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Hypersaddle – Eine Symbiose aus Ergonomie und Leichtbau

Gemeinsam mit Bike-Fitting Experten und Physiotherapeuten für Ergonomie wird unter dem Einsatz von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) ein Sattel entwickelt, der, trotz Fokus auf den Komfort durch Individualisierung, eine sehr hohe Leichtbaugüte und auch Haltbarkeit erreicht.

Bike Fitting Studio in den Produktionshallen bei all ahead composites mit Hardware der Firma Velometrik GmbH
Bike Fitting Studio in den Produktionshallen bei all ahead composites mit Hardware der Firma Velometrik GmbH

Die Fahrradkomponente mit dem wahrscheinlich größten Einfluss auf den Komfort ist der Fahrradsattel, da ein Großteil des Körpergewichts auf der relativ kleinen Sattelfläche lastet.
Diese hohe Belastung in Verbindung mit dem sehr sensiblen Sitzbereich des Körpers kann bei Verwendung eines ergonomisch nicht passenden Sattels schnell zu Taubheitsgefühl, Sitzbeschwerden und Diskomfort führen. Abhilfe schafft eine auf die individuelle Anatomie zugeschnittene Sattelform. Durch diese wird der Druck in den durch Knochen gestützten, unempfindlicheren Gewebebereichen aufgenommen und gezielt verteilt. Dazu wird mit dem Kunden auf dem eigenen Mountainbike – und unter Berücksichtigung von Körperhaltung, individueller Sitzposition sowie Satteleinstellung - in einem Bike-Fitting Prozess eine optimale
Druckverteilung auf dem Sattel ermittelt. Im Zielkonflikt zum Komfort steht bei sportlich ambitionierten Mountainbikefahrer*innen der Leichtbau, dem Ersteres oft zum Opfer fällt.

In einem Forschungsprojekt mit der Marke BIKE AHEAD COMPOSITES, einem renommierten Hersteller für High-End Leichtbau Fahrradkomponenten „Made in Germany“, und dem Institut für Verbundwerkstoffe, einer Forschungseinrichtung mit über 30 Jahren Prozesstechnik- und Auslegungs-Expertise, soll dieser Zielkonflikt aufgelöst werden. Gemeinsam mit Bike-Fitting Experten und Physiotherapeuten für Ergonomie wird unter dem Einsatz von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK) ein Sattel entwickelt, der trotz Fokus auf den
Komfort durch Individualisierung eine sehr hohe Leichtbaugüte und auch Haltbarkeit erreicht.

Entwicklung einer Sattelgrundform mithilfe der Betrachtung der menschlichen Anatomie in typischen Sitzpositionen auf einem Fahrradsattel
Entwicklung einer Sattelgrundform mithilfe der Betrachtung der menschlichen Anatomie in typischen Sitzpositionen auf einem Fahrradsattel

Grundlage der Individualisierung des Sattels bilden ergonomische Parameter aus einer individuellen Druckverteilungsmessung. In einem automatisierten digitalen Prozess werden die Daten aus der Druckmessung erfasst und, mithilfe weiterer Angaben wie Körpergewicht, ein parametrisiertes Sattelmodell an die Messdaten angepasst. Die individualisierte Sattelform mit einer angepassten Nachgiebigkeit stellt somit ein Einzelstück dar, das sich nur mit einer hochflexiblen Prozesstechnologie wirtschaftlich herstellen lässt. Eine derartige Flexibilität lässt sich durch die Vereinigung des klassischen Prepreg-Autoklav-Prozesses mit moderner 3DDruck-Technologie erreichen. Dabei wird zunächst aus vorimprägnierten Fasern, sogenannten Tapes, in einem robotergestützten Legeprozess ein endkonturnaher Vorformling mit lokalen Verstärkungen gefertigt. Zur Abbildung der individuellen Sattelform wird der 3DDruck genutzt, um individuelle Formwerkzeugeinleger zu drucken, die der Satteldecklage im Autoklav die finale Form geben. Die Entwicklung eines leichtbauoptimierten Sattelgestells aus CFK komplettiert den Hypersaddle, der mit seiner Kombination aus Ergonomie und Leichtbau neue Maßstäbe setzen soll.


Das Projekt „Hypersaddle - Personalisierter High-Performance Fahrradsattel in Hybridbauweise“ wird im Rahmen des Programms „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)“ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert (Förderkennzeichen ZF4052331RF9).

 

Kontakt:
M.Sc. Tim Schmidt
Imprägnier- & Preformtechnologien
E-Mail: tim.schmidt@ivw.uni-kl.de

 

Bilder: ©all-ahead-composites

Design verschiedener Prototypen zur Umsetzung einer Individualisierung
Design verschiedener Prototypen zur Umsetzung einer Individualisierung