (W) 1510

Shaft Dia (mm) 6.0

Weight (g) 369

Motor Plug 4 mm Bullet Connector

Max Voltage (V) 37

Weight (g) 369 TABELLE 6 - SPECIFICATIONS OF THE ENGINE

ABBILDUNG 33 - MOTOR



11.1.3 Dimensions

Shaft A (mm) 6

Length B (mm) 59

Diameter C (mm) 49

Can Length D (mm) 33

Total Length E (mm) 81

TABELLE 7 – DIMENSIONS OF THE ENGINE

Stück: 4

Preis: 49,23 $

ABBILDUNG 34 – DIMENSIONS OF THE ENGINE



11.2 Motorregler

11.2.1 Beschreibung

Als Motorregler wurde ein passender Drehstromregler für die Motoren gewählt, der die

Gleichspannung von dem Akkumulator in eine Drehspannung umwandelt. Zum Einsatz kam

ein Regler der Marke „Turnigy“, da dieser am besten mit den gewählten Motoren

harmoniert und den maximalen Strom der Außenläufer führen kann.

Wichtig war auch, dass der Regler Programmierfunktionen besitzt, wie zum Beispiel einen

sanften Anlauf, eine Begrenzung der maximalen Geschwindigkeit sowie die Möglichkeit des

Abschaltens der Magnetbremsung.

TURNIGY Plush 80A w/ UBEC Speed Controller

Produkt ID: TR_P80A

11.2.2 Information

Plush 80A 26v Brushless Speed Controller

The Plush series ESC are a very good quality controller. They have a broad range of

programming features and a smooth throttle response compared to other BESCs in the same

price range.

Our TURNIGY speed controllers come with a 14 month warranty. We guarentee these are

the best Brushless Speed Controllers you can purchase at this price.

These speed controllers are sold in western countries under various names at triple the price.

We are certain you will find these to be the best BESC available from Asia.

ABBILDUNG 35 - MOTORREGLER




Cont Current (A) 80

Burst Current (A) 90

UBEC Mode 3 A / 5 V output

Voltage Range (V) 5,6 – 26

Weight (g) 91

Size (mm) 88 x 31 x 14

TABELLE 8 - SPECIFICATIONS OF THE CRUISE CONTROL

User Programmable, both via controller and optional programming card. The programming

card is an excellent item as it instantly tells the user the current settings and with a few

simple clicks of the buttons, the user can change the settings and have graphical reassurance

of those changes.

The programming card is an excellent Item and simple to use!

Stück: 4

Preis: 39,99 $



11.3 Programmiergerät

11.3.1 Beschreibung

Zur Programmierung des Motorreglers, wurde das Programmiergerät der Marke

„Turnigy“ verwendet. Mittels dieser kleinen „Programcard“ können einige Funktionen in den

Regler programmiert werden.

11.3.2 Functions

1. Brake OFF / ON

2. Battery Type Li-xx / Ni-xx

3. Cut Off Type Soft-Cut / Cut-Off

4. Cut Off Voltage Low / Middle / High

5. Start Mode Normal / Soft / Very Soft

6. Timing Mode Low / Middle / High

7. Music / Li-Po Cells D / C / B / A

8. Governor Mode OFF / ON

Alle Funktionen die diese Karte besitzt, konnten nicht verwendet werden, da der Motor

diese nicht unterstützte.

TURNIGY BESC Programming Card

Produkt ID: TR_PC

ABBILDUNG 36 – PROGRAMMING CARD



11.3.3 Information

Compatible with H-Wing, OEMRC and TURNIGY Speed Controllers.

This device plugs inbetween the Rx and the speed controller. It allows the user to program

the BESC according to a series of LED indicators.

it has buttons at the bottom so you can navigate through the menu and select the feature

you want, then change it. Its very simple and is much easier than listening to jingles or a

series of beeps.

This item is an excellent addition to your flight kit, especially with the new hard plastic case

and lets you quickly change the BESCs settings in the field in a much shorter time and with

greater assurance that what you have changed is correct and saved into the BESC.

No more black magic throttle stick programming!

Throw away the manual, you wont need it anymore!

Compatible with all Hobbywing, Thunderpower, Turnigy and OEMRC Sentilon speed

controllers.

Stück: 1

Preis: 6,95 $



11.4 Akkumulator

11.4.1 Beschreibung

Um die Motoren mit genügend Strom zu versorgen, wurde pro Fuß einen Lithium Polymer

Akkumulator mit 8000mAh bestellt. Grundvoraussetzung war, dass diese beiden

„Akkupacks“ die Inlineskates mindestens eine Stunde versorgen können.

Turnigy nano-tech 8000mAh 6S 25~50C Lipo Pack

Produkt ID: N8000.6S.25

11.4.2 Information

More than just a fancy name. TURNIGY nano-tech lithium polymer batteries are built with an

LiCo nano-technology substrate complex greatly improving power transfer making the

oxidation/reduction reaction more efficient, this helps electrons pass more freely from

anode to cathode with less internal impedance.

In short; less voltage sag and a higher discharge rate than a similar density lithium polymer

(non nano-tech) battery.

For those that love graphs, it means a straighter, longer curve. For pilots it spells stronger

throttle punches and unreal straight-up performance.

Excellent news for 3D pilots!

Unfortunately with other big brands; numbers, ratings and graphs can be fudged. Rest

assured, TURNIGY nano-techs are the real deal, delivering unparalleled performance!

ABBILDUNG 37 - AKKUMULATOR




Capacity (mAh) 8000

Voltage 6 S 1 P / 6 Cell / 22,2 V

Discharge (C) 25 C Constant / 50 C Burst

Max Charge Rate (C) 5

Weight (g) 1105

Balance Plug JST-XH

Discharge Plug 5mm bullet-connector

TABELLE 9 - SPECIFICATIONS OF THE ACCUMULATOR

11.4.4 Dimensions

Length A (mm) 195

Height B (mm) 50

Width C (mm) 55

TABELLE 10 – DIMENSIONS OF THE ACCUMULATOR

Stück: 2

Preis: 108,06 $

ABBILDUNG 38 - DIMENSIONS OF THE ACCUMULATOR



11.5 Ladegerät

11.5.1 Beschreibung

Um die Akkumulatoren wieder aufzuladen, war ein Ladegerät erforderlich, dass die Funktion

besitzt, den Ladezustand jeder einzelnen Zelle eines gesamten Akkumulators zu überwachen.

Dies verringert somit die Lebensdauer des Akkus bei jedem Ladezyklus nur sehr geringfügig.

