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Mobilität neu denken. Verantwortung übernehmen.

Studierende und Azubis kreieren ein „Kneebike“

Bei Rheinmetall befassen wir uns mit vielfältigen Entwicklungen in den Bereichen Mobilität und Sicherheit. Für viele Menschen bedeutet Radfahren Mobilität. Wenn sie dies z.B. schmerzbedingt nicht mehr ausüben können, entstehen oftmals große Einschränkungen. Ein „Kneebike“ kann eine passende Lösung für sie sein.

Beim „Kneebike“ handelt es sich um ein Fahrrad mit einem Kniestuhl als Sitz. Vorteil dieses Kniestuhls ist eine besonders rückenschonende Sitzposition, bei der die Wirbelsäule entlastet wird. Der Fahrer kann in dieser Position jedoch keine Pedale mehr treten.

Wie wird ein E-Bike ergonomisch?

Dieser Fragestellung aus dem standortübergreifenden Design Thinking Workshop verschiedener Rheinmetall Automotive Gesellschaften stellt sich eine engagierte Gruppe Auszubildender und Studierender. Ihr Lösungsansatz ist der Einbau eines elektrischen Radnabenmotors auf der Hinterachse, mit dem das Gefährt angetrieben wird.

Thorsten Kühnel (Chief Digital Officer, Rheinmetall Automotive AG, Neckarsulm) und Randy Foster (fachlicher Ausbildungsleiter Division Hardparts, KD Gleitlager GmbH, St. Leon-Rot) unterstützen das Projekt, so dass es zügig in die Prototypenphase starten konnte.

In regelmäßigen Abständen finden zur Kommunikation zwischen den Teams Telefonkonferenzen statt, um das Gelingen des Prototypens zu gewährleisten.

Ein „Kneebike“ geht auf Reisen

Nach der Anlieferung der Bauteile befindet sich das Projekt jetzt an den Standorten in der praktischen Umsetzung. Um die jeweiligen Kompetenzen optimal zu nutzen, bringt sich jeder Projektbeteiligte entsprechend seines Ausbildungs-, Erfahrungs- oder Studienhintergrunds ein.

Station 1: Rahmenbau in St. Leon-Rot

Den Startschuss des Projekts bildet der Rahmenbau in St. Leon-Rot bei der KS Gleitlager GmbH. Dort entsteht zunächst ein aus Vierkantprofilen bestehender Rahmen. Die Konstruktion verantworten die Maschinenbau-Studenten Marco Hornung von der KS HUAYU AluTech GmbH in Neckarsulm und Yannik Krüger von der KS Gleitlager GmbH in St. Leon-Rot. In engem Austausch mit dem Elektronik Team um Glenn Töws und Laurin Jacobs aus dem Werk der Pierburg GmbH in Neuss wird der Rahmen so ausgelegt, dass später alle Elektronik-Komponenten bestehend aus Batteriepaket, Steuergerät und Radnabenmotor problemlos untergebracht werden können.

Vorausdenken. Weiterdenken. Planung ist alles.

Mehrere Azubis um André Nöckel fertigen in der Lehrwerkstatt den Rahmen inklusive Schweißen der Vierkantprofile, Bohren, Drehen bis hin zum Fräsen weiterer Strukturteile.

Aufbau des Rahmens - Draufsicht Konzept

Aufbau des Rahmens - Draufsicht Konzept

Zwei Profile sind parallel nebeneinander angeordnet und bilden das Grundgerüst. Die Profile sind an vier Stellen miteinander verbunden. Diese Stellen dienen zum Aufnehmen der vorderen Gabel inklusive Rad und Lenker, des Batteriepakets mit Steuereinheit, der Sattelstange und der Hinterradachse.

Positionseinstellung - Seitenansicht

Positionseinstellung - Seitenansicht

Die Vorderachse, bestehend aus Rad, Bremsen, der Gabel und dem Lenker, stammt von einem zugekauften Fahrrad und wird mit dem selbstgebauten Rahmen mittels eines Adapterstückes verschweißt. Um das Batteriepaket und die Steuereinheit in einem späteren Schritt zu befestigen, wird ein zusätzliches Blech unter die Profile genietet. Auch muss eines der beiden Vierkant-Profile abnehmbar konstruiert werden, da ansonsten der Radnabenmotor in Neuss nicht eingebaut werden könnte.

Die Positionen der Beinauflagen und die Sattelhöhe sollen, ähnlich wie bei einem herkömmlichen Fahrrad, einstellbar sein. Auch hierfür wurden effiziente Lösungen entwickelt. Die Beinauflagen selbst bestehen aus Holzbrettern, die mit einer Schicht aus Schaumstoff und Stoff befestigt wurden.

Nach Abschluss der ersten Projektstation wird der Rahmen an die Standorte Neuss und Hartha transportiert, wo die Elektronik-Komponenten eingebaut werden und erste Testfahrten erfolgen.

Station 2: Elektronik in Neuss und Hartha

In engem Austausch mit dem Neusser Elektronik-Team um Glenn Töws und Laurin Jacobs, dualer Student für Mechatronik, wurde der Rahmen so ausgelegt, dass später alle Elektronik-Komponenten problemlos untergebracht werden können. In regelmäßigen Abständen fanden zur Kommunikation zwischen den Teams Telefonkonferenzen statt.

„Die Corona-Krise hat natürlich alles durcheinandergewirbelt. Wir wollten eigentlich im Sommer den fertigen Prototypen präsentieren“, sagt Ian Traffehn. Der 26-jährige Maschinenbaustudent hat Anfang des Jahres die Projektleitung übernommen und organisierte die Zusammenarbeit, führte Protokolle und pflegte Zeitpläne. „In Neuss haben wir die Batteriehalterung per 3D gedruckt, den Motorcontroller programmiert und die Batteriepacks zusammengeschweißt. Zum Schluss müssen noch die Elektronik-Komponenten mit dem Radnabenmotor eingebaut werden und erste Testfahrten erfolgen“, so Traffehn. Gemeinsam mit Glen Töws will er das Projekt nun zu Ende führen. Gleichzeitig machen sie ihren Studienabschluss.

Was sie über die ganze Zeit besonders motivierte: „Wir wurden von den Entscheidungsträgern ernst genommen und durften ein eigenes Projekt von Anfang bis Ende selbstständig umsetzen“, sagt Glenn Töws. „Klasse war auch der standortübergreifende Austausch. Jeder konnte sich einbringen. Dadurch waren alle sehr gut integriert“, ergänzt Ian Traffehn.

„Man darf den Nachwuchs nie unterschätzen“, sagt Ausbildungsleiter Randy Foster. „Das Team ist völlig eigenständig neue Wege gegangen. Und wir haben ihnen den nötigen Freiraum gelassen. Das Ergebnis kann sich sehen lassen.“

Wir sind gespannt auf die letzte Entwicklungsstation des Kneebikes.

Station 3: Dokumentation in Papenburg und Berlin

Erfahren Sie hier bald mehr zu den finalen Schritten und zur Fertigstellung unseres Kneebikes-Prototypen.

Karriere machen bei Rheinmetall