Bionik bei Rittal


Bionische Schockpalette

In der Natur sind Dämpfungssysteme weit verbreitet. Bei Tieren und Menschen ist die Bedeutung der Dämpfungsfunktion offensichtlich, z. B. beim Kopf des Spechts oder den Stacheln des Igels. Doch auch Pflanzen besitzen häufig Dämpfungssysteme. Schlanke Gräser beispielsweise dämpfen durch Wind angeregte Schwingungen ihrer Halme. Einige dieser tierischen und pflanzlichen Modelle dienten als Vorbilder für die Entwicklung der bionischen Palette.




In einer Machbarkeitsstudie in Rahmen des BMBF Ideenwettbewerbs "Bionik - Innovationen aus der Natur" wird die Entwicklung und Herstellung einer neuartigen stoßdämpfenden Transportpalette mit bionischer Strukturoptimierung untersucht. Empfindliche Waren wie Computer-Serverschränke werden auf stoßdämpfenden Paletten transportiert. Gängige Palettensysteme bestehen aus einer Kombination unterschiedlicher Materialien, z. B. Holz, Metall und Kunststoff. Diese werden meist nach einmaligem Gebrauch entsorgt. Damit werden nicht nur Ressourcen verschwendet. Der Materialmix ist ökologisch problematisch und wird nicht oder nur teilweise recycliert. Die bionische Palette soll aus einem Faserverbundwerkstoff mit geschäumter Matrix und optimiert ausgerichteten Verstärkungsfasern hergestellt werden. Durch den Einsatz nachwachsender Rohstoffe, z. B. Hanf, Flachs oder Leinen, wäre die bionische Palette bei ähnlichen Kosten deutlich umweltschonender als bisher verwendete Paletten. Die in diesem FuE-Vorhaben entwickelte bionische Palette besitzt damit großen ökologischen und ökonomischen Nutzen.

Bionische Cold Plate

Bionisch inspirierte Lösungsansätze fließen auch bei der Weiterentwicklung im Bereich der Cold-Plate-Technologie ein. Die energieeffiziente Wärmeabfuhr über Cold-Plate-Technik hat in den letzten Jahren in Verbindung mit Frequenzumrichtern massiv Einzug gehalten. Dieses Konzept wird jetzt durch bionische Ansätze energetisch optimiert. Dabei stand die Geometrie menschlicher Blutbahnen Pate für die Weiterentwicklung. Fraktale, d.h. mehrfach verzweigte Strukturen der Kühlleitungen sorgen für eine optimierte Wärmeabfuhr.

Bionisch inspirierte Kabeleinführungen

Zielsetzung: Entwicklung einer Kabeleinführung mit folgenden Eigenschaften


Erste Lösungsansätze für eine bionisch inspirierte Kabeleinführung liefert die Struktur- und Formbionik. Schlauch-Muskelsysteme wie etwa beim Ringelwurm (Abb. rechts) oder Falt- und Klappstrukturen wie sie bei den Blüten des Waldkaktus (Abb. links) vorgefunden werden, dienen als Ideengeber für die technische Konstruktion.

Erste Ergebnisse

Erste Erfolge aus dem interdisziplinären Forschungsprojekt wurden schnell erzielt:
Zwei Prototypen wurden auf einem Gemeinschaftsstand mit dem Kompetenznetzwerk BIOKON erfolgreich auf der Hannover Messe Industrie 2006 präsentiert.


Neue Innovationen aus der Leichtbautechnik (Wabentechnik)

Prinzip:

Berechnungsbeispiel: Eine Wabenplatte bestehend aus zwei zusammengefügten 0,4 mm Stahlblechen entspricht der Steifigkeit einer 4,25 mm dicken massiven Stahlplatte, die das 5,3-fache Gewicht hätte!

Die Vorteile liegen dabei klar auf der Hand:

Durch das geringe Gewicht und gleichzeitig verbesserte Steifigkeit bietet die Wabenstruktur hervorragende Einsatzmöglichkeiten in der Seitenwandfertigung.