Weiters kann der Ladestrom eingestellt werden und somit die Ladezeit verändert werden.

Mit dem maximalen Ladestrom von 5A muss ein Akku ca. 1,6 Stunden laden. Mit einem

geringeren Strom von 1 A, der dem Akkumulator weniger schadet, dauert der Ladevorgang

jedoch 8 Stunden.

IMAX B6-AC Charger/Discharger 1-6 Cells (GENUINE)

Produkt ID: B6AC

11.5.2 Information

Charge at home on 110/240v or in the field on 12v. The B6-AC handles both!

The IMAX B6-AC is a rock solid charger thats able to charge, balance and discharge Lion, LiPo,

LiFe (A123), NiCd and NiMH batteries.

This is not a fake. It is a genuine IMAX B6. Our fault rate/returns on this charger are

extremely low.

ABBILDUNG 39 - AKKULADEGERÄT



11.5.3 Features

AC 100~240v or 12V DC input

Microprocessor controlled

Delta-peak sensitivity

Individual cell balancing

Li-ion, LiPo and LiFe capable

Ni-Cd and NiMH capable

Large range of charge currents

Store function, allows safe storage current

Time limit function

Input voltage monitoring. (Protects car batteries at the field)

Data storage (Store up to 5 packs in memory)

Battery break in and cycling.


Input Voltage (V) 11 – 18

Max Charge / Max Discharge (W) 50 / 5

Charge Current Range (A) 1 – 5

Discharge current range (A) 1

Ni-MH/NiCd cells (cells) 1 – 15

Li-ion/Poly cells (cells) 1 – 6

Pb battery voltage (V) 2 – 20

Weight (g) 580

Dimensions (mm) 133 x 87 x 33

TABELLE 11 - SPECIFICATIONS OF THE CHARGER

This charger has a JST-XH charge plug, which makes it compatible with Zippy, HXT, TURNIGY

and any pack with a JST adapter.

Stück: 1

Preis: 39,99 $



11.6 Fernsteuerung

11.6.1 Beschreibung

Mittels der Fernsteuerung erfolgt die Ansteuerung der Motorregler über eine

Funkübertragung mit der Frequenz von 2,4 Ghz.

Die Fernbedienung muss möglichst einfach zu bedienen sein, da jede Person sich auch ohne

Einschulung damit auskennen soll. Sie besitzt zwei Kanäle, mit denen die Motordrehzahl und

die Bremse angesteuert werden.

Die Fernsteuerung sendet ein Signal über die Antenne aus und der mitgelieferte Empfänger

empfängt diese Informationen. Der daran angeschlossene Motorregler setzt das

ausgegebene PWM–Signal in die Umdrehungsgeschwindigkeit der Motoren um.

Hobby King GT-2 2.4Ghz 2Ch Tx & Rx

Produkt ID: HK-GT2

ABBILDUNG 40 - FERNSTEUERUNG



11.6.2 Information

Hobbykings GT-2 2.4ghz system is an entry level transmitter offering the reliability of 2.4Ghz

signal technology with very sensitive 3ch long antenna receiver for RC Car or Boat. Powered

by 8 AA type batteries. (Not included)

Key Features: 2-channel 2.4GHz transmitter with servo reversing. Easy to use control for

basic models. Includes 3-channel receiver Trainer system option. This system does not need

a PC to program servo direction.


Model Car/Boat

Channels 2ch

RF power Less than 20dbm

Modulation GFSK

Code type Digital

Sensitivity 1024

Low voltage warning Yes (less than 9V)

DSC port Yes (3.5mm)

Charge port Yes

Power 12VDC(1.5AA x 8)

Weight 328g

Antenna length 26mm

Size 159 x 99 x 315mm

TABELLE 12 - SPECIFICACATIONS OF THE REMOTE CONTROL

Included

1 x 2.4Ghz 2ch transmitter

1 x 2.4Ghz 3ch Receiver

1 x Bind Plug

Stück: 1

Preis: 14,99 $



11.7 Empfänger

11.7.1 Beschreibung

Da pro Fuß zwei Motoren mit zwei Motorreglern angesteuert werden, benötigt man dafür

zwei Empfänger. In Summe sind es vier Reglervier Empfänger. Einer ist im Lieferumfang

der Fernsteuerung inkludiert, die anderen drei mussten extra bestellt werden.

Hobby King GT-2 2.4Ghz Receiver 3Ch

Produkt ID: HK-GT2_RX


Model Car/Boat

Channels 3ch

Frequency band 2.4Ghz

Modulation GFSK

Sensitivity 1024

RF. receiver sensitivity -100dbm

Power 4.5~6VDC

Weight 5g

Antenna length 26mm

Size 37.6 x 22.3 x 13mm

TABELLE 13 - SPECIFICATIONS OF THE RECEIVER

Stück: 3

Preis: 5,98 $

ABBILDUNG 41 - EMPFÄNGER



11.8 Motorwelle

11.8.1 Beschreibung

Um die Übersetzung und somit das Drehmoment ändern

zu können, war eine weitere Motorwelle vorgesehen, an

der ein anderer Zahnkranz montiert werden könnte.

Turnigy Aerodrive SK3 5055 Series Replacement Shaft Set

Produkt ID: 192000021

Stück: 2

Preis: 3,39 $

11.9 Kabelverbindungen

11.9.1 Beschreibung

Um eine sichere Verbindung zwischen Motorregler und

Akkumulator zu gewähren, wurden als Kabelverbindungen

originale „Turnigy“ Silikon Kabeln verwendet, da diese einen

extrem hohen Strom ohne starke Erwärmung führen können.

Turnigy Pure-Silicone Wire 12AWG (1mtr) RED

Produkt ID: R12A1062-06

Turnigy Pure-Silicone Wire 12AWG (1mtr) BLACK

Produkt ID: B12A1062-06

Stück jeweils: 3

Preis: 2,49 $

ABBILDUNG 42 - MOTORWELLE

ABBILDUNG 44 - SILIKONKABEL

ROT

ABBILDUNG 43 - SILIKONKABEL

SCHWARZ



11.10 Stecker

11.10.1 Beschreibung

Für die Verbindung zwischen Motorregler und Akkumulator benötigte man Gold–

Kontaktstecker, um sowohl das Abstecken als auch das Zerlegen in

Einzelteile zu ermöglichen. Auch für die Verbindung zwischen

Motorreglern und Motoren wurden diese Stecker verwendet, um

den Motor problemlos tauschen zu können.

