Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Optimierte Skischlitten nach Maß

01.02.2013
Bei den Paralympics 2014 werden die Wettkämpfer mit optimierten Skischlitten antreten, die individuell auf ihre Bedürfnisse abgestimmt sind. Möglich macht das ein neues Fertigungsverfahren, an dem Fraunhofer-Forscher beteiligt sind.

Mit hohem Tempo jagt der Athlet die Loipe entlang. Es sieht gut für ihn aus: Bisher hält er eine neue Bestzeit. Ob er am Ende ganz oben auf dem Treppchen stehen wird, darüber entscheiden manchmal nur wenige Sekunden. Bei diesen knappen Zeitabständen muss alles stimmen:


Der Profisportler und Rollstuhlfahrer Martin Fleig trainiert auf einem Skischlitten.
© Ruben Elstner, MikroTribologie Centrum µTC

Die Verhältnisse in der Loipe, die Tagesform des Athleten – und Ski, die optimal an ihn angepasst sind. Im Gegensatz zu den von Sponsoren umworbenen Olympia-Skistars ist das für Spitzensportler mit Behinderung bislang keine Selbstverständlichkeit. Die Entwicklung von Sportgeräten, die speziell auf die Bedürfnisse körperlich beeinträchtigter Leistungssportler abgestimmt sind, steckt noch in den Kinderschuhen. Dies liegt zum einen an dem geringeren Sponsoreninteresse, zum anderen daran, dass viele der paralympischen Disziplinen noch recht jung sind.

Spätestens zu den Winter-Paralympics 2014 in Sotschi soll sich das ändern: Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkstoffmechanik IWM in Pfinztal arbeiten mit Partnern aus Forschung und Industrie an optimierten Skischlitten für gehbehinderte Sportler, die Langlauf und Biathlon betreiben. »Unser Ziel ist es, auf Basis von biomechanischen Zusammenhängen für jeden Wettkämpfer den idealen Skischlitten zu konstruieren«, sagt Prof. Matthias Scherge, Leiter des Geschäftsfelds Tribologie am IWM und Koordinator des Projektkonsortiums. Die Herausforderung dabei: Grad und Charakter der körperlichen Beeinträchtigung sind bei jedem Athleten individuell – und nur in einer ganz bestimmten Sitzposition kann der Athlet seine Kraft optimal einsetzen. »Dadurch benötigt im Prinzip jeder Sportler ein Unikat«, erläutert Scherge.

Detaillierte Formgebung durch dreidimensionales Scannen

Die auf den Athleten abgestimmte Sitzform wird im Simulationsmodell ermittelt. Der Sportler sitzt dazu in einem Prototyp eines Langlaufskischlittens und stößt sich mit den Skistöcken ab. Partner vom Institut für Sportwissenschaften der Universität Freiburg bringen dazu Marker an verschiedenen Körperstellen an und zeichnen den Bewegungsablauf auf. Während des Abstoßens messen zudem Sensoren in den Stöcken die Kraftübertragung. Die Ergebnisse werden direkt in ein Simulationsprogramm eingespeist, das ein biomechanisches Modell erstellt. Anhand dessen lässt sich bereits die grobe Geometrie des Sitzes ableiten. Für die detaillierte Formgebung wird der Sportler unter Belastung dreidimensional gescannt. Mithilfe einer weiteren Simulation analysieren die Experten, wo sich überflüssiges Gewicht einsparen lässt, ohne dass die Materialstabilität leidet. Der so optimierte Leichtbau-Prototyp wird im generativen Fertigungsverfahren – also direkt aus den Konstruktionsdaten – hergestellt, was auch die Kosten des Sportgeräts im Rahmen hält.

Am Skischlitten lassen sich reguläre Rennskier montieren. »Der Ski bewegt sich jedoch unter diesem Schlitten anders als beim normalen Skaten. Er fährt letztlich nur geradeaus«, gibt Scherge zu bedenken. »Das muss beim Schliff berücksichtigt werden«. In Zusammenarbeit mit der Firma Montana haben die Forscher daher spezielle Schliffe für den Einsatz unter dem Skischlitten entwickelt. Auch hier ist am Ende aber noch ein Feintuning nötig, das auf den Sportler abgestimmt ist: So beeinflusst etwa das Gewicht des Athleten die Kontaktfläche zum Schnee. Bei Skibelägen kann das Team um Scherge auf langjährige Erfahrung im internationalen Spitzensport zurückgreifen: Am IWM entwickelte Beläge sorgen dafür, dass die Ski mit minimaler Reibung durch den Schnee gleiten

Die Zeit bis 2014 wollen die Projektpartner nutzen, um ihre Entwicklungen zu optimieren. Dabei ist das Konsortium offen für weitere Kooperationen mit interessierten Unternehmen. Von den Paralympics erhofft sich Scherge auch Impulse für den Breitensport: »Es wäre schön, wenn die Paralympics körperbehinderten Menschen neue sportliche Perspektiven geben, wenn deutlich wird, was mit der richtigen technischen Unterstützung alles möglich ist«.

Prof. Dr.MatthiasScherge | Fraunhofer Forschung Kompakt
Weitere Informationen:
http://www.fraunhofer.de/de/presse/presseinformationen/2013/Februar/optimierte-skischlitten-nach-mass.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Materialwissenschaften:

nachricht Kleine Strukturen – große Wirkung
21.11.2017 | Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS

nachricht Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen
20.11.2017 | Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Materialwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Kleine Strukturen – große Wirkung

Innovative Schutzschicht für geringen Verbrauch künftiger Rolls-Royce Flugtriebwerke entwickelt

Gemeinsam mit Rolls-Royce Deutschland hat das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS im Rahmen von zwei Vorhaben aus dem...

Im Focus: Nanoparticles help with malaria diagnosis – new rapid test in development

The WHO reports an estimated 429,000 malaria deaths each year. The disease mostly affects tropical and subtropical regions and in particular the African continent. The Fraunhofer Institute for Silicate Research ISC teamed up with the Fraunhofer Institute for Molecular Biology and Applied Ecology IME and the Institute of Tropical Medicine at the University of Tübingen for a new test method to detect malaria parasites in blood. The idea of the research project “NanoFRET” is to develop a highly sensitive and reliable rapid diagnostic test so that patient treatment can begin as early as possible.

Malaria is caused by parasites transmitted by mosquito bite. The most dangerous form of malaria is malaria tropica. Left untreated, it is fatal in most cases....

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

500 Kommunikatoren zu Gast in Braunschweig

20.11.2017 | Veranstaltungen

VDI-Expertenforum „Gefährdungsanalyse Trinkwasser"

20.11.2017 | Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Kleine Strukturen – große Wirkung

21.11.2017 | Materialwissenschaften

ESO-Beobachtungen zeigen, dass der erste interstellare Asteroid mit nichts vergleichbar ist, was wir bisher kennen

21.11.2017 | Physik Astronomie

DFKI-Roboter erkunden autonom Lavahöhlen auf Teneriffa

21.11.2017 | Energie und Elektrotechnik