Messe-Highlight

Studenten tunen Bollerwagen

In dieser Idee steckt Spaß-Potenzial für die Mai-Tour: Studenten haben einen Bollerwagen entwickelt, der sich ganz leicht ziehen lässt – auch bei schwerer Ladung und auch, wenn´s berghoch geht. Am Lehrstuhl von Matthias Nienhaus hat das vierköpfige Studenten-Team mit Hilfe der Wissenschaftler einen herkömmlichen Bollerwagen so getunt, dass Räder und Griff sich gegenseitig austauschen. Auf der Hannover Messe war der Prototyp ein Highlight bei Medien und Besuchern.
Von Claudia Ehrlich • 28.04.2016

Bier- und Getränkekästen, Picknickkörbe samt Kühlbox, Grillzubehör, müde Kinder, gestrauchelte Wanderer… so ein Bollerwagen kann es am 1. Mai schon in sich haben. Geht die Tour dann nicht nur über Stock und Stein sondern auch noch bergauf, wird dem, der die Last samt Wagen zieht, einiges abverlangt. Ein Prototyp, den Studenten der Saar-Uni in einem Projekt am Lehrstuhl für Antriebstechnik von Matthias Nienhaus entwickelt haben, kann dafür sorgen, dass der Spaß an der Mai-Tour ungetrübt bleibt und keiner zu schwer ziehen oder gar schieben muss. Ihr Bollerwagen hat Allradantrieb. Und er denkt mit.

„Die Elektromotoren in allen vier Rädern kommunizieren mit dem Griff“, sagt Student Matthias Hoffmann, der angehende Ingenieur studiert inzwischen im sechsten Bachelor-Semester. Über einen Sensor erkennt der Griff des Bollerwagens, wie stark an ihm gezogen wird, und in welchem Winkel er dabei zum Wagen steht. Diese Information gibt der Griff weiter ins Gehirn des Systems, einen Microcontroller an der Unterseite des Wagens. Hier laufen auch die Messdaten aus den Elektroantrieben der Räder ein: Ganz ohne Sensoren, nur anhand von Daten, die in den Motoren anfallen, während die Räder sich drehen, weiß das System, in welcher Position die Räder stehen oder mit welcher Kraft der Antrieb läuft. „Alle Räder lassen sich gezielt einzeln ansteuern“, erklärt Student Sergej Fabich. Und das läuft über den Microcontroller automatisch: Blitzschnell berechnet die Elektronik, ob die Elektromotoren sich einschalten sollten und wenn ja, mit welcher Leistung.

Portrait-Foto: Oliver Dietze

Anhand von Messdaten aus den Elektromotoren und eines Sensors im Griff berechnet das System, wann die Räder für welchen Schub sorgen müssen.

Professor Matthias Nienhaus

Die Studenten bauten hierzu Räder mit Nabenmotor der Firma Wellgo Gerätetechnik an den Wagen, mit der Nienhaus in seiner Forschung zusammenarbeitet. Spezialgebiet des Antriebstechnikers sind intelligente Motoren, die ganz ohne zusätzliche Sensoren selbst Messdaten liefern: „Wir machen den Motor selbst zum Sensor, ein besonders kostengünstiges und zugleich leistungsfähiges Verfahren“, erläutert Professor Nienhaus. „Wir erforschen in mehreren Projekten gemeinsam mit Partnern, wie wir aus dem Motor selbst Daten gewinnen, die wir dann nutzen, um den Antrieb gezielt und effizient anzusteuern oder auch um zu überwachen, ob der Motor ohne Störungen oder Verschleiß einwandfrei funktioniert“, sagt er. So lesen die Forscher etwa ab, wie das elektromagnetische Feld an bestimmten Punkten im Inneren des Motors verteilt ist, und wie dieses Feld sich während des Betriebs verändert. Hiermit können sie zum Beispiel auf die exakte Position des Motors, auf Fehlfunktionen oder Verschleißanzeichen rückschließen.