4mm Gold Connectors 10 pairs (20pc) Produkt ID: AM1003A

Stück: 1

Preis: 2,47 $

11.11 Schrumpfschläuche


Um die Gold–Kontaktstecker Verbindung zwischen Motor

und Regler zu isolieren benötigte man Schrumpfschläuche.

Turnigy Heat Shrink Tube 10mm RED (1mtr) Produkt ID: WHS10-RED

Turnigy Heat Shrink Tube 10mm BLACK (1mtr) Produkt ID: WHS10-BLACK

Turnigy Heat Shrink Tube 10mm Yellow (1mtr) Produkt ID: WHS10-Yelow

Stück jeweils: 1

Preis: 2,49 $

ABBILDUNG 45 -

GOLDKONTAKTSTECKER

ABBILDUNG 46 -

SCHRUMPFSCHLÄUCHE ROT/SCHWARZ

ABBILDUNG 47 -

SCHRUMPFSCHLÄUCHE GELB/BLAU



11.12 Isolierhülsen


Die Isolierung der Gold–Kontaktstecker zwischen der Versorgung und dem Motorregler

besteht aus Isolierhülsen von 4mm.

Da pro Fuß nur ein Akkumulator vorhanden ist, aber jeweils zwei Motorregler zu versorgen

sind, wurde ein Y-Kabel konstruiert, damit beide Regler mit demselben Akku versorgt

werden. Aufgrund dessen benötigt man die 6mm Isolierhülsen.

4mm:

HXT 4mm isoliert Gold Connector w/ Protector (10pcs/set) Produkt ID: AM1009x10

Stück: 1

Preis: 3,64 $

6mm:

HXT 6mm isoliert Gold Connector w/ Protector

(10pcs/set)

Produkt ID: 258000002

Stück: 1

Preis: 5,33 $

11.12.2 Y-Kabel

Teilt die Versorgung des Akkumulators in zwei Versorgungen, damit beide Regler versorgt

werden können.

Motorregler 1

Motorregler 2

Akkumulator

ABBILDUNG 48 - ISOLIERHÜLSEN 4MM

ABBILDUNG 49 - ISOLIERHÜLSEN 6MM

ABBILDUNG 50 - Y-KABEL



11.13 Akkuanzeige


Diese Anzeige überwacht den Akkumulator.

Es wird jede Zellenspannung überwacht und die noch

vorhandene Kapazität des Akkus angezeigt. Bei zu tiefer

Entladung ertönt ein Signalton und warnt den Benutzer,

bevor der Akku zerstört wird.

Hobbyking Cell Meter 8 - Lipoly Battery Checker Produkt ID: HK-Cellmeter8

Stück: 2

Preis: 15,99 $

11.14 Servomotor


Für die Bremse der Inlineskater wird pro Fuß ein Servomotor montiert, der mit dem

Bremsbacken eines Fahrrades und einer Kraft von ca. 12 kg auf den Reifen drückt.

Da die Montage zwischen den Füßen gespiegelt ist, war es wichtig, dass ein digitaler

Servomotor verwendet wurde, bei dem man die Drehrichtung umkehren kann. Weiters kann

man genaue Bremspositionen programmieren.

HS-5645BB/MG DIGITAL SERVO UNI HITEC

Bestellnummer: 46116

11.14.2 Information

Marke: HITEC

Herstellerartikelnummer: 113645

Katalogseite: 373

ABBILDUNG 52 - SERVOMOTOR

ABBILDUNG 51 - AKKUANZEIGE



11.14.3 Allgemeine Beschreibung:

• Hervorragende Qualität zum fairen Preis

• Ausgefeilte SMD-Technologie

• Hohe Stellkräfte und hohe Stellgeschwindigkeiten

• Robuster mechanischer Aufbau der Getriebeeinheit

• Umfangreiches Zubehörsortiment

• Wettbewerbserprobtes Material

11.14.4 Artikelbeschreibung:

• Programmierbares Servo-Setup für folgende Parameter:

-Laufrichtung

-Stellgeschwindigkeit

-Endausschlag

-Exponential

-Neutralpunkt

• Doppelt kugelgelagert

• Long Life Potentiometer mit Anti-Fading Beschichtung

• Gold-Kontakt-Stecker

• Servohorn aus Metall

11.14.5 Technische Beschreibung

BB ••

Getriebe-Art Metall, 7,4V

Stellkr.(6V) 12,1 kg

Stellzeit(60°) 0,18

Gewicht 60 g

L/B/H/mm 41/20/38

Servo-Art: Digital

TABELLE 14 - TESCHNISCHE BESCHREIBUNG DES SERVOS

Stück: 2

Preis: 39,90 €



11.15 Servoscheibe


Die Originale Kunststoffscheibe wurde mit einer

Aluscheibe ersetzt, damit durch die hohe Belastung der

Bremse die Scheibe nicht zerstört wird.

SERVOSCHEIBE ALU 25MM F.HITEC SERVOS Bestellnummer: 78215

11.15.2 Information

Marke: ROBBE

Herstellerartikelnummer: 8530HIT

Katalogseite: 374


Alu-Servoscheibe 25 mm für Hitec Servos, zur Aufnahme der CFK-Servohebel.

Stück: 2

Preis: 3,90 €

11.16 Verlängerungskabel


Da der Servomotor ganz hinten montiert wurde und das Kabel nicht ausreichend lang war,

wurde eine Kabelverlängerung dafür benutzt.

VERLÄNGERUNGSK. 15CM 0,35QMM UNI VERDRIL Bestellnummer: 70385

ABBILDUNG 54 - VERLÄNGERUNGSKABEL

ABBILDUNG 53 - ALU SERVOSCHEIBE



11.16.2 Informationen

Marke: MBL

Herstellerartikelnummer: AM-2004-15CM

Katalogseite: 386


Querschnitt: 0,35 mm²

Länge: 15 cm

Stecksystem: UNI

TABELLE 15 - TECHNISCHE BESCHREIBUNG DER KABELVERLÄNGERUNGEN

Stück: 2

Preis: 2,40 €

11.17 Akkuzelle für die Fernsteuerung


Damit die Fernsteuerung immer wieder aufladbar ist, benötigt man 8

Akkuzellen.

