Alles Wissenswerte über Hoverboards.

Die Bauprinzipien der Hoverboards

Der Aufbau und die Technik eines Mini-Segways sind aufgrund der selbstbalancierenden Funktion trickreicher als es auf den ersten Blick erscheint. So ist es nicht nur die Form oder der Antriebsmotor, sondern auch ein elektronischer Regelkreis und Neigungssensoren, die für die Fahrweise zuständig sind. Bevor wir allerdings so tief in diese Materie einsteigen, kommen wir erst zu dem Aufbau eines Hoverboards.

Die Form eines Hoverboards variiert

Genau genommen ist es nicht „genau so“ aufgebaut, sondern kann verschiedene Arten an Aufbau besitzen. Die wohl herkömmlichste Art und Weise ist dass das Standbrett quer zur Fahrtrichtung ausgerichtet ist. An dessen Ende befinden sich zwei Rollen die zur Fortbewegung offensichtlich (leider noch) notwendig sind. Die Trittbretter, deren (Längs-)Neigungswinkel aus der Waagrechten agiert sorgt für Beschleunigung oder Verlangsamung, je nachdem in welche Richtung der Fahrer sein Körpergewicht verlagert. Die Hochachse durch die Mitte des Hoverboards sorgt durch ein „Verwinden“ des Brettes für die Kurvenfahrt oder das Drehen auf einem Fleck. Unter Verwindung versteht man den Druck, der durch eine gewissen Bein- und Körperhaltung einseitig auf das Board ausgeübt wird, damit es in die jeweilige Richtung fährt. Sobald Sie auf dem Brett stehen werden Sie sowohl „Längsneigungswinkel“ als auch „Verwindung“ vergessen, denn in der Praxis ist das Fahren eines Hoverboards kinderleicht. Eine weitere Bauweise ist dagegen eher selten. Ob sich diese Art von Hoverboard durchsetzt oder womöglich unter anderem Namen bekannt wird ist bisher noch nicht erkennbar. Es handelt sich um ein Brett das in Fahrtrichtung orientiert ist und in der Mitte mit einem großen Breitreifen versehen ist. Die Fußhaltung erinnert an die eines Snowboards, ein Fuß vor dem Rad und einer dahinter. Verlagert man das Gewicht nun nach aus Fahrersicht nach links oder rechts, gewinnt das Brett an Geschwindigkeit oder wird gebremst. Neigt man sich nach vorne oder nach hinten kann man entsprechend Kurven fahren. Diese Methode sieht etwas eleganter aus, ist aber auch schwerer zu beherrschen und deshalb nicht unbedingt massentauglich.

Die Einzelteile

Gemein haben die Boards dass sie mit einem Ladestecker versehen sind, der das Laden über die Steckdose einfach macht. LED-Lichter sowohl vorne als auch hinten sorgen für eine optische Aufwertung und für Sicherheit. Die Standflächen sind mit einem Hartgummi überzogen dass durch die Perforierung für den passenden Halt sorgt. Das Gehäuse ist an jeder Seite mit mehreren Schrauben verschlossen. Sollten Sie also experimentierfreudig sein und sich das Innere des Hoverboards genauer anschauen wollen, ist das mit einem normalen Schraubenzieher kein Problem. Zwischen den Füßen befinden sich kleine LEDs die Ihnen die Stärke des Akkus anzeigen. Bei Bedarf kann ein E-Board mit Bluetooth-Lautsprechern oder besonderer Beleuchtung erworben werden, viele Modelle sind durch optische Rafinessen aufgewertet. Nachdem nun viele Worte um das Äußere gemacht worden sind, schauen wir uns doch mal das Innere des Hoverboards an und wie es physikalisch funktioniert.

Über Gyroskope und Drehimpulserhaltung

Für viele ist die Selbstbalance-Funktion genau so rätselhaft wie faszinierend. Bei dem Aufsteigen müsste das Brett eigentlich direkt eine Richtung umkippen, so ist es doch auf einer beweglichen Radachse ohne jegliche Halterung fixiert. Was genau diesen Effekt außer Kraft setzt ist ein sogenanntes „Gyroskop“. Weitaus weniger kompliziert klingend ist das Synonym „Kreiselstabilisator“. Dieser Ausdruck lässt schon etwas einfacher innerliche Bilder zu dem Balanceinstrument entstehen. Die Technik dahinter ist so einfach wie genial. Ein sich schnell drehender, symmetrischer Kreisel bewegt sich in einem beweglichen Lager. Dadurch wird eine hohe Drehimpulserhaltung erzielt. Das heißt der Kreisel weist ein hohes Beharrungsvermögen gegenüber Lageänderungen im Raum auf. Sollte das Brett also eigentlich auf eine Seite kippen, wird es durch den Drehimpuls des darin verbauten Neigungssensor (Halbleiter-Gyroskope) in der Waagrechten gehalten. Der Neigungssensor schafft dies aber nur wenn auch Sie in der Waagrechten bleiben wollen. Neigen Sie sich nach vorne ist Ihre Gewichtsverlagerung zu stark und das Brett wird leicht nach vorne gesenkt. Auf dem Hoverboard ist dieser Neigungswinkel allerdings nur minimal, weshalb es der Drehimpuls dann wieder schafft das Brett in diesem Winkel zu halten. Sollten Sie sich zu weit nach vorne lehnen werden Sie merken dass das ein noch so starker Drehimpuls nicht schafft und das Hoverboard wird unter den Füßen wegrutschen. Das passiert allerdings nur bei extremer Neigung, Ihre Intuition wird ihnen diese Bewegung gar nicht möglich machen. Ähnlich wie bei einem Segway bremsen die Sensoren außerdem schon vorher ab einem gewissen kritischen Winkel ab und lassen das Wegrutschen nicht zu. Schon lange wird diese Technik in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt. Satelliten nutzen das Gesamtsystem aus Raumflugkörper und Gyroskop um somit durch beibehaltenen Drehimpuls und entsprechende Drehimpulsübertragung im All gesteuert werden zu können.

