27. Februar 2020

Stabilität trifft auf Coolness

Von Anfang bis Ende einen Roller planen, konstruieren und designen? Mit 3D gedrucktem Rahmen, umweltfreundlichem Wasserstoffantrieb sowie autonomem Fahren?


Foto: HSZGWährend sich „Team Mechanik“ mit „der Entwicklung von Design-Varianten und der mechanischen Konstruktion eines Rahmens für den Wasserstoff-Roller“ beschäftigte, war „Team Elektronik“ mit dem Design des Motherboards und der Programmierung des autonomen Fahrens beschäftigt.

Kein Problem für Fanny Mancilla, Luis Nava, Emilio Pizano, Jacob Mérida, Brenda San German und David Herrera, Austauschstudierende von der deutsch-mexikanischen Hochschule „Instituto Tecnologico de Monterrey“. Ein Semester hatten sie Zeit, ihren Wasserstoff-Roller von den ersten Skizzen bis zum fertigen Produkt herzustellen.

Dafür galt es, die Arbeiten in zwei Teams zu erledigen. Während sich „Team Mechanik“ mit  „der Entwicklung von Design-Varianten und der mechanischen Konstruktion eines Rahmens für den Wasserstoff-Roller“ beschäftigte, war „Team Elektronik“ mit dem Design des Motherboards und der Programmierung des autonomen Fahrens beschäftigt. Die Studierenden standen nicht im Wettbewerb gegeneinander, sondern ganz im Gegenteil, lag einer der Hauptaugenmerke auf der engen Abstimmung beider Bereiche, um am Ende einen voll funktionsfähigen Roller konstruiert zu haben. Eine gute Vorbereitung auf die Arbeit in regionalen bis internationalen Unternehmen, wo bei der Auswahl der Mitarbeiter*innen immer stärker auf die Teamfähigkeit und die Eignung, mit Anderen komplexe Aufgaben zu lösen, geachtet wird. Hinzu kam der anspruchsvolle Sprachenmix, jonglierend zwischen Spanisch, Deutsch und Englisch.

Die Entwicklung des Rollers vereint dabei die Anwendung von Zukunftstechnologien mit klassischen Ingenieursdisziplinen, wie z.B. dem Leichtbau, die additive Fertigung (3D-Druck), Konstruktion, Simulation oder Programmierung. Denn ganz nebenbei verfügt der Scooter auch noch über die Sensorik und Mechanismen für das autonome Fahren.

Beginnend bei der klassischen Literaturrecherche, dem Projektmanagement inklusive der Zeitplanung, bis zur Umsetzung der Vorhaben verlangte die sehr komplexe Aufgabe viel von den Studierenden ab. So musste die oberste Priorität bei der Konstruktion selbstverständlich die Stabilität und Sicherheit der Nutzenden sein, wobei neben dem Gewicht noch viele weitere Variablen zu beachten waren. Doch wie stellt man Stabilität her? Team Mechanik berichtet vom zündenden Einfall bei der Recherche: „Dreiecke sind die Basis vieler Brückenkonstruktionen, sie gewährleisten eine hohe Stabilität und Tragfähigkeit. Sie sind der Grundgedanke hinter unserem Design. Wir wollten nicht nur irgendeinen Rahmen entwerfen, sondern auch etwas Außergewöhnliches.“

Wasserstoff-Antrieb auf den Straßen?

Kaum ein Hersteller von Automobilen hat sich noch nicht an der Konstruktion eines serienreifen Wagens mit dem alternativen Antriebsstoff ausprobiert. Doch nicht die Ingenieure an den Schreibtischen zweifeln an der Einsetzbarkeit, denn das Prinzip, wie aus Wasserstoff Strom erzeugt, der dann für den Elektroantrieb genutzt wird, ist gut erforscht. Der gasförmige Wasserstoff wird getankt, reagiert dann in der Brennstoffzelle mit Luft und produziert dadurch elektrische Energie. Aus dem Auspuff wird nur klimaneutraler Wasserdampf in die Atmosphäre geblasen.

Ein anderes Problem verhindert momentan den Durchbruch der Technologie. Die großen Konzerne sind sich des Erfolgs nicht sicher, zum Beispiel machen spezielle Hochdrucktanks und Füllanlagen die Investition in ein durchgehendes Tankstellennetz für Unternehmer nicht lukrativ.

Warum entschieden sich die Betreuer von Hochschule und Fraunhofer Kunststoffzentrum Oberlausitz für diesen Antriebsstoff? „Die Bundesregierung hat mit ihrer Wasserstoffstrategie ehrgeizige Ziele vorgegeben. Die Weiterentwicklung dieser Art von Energieerzeugung wird bis zum Jahr 2025 mit zwei Milliarden Euro gefördert. Die Ausbildung unserer Studierenden ist ganz nah an den aktuellen Entwicklungen dran“, so Dr. Sebastian Schmidt vom Institut für Prozeßtechnik, Prozeßautomatisierung und Meßtechnik (IPM). Er betreute zusammen mit Sven Meißner (Fraunhofer IWU) und Sebastian Reinicke (IPM) die Studierenden aus Mexiko.

Das Wissen über alternative Antriebstechnologien und ihre Anwendung ist auch in der Heimat der Studierenden sehr gefragt. So hat Mexiko-Stadt, mit 22 Millionen Einwohnern die bevölkerungsreichste Metropole Nordamerikas, sich gerade erst das Ziel gesetzt, den Ausstoß von Treibhausgasen um 30 % in den nächsten fünf Jahren zu reduzieren.  Auch die Förderung von alternativen Energieträgern zu Benzin und Diesel gehören zu dem Maßnahmenpaket der Bürgermeisterin und studierten Klimaforscherin Claudia Sheinbaum.

Den Wasserstoff-Roller werden Hochschule und Fraunhofer das erste Mal zur Hannover Messe im April dieses Jahres präsentieren. Das Motto der Messe „Home of Industrial Pioneers“ könnte dazu nicht besser passen.

Text: Kristin Sprechert (Saxony5)

Ihre Ansprechperson: Dipl.-Ing. Sven Meißner (IWU)

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Mexikanisch-Deutschen Hochschulkooperation (MDHK)

Die HSZG ist eine der 30 Konsortialhochschulen der Mexikanisch-Deutschen Hochschulkooperation (MDHK) im Rahmen des Deutschen Hochschulkonsortium für Internationale Kooperationen (DHIK). Das Tecnológico de Monterrey ist mit über 25 Standorten eine der größten Hochschulen in Mexiko. Seit dem Wintersemester 2018 kommen Studierende aus Mexiko um einen Doppelabschluss im Studiengang Automatisierung und Mechatronik an unserer Hochschule zu erwerben. Innerhalb eines Jahres besuchen die Studierenden die Lehrveranstaltungen, machen ein Praktikum in einem deutschen Unternehmen und verteidigen anschließend ihre Bachelorarbeit.

Für Studierende der Fakultät Elektrotechnik/Informatik Studiengang Automatisierung und Mechatronik besteht die Möglichkeit, am Programm der Mexikanisch-Deutschen-Hochschulkooperation teilzunehmen.

Bei Interesse können sich unsere Studierenden bei Herrn Prof. Uwe Schmidt melden.

Weitere Informationen zum Programm finden Sie hier. 

Ihre Ansprechperson

Dr-.Ing.
Sebastian Schmidt
Institut für Prozesstechnik, Prozessautomatisierung und Messtechnik
Standort 02763 Zittau
Theodor-Körner-Allee 8
Gebäude Z IVc, Raum C1.12
03583 612-4727
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