SANYO EINZELZ. HR-3U 2700MAH MIGNON O.LÖ Bestellnummer: 61447

Marke: SANYO


Katalogseite: 433

11.17.2 Allgemeine Beschreibung:

ideal für E-Akkus geeignet

schnellladefähig, besonders geeignet für Antriebsakkus v. E-Motoren

Standard-Zelle f. univ. Gebrauch

ABBILDUNG 55 - AKKUZELLE

FÜR DIE FERNSTEUERUNG




Kapazität 2700 mAh

Spannung: 1,2 V

Eignung 1

Gew./g 29

Größe AA

L/B/H mm 50/15/-

Lötfahne nein

TABELLE 16 - TECHNISCHE BESCHREIBUNG DER AKKUZELLEN

Stück: 8

Preis: 3,40 €

11.18 Ladegerät für die Fernsteuerung


Zum Laden der Akkus wurde für die Fernsteuerung wurde

tiefer stehendes Ladegerät verwendet. Es besitzt eine

automatische Abschaltung, damit der Akku nicht

überladen wird. Dies verlängert die Lebensdauer der

Zellen.

ELEMENT CHARGER LRP NICD/NIMH 220V Bestellnummer: 91687

Marke: LRP


Katalogseite: N&M084


Der Element Charger hat ein unschlagbares Preis-Leistungs-Verhältnis! Das LRP

Kompaktladegeräte Element Charger bieten bis zu 4A Ladestrom und kann 4-8 Zellen NiCD

und NiMH Akkus laden. Das Gerät verfügt über einen AC Eingangsstecker und einen

Ausgangsstecker im Tamiya Style. Der Ladestrom ist stufenweise von 1A bis 4A schaltbar.

ABBILDUNG 56 - LADEGERÄT FÜR DIE

FERNSTEUERUNG



11.18.3 Features:

• Einstellbarer Ladestrom mit 1, 2 und 4A: 4-8 Zellen mit Delta Peak Erkennung für beste

Leistung und Sicherheit

• Komplett digital für perfekte Ladefunktion und höchste Sicherheit

• 100% Schutz gegen Überlastung, Verpolung, Kurzschluss und Überladen des Akkus

• Einfache Handhabung dank vielfältig nutzbaren Ein- und Ausgangssteckern

• Vielseitiger Einsatz für alle R/C Akku Typen, egal ob Gas oder Elektro.


Versorgungsspannung 220 V

ladbare Akkutypen NiMH / NiCd

ladbare Zellenzahl 0-0 Lixx, 4-8 Nixx

Max. Ladestrom: 4 A

Abschaltung Delta Peak

Leistung/Watt: 30 W

TABELLE 17 - TECHNISCHE BESCHREIBUNG DES LADEGERÄTES FÜR DIE FERNSTEUERUNG

Stück: 1

Preis: 29,90 €



11.19 LEDs (Beleuchtung der Skates)

11.19.1 Led blau

LED 5mm blau 14.000mcd WEEBL14-CS Art-Nr.: 51446500

Gehäuse: 5mm wasserklar

11.19.2 Technische Daten

Max.Lichtstärke 14.000mcd

Öffnungswinkel 12°

Spannung 3,2V

Strom 20mA typ.

Wellenlänge 472nm

TABELLE 18 - TECHNISCHE DATEN LED BLAU

Stück: 10

Preis: 0,49 €

11.20 LED rot

LED 5mm rot 14.000mcd WEERD14-CS Art-Nr.: 51463000

Gehäuse: 5mm wasserklar

11.20.1 Technische Daten

Max. Lichtstärke 14.000mcd

Öffnungswinkel 20°

Spannung 2,2V

Strom 20mA typ.

Wellenlänge 624nm

TABELLE 19 - TECHNISCHE DATEN LED ROT

Stück: 10

Preis: 0,59 €

ABBILDUNG 57 - LEDS BLAU

ABBILDUNG 58 - LEDS ROT



Kostenübersicht 12

Unternehmen Beschreibung Ausgabe (€)

RS - Components Zahnkrad, Kunststoff 9,26

RS - Components Zahnräder, Stahl 82,62

XXL Intersport Rollschuhe 224,98

Haumberger 2 Komponenten Kleber 14,88

Modellbau Lindinger Ladegerät, Servo,.. 151

Modellbau Schweighofer Programmiergerät für Servo 35,1

LED1.de Beleuchtung, Blau, Rot, Grün 26,64

Hornbach Alu Winkel für Servo Montage 17,85

Hobby King Details siehe Seite 76 960,21

Summe: 1522,54

Gesponsert durch:

Pueblo Fitness, VAZ St.Pölten, Voith GmbH, Lutzbau

TABELLE 20 - KOSTENÜBERSICHT



Praxistest 14

Verhalten des Gerätes in der Praxis.

14.1 Testpersonen

Kevin Steindl Daniel Reichl

Größe: 1,87 m Größe: 1,76 m

Gewicht: 82 kg Gewicht: 71 kg

14.2 Wegfahren

Bei beiden Testpersonen weist das Wegfahren keine Probleme auf. Anfangs vibrieren die

Motoren kurz, bis sie vom Motorregler die ausreichende Leistung zugeführt bekommen und

somit genüg Kraft erzeug wird, um die Skates mit der Person in Bewegung zu setzen.



14.3 Stehenbleiben

Das Bremsen funktioniert bei beiden Personen ebenfalls problemlos. Bei voller Bremskraft

blockieren die hinteren Räder der Schuhe und bringen die Skates sehr schnell in den

Stillstand. Jedoch ist der Bremsabrieb sehr hoch und nach etwa 100 Bremsvorgängen muss

der Bremsbacken getauscht werden. Weiters kann man bei angezogener Bremse auch sehr

gut gehen, da die hinteren Räder blockiert sind und eine Rollbewegung nicht möglich ist.

14.4 Kurven fahren

Aufgrund der vorhanden Komponenten wie Akkus, Anzeigen und Drehstrommotoren würde

bei einer zu engen Kurvenlage die zusätzlichen Bauteile der Skates mit der Straße kollidieren.

Bei Berücksichtigung dieser Einschränkung, ist es aber trotzdem möglich, eine Kurve mit ca.

5m Radius zu fahren.

14.5 Straßenverhältnisse

Am günstigsten für das Fahrverhalten dieses Geräts ist eine gut asphaltierte Straße ohne

Splitt und größere Fahrbahnschäden. Nasse Fahrbahnen sollten vermieden werden, da die

Skates nicht dafür ausgelegt sind.



Betriebswirtschaftlicher Teil 15

15.1 Das Unternehmen

Der Firmenname: „SR – Productions“

15.2 Firmenlogo

15.3 Firmen Profil

Das Unternehmen SR- Productions wurde im Jahre 2012 im Zuge einer Diplomarbeit

gegründet und legte von Beginn an das Augenmerk besonders auf die Entwicklung neuer

innovativer und kostengünstiger Fortbewegungsmittel die den Normalverdiener sowohl als

auch den Spitzenverdiener ansprechen. Das Unternehmen geht auf die besonderen

Wünsche jedes einzelnen Kunden ein, und versucht diese mit allem zu Verfügung stehenden

„Know- How“ und Mitteln zu realisieren.

