Drei Jungs aus Rastatt wollen das Fahrerlebnis für Mountainbiker revolutionieren. Einer von ihnen, Willi Maß, entdeckte das Hobby während der Corona-Pandemie für sich. „Man bewegt sich an der frischen Luft, das ist ein guter Ausgleich“, sagt der 18-jährige Schüler des Ludwig-Wilhelm-Gymnasiums.
Darüber hinaus beschäftigte er sich mit dem Aufbau des Zweirads und kam so auf die Idee, die Federgabel zu verbessern. Mit seinen zwei Freunden, David Dan (18) vom Ludwig-Wilhelm-Gymnasium und Edwin Hatzenbühler (15) vom Goethe Gymnasium in Gaggenau machte er sich an das Experiment.
Die drei kannten sich bereits vom Taekwondo. Ihr gemeinsames Interesse für Physik brachte sie dann zum Schülerwettbewerb „Jugend forscht“. Ihr eingereichtes Projekt aus Rastatt trägt den Titel „Linearisierung der Federkennlinie einer Luftfedergabel“.
Einblick in den Projektaufbau der Rastatter Schüler
Ausgangspunkt der Forschung war die Idee, eine Luftfedergabel mit den Vorteilen einer Metallfeder zu kombinieren. Die Luftfedergabel ist eine „Dämpfung für die vordere Stange eines Fahrrads, die vom Lenker zum Vorderrad führt“, schreiben die Tüftler in ihrer schriftlichen Projektausarbeitung.
„Bei Mountainbikes sind Federgabeln unverzichtbar“, erklärt der Schüler Willi Maß. Allerdings gebe es auch einen Nachteil: Die Kraft-Weg-Kennlinie der Luftfedergabeln ist nicht linear. Die Federkennlinie drückt die Belastung der Feder im Verhältnis zu dem Weg, den sie zurücklegt, aus.
Wenn die Kennlinie linear ist, sind die Belastung und die Verformung der Feder proportional. Ist sie das nicht, ist die Feder härter, was das Fahrgefühl beeinflussen kann.
Für den Versuch mussten die drei Forscher improvisieren
Um eine Linearisierung zu erreichen, überlegten sie sich, dass mehrere Luftkammern mit unterschiedlichem Druck verwendet werden könnten. „Das haben sie experimentell überprüft“, erzählt Enrico Dürr, der Betreuer der Schüler. Er ist Physik- und Mathematik-Lehrer am Tulla-Gymnasium Rastatt.
Den Versuchsaufbau passend aufzubauen, stellte sich als größere Herausforderung dar. „Wir mussten improvisieren“, erklärt Dan. Um die Druckkammern möglichst realistisch zu duplizieren, verwendeten sie leere Plastikspritzen, die sie aneinanderreihten.
Wir mussten improvisieren.David Dan, Schüler
Anhand der aufgezeichneten Kennlinie konnten sie feststellen, dass ihre Überlegungen richtig waren und sie dieses Verfahren verwenden könnten, um bei einer Luftfederung einen nahezu linearen Zusammenhang zwischen Kraft und Weg zu erreichen.
Siegerehrung findet virtuell statt
Mit diesem Experiment kamen die drei bis ins Landesfinale von „Jugend forscht“. Nominiert waren sie für den Fachbereich Physik. Weitere Kategorien waren Biologie, Chemie, Mathematik, Raumwissenschaften und die Arbeitswelt.
In jedem Bereich gibt es Erstplatzierte, die Ende Mai zum Bundesfinale nach Lübeck fahren. Acht Projekte haben sich beim Landeswettbewerb durchgesetzt. „Die Qualität der eingereichten Projekte ist in diesem Jahr auf einem außerordentlichen Niveau“, sagte die Landeswettbewerbsleiterin Marianne Rädle.
Die Qualität der eingereichten Projekte ist in diesem Jahr auf einem außerordentlichen NiveauMarianne Rädle, Landeswettbewerbsleiterin bei „Jugend forscht“
Die Siegerehrung fand Anfang April virtuell statt. „Für mich sind sie alle jetzt Gewinner,“ so Kultusministerin Theresa Schopper (Grüne) in einer Videobotschaft. Es haben sich 1.072 Jungforscher im Alter von 15 bis 21 für den Wettbewerb beworben, heißt es vom Veranstalter. Insgesamt waren es 572 Projekte, die gegeneinander antraten. Im Finale in Heilbronn waren es noch 58.
Die drei Tüftler erhalten Sonderpreis
Die wochenlange Mühe der drei Jungs aus Rastatt belohnte die Jury von „Jugend-forscht“ mit dem Sonderpreis für Unternehmertum. Diesen stiftete in diesem Jahr der Verein Wissensfabrik – Unternehmen für Deutschland.
Die Arbeit der drei geht damit jetzt erst richtig los. Für ihre Idee haben sie bereits ein Patent angemeldet. „Es wäre möglich, eine passende App zu entwickeln“, sagt Dan. Mit dieser könne es zum Beispiel möglich sein, das Gewicht des Fahrers und den Untergrund, auf dem er fährt, einzutragen und individuelle Einstellungen für die Federgabel zu bekommen.
Auch für Autos und Motorräder sei das Konzept interessant. Die Möglichkeiten der Anwendung seien vielseitig. Die Jung-Unternehmer sind gespannt, wo die Reise hingeht.
