Die Wabenmatrix
Flexible Wabenstruktur zur Aufnahme und Verteilung kinetischer Energie.
Die Wabenmatrix verbindet eine flexible, dreidimensionale Wabenstruktur mit eingeschlossener Luft. Bei Belastung wirken die stehenden Wabensegmente zusammen und verteilen die einwirkende Energie auf einen größeren Bereich.
So funktioniert die Wabenmatrix
Die Wabenmatrix nutzt das Zusammenspiel aus stehender Wabenstruktur und eingeschlossener Luft, um einwirkende kinetische Energie aufzunehmen und kontrolliert auf eine größere Fläche zu verteilen.
1. Der Impact trifft auf die geschlossene Oberfläche.
2. Die Last wird auf die stehenden Wabensegmente übertragen.
3. Die Wabenwände weichen unter Belastung seitlich aus und komprimieren die eingeschlossene Luft.
4. Dadurch werden auch benachbarte Waben in die Lastaufnahme einbezogen.
5. Die kinetische Energie verteilt sich dadurch von der lokalen Auftreffstelle auf einen größeren Bereich.
Das Ergebnis: Die punktuell eingebrachte Belastung wird nicht nur lokal aufgenommen, sondern über das Zusammenwirken der Wabenstruktur und der eingeschlossenen Luft auf einen größeren Bereich verteilt.
Was die Wabenmatrix unterscheidet
Die Wabenmatrix unterscheidet sich von klassischen Dämpfungs- und Schutzsystemen durch das gezielte Zusammenspiel von flexibler Wabenstruktur, eingeschlossener Luft und flächiger Lastverteilung.
Flächige statt rein lokaler Lastaufnahme: Die eingebrachte Energie bleibt nicht auf die unmittelbar belasteten Waben beschränkt. Durch das seitliche Ausweichen der Wabenwände und die Kompression der eingeschlossenen Luft werden benachbarte Bereiche in die Lastaufnahme einbezogen.
Eingeschlossene Luft als Teil des Wirkprinzips: Die Luft in den geschlossenen Waben wird unter Belastung komprimiert und unterstützt dadurch die Lastaufnahme der Struktur.
Struktur und Luft wirken gemeinsam: Die mechanische Eigensteifigkeit der stehenden Waben und die komprimierte Luft ergänzen sich bei der Aufnahme und Verteilung der Belastung.
Flexible Struktur statt starrer Lastpfade: Die Wabenmatrix kann sich unter Belastung gezielt verformen und dadurch die einwirkende Energie innerhalb der Struktur weitergeben.
Der entscheidende Unterschied: Die Wabenmatrix nutzt nicht nur die Verformung einer Struktur, sondern das Zusammenwirken von stehenden Waben und eingeschlossener Luft, um lokale Belastungen auf einen größeren Bereich zu verteilen.
Praktische Erprobung
Aufpralltest: In praktischen Versuchen wurde das Verhalten der Wabenmatrix unter dynamischer Belastung untersucht. Das Video zeigt die Reaktion der Struktur bei einem direkten Aufprall.
Hagelschlag-Test: In diesem Versuch trifft ein Hagelkorn mit hoher Geschwindigkeit auf die Wabenstruktur. Das Video dokumentiert die Reaktion der Struktur unmittelbar nach der Belastung.
Anwendungsbereiche
Durch ihr Wirkprinzip eignet sich die Wabenmatrix grundsätzlich für Anwendungen, bei denen lokale Stoß-, Druck- oder Aufprallbelastungen aufgenommen und auf eine größere Fläche verteilt werden sollen.
Schutzausrüstung: Anwendungen, bei denen Stoß- oder Aufprallenergie vom Körper ferngehalten und auf eine größere Fläche verteilt werden soll.
Fahrzeug- und Transportschutz: Bereiche, in denen lokale Stoß- oder Aufprallbelastungen aufgenommen und kontrolliert auf eine größere Strukturfläche verteilt werden sollen.
Industrie und Maschinenschutz: Anwendungen, bei denen Bauteile, Maschinen oder technische Komponenten gegenüber lokalen Stoß- und Druckbelastungen geschützt werden sollen.
Verpackungs- und Transportsicherung: Anwendungen, bei denen empfindliche Güter oder Komponenten vor Stoß- und Aufprallbelastungen während Transport und Handhabung geschützt werden sollen.
Entwicklungsstand
Die Wabenmatrix befindet sich in einer fortgeschrittenen Entwicklungs- und Erprobungsphase. Das Funktionsprinzip wurde in mehreren praktischen Testreihen erfolgreich erprobt. Dabei konnte die vorgesehene Wirkungsweise der Wabenstruktur im Zusammenspiel mit der eingeschlossenen Luft wiederholt beobachtet werden.
Die bisherigen Ergebnisse bilden die Grundlage für die weitere technische Validierung. Im nächsten Schritt sollen die Eigenschaften der Wabenmatrix unter definierten und reproduzierbaren Prüfbedingungen systematisch vermessen und quantifiziert werden.
Ziel der weiteren Entwicklung ist es, belastbare Kennwerte für unterschiedliche Belastungsszenarien zu ermitteln, die Konstruktion gezielt zu optimieren und daraus anwendungsspezifische Ausführungen der Wabenmatrix abzuleiten.
Kontakt und Kooperation
Für die weitere Entwicklung der Wabenmatrix sind Kooperationen mit Unternehmen, Forschungseinrichtungen und technischen Partnern von besonderem Interesse. Gesucht werden Partner für weiterführende Prüfungen, technische Validierung und die Entwicklung konkreter Anwendungslösungen.
Wenn Sie Potenzial für einen konkreten Anwendungsbereich sehen oder die weitere Entwicklung der Wabenmatrix als Entwicklungs-, Prüf- oder Industriepartner begleiten möchten, freuen wir uns über Ihre Kontaktaufnahme.