DOME aus Rädern

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Kuppelbau (Dome) aus Fahrradfelgen (Laufrädern)

Dome-fertig-01web.jpg

Paletten als Sitzgelegenheiten, in der Mitte eine Feuertonne...

Meta

Version: 1.0
Lizenz: CC 3.0
von: Detlef Schmitz,WerkBox3, München info@team-heliodet.de
Detlef.jpg

Stichworte: Re-Use, Upcycling, Fahrrad, Laufräder, geodätische Kuppel, DIY, Selbermachen, Raumstruktur, temporärer Bauten

DOME aus 150 Laufrädern

Durchmesser: ca. 8m
Höhe: ca. 6m
(geschätztes) Gewicht: ca. 150kg

Zeitaufwand Vorbereitung: schwer zu bemessen. Kommt auf die Verfügbarkeit und Qualität der Alträder an.
Zeitaufwand Montage: 1 Person ca. 3 Tage
Schwierigkeit: leicht

Einleitung

Eine kostengünstige, aus Gebraucht- und Restmaterialien bestehende Raumstruktur, kann für temporäre (und ggf. auch dauerhafte) Nutzungen z.B. bei Festivals, in Gärten, auf „Flächen“ jeder Art, sinnvoll sein. Diese Anleitung bezieht sich auf das Konzept geodätischer Kuppeln, die auf den deutschen Maschinenbauer und Ingenieur Walther Bauersfeld und den US-amerikanischen Architekten Richard Buckminster Fuller zurückgehen. Anstatt Dreiecken aus Stangenmaterial und präziser Bemaßung, werden ausrangierte Laufräder und Rohrteile von Fahrradrahmen verwendet.

Materialliste


Ca 150 Laufräder (vorzugsweise Vorderräder) unterschiedlicher Größe.

davon mindestens:
ca. 60 Laufräder 28‘‘
ca. 60 Laufräder 26‘‘
ca. 30 Laufräder 24‘‘

Empfehlung:
ca. 10 Laufräder 18‘‘

Gewindestangen M6 (Standardmaß 1 Meter)
ca. 70 Stück
Bild fehlt

Muttern M6
ca. 1600 Stück
Bild fehlt

Fahrradrahmen (ohne Laufräder)
ca.60 Stück (Rohrdurchmesser zwischen 20mm-32mm)
Bild fehlt

Werkzeugliste


• Flex + Metall-Trennscheiben
• (Akku-)Schrauber/Bohrer + 7 und/oder 8 mm Metallbohrer
• Hammer + Körner
• Standbohrmaschine
• ggf. Kappsäge (für Metall)
• Metallfeilen (mittelfein)
• Elektrischer Schleifstein + Bandschleifer-Kombi
• Schraubenschlüssel 13, 15,16,17
• 10mm Maul-, bzw. Ringschlüssel (2 Stk. Pro „Schrauber*in)
• Flachratsche 10mm (idealerweise 1x pro Schrauber*in, statt 1 Maul- oder Ringschlüssel)
• Werkbank mit Schraubstock (+ einige Schraubzwingen )
• Schutzbrille(n) + Handschuhe
• Zollstock, Maßband
• Anreißer, bzw. Folienmarker zur Markierung von Schnittstellen

Hilfsmittel


• ca.20 Paletten
• einige Bretter für Unterbauten u.ä.
• Stehleiter (ca. 3m)
• Fahrradschläuche zur Fixierung

Bezugsquellen


Laufräder und Fahrradrahmen:
Eine ergiebige Quelle für das Einsammeln von Schrotträdern, kann das Nachfragen bei Hausmeistern und Wohnanlagen sein. Bei Fahrradläden, die auch Reparaturen ausführen besteht oftmals Skepsis, die ausrangierten Laufräder würden für eigene Reparaturen verwendet werden. Dem kann entgegenwirkt werden, indem man ein Bild von dem, was man damit machen will, vorzeigt. Andere Quellen für ausrangierte Fahrräder können Bahnhöfe sein. Hier empfiehlt sich mit dem Verantwortlichen für die Entsorgung aufgegebener Räder in Kontakt zu treten. Die kommunale/städtische Verwaltung hat meist auch offizielle Stellen (in München das Kreisverwaltungsreferat (KVR), die für die Entsorgung aufgegebener Fahrräder aus dem Stadtraum zuständig sind. Als gemeinnützige Organisation (z.B. eingetragener Verein) kann man hier um Sachspenden ersuchen. Bisweilen gibt es auch lokale soziale Betriebe, die Alträder aufarbeiten und Laufräder, Rahmen und anderes Entsorgen. Recycling- und Wertstoffhöfe können ebenfalls ergiebig sein. Ansonsten eigene Sammelaktionen in den eigenen Netzwerken, sozialen Medien und Co organisieren. Hier empfiehlt sich das Vorhaben konkret zu benennen.