Moderne Technik die nicht nur das Hoverboard revolutionierte

Kreiselelemente sind nicht erst seit gestern eine große physikalische Hilfe für Geräte. Auch in Flugzeugen wird es sowohl im Cockpit als auch im Rumpf eingesetzt um den Autopilot zu steuern oder einen genau kontrollierten Kurvenflug zu gewährleisten. Bei Torpedos oder unbemannten Fluggeräten hingegen ist kein künstlicher Horizont als Orientierung notwendig. Dadurch wird ein Kreiselgerät sogar direkt an die Steuerung angeschlossen um Abdrift durch Wind oder Unregelmäßigkeiten im Antrieb zu vermeiden. Ähnlich funktionieren auch Schusswaffen an Panzern oder Schiffen. Um durch Wellengang oder Unebenheiten nicht das Ziel aus den Augen zu verlieren, sorgt ein Kreiselelement für optimalen Halt. Aus dieser Luft-, Raumfahrt- und Kriegstechnik ziehen immer mehr Alltagsgegenstände ihre Vorteile heraus. So sind alle neuen Controller einer Spielkonsole damit ausgestattet, um dem Gerät die genaue Ausrichtung des Controllers zu übermitteln und ins Spiel zu übersetzen. On-Board-Kameras in der Moto GP machen sich seit diesem Jahr das Element ebenfalls zu Nutze um noch bessere Aufnahmen filmen zu können. Es war also nur eine Frage der Zeit bis auch die alltägliche Fortbewegung davon profitieren konnte. Über das Segway wurde diese Technik dann weltweit bekannt und die Hoverboard-Entwicklung nahm ihren Lauf. Heute besitzt ein herkömmliches Hoverboard jeweils zwei kleine Gyroskope auf jeder Seite der Achse. Die insgesamt vier Kreiselstabilisatoren lassen ein Umkippen auf keinen Fall zu. Im Gegenteil. Wie bereits erwähnt sorgen Sie dafür dass ein zu weites nach vorne oder nach hinten Neigen nicht möglich ist. Dadurch kann Ihnen das Brett nicht unter den Füßen wegfahren.

Lithium-ionen Akku- gefährlich oder genial?

Um ehrlich zu sein, vermutlich sowohl als auch. Denn der Lithium-ionen Akku zwar einer der stärksten Akkus zur Zeit, allerdings häufen sich die Schlagzeilen über Selbstentflammung oder sogar explosionsartige Selbstzerstörung. Dies ist der Grund weshalb viele Fluggesellschaften den Akku ab einer gewissen Größe bereits ganz zur Mitnahme verboten haben. Um das Ganze aber zu relativieren muss man sich bewusst machen dass sich um Sie herum genau in diesem Moment vermutlich zwei oder mehr dieser Akkus befinden. Denn sowohl jeder Laptop, als auch jedes Smartphone besitzt einen Lithium-ionen Akku. Rückrufaktionen, jüngst vom Smartphone S7-Hersteller Samsung, lassen immer wieder Kritik aufkommen. Fakt ist, aufgrund der immer wiederkehrenden Kritik wird der Akku merklich nicht weniger in neuen Geräten eingesetzt. Sowohl Handyhersteller als auch die des Hoverboards oder vieler anderer Geräte vertrauen darauf. Deshalb sollte man sich davon nicht abschrecken lassen. Sollte man doch zu große Angst haben vor einer Selbstentzündung darf auch kein Smartphone, IPod, Laptop, etc. benutzt werden. Abschließend bleibt also das Fazit, der Akku kann gefährlich sein, allerdings gibt es weder Alternative noch eine wirklich hohe Chance dass solch ein Zwischenfall passiert. Genießen Sie lieber den Spaß den Ihnen das Hoverboard, das Smartphone oder der Laptop bringt ohne dabei an Lithium-ionen Akkus zu denken.