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Science

Wie ein Segway: Elektro-Rollstuhl fährt nur auf zwei Rädern

Begonnen hat alles im Jahr 2009, als Lukas Rigler zum ersten Mal auf einem Segway stand. Vom Antriebskonzept fasziniert, legte sich der gelernte Elektrotechniker das zweirädrige Gefährt zu, um es mangels Verwendungszwecks kurze Zeit später wieder auf eBay zu verkaufen. Als sich ausgerechnet ein Rollstuhlfahrer als Käufer entpuppte, war die Verwunderung groß. Dieser wollte das Fahrgestell für eigene Zwecke verwenden und so die Schwachstellen herkömmlicher Rollstuhl-Konzepte beheben.

Altbekannte Probleme

„Die Crux bei jedem Rollstuhl sind die zwei kleinen Vorderräder, die zur Stabilisierung benötigt werden. Sobald man von der Straße auf einen unebenen Untergrund wie Pflastersteine, aber auch Schotter kommt, bleiben diese hängen oder graben sich ein. Verwende ich größere Vorderräder, geht das wiederum auf Kosten der Wendigkeit. Dann schert der Rollstuhl vergleichbar einem Auto aus“, erklärt Rigler die Grundproblematik.

Dazu komme, dass bei vier Rädern auch der Radstand beachtet werden müsse. Sei dieser wie bei einem Rollstuhl zu klein, reagiere das Gefährt auf jede kleinste Bodenunebenheit wie ein springender Bock. „Da ein Segway nur zwei Räder und somit nur eine Achse hat, die sich mithilfe von Sensoren stabilisiert, umgeht ein derartiger Antrieb die meisten der skizzierten Probleme“, sagt Rigler im Gespräch mit der futurezone.

Er half dem Rollstuhlfahrer schließlich, einen provisorischen Prototypen zu bauen. Nachdem schnell klar wurde, dass die Nachfrage nach so einer Entwicklung enorm war, gründete Rigler 2013 eine eigene Firma und baute fortan etwa 200 Segways zu elektrischen Rollstühlen um. Da die Segways eigentlich für stehende Menschen entwickelt wurden, entschied sich der Elektrotechniker, alles von Grund auf selber zu entwickeln. 2018 kam der junge Antriebstechniker Dominik Lorenz hinzu, mit dessen Hilfe das innovative Gerät gebaut wurde.

Auf Straßen und Wiesen

In unzähligen Arbeitsstunden und mit Förderunterstützung der FFG, um die Entwicklungskosten zumindest teilweise decken zu können, gelang das Kunststück. Herausgekommen ist mit dem „hoss“ ein in dieser Form einzigartiger E-Rollstuhl, der auf einer Achse balanciert und dabei bis zu 15 km/h auf praktisch jedem Terrain fahren kann. Auch Bordsteinkanten und freies Gelände sind kein Problem.

Eine Akkuladung reicht bis zu 60 Kilometer, was das Gefährt zur Alternative für Öffi-Wege macht. Als größte technische Herausforderung stellte sich die Achsenbalance heraus. Diverse Bewegungs- und Neigungssensoren analysieren das Verhalten des Fahrers und den Untergrund mehrere Hundert mal pro Sekunde und sorgen so für die notwendige Balance.

Ein davon unabhängiges mechanisches Stützsystem stabilisiert den Rollstuhl bei Bedarf mit Rädern vorne und hinten. Sollte das Hauptsystem versagen, fährt der Klappmechanismus im Bruchteil einer Sekunde aus und bringt den Rollstuhl auf diese Weise sicher zum Stehen. Insgesamt sind 4 Motoren verbaut – je einer für die Haupträder und die beiden Stützen.

Mit zwei Beinen vergleichbar

„Im Nachhinein betrachtet sind wir das Ganze vielleicht auch ein bisschen naiv angegangen, weil wir uns einfach nicht vorstellen konnten, wie aufwändig so eine Entwicklung ist“, gibt Rigler zu. Allein die Entwicklung und Feinjustierung der Achsenregelung habe zehn Monate gedauert.

Mittels Simulationen wurde ausgetüftelt, wie Beschleunigung und Bremsen sowie Körper-Bewegungen des Insassen sich auf die Achse auswirken. Auch mit Rollstuhlfahrer*innen wurde immer wieder getestet. Naturgemäß sei bei der Entwicklung die Sicherheit des Geräts und damit der Benutzer*innen immer im Vordergrund gestanden.