Das Motto lautet: „Nonpolluting - Electrical - Skating“ (umweltfreundliches–elektrisches-

Skaten“

Das Unternehmen ist ein Merger von den Entwicklern und Erfindern Daniel Reichl und Kevin

Steindl, welche sich schon seit geraumer Zeit mit dem Thema umweltfreundliche

Fortbewegungsmittel beschäftigten.

ABBILDUNG 59 - FIRMENLOGO



15.4 Erzeugnis der Firma

Die Firma SR- Productions ist dafür bekannt das Produkt „NES“ mit allen möglichen Arten

von Sonderanfertigungen zu produzieren. „NES“ beschreibt elektrobetriebene Inlineskater,

welche ein alternatives Fortbewegungsmittel für Kurzstrecken darstellt. Des Weiteren ist es

ein sehr beliebtes Sport- und Freizeitgerät. Man kann damit sehr hohe Geschwindigkeiten

erreichen. Das vermittelt dem Fahrer ein ganz besonderes „Feeling“.

15.5 Das Fabrikat „NES“

Bei diesem Produkt handelt es sich um elektrobetriebene Inlineskater welche mit einem

Drehstrommotor angetrieben werden. Zur optimalen Kraftübersetzung dienen Zahnräder

welche auf der Motorwelle, als auch auf den von der Firma erzeugten Reifen angebracht

sind. Zur Steuerung der Geschwindigkeit dient eine besondere Art von

Pistolengrifffernsteuerung. Diese kommuniziert mittels Funk mit dem Rollschuh. Das Produkt

enthält eine Gebrauchsanweisung, die einem Laien helfen soll, dass Produkt mit nur wenigen

Schritten in Betrieb zu nehmen.



15.6 Kostenrechnung

15.6.1 Materialkosten eines „NES“

Stück Produkt Bestellnr. Unternehmen Preis / Stück (€) Preis (€)

1 Handelsübliche Inlineskates "Tempest 110" 072010 00 9F2 Intersport XXXL 199,99 199,99

4 Stirnzahnrad 1,0; Stahl; 40 Zähne 5216339 RS Components 11,15 44,61

4 Stirnzahnrad 1,0; Stahl; 12 Zähne 5216193 RS Components 6,06 24,24

1 2 Komponenten Kleber, LO 3430 FastEpoxy ZW 27227745 Haumberger 14,88 14,88

5 Turnigy Aerodrive SK3 - 5055-280kv Brushless Outrunner Motor SK3-5055-280 HobbyKing 36,68 183,38

5 Turginy Plush 80A w/ UBEC Speed Controller TR_P80A HobbyKing 29,79 148,96

1 Turginy BESC Programming Card TR_PC HobbyKing 5,18 5,18

1 Hobby King GT-2 2.4Ghz 2Ch Tx & Rx HK-GT2 HobbyKing 11,17 11,17

3 Hobby King GT-2 2.4Ghz Receiver 3Ch HK-GT2_RX HobbyKing 4,46 13,37

2 Turnigy Aerodrive SK3 5055 Series Replacement Shaft Set 192000021 HobbyKing 2,53 5,05

3 Turnigy Pure-Silicone Wire 12AWG (1mtr) RED R12A1062-06 HobbyKing 1,86 5,57

3 Turnigy Pure-Silicone Wire 12AWG (1mtr) BLACK B12A1062-06 HobbyKing 1,86 5,57

2 Turnigy nano-tech 8000mAh 6S 25~50C Lipo Pack N8000.6S.25 HobbyKing 80,51 161,01

1 IMAX B6-AC Charger/Discharger 1-6 Cells (GENUINE) B6AC HobbyKing 29,79 29,79

1 Turnigy Heat Shrink Tube 10mm RED (1mtr) WHS10-RED HobbyKing 0,59 0,59

1 Turnigy Heat Shrink Tube 10mm BLACK (1mtr) WHS10-BLACK HobbyKing 0,59 0,59



1 Turnigy Heat Shrink Tube 10mm Yellow (1mtr) WHS10-Yelow HobbyKing 0,59 0,59

1 Gold Connectors 10 pairs (20pc) AM1003A HobbyKing 1,84 1,84

1 HXT 4mm isoliert Gold Connector w/ Protector (10pcs/set) AM1009x10 HobbyKing 2,71 2,71

1 HXT 6mm isoliert Gold Connector w/ Protector (10pcs/set) 258000002 HobbyKing 3,97 3,97

2 Hobbyking Cell Meter 8 - Lipoly Battery Checker HK-Cellmeter8 HobbyKing 11,92 23,83

1 Element Charher LRP NICD/NiMH 220V 91687 Modellbau Lindinger 37,9 37,90

8 Sanyo Einzel. HR-3U 2700MAH Mignon O.LÖ 61447 Modellbau Lindinger 3,4 27,20

2 Verlängerungskabel 15cm, 0,35mm² UNI Verdrillt 70385 Modellbau Lindinger 2,4 4,80

2 Servoscheibe Alu 25MM F.HITEC Servos 78215 Modellbau Lindinger 3,9 7,80

2 HS-5645BB/MG Digital Servo UNI HITEC 46116 Modellbau Lindinger 39,9 79,80

10 LED 5mm blau 14.000mcd WEEBL14-CS 51446500 LED1 0,49 4,90

10 LED 5mm rot 14.000mcd WEERD14-CS 51463000 LED1 0,59 5,90

Summe: 1055,18 TABELLE 21 - MATERIALKOSTEN EINES "NES"

Die Kosten eines „NES „ setzen sich aus den oben genannten Komponenten zusammen. Zusätzlich werden dem Kunden noch anfällige

Maschinenkosten verrechnet. Darüber hinaus können noch zusätzliche Kosten für besondere Wünsche des Kunden anfallen (z.B.

Extrabeleuchtung, Farbenwunsch, besonderes Material,…).



15.6.2 Stundentafel

Tätigkeit Arbeitszeit [h]

Grundüberlegungen des Konzepts 59

Sponsoring Firmen kontaktieren 55

Berechnung 32

Pläne zeichnen 43

Bestellungen durchführen 80

Fachgespräche mit div. Lehrern 156

Fertigung des Prototyps 123

Dokumentation 37

Gesamtsummer: 585

TABELLE 22 – STUNDENTAFEL

An der Stundentafel ist zu ersehen, welche Zeit für die Entwicklung, Produktion und

Dokumentation eines „NES“ Prototyps angefallen sind.