Gewindestangen und M6 Muttern:
Baumarkt, online-Handel, …

Paletten/Bretter:
Strasse, bei Supermärkten, Baustellen, Möbelhäuser
Hinweis: Es müssen keine EURO-Plattetn sein. diese sind teur, da Pfandsystem.

Vorbereitungen

Laufräder:
Laufrad.jpg
1. Schläuche, Mäntel und eventuelle Schonbänder entfernen.
2. Aus den Vorderrädern die Achse mittels 13er, 15er, 16er 17er Schraubenschlüssel entfernen, so entsteht in der Mitte ein Loch. Die Speichen behalten aber ihren Halt.
3. Da die Hinterräder schwere Achsen mit Zahnkränzen und eventuell Schaltungen oder auch Rücktrittbremsen haben: Speichen und Achsen mittels Flex entfernen, so dass lediglich die Felgen übrig bleiben. Bei Gebrauch der Flex – Schutzbrille nicht vergessen!

Laufrad-flex.jpg

• Die Stapelbarkeit der Räder verbessert sich
• Das Transportvolumen und -gewicht reduziert sich
• macht sich optisch besser

Montageelement (aus Fahrradrahmen)
Bild fehlt: ein Element einzeln mit erkennbaren Bohrlöchern


Werkzeug/Hilfsmittel: Standbohrmaschine, Werkbank, Schraubzwingen, Schutzbrille, Handschuhe, Marker, Zollstock oder Maßband, Metallfeile

1. Um eine auf Dauer stabile Verbindung der Laufräder zu gewährleisten, ist es erforderlich 8 cm lange Rohrstücke vorzubereiten. Diese werden aus Schrott-Fahrradrahmen geflext, oder besser noch gesägt. Alle verschiedenen Durchmesser, sowie Stahl- und Alurahmen können verwendet werden. Das Rohrmaterial muss nur rund sein.
2. Die Schnittstellen entgraten. Hierzu Feilen, oder optimaler Weise den elektrischen Schleifstein/Bandschleifer verwenden
3. Die Rohre in der Mitte mit 8mm Metall-Bohrer durchbohren. Werkzeug: Standbohrmaschine + Schraubstock

Anzahl: benötigt werden ca 840 Stück

Montageelement-01web.jpg


Gewindestangenstücke
Gewindestangenstueck.jpg

Werkzeuge/Hilfsmittel: Flex, Schutzbrille, Handschuhe, Brett, Metallfeile

1. Die Gewindestangen werden meist in 1m Länge angeboten. Diese in der Mitte durchtrennen, die beiden Teile nochmals durchtrennen, die vier Teile jeweils noch einmal durchtreffen. So entstehen ca. 8cm lange Stücke. Hilfsmittel: Ein Brett mit Markierung 8cm
2. Jedes Teil entgraten. Mit einer M6-Mutter Gängigkeit von beiden Seiten prüfen.

Hinweis: Es sollte eine Reserve vorhanden sein, wenn man mal ein längeres Gewindestück benötigt wird.

Anzahl Teile: ca. 840 Stück

Bild fehlt: Mehrere Gewindestangenstücke(Endprodukt, wie bei Montageteilen)

Montage des DOME


Werkzeuge/Hilfsmittel:Akkuschrauber/Bohrer (7mm Metallbohrer, 2 x Maul- oder Ringschlüssel (10mm)+ (optimalerweise) Flachratsche (10mm), Paletten, Bretter, Fahrradschläuche

Um den Montageprozess zu erleichern, empfiehlt es sich die Laufräder nach Größe und Beschaffenheit (mit und ohne Speichen) sortiert und gestapelt bereit zu legen. Größere Gefäße für die Montagestücke, Gewindestangenstücke und Muttern, sowie kleinere Gefäße, in denen man sich eine gewisse Anzahl dann immer mitnehmen kann. Akkugeräte (Schrauber) sind praktisch, da kein langes Kabel etc. mitgeschleift werden muss. Aber: An ausreichend Wechselakkus und/oder Lademöglichkeit denken. Große Plane o.ä. unterlegen. Ein Magnet, um heruntergefallene Muttern etc. aus der Wiese wieder zu bergen, kann praktisch sein.

