Optimierte Skischlitten nach Maß

Optimierte Skischlitten nach Maß
Optimierte Skischlitten nach Maß
Anonim

Bei den Winterparalympics 2014 gehen die Wettkämpfer mit optimierten Sitzskiern an den Start, die an ihre individuellen Bedürfnisse angepasst sind. Möglich macht dies ein neues Fertigungsverfahren, an dessen Entwicklung Fraunhofer-Forscher mitgewirkt haben.

Der Athlet rast über die Langlaufloipe. Es sieht gut aus für ihn. Bisher hat er sich auf eine neue persönliche Bestzeit eingestellt. Ob er als Erster ins Ziel kommt, entscheiden jedoch oft nur wenige Sekunden. Bei solch knappen Timings muss alles stimmen: die Bedingungen auf der Loipe, die Tageskondition des Athleten und die optimal angepassten Maßski.Anders als bei olympischen Skistars, die von Sponsoren umworben werden, ist dies für Spitzensportler mit Handicap bisher keine Selbstverständlichkeit. Die Entwicklung von Sportgeräten, die speziell auf die Anforderungen körperlich eingeschränkter Leistungssportler abgestimmt sind, steckt noch in den Kinderschuhen. Dies liegt zum einen am relativ geringen Interesse seitens der Sponsoren und zum anderen daran, dass viele paralympische Disziplinen noch ziemlich neu sind.

Das soll sich aber spätestens zu den Winter-Paralympics 2014 in Sotschi ändern. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkstoffmechanik IWM entwickeln gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Industrie optimierte Skischlitten für gehandicapte Langläufer und Biathlonfahrer. „Unser Ziel ist es, auf Basis biomechanischer Zusammenhänge optimierte Skischlitten für alle Wettkämpfer zu konstruieren“, sagt Prof. Matthias Scherge, Leiter des Geschäftsbereichs Tribologie am IWM und Koordinator des Projektkonsortiums. Die Herausforderung dabei ist, dass der Grad und die Art der körperlichen Behinderung bei jedem Athleten unterschiedlich ist – und der Athlet seine Kraft nur in einer ganz bestimmten Sitzposition optimal einsetzen kann.„Aus diesem Grund benötigt im Grunde jeder Sportler eine individuelle Lösung“, erklärt Scherge.

Detaillierte Gest altung durch dreidimensionales Scannen

In einem Simulationsmodell wird die individuelle Sitzform des Sportlers ermittelt. Dazu sitzt der Sportler in einem Langlaufschlitten und stützt sich mit Skistöcken ab. Partner vom Institut für Sport und Sportwissenschaft der Universität Freiburg bringen Marker an verschiedenen Körperstellen des Sportlers an, um den Bewegungsablauf abzubilden. Sensoren in den Stöcken messen die Energieübertragung beim Abstoßen des Athleten. Die Ergebnisse werden direkt in ein Simulationsprogramm eingespeist, das dann ein biomechanisches Modell erstellt. Aus diesem Modell lässt sich dann die grobe Geometrie des Sitzes ableiten. Für die detaillierte Gest altung wird der Sportler unter Belastung dreidimensional gescannt. Eine zusätzliche Simulation ermöglicht es den Experten, Bereiche zu analysieren, in denen zusätzliches Gewicht eingespart werden kann, ohne die Stabilität des Materials zu beeinträchtigen.Dieser optimierte Leichtbau-Prototyp wird dann in einem generativen Fertigungsverfahren – also direkt aus den Konstruktionsdaten – gefertigt, wodurch sich die Kosten für das Sportgerät in einem vertretbaren Rahmen h alten.

Am Schlitten können normale Rennski befestigt werden. „Allerdings bewegen sich die Skier unter dem Schlitten anders als beim normalen Skifahren. Sie werden nur geradlinig bewegt“, ergänzt Scherge. „Das muss beim Schleifprozess berücksichtigt werden.“Aus diesem Grund haben die IWM-Forscher in Zusammenarbeit mit Montana spezielle Skischliffe für den Einsatz unter Skischlitten entwickelt. In diesem Fall ist am Ende noch ein speziell auf den einzelnen Athleten angepasster Feinabstimmungsprozess notwendig. Beispielsweise beeinflusst das Gewicht des Athleten die Kontaktfläche mit dem Schnee. In puncto Skibeschichtungen verfügen Prof. Scherge und sein Team über langjährige Erfahrung im internationalen Spitzensport.Vom IWM entwickelte Beschichtungen sorgen dafür, dass die Ski mit minimaler Reibung durch den Schnee gleiten.

Die Projektplaner wollen die Zeit bis 2014 nutzen, um ihre Entwicklungen zu optimieren. Dabei ist das Konsortium offen für weitere Kooperationen mit Interessenten. Von den Paralympics erhofft sich Prof. Scherge auch Impulse für den Breitensport. "Es wäre schön, wenn die Paralympics behinderten Menschen neue sportliche Perspektiven eröffnen könnten, wenn deutlich wird, dass mit der richtigen technischen Unterstützung alles möglich ist."

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