15.6.3 Entwicklungskosten des Prototypes

Kostenaufwand Prototyp Zeit [h] Gage [€] Summe [€]

Entwicklung Reichl ~250 80 20.000,-

Entwicklung Steindl ~250 80 20.000,-

Materialkosten - - 1.055,18

Gesamt - - 41055,18

TABELLE 23 - ENTWICKLUNGSKOSTEN DES PROTOTYPS

In dieser Tabelle sind die Kosten für Material, und zeitlichem Aufwand bei der Produktion

eines „NES“ Prototyps ersichtlich. Diese Kosten stellen die Entwicklungskosten des Prototyps

dar. Sie müssen daher unbedingt anteilsmäßig in den Verkaufspreis einkalkuliert werden.



15.6.4 Werbeaufwand

Um einen großen Kundenstamm für das Produkt zu erzielen ist es notwendig in Werbung zu

investieren. Vor allem Jugendliche lassen sich sehr stark von Annoncen, Reklame,

Werbebanner und Werbespots beeinflussen, dass das Kaufinteresse steigert.

Werbung Kostenaufwand [€] / Monat

Annonce 59,76

Reklame 3855,-

Werbebanner 512,-

Werbespots 10365,-

Summe 14791,76

TABELLE 24 - WERBEKOSTENAUFWAND

15.6.5 Betriebskosten

Für den Betrieb eines Unternehmens fallen auch noch Fixkosten an welche ein Unternehmen

ständig aufbringen muss unabhängig davon wie viel Gewinn bzw. Verluste ein Unternehmen

erwirtschaftet. Unter diese Kosten fallen zum Beispiel Miet-, Heiz-, Strom- und Wasserkosten,

usw. an.

Mietfläche 500m²

Kosten 9,50€/m²

Gesamtkosten 4750 €

TABELLE 25 - BETRIEBSKOSTEN/MIETE

Kostengrund Zeit (Monat)

Warmkosten 400,00,-

Rundfunkgebühr, Internet, Telefon 50,-

Gesamtkosten 450 €

TABELLE 26 - BETRIEBSKOSTEN/LAUFENDE KOSTEN



15.6.6 Materialkosten pro Stück (variable Kosten)

Die anfallenden Kosten eines Prototyps setzten sich zusammen aus den notwendigen

Komponenten wie Material, Maschinenkosten und Gebrauchsanleitung. Zusätzlich ist beim

Einkauf des Rohmaterials in hohen Stückzahlen eine Preisermäßigung von etwa 5-10 %

einzukalkulieren. Daraus ergibt sich Materialkosten von etwa 1055,18 € * (0,95%) ergeben.

Produkt Kostenaufwand [€]

Materialkosten 1002,42

Gebrauchsanweisung 5,-

Summe 1007,42

TABELLE 27 - EINZELPRODUKTKOSTEN

15.6.7 Verkaufspreis pro Stück

Fertigungszeit welche für einen „NES „ anfallen betragen in Summe etwa 5 Stunden. Für

diese Zeit wird ein Stundensatz von etwa 8 € Festgelegt.

Produktionskosten Zeit [h] Kosten/Stunde [€] Summe [€]

Personalaufwand 5 8,00,- 40,00

Personalgemeinaufwand - - 44,00

Materialaufwand - - 1007,42

Zusätzliches Kleinmaterial(10%) - - 100,74

Herstellungskosten - - 1192,16

Verwaltungs-, Vertriebskosten(20%) - - 238,43

Eigenkosten - - 1430,59

Gewinnzuschlag (15%) - - 214,59

Verkaufspreis - - 1645,18

TABELLE 28 – PRODUKTIONSKOSTEN



15.7 Break-even-Analyse

Mithilfe der Break-Even-Analyse kann ein Unternehmen ermitteln, welcher Ertrag

mindestens erwirtschaftet werden muss, damit die Fixkosten gedeckt werden. Wenn mehr

Produkte verkauft werden als in der Analyse ermittelt wurde, wirft das Unternehmen einen

Gewinn ab. Sollte das Unternehmen jedoch weniger Produkte verkaufen, hat das

Unternehmen einen Verlust.

15.7.1 Fixkosten

Fixkosten

Aufwand Kosten/Monat [€] Kosten/Jahr [€]

Betriebskosten 5200 62400

Entwicklungskosten - 41055

Werbekosten - 14791,76

Summe 118246,76

TABELLE 29 - FIXKOSTEN

15.7.2 Variable Kosten

Aufwand Zeit [h]

Personalaufwand 40

Personalgemeinaufwand 44

Materialaufwand 1007,42

Materialgemeinaufwand 100,74

Herstellungskosten 1192,16

TABELLE 30 - VARIABLE KOSTEN



15.7.3 Formeln zur Break-Even-Analyse

15.7.3.1 Deckungsbeitrag

15.7.3.2 Break-Even-Point

15.7.4 Berechnung Break – Even - Point

Kosten Betrag [€)

Fixkosten 118246,76

variable Kosten / Stück 1192,16

Erlös / Stück 1645,18

Deckungsbeitrag/Stück 453,02

Break- Even -Point 261 Stück

TABELLE 31 - BERECHNUNG BREAK - EVEN - POINT

Werden mehr als 261 Stück verkauft, erzielt das Unternehmen einen Gewinn.



15.8 Break-Even-Analyse

Stückzahl 1 100 200 261 300 500 1000

Erlös [€] 1645,18 164518,00 329036,00 429422,99 493554,00 822590,00 1645180,00

Fixkosten [€] 118246,76 118246,76 118246,76 118246,76 118246,76 118246,76 118246,76

Variablekosten [€] 1192,16 119216,00 238432,00 311176,23 357648,00 596080,00 1192160,00

Gesamtkosten [€] 119438,92 237462,76 356678,76 429422,99 475894,76 714326,76 1310406,76

Gewinn/Verlust [€] -117793,74 -72944,76 -27642,76 0,00 17659,24 108263,24 334773,24

TABELLE 32 - BREAK - EVEN - ANALYSE

ABBILDUNG 60 - BREAK - EVEN - DIAGRAMM

0

100000

200000

300000

400000

500000

600000

0 100 200 300 400

Ko

ste

n [

€]

Stück

Break - Even - Diagramm

Fixkosten

Gesamtkosten

Erlös

Break - Even - Point

Gewinnschwelle



15.9 Marketingstrategien

5Der Begriff Marketingstrategie beschreibt ein bestimmtes Vorgehen um den Markt für

dauerhaftes Wachstum am besten zu Nutzen. Mithilfe einer solcher Vorgehensweise, welche

Anreize der Markt für den Verkauf benötigt und ob es finanziell rentabel ist, wenn man ein

besonderes Augenmerk auf Marketing und Werbung legt. Diverse Strategien helfen

Werbung gezielt einzusetzen um bestimmte Zielgruppen anzusprechen. Ein besonders und

auch häufig verwendetes Hilfsmittel zu Bestimmung von Strategien liefert die Produkt-

Markt-Matrix (Ansoff-Matrix) welche im darunter stehenden Bild zu sehen ist.