Bild fehlt


Erster Ring

Ausgangspunkt ist das zentrale Element, d.h. der höchste Punkt der Kuppel, eine stabile Felge ohne Speichen 28“. Darum wird ein Ring von 6 x 28“ Felgen mit Speichen angeordnet. Zwischen alle Berührungspunkte gehört eines der vorbereiteten 8cm langen, vorgebohrten (8mm) Rohrstücke.

Montageelement-einzeln-web.jpg Zentrales-element-hoechster-punkt-01web.jpg

1. Das Ventilloch, der speichenlosen Felge im Zentrum muss mit einem Ventilloch eines der sechs 28‘‘ Felgen mit Speichen zusammengebracht werden.
2. Dazwischen wird ein 8 cm langes Montagerohr gelegt.
3. Die 2 Ventillöcher werden mit der Bohrung im Rohr in eine Flucht gebracht, sodass die 8 cm lange Gewindestange durchgeschoben werden kann.
4. An beiden herausragenden Enden wird eine M 6-er Muttern handfest (d.h. ohne Werkzeug) aufgeschraubt.
5. Das nächste Laufrad so legen, dass möglichst 2 Speichenlöcher gegenüber zu liegen kommen. Das wird nicht immer möglich sein. Bei den gegenüber liegenden Speichenlöchern werden die Speichen entfernt und die Löcher auf 7mm aufgebohrt. (Akkubohrer)
6. Die 2 Felgen nun mit dazwischen eingebrachtem Montagerohr + Gewindestange verschrauben
7. Den Vorgang wiederholen, bis alle sechs Laufräder um das zentrale Element angebracht sind.

Nachdem der erste Räder-Ring von Hand verschraubt wurde, ist es sinnvoll die zentrale Felge etwas anzuheben. Dafür die Paletten, Bretter, etc. verwenden.

Aufgebockter-erster-ring-web.jpg Schrauber-mit-werkzeug-01web.jpg

Hinweis: Die Unterlage in der Mitte sollte jetzt so unterbaut werden, dass der umlaufende Rand auf Arbeitshöhe vom Erdboden entfernt ist

Jetzt kann alles fest verschraubt werden (Maul- bzw. Ringschlüssel, Flachratsche 10mm).

Zweiter Ring

Sechs 28“ und sechs 26“ eingespeichte Räder werden für den zweiten Ring benötigt.
Die 6 x 28“ Räder werden so angeordnet, dass jedes Rad mit den bereits verschraubten Rädern ein 3-eckiges Fenster bildet(in der Skizze rot darestellt).

Skizze1.jpg Dreieck-web.jpg

Die Räder werden wie gehabt verschraubt. Die Lücken zwischen den sechs 28“ Rädern können jetzt mit weiteren sechs 26“ Rädern verbunden.
Damit sich die Wölbung der angestrebten Kuppelstruktur formt, muss diese Verbindung etwas zusammengezogen werden.
Es entstehen Lücken mit vier Ecken (in der Skizze blau dargestellt)

Skizze2.jpg

Die Struktur wieder mit Paletten unterstützen.

Bisher sind verbaut:
13 x 28 Laufräder(davon eines ohne Speichen)
6 x 26 Laufräder
36 Montagestücke
36 Gewindestangenstücke
72 M6-Muttern

Dritter Ring

Hier werden 12 Stück 28“ Speichenräder verwendet.
Die 12 x 28“ Speichenräder werden wie gehabt verschraubt, sodass sie mit den bereits verschraubten Rädern ein 3-eckiges Fenster bilden (siehe Skizze oben).
Zwischen jedem der 12 x 28“ Räder besteht jetzt eine Lücke.

Bild fehlt: Lücke sollte zu sehen sein!

Hinweis: Ab jetzt wird die Kontur des Dome festgelegt.
Eher Atom-Ei (spitz nach oben zulaufend), oder soll es eher flacher und kugelförmiger? Anzahl und Auswahl der zur Verfügung stehenden Laufräder bestimmen hier die Möglichkeiten.

