Das Rad neu erfinden? – geht doch

Ein Forscherteam in Südkorea hat sich von kunst- und mathematikbasierten Origami-Techniken inspirieren lassen und entwickelte einen Satz formverändernder Räder mit hoher Tragfähigkeit. Das Team besteht aus Forschern und Ingenieuren von Hankook Tire and Technology Co., der Seoul University und Harvard. Mit seiner einfachen Herstellung, einem hohen Verhältnis von Gewicht zu Nutzlast sowie der technologiebedingten Weichheit und Flexibilität kann der kinematische Mechanismus eine Last von etwa 2300 Pfund oder 1,15 Tonnen tragen.

Das Rad verwandelt sich je nach bedarf in zwei Formen – entweder groß und hervorstehend oder klein und glatt. Erreicht wird das durch Falten und Entfalten der Speichen und Einstellen des Abstands zwischen den Radnabenplatten.

Das Konzept der formverändernden Räder wird unter Verwendung eines Origami-Musters mit Wasserbomben-Tessellation entwickelt. Das Muster wurde aufgrund seiner strukturellen Faktoren für die Radkonstruktion analysiert. Die Radstruktur auf Wasserbombenbasis weist senkrechte Eigenschaften auf, die sich in horizontaler Richtung und die Tragfähigkeit in vertikaler Richtung ändern.

Durch diese Konfiguration kann das Rad die zwei verschiedenen Formen mit minimalem Energieeinsatz beibehalten. Das Gesamtprojekt resultiert aus einer Zusammenarbeit zwischen Forschern der Hankook Tire and Technology Co., des Biorobotiklabors der Seoul National University und der Harvard School of Engineering and Applied Sciences.

Nach fast einem Jahrzehnt der Entwicklung und Origami-Forschung präsentiert das Team seinen voll funktionsfähigen Satz formverändernder Räder.

Jetzt wurden sie gebaut und an mehreren verschiedenen Fahrzeugen befestigt. Das Bild zeigt, wie sich der Durchmesser der Räder zwischen 46 und 80 Zentimetern ändert, während sie genug Gewicht tragen, um ein Fahrzeug in voller Größe an der Spitze zu tragen.

Die Räder bestehen aus einer flexiblen dreischichtigen Membran, die mit eingelegten, lasergeschnittenen Aluminium-Facettenplatten starr gemacht ist. In ihrem natürlichen Zustand sind die Räder zusammengeklappt und klein.

Wenn sie horizontal zusammengedrückt werden, falten sie sich bis zu ihrem maximalen Durchmesser.

Eine sehr interessante technologische Lösung, die sich zwar sicherlich nicht im Masseneinsatz des Straßenverkehrs wiederfinden wird, jedoch sicherlich sinvoll dort zum Einsatz kommen kann und wird, wo auf unterschiedliche Bodenbeschaffenheit reagiert werden muss – also im typischen Offroad-Segment. Dabei ist weniger an die Lifestyle-Automobile zu denken, sondern  eher an land- und forstwirtschaftliche Einsatzgebiete oder an Baumaschinen die auch in unwegsamen, sandigem oder morastigem Gelände fahren müssen.

Bleibt abzuwarten, ob die Technik auch unter den Alltagsbedingungen funktioniert, wenn Schmutz, Steine, Schlamm oder Schnee und Eis sich zum Beispiel zwischen den beweglichen Teilen festsetzen. Da wird sicherlich noch etwas Arbeit investiert werden müssen, um die damit verbundenen Probleme in den Griff zu bekommen.