Optimierte Ski nach Maß
Ein Skirennen zu gewinnen ist oft eine Frage von Sekunden, weshalb eine optimale Ausrüstung auch so wichtig ist. Das gilt für gesunde wie für behinderte Sportler gleichermaßen. 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. Vor fünfzig Jahren fanden die ersten Paralympics statt und einer der ersten Befürworter der Spiele für Menschen mit Behinderungen war der Arzt Ludwig Guttmann. Er glaubte, dass Sport als Therapie die Lebensqualität von Menschen verbessern werde, die im Zweiten Weltkrieg verletzt wurden. Auf dieses Erbe baut ein deutsches Forscherteam vom Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik IWM auf. Es arbeitet an der Verbesserung von Skiausrüstung für behinderte Sportler. Zum ersten Mal werden die Sportler die Chance erhalten, mit Ski, die an ihre individuellen Bedürfnisse angepasst sind, an den Start zu gehen. Die Forscher 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. 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 diesem 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, " erklärt Scherge. "Das muss beim Schliff berücksichtigt werden." Die Forscher vom IWM haben 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. 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. Prof. Scherge hofft auch, dass die Paralympics Behinderte dazu anregen, am Breitensport teilzunehmen. "Es wäre schön, wenn die Paralympics körperbehinderten Menschen neue sportliche Perspektiven geben, wenn deutlich wird, was mit der richtigen technischen Unterstützung alles möglich ist."Weitere Informationen sind abrufbar beim: Fraunhofer Institut für Werkstoffmechanik IWM http://www.iwm.fraunhofer.de/nc/aktuelles/
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