Vierter Ring


AB HIER MUSS DIE ANLEITUNG ÜBERARBEITET WERDEN !

Jetzt nochmal mit 28“ Speichenrädern weiter machen. Mit zwölf 28“ Speichenräder werden die bestehenden Lücken geschlossen, dabei entstehen ein 4-eckiges "Fenster".

Abbildung: Bezeichnung (Bild fehlt?)

Je nachdem wie weit durch zusammenziehen der beiden Räder die Lücke schmaler mache, bestimme ich dadurch die Außen-Wölbung der Kuppel.

Abbildung: Bezeichnung (Bild/Illustration fehlt)

Die zu verbindenden Speichenlöcher sollten möglichst günstig gegenüber liegen. Sollte das mal nicht möglich sein: ein passendes Loch in die Felge bohren.

Auf die gleiche Bauweise folgt noch ein 4. und 5. Ring. Hier kann durch die Wahl der Reifendurchmesser (26“ oder 28“) Einfluss auf die Krümmung der Dome-Struktur genommen werden. Werden 26‘‘ Räder verwendet, wird die Krümmung enger, werden 28‘‘ Räder verwendet, wird die Krümmung weiter.

Bis hier ist es sinnvoll mit Speichenrädern zu arbeiten. Da die aufgebaute Struktur ab jetzt (in der Regel) steiler abfällt, können auch speichenlose Felgen verwendet werden. Sollte der Dome abgedeckt werden (Regendach aus LKW-Plane beispielsweise) ist es empfehlenswert, dass der zentrale, flachere Bereich Speichen hat. Bei speichenlosen Felgen würden sich bei Regen in den Felgen Wasserbeulen bilden, d.h. eine enorme Gewichtsbelastung durch gestautes Wasser entstehen. Speichenfelgen stützen eine eventuell aufgebrachte Plane und sorgen für problemloses ablaufen des Regenwassers.

Abbildung: Bezeichnung


Der Durchmesser am unteren Rand des Dome wächst durch die Verwendung von 28‘‘ Rädern stetig an. Wird ab z.B. dem sechsen Ring 24‘‘ Laufräder verwendet, wird die Struktur wieder „kugeliger“. Das verwendete Material bestimmt die Form.
Je nach Wunschform der Struktur können 26“ oder 28“ Räder verwendet werden. Es kann auch sinnvoll sein 26“ oder 28“ abwechselnd zu verschrauben.
Nach dem sechstenRing sind ca. 78 Laufräder verarbeitet. Je nachdem wie viele Laufräder über sind, kann man sich jetzt für einen Eingang entscheiden. (Spezifischer: Eine BauanleitungModifikationen/Erweiterungen beschreiben)
Hierzu müssen an der entsprechenden Stelle Lücken gelassen werden.

Abbildung: Bezeichnung (Bild fehlt)

Solange der untere Rand fest auf dem Boden aufliegt, ist die Konstruktion stabil wie ein Ei/Halbkugel. Die Struktur sollte niemals senkrecht (eiförmig hoch) und im Durchmesser nicht zu sehr enger in Relation zum Gesamtumfang werden, damit sie ohne zusätzliche Verankerung im Boden standfest bleibt.

Abbildung: Bezeichnung (Bild/Illustration fehlt)

Anregungen/Erweiterungen


Doppelwandigkeit/Isolierung


Plane als Abdeckung


Schnitt/Nähmuster

Bemaßungsformel

Eingangs-Tunnel


...

Lagerung und Transport des Dome


Felgen-gestapelt.jpg Felgen-gestapelt-02.jpg

Auf drei senkrechte Latten gestapelt, nehmen Felgen wenig Platz weg. So untergebracht, kann ein Großteil des DOME auf einem Hänger stabil transportiert werden.

Bilder/Links


Schoepfwerk.jpg
Eingang des "Schöpfwerk" 2018 in München.

- Mit der Hängematte zur Fusion (2019) WerkBox3 (München) und Nähwerkstatt Kabutze (Greifswald) unterwegs.

- [https://www.atlasobscura.com/places/bicycle-wheel-dome?fbclid=IwAR3cDzZLM1g9J_J4CkROG0KR5gRRNXCFWfi-r4SkrEH-72xdcRkmWBQs2r8 Bycilcle Wheel Dome