ZHAW-Studenten entwickeln als Semsterarbeit Tischtennisroboter
So viele Lösungen wie Teams: Studenten der ZHAW entwickelten im Rahmen einer Semesterarbeit Tischtennis-Ballmaschinen.
Ein Augenschein im Zentrum für Produkt- und Prozessentwicklung in Winterthur.
Text/Fotos: Stefan Kleiser
Es ist ein trüber, düsterer Dezembermorgen. Am Zentrum für Produkt- und Prozessentwicklung der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften in Winterthur (ZPP) herrscht jedoch aufgeräumte Stimmung. Die Studenten im Bereich Maschinentechnik führen ihre Arbeiten vor. In Dreier- oder Vierer-Gruppen entwickelten sie in drei Monaten eine Maschine, die Tischtennisbälle in verschiedenen Höhen, Positionen, Rotationen und Tempi abschiesst.
«Wir unterrichten Konstruktion und Produktentwicklung im Maschinenbau», erklärt Hans-Jörg Dennig, Dozent für Produktentwicklung. In den ersten Semestern eignen sich die Studenten Kenntnisse im Fach Maschinenelemente an. Die aktuelle Aufgabe umfasse «die Entwicklung eines Gerätes, das marktfähig sein könnte». Allerdings nur ein Funktionsmuster. «Eine Maschine fertig entwickeln kann man in dieser kurzen Zeit nicht.» Und warum Tischtennis? Die Maschine muss klein sein. «Tennis geht von der Grösse her nicht.»
Lieber Tischtennis als Eier trennen
Chantal Weiss, Fabian Jäggi und Dominik Ursprung platzieren einen Turm aus drei stapelbaren Boxen in der Mitte der Platte. «Die Abschussvorrichtung war unsere erste Box, die mittlere», erzählt Chantal Weiss. «Dann benötigten wir einen Ballbehälter und dachten, es wäre praktisch, wenn er oben drauf wäre.» So entstand fast ein Designerstück. «Dass die Maschine symmetrisch ist, war uns wichtig.» Von Tischtennis wusste Weiss vor der Arbeit wenig. In der Freizeit spielt sie Volleyball in der 3. Liga.
Vor einem Jahr konstruierten die Studenten Eier-Trenn-Maschinen. «Die Tischtennis-Aufgabe finde ich viel lässiger», sagt Chantal Weiss: «Wir spielen auch Tischtennis in der Pause». Rundlauf. Fabian Jäggi erinnert sich an den Moment, als er vom Thema der Semesterarbeit erfuhr: «Ich hatte grad eine Vision, wie das Funktionsmuster aussehen soll». Auch er ist kein lizenzierter Tischtennisspieler – sondern klettert regelmässig im Kletterzentrum 6a plus in Winterthur.
Die Recherchen und die Marktanalyse habe man im Internet gemacht und dabei auch Profispieler beobachtet, erzählt Jäggi. «Und wir tauschten uns mit den anderen Teams aus.» Nicht alles klappte auf Anhieb – etwa die Steuerung über die Programmierung. «Da vergingen ein paar Stunden. Und wir haben gemerkt, dass gewisse Funktionen nicht so zuverlässig sind wie gedacht. Zum Beispiel ist das Abschiessen der Bälle nicht so konstant», erläutert Fabian Jäggi.
«Müssten einiges optimieren»
Acht ganz verschiedene Modelle gibt es während des morgens zu sehen. Luca Zimmermann ist nicht überrascht. «Es gibt unendlich viele Lösungen», sagt er. Der von seiner Gruppe entwickelte «PingPong-Trainer» ist an der Kante befestigt und zur Hälfte unter der Platte platziert. Gabriel Brändle besuchte für das Team ein Training des Tischtennisclubs Gossau. «Die haben eine Maschine, erzählt Zimmermann. «Die hat er sich angesehen und mit Clubmitgliedern gesprochen. Wir haben uns für eine kompakte Variante entschieden, so wie es im Verein war.»
«Tischtennis ist nicht mein Sport», sagt auch Zimmermann, ein Leichtathlet. «Zuerst analysierten wir darum die Abläufe des Tischtennisspiels.» Manchmal staune auch er. «Wie andere Gruppen etwas umgesetzt haben: Manchmal besser, manchmal ähnlich wie wir.» Was seinem Team gut gelungen ist? «Der um 360 Grad drehbare Kopf ist eine gute Lösung», findet Zimmermann. Die Rotation des Kopfes habe auch grad funktioniert. Würde das Modell in Serienfertigung gehen, «müsste man aber noch einiges optimieren».
Selber nicht im Kundensegment
«Es hat Spass gemacht, das alles auszuprobieren», kommentiert Timothée Finger. Die eigene Maschine, wäre sie auf dem Markt, würde der Pfyner allerdings nicht kaufen. «Ich läge nicht im Marktsegment», sagt er verschmitzt. Timothée Finger spielt Korbball und turnt am Barren – Tischtennis spielt er selten. Was er darüber gelernt hat? «Ich kam mit Spin in Berührung. Dem begegnet man als Hobbyspieler sonst nicht.» Der «Tischtennistrainer», den Timothée Finger mit Christoph Früh und Wolfgang Mielsch konstruierte, sorgt mit drei im Dreieck angeordneten Rollen für den Drall der Bälle ohne das Drehen der Maschine – bei 70 bis 170 abgeschossenen Bällen pro Minute.
Nur sorgte ein verklemmter Ball für den Abbruch der Vorführung. Natürlich sei das «mühsam», so Finger. Aber auch das gehört zum Prozess des Lernens. «Interessant ist die Maschine, die den Ball mit einer Feder schiesst», kommentiert Finger mit Blick auf die anderen Modelle. Und er sagt: «Das nächste Mal würde ich den Ballbehälter zuerst machen». Weil ausgerechnet das scheinbar einfachste Teil für Schwierigkeiten sorgte.
Serienmässig? Wohl eher nicht
Wird nun eines der Funktionsmuster aus dem ZPP zu einem marktreifen Produkt weiterentwickelt? «Es war immer der Gedanke dabei, das serienmässig herstellen zu können», sagt Chantal Weiss. Aber das zu machen, dazu fehle die Zeit. Das Studium am ZPP dauere ja noch 1 1/2 Jahre. Ob man mit einem Gerät auf den Markt gehe, sei «vom Interesse abhängig», ergänzt Fabian Jäggi. «Man könnte darüber reden. Für uns ist es aber in erster Linie eine Semesterarbeit.»
Tatsächlich ist die Markteinführung ist die Ausnahme. Zuletzt entwickelte das ZPP den BICAR, ein dreirädriges, platzsparendes und wendiges Elektroauto. Und einen Gangtrainer, der in der Rehabilitation zum Beispiel nach einem Schlaganfall verwendet wird. Und: Ja, es hat jemand vom ZPP eine Beziehung zum Tischtennis. «Ich war einmal Kreismeister im Doppel», verrät Hans-Jörg Dennig. Als Jugendlicher, im Enzkreis in Baden-Württemberg bei Karlsruhe, einem Landkreis mit 200 000 Einwohnern und 40 Clubs. «Aber das ist 25 Jahre her», schmunzelt er.
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