5 www.Wikipedia.org

ABBILDUNG 61 - ANSOFF-MATRIX



15.10 Bestimmung des Zielmarktes

Aufgrund dessen, dass das Produkt „NES“ sowohl Spitzenverdiener als auch die Mittelschicht

ansprechen soll, kommen folgende Strategien zum Einsatz.

Produktentwicklungsstrategie: Das Unternehmen versucht mithilfe eines neuen Produktes

die Bedürfnisse des bestehenden Marktes zu befriedigen.

Markstimulierungsstrategie: Diese Strategie setzt sowohl auf eine hohe Qualität des

Produktes, darüber hinaus wird auch versucht, den Preis

möglichst gering zu halten.

15.11 Konkurrenzanalyse

Aufgrund dessen, dass in der heutigen Gesellschaft die Umwelt eines besonders wichtige

Rolle spielt und eine Vielzahl von Firmen versuchen Alternativen zu den

Standardfortbewegungsmittel wie Autos, Züge und Bahnen zu entwickeln, ist der Markt sehr

stark umkämpft. Das Produkt „NES“ ist eine Entwicklung in diesem Bereich, welche sich stark

von der Konkurrenz abhebt.



Fertiges Produkt 16

ABBILDUNG 64 - PROTOTYP 1.2 ABBILDUNG 63 - PROTOTYP 1.1

ABBILDUNG 62 - PROTOTYP 1.0



Zusammenfassung 17

Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass die Alternative, durch die Diplomarbeit

etwas Kreatives zu entwickeln, für uns ein ganz besonderer Anreiz war.

Bei der Verwirklichung unserer Ideen, wurde uns bewusst, dass es eine außerordentliche

Herausforderung war, Theorie in Praxis umzusetzen. Eine große Hürde war es, Sponsoren zu

finden, die bereit waren uns geldlich zu unterstützen. Überraschender Weise fand jedoch

unser Produkt bei einigen Firmen großes Interesse. Sie boten sowohl fachliches Wissen an

und unterstützten uns finanziell.

Bei dieser Diplomarbeit konnten wir uns auch einiges anderes Wissen aneignen, zum Beispiel:

Einholen von Offerten

Bestellungen aus dem Ausland tätigen (China,…)

Abwicklung mit dem Zoll

mehr Wissen mit dem Arbeiten von AutoCAD

zusätzliches Computer „Know-how“

praktisches arbeiten beim Zusammenbau der Skater

weitere Maschinenkenntnisse

Wir konnten dadurch unsere Selbstständigkeit beweisen, mussten eine Zeitplanung

einhalten, Protokolle führen und mit Erfindungsreichtum Alternativen finden.

Für uns war es eine große Freude, dass die Herstellung des Prototyps genau unseren

Vorstellungen entspricht. Es wäre sicher noch möglich, nach unseren derzeitigen

Erfahrungen, bei dem nächsten Produkt kleine Verbesserungen vorzunehmen.



Normen 18

OVE - Richtlinie R3:2009-10-01 Sicherheitsanforderungen an elektrische Labors in Schulen

ÖVE/ÖNORM EN 60027-1:2007-10-01 Formelzeichen für die Elektrotechnik -- Teil 1: Allgemeines

ÖVE/ÖNORM EN 60027-4:2008-04-01 Formelzeichen für die Elektrotechnik -- Teil 4:

Drehende elektrische Maschinen ÖVE/ÖNORM EN 60027-6:2008-05-01 Formelzeichen für die Elektrotechnik -- Teil 6:

Steuerungs- und Regelungstechnik ÖVE/ÖNORM EN 60034-1:2011-04-01 Drehende elektrische Maschinen -- Teil 1:

Bemessung und ÖVE/ÖNORM EN 60146-2:2001-04-01 Halbleiter-Stromrichter -- Teil 2: Selbstgeführte

Halbleiter-Stromrichter einschließlich Gleichstrom-Direktumrichter

ÖVE/ÖNORM EN 60512-1:2002-01-01 Steckverbinder für elektronische Einrichtungen -

Mess- und Prüfverfahren -- Teil 1: Allgemeines Ersatz für: ÖVE EN 60512-1:1994

ÖVE-R 20 Teil 1/1975 Kontaktlose Steuerungstechnik - Teil 1: Allgemeine

und digitale Steuerungssysteme ÖVE/ÖNORM EN 301 489-17 V1.3.2:2008-07-01

Electromagnetic compatibility and Radio spectrum Matters (ERM), ElectroMagnetic Compatibility (EMC) standard for radio equipment, -- Part 17: Specific conditions for 2,4 GHz wideband transmission systems, 5 GHz high performance RLAN equipment and 5

DIN IEC 60034-20-2*VDE 0530-20-2 2009 05

Drehende elektrische Maschinen – Teil 20-2: Betriebseigenschaften und Prüfvorschriften für bürstenlose Motoren mit Dauermagneten

ÖVE/ÖNORM EN 61800-5-2 2008-06-01

Elektrische Leistungs forderungen an die Sicherheit – Funktionale Sicherheit



Abbildungsverzeichnis 20

Abbildung 1 - Blockschaltbild ................................................................................................... 12

Abbildung 2 - Überblick des Elektrobetriebenen Inlineskates ................................................. 13

Abbildung 3 - Ansicht von Oben ............................................................................................... 15

Abbildung 4 - Ansicht von vorne .............................................................................................. 16

Abbildung 5 - Ansicht von Links ............................................................................................... 17

Abbildung 6 - Ansicht von Rechts ............................................................................................. 17

Abbildung 7 - 3D Ansicht 1 ....................................................................................................... 18

Abbildung 8 - 3D Ansicht 2 ....................................................................................................... 19