In den Rädern, die die Firma Wellgo eigentlich für einen Zweirad-Golf-Caddy gebaut hat, steckt dieses sensorlose Verfahren. Die sportliche Aufgabe der Studenten bestand darin, das System, das auf zwei Räder angelegt ist, konstruktiv und informationstechnisch auf vier Räder zu erweitern. „Hierfür mussten wir in den programmierten Code der Räder eindringen und ihn so verändern, dass er bei vier Rädern funktioniert“, erklärt Student Sergej Fabich.

Wissenschaftler aus Nienhaus´ Team begleiteten die Studenten bei ihrer Arbeit. „Wichtig war uns dabei aber vor allem auch, dass die Studenten selbstständig Lösungen gefunden und entwickelt haben. Wir haben ihnen Raum gelassen, eigene Schlüsse zu ziehen. An den entscheidenden Punkten haben wir weitergeholfen und sie bei Fragen unterstützt“, sagt Ingenieur Robert Schwartz, wissenschaftlicher Mitarbeiter von Professor Nienhaus. „Das war eine ganz besonders wertvolle Erfahrung“, bestätigt Student Matthias Hoffmann. „Dass wir anfangs bei der Suche nach einer Lösung auch mal im Dunkeln getappt sind, hat mir einen Eindruck davon vermittelt, wie es ist, nicht nur nach Vorgabe zu arbeiten, sondern selbst zu forschen“, erklärt er. „Die Betreuung am Lehrstuhl war sehr gut“, stellt auch Sergej Fabich fest.

Schon im Bachelorstudium tüfteln Studenten an der Saar-Uni in kleinen Gruppen an Forschungsprojekten wie Robotern, die rennen, fliegen, riechen können oder an anderen Herausforderungen wie dem Bollerwagen. Die Lehrstühle der Ingenieurwissenschaften bieten im Studienfach Systems Engineering Themen je nach ihren Forschungsschwerpunkten an. Dabei lernen die Studenten knifflige Fragen zu lösen, Hindernisse zu überwinden – und sie entwickeln ihre Kreationen, wie später in der Praxis, von der ersten Idee bis zum fertigen Prototyp. Das bringt Know-how und die Erfahrung, Ideen auch in die Tat umzusetzen.

Auch die Arbeit im Team will gelernt sein. „Das ganze Drumherum, die Abstimmung in der Projektgruppe, die Planung der verschiedenen Arbeitsschritte - all das ist gar nicht so einfach. So eine Erfahrung macht man erst in der Praxis“, sagt Student Sergej Fabich.
Aber alle Anstrengungen haben sich gelohnt. Auf der Hannover Messe, wo der Lehrstuhl von Professor Nienhaus den Bollerwagen präsentierte, war der Prototyp ein echter Renner beim Publikum und den Medien. Radio- und Filmteams kamen extra wegen ihm an den Stand und berichteten von ihm als Highlight der diesjährigen Messe – ein toller Erfolg für ein Studentenprojekt.

Und wer weiß - vielleicht steht ja demnächst zur Feier des erfolgreichen Messeauftritts auf dem Saarbrücker Campus noch eine weitere Tour mit gut gefülltem, aber leicht zu ziehendem Bollerwagen an – rein zu Forschungszwecken, versteht sich.

Die Studenten Sergej Fabich (r.) und Matthias Hoffmann (kniend), Prof. Matthias Nienhaus (Mitte) und seine Mitarbeiter Nico Haser und Robert Schwartz (l.) im Labor.

Der Bollerwagen war ein Hingucker auf der Hannover Messe. Viele Medien berichteten vom Prototyp aus dem Studentenprojekt der Saar-Uni.
Hier zum Beispiel ein SAT 1 regional-Beitrag über "Techniktrends - Die Highlights der Hannover Messe":

http://www.hannover.sat1regional.de/aktuell/article/techniktrends-die-hi...

Quellennachweis
  • Bilder Keine vorzeitige Maitour, sondern Test des Prototypen: Die Studenten Sergej Fabich (l.) und Matthias Hoffmann (kniend) testen mit Prof. Matthias Nienhaus (2.v.r.) und seinen Mitarbeitern Nico Haser (M.) und Robert Schwartz (r.) den Bollerwagen. Foto: Ehrlich
    Portrait-Foto: Oliver Dietze