Deutscher Meister mit neuem Rekord

ZIM-Erfolgsbeispiel
Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand
Kooperationsprojekte133
Deutscher Meister mit neuem Rekord
„Intelligente“ und besonders leichte Lauffedern für Beinprothesenträger bieten optimale mechanische Eigenschaften bei der Kraftübertragung im System Benutzer – Prothese – Untergrund. Ein Schadenssensor mit energieeffizienter Sensorelektronik hilft unkontrollierte
Stürze infolge von Materialabnutzung zu vermeiden. Die neue Lauffeder und die sportliche Leistung ihres Trägers führten zum Erfolg.
Jährlich werden in Deutschland aus
verschiedenen Gründen ca. 60.000
Beinamputationen durchgeführt. Für
betroffene Menschen ist das ein Eingriff,
der ihr gesamtes Leben schlagartig und
grundlegend verändert. Zudem führen
Versorgungsmängel hier manchmal auch
zu Pflegebedarf und Teilhabeverlust. Auf
eine lange Zeit im Krankenhaus folgt in
der Regel ein Alltag, der erst einmal keiner
mehr ist, denn die Betroffenen müssen
sich ihren „Weg ins Leben“ neu erkämpfen. Dennoch lehnen viele behinderte
Menschen eine Sonderbehandlung ab.
Wieder selbstständig zu leben ist für sie
das große Ziel.
Das Produkt und seine Innovation
Moderne Sportlauffedern aus Faserverbundwerkstoffen projizieren die beim
Laufen entstehenden Kräfte unmittelbar
auf den Stumpf des Sportlers. Das kann
bei Dauerbelastung sehr schmerzhaft
werden und führt langfristig nicht selten
zu Gelenk- und Haltungsschäden.
Gemeinsam mit drei universitären Einrichtungen und einem weiteren Industrie
partner ist dem Orthopädiespezialisten
O.T.W. Orthopädietechnik Winkler eine
prothetische Lösung gelungen, die im
Bereich der Beinprothetik mehr leisten
kann als bisher am Markt verfügbare
Produkte.
In der Forschungskooperation wurde eine
leichte Lauffeder mit einem speziellen
Lagenaufbau und einem Harzsystem
entwickelt, deren lineares Verhalten ein
gelenkschonendes und schmerzfreies
Laufen ermöglicht. Das eingesetzte
CFK-Material erlaubt eine beträchtliche
Gewichtsreduktion der Prothese bei guten
mechanischen Eigenschaften. Dieses
Material wies aber auch einen Nachteil
auf, der weiteren Entwicklungsaufwand
notwendig machte. Ein Versagen einzelner
Gewebelagen ist bei mehrschichtigen
Federn nicht immer von außen sichtbar,
so dass es zu einem schlagartigen Versagen
der Lauffeder unter Belastung kommen
kann. Dieses Problem lösten die Projektpartner mit Hilfe eines Schadenssensors,
der eine energieeffiziente Sensorelektronik besitzt und einen rechtzeitigen Austausch der Feder vor dem Überschreiten
eines festgelegten Abnutzungsgrades
ermöglicht. Unkontrollierte Stürze infolge
einer Materialabnutzung werden auf diese
Weise sicher vermieden.
Die neue Prothese hat ihre „Feuerprobe“ bereits mehrfach bestanden. Im
Rahmen der im Mai 2015 in Ohrdruf
(Thüringen) ausgetragenen Deutschen
Meisterschaften wurden im Bahnlaufen
über 10.000 m auch die Titelkämpfe für
Gesundheitsforschung und
Medizintechnik
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Beinprothesen sowie Sportprothesen. Sie
wurde 2003 gegründet.
Ihre Ansprechpartner
Die iXtronics GmbH, Paderborn, bietet
Projektdienstleistungen zum Entwurf
technischer, insbesondere mechatronischer Systeme an. Sie entwickelt und
vertreibt Hard- und Software für die Fahrzeugindustrie und deren Zulieferer. Das
1999 gegründete Unternehmen beschäftigt zehn Mitarbeiter.