Abbildung 9 - 3D Ansicht 3.1 .................................................................................................... 20

Abbildung 10 - 3d Ansicht 3.2 .................................................................................................. 20

Abbildung 11 - 3d Ansicht 4.1 .................................................................................................. 21

Abbildung 12 - 3D Ansicht 4.2 .................................................................................................. 21

Abbildung 13 - Verzahnungsgesetz .......................................................................................... 23

Abbildung 14 - Rollschuhrad .................................................................................................... 24

Abbildung 15 - Rad Abmessungen ........................................................................................... 24

Abbildung 16 - Zahnkranz Abmessungen ................................................................................. 25

Abbildung 17 - Rollschuhrad mit Zahnkranz ............................................................................ 25

Abbildung 18 - Zahnradbemaßung ........................................................................................... 26

Abbildung 19 - Kräfteplan vereinfacht dargestellt ................................................................... 27

Abbildung 20 – Grundriss der Distanzschiene 1 ...................................................................... 35

Abbildung 21 – Grundriss der Halteschiene ............................................................................. 36



Abbildung 24 – Grundriss der Montageschiene für den Akku ................................................. 38

Abbildung 25 – Grundriss Halteplättchen ................................................................................ 39

Abbildung 26 – Grundirss der Kabelhalterungen ..................................................................... 40

Abbildung 27 - Längsschnitt durch eine Asynchronmaschine ................................................. 41

Abbildung 28 - Querschnitt durch eine Asynchronmaschine .................................................. 42

Abbildung 29 - Motorkennlinie einer ASM (im 1. Quadranten) .............................................. 43

Abbildung 30 - Bauart Außenpolmaschine .............................................................................. 44

Abbildung 31 - Bauart Innenpolmaschine ................................................................................ 44



Abbildung 32 - Motor ............................................................................................................... 48

Abbildung 33 – Dimensions of the engine ............................................................................... 49

Abbildung 34 - Motorregler ..................................................................................................... 50

Abbildung 35 – Programming Card .......................................................................................... 52

Abbildung 36 - Akkumulator .................................................................................................... 54

Abbildung 37 - Dimensions of the accumulator ....................................................................... 55

Abbildung 38 - Akkuladegerät .................................................................................................. 56

Abbildung 39 - Fernsteuerung .................................................................................................. 58

Abbildung 40 - Empfänger ........................................................................................................ 60

Abbildung 41 - Motorwelle ...................................................................................................... 61

Abbildung 42 - Silikonkabel schwarz ........................................................................................ 61

Abbildung 43 - Silikonkabel rot ................................................................................................ 61

Abbildung 44 - Goldkontaktstecker ......................................................................................... 62

Abbildung 45 - Schrumpfschläuche rot/schwarz ..................................................................... 62

Abbildung 46 - Schrumpfschläuche gelb/blau ......................................................................... 62

Abbildung 47 - Isolierhülsen 4mm ........................................................................................... 63

Abbildung 48 - Isolierhülsen 6mm ........................................................................................... 63

Abbildung 49 - Y-Kabel ............................................................................................................. 63

Abbildung 50 - Akkuanzeige ..................................................................................................... 64

Abbildung 51 - Servomotor ...................................................................................................... 64

Abbildung 52 - ALU Servoscheibe ............................................................................................ 66

Abbildung 53 - Verlängerungskabel ......................................................................................... 66

Abbildung 54 - Akkuzelle für die Fernsteuerung ...................................................................... 67

Abbildung 55 - Ladegerät für die Fernsteuerung ..................................................................... 68

Abbildung 56 - LEDs BLAU ........................................................................................................ 70

Abbildung 57 - LEDs ROT .......................................................................................................... 70

Abbildung 58 - Firmenlogo ....................................................................................................... 74

Abbildung 59 - Break - Even - Diagramm ................................................................................. 83

Abbildung 60 - Ansoff-Matrix ................................................................................................... 84

Abbildung 61 - Prototyp 1.0 ..................................................................................................... 86





Tabellenverzeichnis 21

Tabelle 1 - Erste Kostenaufstellung .......................................................................................... 14

Tabelle 2 - Abmessungen grosses Zahnrad Kunststoff ............................................................ 26

Tabelle 3 - Abmessungen kleines Zahnrad Kunststoff ............................................................. 26

Tabelle 4 - Abmessungen grosses Zahnrad Stahl ..................................................................... 26

Tabelle 5 - Abmessungen kleines Zahnrad Stahl ...................................................................... 26

Tabelle 6 - Specifications of the engine ................................................................................... 48

Tabelle 7 – Dimensions of the engine ...................................................................................... 49

Tabelle 8 - Specifications of the cruise control ........................................................................ 51

Tabelle 9 - Specifications of the accumulator .......................................................................... 55

Tabelle 10 – Dimensions of the accumulator ........................................................................... 55

Tabelle 11 - Specifications of the charger ................................................................................ 57

Tabelle 12 - Specificacations of the remote control ................................................................ 59

Tabelle 13 - Specifications of the receiver ............................................................................... 60

Tabelle 14 - Teschnische Beschreibung des Servos ................................................................. 65

Tabelle 15 - Technische Beschreibung der Kabelverlängerungen ........................................... 67

Tabelle 16 - Technische Beschreibung der Akkuzellen ............................................................ 68

Tabelle 17 - Technische Beschreibung des Ladegerätes für die Fernsteuerung ...................... 69

Tabelle 18 - Technische Daten LED Blau .................................................................................. 70

Tabelle 19 - Technische Daten LED Rot .................................................................................... 70

Tabelle 20 - Kostenübersicht .................................................................................................... 71

Tabelle 21 - Materialkosten eines "NES" ................................................................................. 77

Tabelle 22 – Stundentafel ........................................................................................................ 78

Tabelle 23 - Entwicklungskosten des Prototyps ....................................................................... 78

Tabelle 24 - Werbekostenaufwand .......................................................................................... 79

Tabelle 25 - Betriebskosten/Miete........................................................................................... 79

Tabelle 26 - Betriebskosten/Laufende kosten ......................................................................... 79

Tabelle 27 - Einzelproduktkosten ............................................................................................. 80

Tabelle 28 – Produktionskosten ............................................................................................... 80

Tabelle 29 - Fixkosten ............................................................................................................... 81

Tabelle 30 - Variable Kosten ..................................................................................................... 81

Tabelle 31 - Berechnung Break - Even - Point .......................................................................... 82

Tabelle 32 - Break - Even - Analyse .......................................................................................... 83

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Diplomarbeit - Elektrobetrieben Inlineskater