Technikum OGKB

TECHNIKUM FÜR OPTISCHE MESSTECHNIK, GERÄTEBAU, KONSTRUKTION & BAUTEILOPTIMIERUNG

Optimierung einer platzsparenden Sit-Up-Bank mit Zusatzfunktionen

Projekt:
Praxisprojekt und Bachelorarbeit

Studentin:
Christina Schmitt

Studiengang:
Sport- & Rehatechnik

Zeitraum:
Wintersemester 2020-2021

Optimization of a space-saving sit-up bench with additional functions

Ziel war es in diesem Projekt, eine bereits im WS20/21 in Form eines Konstruktionsprojektes ausgearbeitete Version einer platzsparenden Sit-Up Bank zu optimieren. Hauptaugenmerk lag dabei auf der Gewichts- und Kostenoptimierung sowie einer simplen Umsetzung der Hebefunktion. Die entsprechenden elektrischen Komponenten dieser Funktion sollten an die Gegebenheiten und Anforderungen angepasst werden.

Mit Hilfe der an der Hochschule Trier erlernten Konstruktionsmethodik wurde nach der Definition der neuen Aufgabenstellung das Lasten- und Pflichtenheft ausgearbeitet. Im Anschluss daran wurden in der Anforderungsliste die Fest- und Mindestanforderungen sowie die Wünsche an das Produkt festgehalten. Nachfolgend wurden die Funktionsstruktur und der Morphologische Kasten ausgearbeitet, mit denen die Konzepte aufgestellt wurden. Nach Abschluss der Planungsphase begann die Entwurfsphase, in der die erarbeiteten Konzepte auf Funktionalität geprüft und bewertet wurden. Durch das K.O. Verfahren und der Gewichteten Punktebewertung wurden ungeeignete Konzepte ausgeschlossen und die übrig gebliebenen final bewertet. Das Konzept mit den meisten Punkten wurde das Siegerkonzept und wurde durch eine Schwachstellenanalyse, Berechnungen und einer Kostenanalyse detailliert ausgearbeitet.

Durch diverse Schwachstellen in der ursprünglichen Ausarbeitung, die sich im Nachhinein gezeigt haben, war eine grundlegende Erneuerung der o.g. Schritte unumgänglich.

Der Zusatz der Inversionsbank wurde in diesem Projekt vom Ursprungsprojekt übernommen. Dafür spricht die einzigartige Kombination zwischen beiden Fitnessgeräten, welche einen großen Kundenkreis anspricht. Das grundlegende Prinzip blieb ebenfalls unverändert, die Umsetzung hingegen ist nicht mehr wiederzuerkennen. Die Liegefläche wird auch hier per Knopfdruck, entweder über die Fernsteuerung oder das Touchpad, verfahren. Die Hängeschuhe, die die Inversionsfunktion erst möglich machen, sind fest mit der Konstruktion verbunden, lassen sich aber dennoch sehr leicht anziehen. Durch die individuelle Einstellung der Liegefläche, hinsichtlich der Neigung und der Höhe, ist die Benutzung für jede Altersklasse möglich.

Hauptaugenmerk lag bei diesem Projekt auf der Kosten- und Gewichtsreduktion. Das ursprüngliche Konstruktionsprojekt hatte gute Ansätze, wobei die ausgearbeitete Konstruktion in Bezug auf Optik, Kosten und Gewicht viele Schwachstellen aufwies. Insbesondere das hohe Gewicht würde zwangsläufig zu Problemen beim Transport und bei der Montage führen.

In Anbetracht dessen rückten Werkstoffe, wie z.B. GFK oder Aluminium, immer weiter in den Fokus, da diese bei vergleichsweise hoher Festigkeit ein geringes Gewicht aufweisen. Eine optische und zugleich funktionelle Aufwertung brachte die Befestigung der Hubeinheit. Diese besteht aus einem Einhängesystem, bei dem zunächst die Wandkonsole befestigt und das C- Profil mittels Einhängeösen an der Konsole befestigt wird. Dieses System bietet dem Anwender Flexibilität, da das System nicht ortsgebunden ist. Zudem ist die Einheit durch die Leichtbauweise durch eine Person (de-)montierbar.

Durch den elektrisch einklappbaren Standfuß und die einstellbare Fußstütze lässt sich das Gerät platzsparend zusammenbauen. Hinsichtlich der gewünschten Outdoornutzung ist die Bank durch die geschützte Antriebseinheit und die Werkstoffauswahl (GFK, Aluminium) grundsätzlich dafür vorbereitet. Trotzdem sollten alle Komponenten mit Hilfe von Dichtungen den speziellen Anforderungen und Richtlinien der gewählten IP-Klasse angepasst werden.

Das Gesamtgewicht beträgt rund 41 kg und befindet sich minimal über dem vorab festgelegten Bereich. Da die schwerste Baugruppe ein Gewicht von knapp 15 kg aufweist, ist eine (De-)Montage problemlos möglich. Die Gesamtkosten liegen mit 1390 € knapp über dem festgesetzten Budget von 1350 €. Der nächste Schritt wäre der Bau eines Prototyps. Zuvor wäre es allerdings empfehlenswert, ein umfassenderes Sicherheitskonzept für dieses Produkt auszuarbeiten. Insgesamt erfüllt das Gerät alle zuvor festgelegten Anforderungen und spricht durch die einfache Bedienung und individuelle Nutzung ein breites Kundenspektrum an.

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