Auf der Suche nach dem ultimativen Leichtrad aus Holz
Drei Architekturstudenten aus Wien haben ein Fahrrad mit einem Holzrahmen konstruiert, das sie in erster Linie für Statikforschungen nutzen wollen. Ziel ist ein konsequent leichtes Fahrrad bei größtmöglicher Festigkeit. Doch die Forschung an dem Rahmen dient auch der generellen Verbesserung von Holzkonstruktionen.
Das Aero-Rad wirkt außerordentlich filigran, hält aber trotzdem Belastungen beim Fahren aus.
Foto: Aero
Die drei angehenden Architekten Martino Hutz, Atanas Zhelev und Mariva Korolova sind auf der Suche nach dem ultimativen Fahrradrahmen. Dafür haben sie einen Holzrahmen konstruiert, der sich in idealer Weise für Statikforschungen eignet. Die Idee dazu kam ihnen während der Arbeit an einer Holztragwerksplanung für ein Haus in London im Rahmen des Studiums am Institut für Architektur der Universität für angewandte Kunst in Wien.
„Das Fahrrad ist ideal, um zu testen, wie Holzkonstruktionen in verschiedenen Maßstäben mit unterschiedlichen Lasten arbeiten“, sagt Projektleiter Atanas Zhelev. Und dabei ist der entstandene Fahrradprototyp ein echter Hingucker, weil der filigrane Rahmen elegante Kurven mitbringt.
Rahmen besteht aus zu Streifen verleimten Birkenholzlamellen
Rein konstruktiv besteht der Fahrradrahmen aus 0,9 Millimeter dünnen Birkenholzlamellen, die zu Streifen verleimt wurden. Diese Technik erinnert an die Art, in der Kohlenstofffasern verwendet werden, um Verbundstrukturen herzustellen. Mit diesen verleimten Streifen haben die Tüftler eine völlig neue Federung entwickelt. Die Holzstreifen haben die angehenden Architekten oben, dort wo sich der Sattel befindet, auseinander gespreizt. Unten an der Pedale sind sie ebenfalls gespreizt.
Die spezielle Konstruktion ersetzt das herkömmliche Federungssystem eines Fahrrads. Es verleiht dem AERO-Bike strukturelle Leichtigkeit und eine verbesserte Flexibilität bei größerer Festigkeit. „Wir versuchen die beste strukturelle Lösung für dieses spezielle Federungssystem zu finden“, so Zhelev. „Es muss eine komfortable Fahrt bieten, während es in der Lage ist, große Erschütterungen zu absorbieren.“
Ausrichtung der Holzfasern sorgt für zusätzliche Festigkeit
Dabei haben die Tüftler, die ihr Schichtsystem „zusammengesetzte Holztechnik“ nennen, darauf geachtet, dass die natürlichen Fasern jeder einzelnen Holzlamelle so ausgerichtet sind, dass sie dem Rahmen die maximale Stabilität bieten und der filigranen Struktur so zusätzliche Festigkeit mitgeben.
Am Sattel und an den Pedalen wird das Birkenholz gespreizt. So entsteht ein völlig neues Federsystem.
Quelle: Aero
Die drei Studenten wollen mit dem Holzrahmen generell neue Möglichkeiten für Holzkonstruktionen ausloten. „Das Projekt zielt darauf ab, über das Fahrrad durch die Untersuchung und die Etablierung neuer Herstellungsverfahren unter Verwendung von Holzwerkstoffen zu größeren Konstruktionen zu gelangen“, erklärt Zhelev.
Auch Experimente mit Lagen aus Kohlefaser zwischen den Holzlamellen
Die Experimente mit ihren Schichten bekräftigen die drei Studenten in ihrer Vermutung, dass solche geschichteten Holzbauten wesentlich besser sind, als aus Holzblöcken gefräste Formen. Letztere kosten in aller Regel eine Menge Holz und zusätzlich wird die natürliche Struktur des Holzes zerstört. In weiteren Experimenten fügten die Studenten zwischen die geschichteten Holzlamellen einzelne Lagen aus Kohlefaser oder Aluminium. So soll die Festigkeit der Gesamtstruktur erhöht und gleichzeitig der Materialeinsatz reduziert werden.
Erstmals auf der Mailänder Designwoche 2015 präsentiert
„Der Kohlenstoff absorbiert die Wucht, während die Birke die Flexibilität bietet“, erklärt Mariya Korolova. „Das Verhältnis zwischen dem Kohlenstoff und der Birke ermöglicht uns, die Gesamtflexibilität der Holzlamellen zu kontrollieren.“ Nach Abschluss der Experimente soll der letzte Prototyp noch in diesem Jahr hergestellt werden. Dieser muss dann in einer Prüfung seine Lebensfähigkeit und Langlebigkeit beweisen. Der Öffentlichkeit präsentierten die Wiener Forscher das AERO-Bike erstmals auf der Mailänder Designwoche Mitte April.
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