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Steife Leiter, diamantener Schnitt
Kooperationspreis Wissenschaft/Wirtschaft 2001
Prof. Dr. Eberhard P. Hofer, Leiter der Abteilung Meß-, Regel- und Mikrotechnik, und Prof. Dr. Gerhard K. Lang, Geschäftsführender Direktor der Universitäts-Augenklinik und Poliklinik der Universität Ulm, sind die diesjährigen Empfänger des mit DM 20.000 dotierten Kooperationspreises Wissenschaft/Wirtschaft, der am Freitag, dem 12. Januar 2001, zugleich mit der Auszeichnung der Landeslehrpreisträger, verliehen wird. Während Hofer und sein Team erfolgreich mit der IVECO Magirus Brandschutztechnik GmbH, Ulm, Weltmarktführer in Sachen Feuerwehrdrehleitern, zusammengearbeitet haben, glückten Lang und Mitarbeitern wichtige Entwicklungen in Kooperation mit den Newcomern der GFD Gesellschaft für Diamantprodukte mbH, einer kommerziellen Ausgründung der Universität Ulm.
Steifgeregelt
Bis zu 52 Meter läßt sich eine Feuerwehrdrehleiter ausfahren. Man muß kein Physiker sein, um sich vorstellen zu können, daß es bei dieser Auslage zu starken Pendelschwingungen kommt, vor allem wenn die Leiter schnell ausgefahren wird. Und man muß kein Feuerwehrmann sein, um zu begreifen, daß ein pendelnder Leiterkorb Löscharbeit und Rettungsaktionen erschwert. Gemeinsam mit den Drehleiter-Fachingenieuren der Iveco Magirus Brandschutztechnik unter Leitung von Dipl.-Ing. Horst Kill haben nun Hofer und sein Oberingenieur Dr.-Ing. Oliver Sadwodny ein Verfahren zur aktiven Schwingungsdämpfung der Leiterbewegung entwickelt, das erheblich ruhigere und gleichmäßigere Bewegungen des Fahrkorbs auch bei großen Ausfahrlängen und hoher Ausfahrgeschwindigkeit ermöglicht. Vollautomatischer Betrieb mit exakter Positionierung erschließt der »steifen« Drehleiter darüber hinaus neue Einsatzmöglichkeiten.
Zuerst galt es die Bewegungen der Leiter mathematisch möglichst genau wiederzugeben, zu »modellieren«. Mit Hilfe dieses mathematischen Modells ließen sich die mechanischen Abläufe nun am Computer simulieren und Steuerungsprogramme entwerfen, nach denen Schwingungen nach Möglichkeit nicht angeregt und Störungen von außen kompensiert werden. Je weiter und steiler die Leiter ausgefahren wird, desto komplizierter werden - infolge der Wechselwirkungen der verschiedenen Einflußgrößen und synchronen Bewegungsabläufe - die Regelungsprozesse. Deshalb wurde im dritten Schritt das Gesamtmodell in Teilmodelle zerlegt, die sich den einzelnen Bewegungsrichtungen der Leiter zuordnen ließen - ein Trick aus der Robotik, wo man mit diesem Gleichungs-Splitting Robotern mit elastischen Gelenken eine höhere Bahn- und Positionsgenauigkeit verleiht. Zuletzt war dann eine Funktion für Steuerung und Regelung zu bestimmen, die ein Pendeln der Leiter vermied und von außen angreifende Störungen (z.B. Windeinflüsse) ausregelte. In zahlreichen Tests an verschiedenen Drehleitertypen wurden die Entwürfe schrittweise perfektioniert. Aus der Entwicklung sind bereits zwei Patentanmeldungen hervorgegangen.
Beliebig form- und schärfevariant
Ein Optimum an Schneidequalität bieten die Skalpelle aus künstlichem Diamant, mit denen die Gesellschaft für Diamantprodukte mbH (GFD) in Ulm während der letzten Monate mehrfach für Aufsehen sorgte. In Zusammenarbeit mit der Ulmer Universitäts-Augenklinik (Prof. Dr. Gerhard K. Lang, PD Dr. Christoph W. Spraul) haben die Diamantspezialisten ihre Instrumente zuletzt für den Einsatz in der klinischen Ophthalmologie optimiert.
Schneide-Instrumente für die Ophthalmochirurgie haben bis heute meist Stahlklingen. Wenn Diamantklingen verwendet wurden, waren es solche aus natürlichem Diamant; doch die sind teuer und lassen sich nur in relativ einfachen Formen herstellen. Der GFD ist es nun gelungen, Klingen aus künstlich erzeugtem Diamant zu produzieren, beliebig formvariant und so extrem scharf zum Teil, daß beim Schnitt praktisch kein Gewebswiderstand mehr spürbar ist, so variabel aber auch, daß man für jeden Einsatz ein ideales Schärfe-Stärke-Profil erzeugen kann. Gemeinsam entwickelten die Kooperanten außerdem spezielle Griffe, die ein Versenken der Diamantschneiden erlauben, um die empfindlichen Messer vor Beschädigungen zu schützen. In Zukunft sollen die kunstdiamantenen Präzisionsklingen auch in der Forschung zum Einsatz kommen: für licht- und elektronenmikroskopische Untersuchungen sind hier gleichmäßige Gewebeschnitte gefragt - zwischen 10 Mikro- und 100 Nanometern dünn.
Oberingenieur Dr.-Ing. Oliver Sawodny
(nicht, wie im Text versehentlich geschrieben, Sadwodny).
Wir bitten um Beachtung.
Criteria of this press release:
Electrical engineering, Energy, Materials sciences, Mechanical engineering, Medicine, Nutrition / healthcare / nursing
transregional, national
Research results
German
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