Større komfort for cyklister

Cykling er sundt, holder kroppen smidig, træner leddene og styrker ryggen. En virksomhed, der vægter komfort højt, er Ergon International GmbH, som fremstiller ergonomisk cykeltilbehør. Styrgreb spiller en vigtig rolle for cykelkomforten. Forskere ved Fraunhofer Institute for Structural Durability and System Reliability LBF arbejder sammen med den Koblenz-baserede virksomhed om metoder og værktøjer til at accelerere og digitalisere udviklingsprocessen for ergonomiske cykelgreb.

Forår er i luften, og solen skinner:tid for mange cykelentusiaster til at få deres cykler ud af kælderen og køre ud på landet. Imidlertid, jo længere turen er, jo mere ubehageligt de føler sig:deres nakke bliver stiv, deres fingre føles følelsesløse, deres knæ begynder at gøre ondt. Ifølge undersøgelser, mellem 50 og 90 procent af alle cyklister lider af sådanne klager. Den Koblenz-baserede producent af cykeltilbehør Ergon International GmbH er opmærksom på disse problemer. For at gøre cykling så behagelig som muligt og hjælpe cyklister med at undgå ømhed, denne SMV (små og mellemstore virksomheder) udvikler ergonomiske cykelgreb. Under udviklingsprocessen, det modtager støtte fra Fraunhofer LBF. Som en del af SME 4.0 Center of Competence Darmstadt (se boks), forskere ved LBF bidrager med deres ekspertise til styrudviklingsprocessen.

Virtuel, numerisk model tager højde for parametre som trykfordeling

"Grip i dag er ofte designet baseret på erfaring, med input fra ergonomiske specialister, designere og materialespecialister. På denne måde første prototyper oprettes, som testes og vurderes af testcyklister. Feedbacken fra testerne er subjektiv, og resultaterne er ofte svære at gengive, siger Jan Hansmann, videnskabsmand ved Fraunhofer LBF. For at forkorte testfaserne, designe en mere effektiv udviklingsproces og reducere materialeomkostninger, projektpartnerne arbejdede tæt sammen om at udtænke en metode, der muliggør en indledende verifikation af cykelhåndtagenes egenskaber ved hjælp af numerisk simulering. Ved at bruge finite element software, Hansmann og hans kolleger skaber en virtuel, numerisk model af håndtaget og hånden, som tager højde for forskellige parametre, såsom materialer, materialesammensætning, trykfordeling, dæmpning, håndgeometri og de forskellige dele af hånden såsom muskler, hud, knogler og væv. Målet er at skabe greb, som cyklisten ikke føler, som letter belastningen på håndleddet og som dæmper de små buler og absorberer vibrationerne på lange cykelture. "Hvis du afprøver prototyper med forskellige materialer, du skal fremstille forskellige materialer i overensstemmelse hermed og gennemgå sprøjtestøbningsprocessen gentagne gange. Med støtte fra simuleringen, du har brug for færre gentagelser og i stedet for, sige, seks forskellige prototypemodeller, du behøver kun to, siger Hansmann, forklare en fordel ved digitalisering. "Vi er i stand til at bestemme de første mekaniske egenskaber, selv før en rigtig prototype er produceret." En anden fordel:Metoden kan også overføres til andet tilbehør, såsom sadlen.

For at kunne vurdere forskellige greb, holdet af forskere udførte yderligere test, hvis resultater også blev taget i betragtning i simuleringen:Brug af vibrationstest i laboratoriet, Hansmann og hans kolleger tester, hvordan vibrationer – det gælder især mountainbikes eller racere – påvirker trætheden af ​​underarmene. De nødvendige accelerations- og kraftmålingsværdier blev bestemt ved hjælp af elektromyografi (EMG).

Færre prototyper er nødvendige takket være simulering

Den nye metode tillader en indledende, hurtig vurdering af greb uden at skulle fremstille prototyper. Selvom testkørsler stadig er nødvendige, antallet af nødvendige prototypevarianter reduceres. Desuden, testene kan udføres hele året rundt, uanset årstiden, og antallet af testpersoner kan også reduceres. Dette resulterer i en hurtigere udviklingsproces. Ud over, der er besparelser i form af værktøjs- og fremstillingsomkostninger i udviklingsfasen. "Digitalisering er meget nyttig for os, så vi vil fortsætte med at opbygge knowhow på dette område. Udviklingen af ​​cykelgreb bliver muligvis det første af mange projekter, vi gennemfører med digital support, " siger Franc Arnold, CEO for Ergon International GmbH, understreger samarbejdets succes.