Britta Winkler
O.T.W. Orthopädietechnik Winkler
Königstr. 120, 32427 Minden
Telefon 0571 38838840
www.winkler-ot.com
Leichte Lauffeder mit Schadenssensor
Dr.-Ing. Martin Hahn
iXtronics GmbH
Im Dörener Feld 3, 33100 Paderborn
Telefon 05251 4178511
www.iXtronics.com
Prof. Dr.-Ing. Dr. sc. techn. K.-D. Lang
TU Berlin, Fachgebiet AVT
Gustav-Meyer-Allee 25, 13355 Berlin
Telefon 030 31472577
www.avt.tu-berlin.de
Prof. Dr. techn. Marco Platzner
Universität Paderborn (UPB)
Department of Computer Science
Pohlweg 47–49, 33098 Paderborn
Telefon 05251 605250
www.eim.uni-paderborn.de
Prof. Dr. rer. nat. Thomas Tröster
Universität Paderborn (UTB)
Lehrstuhl für Leichtbau im Automobil
Pohlweg 47-49, 33098 Paderborn
Telefon 05251 605331
www.leichtbau-im-automobil.de
Behindertensportler über diese Distanz
ausgetragen. In der Startklasse T44
(Unterschenkelamputierte und Gleichgestellte) wurde Gerald Gerken Deutscher
Meister. Seinen bisherigen deutschen
Rekord konnte er um 40 Sekunden verbessern. Nicht nur für ihn ein grandioser
Erfolg – sondern auch für alle am Projekt
beteiligten Partner.
Der Markt und die Kunden
Die Vermarktung der neuen Lauffedersysteme soll weltweit erfolgen. Kontakte
bestehen bereits in Frankreich und in den
USA. In der O.T.W. Orthopädietechnik
Winkler werden zwei neue Arbeitsplätze
zur Produktion der Lauffedern entstehen,
die mit einem neuartigen CompositesFertigungssystem ausgestattet sind, das
im Oktober 2016 in Betrieb gehen soll. Die
Herstellung der Lauffedern wird hier mit
Taktzeiten von 18 Minuten erfolgen.
Die Kooperationspartner
O.T.W. Orthopädietechnik Winkler,
Minden, entwickelt und produziert mit
zwei Mitarbeitern Prothesenpassteile und
realisiert die orthopädisch-technische
Versorgung von Patienten mit Arm- und
Projektlaufzeit: 07/2011 bis 07/2014
Das Projekt wurde gefördert vom Bundesminis
terium für Wirtschaft und Energie aufgrund
eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.
Das Zentrale Innovationsprogramm Mittelstand
(ZIM) fördert technologie- und branchenoffen:
→→ ZIM-Einzelprojekte
→→ ZIM-Kooperationsprojekte
→→ ZIM-Kooperationsnetzwerke
Infos und Beratung zu Kooperationsprojekten
Projektträger AiF Projekt GmbH
Tschaikowskistraße 49, 13156 Berlin
Telefon 030 48163-451
www.zim-bmwi.de
Das Fachgebiet AVT der TU Berlin
beschäftigt sich mit Fragestellungen
aus dem Bereich der Aufbau- und Verbindungstechnik von Mikrosystemen.
Die bearbeiteten Themen umfassen
Technologien zum Aufbau von Mikrosystemen, Methoden zum Entwurf von
Mikrosystemen sowie die Bewertung der
Zuverlässigkeit.
Das Department of Computer Science
Softwaretechnik und Informations
systeme der Universität Paderborn
betreibt Forschung und Lehre in den
Fachbereichen Modelle und Algorithmen,
Eingebettete Systeme und Systemsoftware
sowie Mensch-Maschine-Wechselwirkung.
Der Lehrstuhl für Leichtbau im Automobil
der Universität Paderborn beschäftigt sich
mit der Auslegung, der Fertigung und dem
Testing von Bauteilen aus höchstfesten
metallischen Werkstoffen, faserverstärkten Werkstoffen und Hybridwerkstoffen.
Einen wesentlichen Schwerpunkt bilden neben Hochleistungswerkstoffen
für den Einsatz im Automobil neue
Fertigungsverfahren für innovative
Leichtbaustrukturen.
Impressum
Herausgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
(BMWi), Öffentlichkeitsarbeit
11019 Berlin
www.bmwi.de
Stand
November 2015
Redaktion und Gestaltung
AiF Projekt GmbH
Bildnachweis
O.T.W. Orthopädietechnik Winkler

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