Usage Monitoring — Ermittlung von Kundennutzungsprofilen und Betriebslasten im Kundeneinsatz: Verbesserte Auslegung von Fahrrädern

Michael Kieninger; Stefan Weiland; Holger Hanselka

doi:10.3139/120.100785

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Usage Monitoring — Ermittlung von Kundennutzungsprofilen und Betriebslasten im Kundeneinsatz

Verbesserte Auslegung von Fahrrädern

Michael Kieninger , Stefan Weiland and Holger Hanselka

Published/Copyright: May 26, 2013

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From the journal Materials Testing Volume 49 Issue 1-2

Kurzfassung

Leichtbaukonzepte und neue Materialien machen Fahrräder immer leichter. Zugleich werden die Einsatzgebiete etwa bei Alpenüberquerungen mit Mountainbikes immer extremer: Für den optimalen Dreiklang zwischen Gewichtseinsparung, Sicherheit und Komfort wurden in einem gemeinsamen Projekt zwischen dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF und dem Mountainbikehersteller Rotwild experimentelle Last- und Beanspruchungsanalysen zur optimalen betriebsfesten Auslegung durchgeführt. Um den tatsächlichen Belastungen auf die Spur zu kommen, wurde ein auf DMS-Sensorik basierendes Konzept an einem Rotwild-Fahrrad umgesetzt, womit für Kurz- und Langzeitmessungen alle relevanten Belastungen und Beschleunigungen gemessen werden können. Hieraus können Konstruktion, Geometrie und Fügeverbindungen gezielt optimiert sowie neue Leichtbaukonzepte entwickelt werden. Insbesondere eröffnet die methodische Kenntnis die Möglichkeit, neue Materialien realitätsnah zu testen, mögliche Schwachstellen gezielt aufzuspüren sowie mögliche Unfallrisiken an Fahrrädern etwa durch gebrochene Lenker- und Rahmenbrüche zu vermeiden.

Abstract

Light weight concepts and new materials make bicycles continuously lighter. At the same time, the usage locations become increasingly extremely, like during crossing the Alps. For a sound relation between weight decrease, safety and comfort experimental load analyses have been carried out by the LBF together with the mountain bicycle producer Rotwild to achieve an optimum fatigue resistant design. To determine the actual loads more precisely, a concept based on strain gage sensorics has been applied at a Rotwild bicycle by which all relevant loads and accelerations could be measured in the short and long term. With such measurements the design, geometry and the joints have been optimized and concepts for light weight design have been developed. By the knowledge of the actual loads particularly realistic testing of new materials, targeting of weak sections and the reduction of the accident risk, as for instance by steering bar and frame fractures, becomes feasible.

Dipl.-Math. techn. Michael Kieninger studierte von 1992 bis 1998 Technomathematik an der Universität Karlsruhe. Seit 1999 ist er Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt. 2001 übernahm er stellvertretend die Abteilungsleitung Numerische Simulation und Belastungsmechanik. Seit diesem Jahr ist er Kompetenzcenerleiter Last- und Beanspruchungsanalyse.

Dipl.-Ing. Stefan Weiland studierte von 1997 bis 2002 an der RWTH-Aachen Allgemeinen Maschinenbau. Seit 2002 arbeitet er im Kompetenz-Center CAx-Technologien des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF in Darmstadt. Die Position des stellvertretenden Leiters des Kompetenz-Centers wurde ihm Anfang 2006 übertragen. Herr Weiland bearbeitet die Gebiete Last- und Beanspruchungsanalyse, Ableitung von Lastannahmen und Prüfprogrammen sowie numerische Ermittlung von Betriebslasten.

Prof. Dr.-Ing. Holger Hanselka studierte Allgemeinen Maschinenbau an der Technischen Universität Clausthal und war von 1988 bis 1997 als wissenschaftlicher Mitarbeiter beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Braunschweig tätig. 1992 promovierte er an der TU Clausthal. 1997 erhielt er einen Ruf als Professor an die Otto-von-Guericke-Universität in Magdeburg und als Inhaber des Lehrstuhls Adaptronik und Leiter der Arbeitsgruppe Experimentelle Mechanik. Seit 2001 leitet er das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und SystemzuverlässigkeitLBF in Darmstadt und ist Leiter des Fachgebietes Systemzuverlässigkeit und Maschinenakustik als Universitätsprofessor an der Technischen Universität Darmstadt. Weitere Arbeitsschwerpunkte liegen im Leichtbau, in der Strukturmechanik, der Werkstofftechnik, der Faserverbundtechnologie sowie der Adaptronik und der Mechatronik. Im Jahr 2000 erhielt er den Wissenschaftspreis des Stifterverbands für die herausragenden wissenschaftlichen Leistungen und beispielhafte Kooperation des interdisziplinären Forschungsverbundes Adaptronik.

Literatur

1 M.Dittrich: Ermittlung und Analyse von Betriebslasten an einem Mountainbike, Diplomarbeit an der Fachhochschule Darmstadt, 23.02.2006.Search in Google Scholar

2 E.Groß: Betriebslastenermittlung, Dimensionierung, strukturmechanische und fahrwerkstechnische Untersuchungen am Mountainbike, Dissertation, Universität Hannover 1996Search in Google Scholar

Online erschienen: 2013-05-26

Erschienen im Druck: 2007-02-01

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https://doi.org/10.3139/120.100785