Eine Innovation für den Radsport
Mit strukturintegrierter Sensorik am Beispiel des Fahrradrahmens präsentiert sich die Professur Sportgerätetechnik vom 22. bis 24. September 2015 bei der COMPOSITES EUROPE
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Eine mögliche Anwendung der strukturintegrierten Messtechnik: die Arbeit- und Leistungbilanzierung im Labor, ein wesentlicher Baustein eines gezielten Trainings ambitionierter Radsportler. Foto: Daniela Heger
Wie lässt sich ein Sportgerät als Messinstrument einsetzen? Diese Frage will die Professur Sportgerätetechnik der Technischen Universität Chemnitz mit einer Leistungsmessung am Beispiel des Fahrradrahmes innovativ beantworten. Bisher war es für die Messung der sportlichen Leistung im Radsport notwendig, zusätzliche Geräte in den Antriebsstrang zu montieren, um Trittfrequenz, Antriebsmoment oder Fahrgeschwindigkeit zu generieren. Dadurch entstanden ein erheblicher Montageaufwand, signifikantes Mehrgewicht und Mehrkosten für den Verbraucher. Dem will das Team der Professur mit der Verwendung strukturintegrierter Sensoren begegnen. Bereits bei der Fertigung des Rads werden Sensoren wie Dehnungsmessstreifen, Accelerometer oder der Hall-Effekt-Sensor in die Rahmenstruktur integriert und somit eine untrennbare Einheit von Fahrradrahmen und Messaufnehmer geschaffen. Die Vorteile liegen zunächst in der unsichtbaren Technologie, die zur störungsfreien Nutzung des Radfahrers sowie zur Vermeidung von Schäden durch Unfälle und Vandalismus beiträgt. Daneben schafft die unbeeinflusste Compositstruktur beim Faser-Layup eine gleichbleibende Festigkeit. Nicht zuletzt entsteht durch die Systemintegration der Sensorik eine extreme Leichtigkeit der Technologie.
In der Anwendung können so zum Beispiel Dehnungssensoren an einem kohlenstofffaserverstärkten Rennradrahmen in den Lagenaufbau der Kettenstreben integriert werden. Diese detektieren die in der sportspezifischen Benutzung durch den Fahrer eingebrachte Kettenzugkräfte und deren zeitlichen Verlauf anhand der Bauteilverformung. Trittfrequenz und Antriebsmoment können folglich als Parameter abgeleitet werden. Somit ist die Bestimmung der mechanischen Leistung des Fahrers möglich. Für die Professur Sportgerätetechnik unter der Leitung von Prof. Dr. Stephan Odenwald ist die Entwicklung und Weiterentwicklung instrumentierter Sportgeräte eine Kernkompetenz. Zur COMPOSITES EUROPE, einer europäischen Fachmesse für Verbundwerkstoffe, Technologie und Anwendungen, die vom 22. bis 24. September 2015 in Stuttgart stattfindet, werden die Chemnitzer Forscher den Fahrradrahmen mit integrierter Sensorik dem Fachpublikum vorstellen. Sie präsentieren sich in Halle 5 am Stand D14. Die Messe versteht sich selbst als Ort, an dem neueste Materiallösungen und Technologien ihren Platz finden. Ein Anspruch, dem auch die Professur Sportgerätetechnik mit ihrer Sensortechnologie für den Radsport gerecht wird.
(Autor: Andy Schäfer)
Katharina Thehos
21.09.2015