Elektro-Rollstuhl hoss

Technische Daten

Maximale Zuladung: 120 kg

Abmessungen abgestützt: 84x67x90 cm (L x B x H)

Verladehöhe: ca. 65 cm (Rückenlehne umgeklappt, ohne Armlehnen)

Bodenfreiheit: 8 cm

Sitzbreite: 40 - 46 cm

Sitzhöhe: 54,5 - 57,5 cm (ohne Sitzkissen)

Eigengewicht: 100 kg

Geschwindigkeit: max. 15 km/h

Steigung/Gefälle: max. 11 %

Reichweite: 30 km bzw. 60 km je nach Modell

Ladegerät: 180 W / 320 W

Preis: ab 20.000 Euro

Laut Rigler hat sich das alles aber ausgezahlt: „Die zwei Räder fungieren wie zwei Füße, die Drehachse läuft wie bei gehenden Menschen durch Kopf und Körper. Das bedeutet, dass sich der Rollstuhl nach wenigen Momenten nicht nur intuitiv, sondern auch unglaublich feinfühlig und präzise steuern lässt – was gerade in beengten Raumsituationen ein großer Vorteil ist.“

Design und Materialien wichtig

Keine Kompromisse haben die hoss-Entwickler auch beim Design und den Materialien gemacht. Nicht zuletzt durch Gespräche mit Betroffenen sei schnell klar geworden, wie wichtig das persönliche Auftreten und somit auch das Aussehen des Rollstuhls sei. Neben modernen Designelementen wurde  hochwertiges Holz für die Lehnen und Fußablage verbaut.

„Als wir letztens in Stuttgart mit dem Rollstuhl Test gefahren sind, sind uns Schulklassen nachgelaufen, weil sie das Gerät so cool fanden und mehr darüber erfahren wollten. So eine positive Reaktion stärkt auch das Selbstbewusstsein von Menschen, die auf einen Rollstuhl angewiesen sind“, sagt Rigler.

Produktion in Österreich

Hergestellt wird der Rollstuhl von den Entwicklern direkt in Oberösterreich. Die Bauteile kommen von Zulieferern aus der ganzen Welt, einige stammen aus der Autoindustrie und werden teilweise speziell für hoss Mobility gefertigt. Bei den Kosten zielt das Start-up darauf ab, dass der Rollstuhl trotz der verbauten Technologie einigermaßen leistbar bleibt.

Das Grundmodell mit 30 Kilometer Reichweite pro Akkuladung kostet etwa 20.000 Euro.  Für das noch leistungsstärkere Gefährt mit bis zu 60 Kilometer Reichweite fällt ein Aufpreis von 3.000 Euro an. Damit bewegt sich das Unternehmen zwar einige Tausend Euro über anderen Elektrorollstühlen, ist laut Rigler aber immer noch um die Hälfte günstiger als die teuersten Modelle am Markt.

Die Nachfrage nach dem innovativen Rollstuhl sei aktuell größer als die Produktionskapazitäten – und das, obwohl bisher keine Werbung geschaltet wurde. In einem ersten Schritt sollen einige Hundert Geräte pro Jahr produziert werden. Der Fokus liegt mit Vertriebspartnern auf Österreich, Deutschland und der Schweiz. Ende des Jahres sollen die Benelux-Länder hinzukommen. Zumindest ein Exemplar ging bereits auf weite Reise: zu einem Käufer in Australien.

Mut zum Gründen

Die Entscheidung, sich selbstständig zu machen und ein innovatives Gerät zu konstruieren, bereut Rigler trotz des enormen Aufwands nicht. „Wir haben uns immer gesagt: Lass es uns einfach versuchen! So lange wir uns nicht total verschulden, ist das eine super Erfahrung, aus der man auch für den späteren Berufsweg viel lernen kann. Allen, die mit so einem Gedanken spielen, können wir daher nur empfehlen mutig zu sein. Und damit zu rechnen, dass alles zehnmal so lang dauern wird wie geplant“, sagt Rigler.

Diese Serie erscheint in redaktioneller Unabhängigkeit mit finanzieller Unterstützung der Forschungsförderungsgesellschaft  (FFG).

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Martin Jan Stepanek

martinjan

Technologieverliebt. Wissenschaftsverliebt. Alte-Musik-Sänger im Vienna Vocal Consort. Mag gute Serien. Und Wien.

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