Mit einer Motte über das Wasser fliegen

Zwei Studenten aus Stuttgart erhalten für ein Segelboot den Innovati-onspreis für Technische Textilien

(PresseBox) (Stuttgart, ) Mit einer "Motte", einem Segelboot der sogenannten "moth class", haben Raphael Geiger und Florian Fritz vom ITV Denkendorf den Innovationspreis textil+mode 2010 in der Kategorie Innovative Technische Textilien gewonnen. Ihre Leidenschaft fürs Segeln haben die beiden bei der Entwicklung eines faserbasierten Hydrofoil-Segelboots erfolgreich umgesetzt. Der mit 10.000 Euro dotierte Preis wird vom Gesamtverband textil+mode vergeben, um den Branchennachwuchs zu fördern und Projekte junger Talente auszuzeichen, die durch ihren Innovationsgrad, ihre Markttauglichkeit und die Umsetzbarkeit der Idee überzeugen.

Die beiden Preisträger aus der Region Stuttgart studieren an der Universität Stuttgart und entwickelten im Rahmen ihrer Diplomarbeiten am Institut für Textil- und Verfahrenstechnik (ITV) in Denkendorf (Landkreis Esslingen) ein Segelboot mit herausragenden funktionalen Eigenschaften. Das Ein-Mann Segelboot "fliegt" bei höheren Geschwindigkeiten regelrecht über dem Wasser. Der Rumpf hebt sich dabei bis zu 50 Zentimeter über die Wasseroberfläche und wird von Unterwassertragflächen, den sogenannten "Hydrofoils", getragen.

"In der moth class haben die Konstrukteure größere Freiheiten als in anderen Segelklassen. Seit einigen Jahren werden bereits Tragflügel (Hydrofoils) entwickelt, die den Widerstand drastisch senken," erzählt Florian Fritz. "Mit Hydrofoils kann eine mehr als doppelt so hohe Geschwindigkeit als bei gewöhnlichen Segelbooten dieser Größe erreicht werden - der aktuelle Weltrekord der Klasse liegt bei 28 Knoten, das entspricht rund 54 Kilometer pro Stunde." Um den Widerstand der Hydrofoils zu minimieren, ist absoluter Leichtbau für die Konstruktion gefordert - eine anspruchsvolle Aufgabe für die Tüftler aus Denkendorf.

Ein Boot, das nicht sinken kann

Das Boot aus der Werkstatt des ITV in Denkendorf ist durch eine Konstruktion in Carbonfaser-Kunststoff-Bauweise (CFK) extrem leicht und belastbar. "Dadurch liegt es optimal im Wasser kann, selbst mit Wasser gefüllt, nicht sinken," versichern die beiden Konstrukteure. Die besonders strömungsgünstige, aerodynamische Form und eine verbesserte Längssteifigkeit ermöglichen höhere Segelgeschwindigkeiten sowie eine präzise Steuerung. Dies ist durch ist durch eine Verbindung von neuem Design sowie unterschiedlicher Textiltechnologien gelungen.

Für den Bootsrumpf haben die Preisträger kein konventionelles Kohlenstofffasergewebe eingesetzt, bei dem Fasern eine wellige Form annehmen, da sie sich überkreuzen. Geiger und Fritz haben stattdessen ein sogenanntes Gelege vorgezogen. Hier liegen die verwendeten Fasern glatt in einer Ebene. Eine weitere Schicht wurde quer gelegt und fest vernäht. Der Vorteil dieser Konstruktion liegt darin, dass die Fasern gerade liegen. Bei gleichzeitiger Verringerung des Gewichts hält die Schiffshaut deutlich höhere Zugkräfte aus als mit gebogenen Fasern.

Kork schwimmt oben

Als Kernmaterial haben die beiden Studenten Kork statt Schaumstoff gewählt. Kork saugt praktisch kein Wasser auf, so dass mögliche Beschädigungen in der Deckschicht unproblematisch sind. "Das Naturmaterial erhöht die Steifigkeit um ein Vielfaches und wirkt schwingungsdämpfend", erklärt Raphael Geiger. An der Bootsunterseite, dort, wo sonst der Kiel sitzt, haben die beiden Tüftler ein Aramid-Gewebeband angebracht. Aramid ist eine spezielle Kunststofffaser, die auch in Airbags und schusssicheren Westen zum Einsatz kommt. Aramidfasern sind extrem dehnbar und reiß- und scheuerfest. "Das ist wichtig, wenn das Boot über Sand und Steine ins Wasser ge-lassen wird", sagt Florian Fritz. Die Sitze im Boot sind aus Kohlenstofffasern geflochten anstatt gewickelt.

Form follows function - in Anlehnung an diesen klassischen Gestaltungsleitsatz in Design und Architektur erhielt das Segelboot der beiden Studenten ein neues Design für den Bootsrumpf und die Sitzflächen. Dabei leiteten Geiger und Fritz die neue Form direkt aus ihrem Nutzungszweck ab. "Wir haben den Bootsrumpf flach und breit geformt - im Gegensatz zu den bisher verwendeten schmalen und hohen Rümpfen", erläutert Geiger. Für die Funk-tionalität ergeben sich daraus wesentliche Vorteile: Während des Fliegens verbessert sich die Aerodynamik - schwimmt der Rumpf auf dem Wasser, segelt sich das Boot stabiler. "Dadurch können höhere Endgeschwindigkeiten erreicht werden und die Kentergefahr wird verringer" ergänzt Fritz.

"Für die Sitzflächen haben wir Rohre mit ovalem, statt wie bisher kreisrundem Querschnitt gewählt. Dann sitzen die Segler deutlich bequemer. Die fein strukturierten Oberfläche, die die Struktur des Geflechts überlagert, bietet außerdem eine ausgezeichnete Griffigkeit der Sitzflächen - ein Gewinn für den sicheren Sitz des Seglers" fassen die beiden ihren Entwurf zusammen. Diese insgesamt intelligente Kombination unterschiedlicher Textiltechnologien und das neuartige Design haben auch die Jury überzeugt.

Über das ITV Denkendorf

Das ITV Denkendorf ist Deutschlands größtes Textilforschungszentrum. Unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Heinrich Planck betreibt das ITV Grundlagen- und anwendungsorientierte Forschung über die gesamte textile Produk-tionskette hinweg - vom Rohstoff bis zum Endprodukt.

Produktionsnahe Technika, spezialisierte Labors und eigene, am ITV entwickelte Produktions- und Prüfverfahren ermöglichen die Lösung komplexer und anspruchsvoller Aufgabenstellungen für die Industrie.

http://www.itv-denkendorf.de

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