Rollstuhlrollen, die wie Flugzeugfahrwerke funktionieren und für eine sanftere Fahrt sorgen, verwenden lange Kohlefaserverbundstoffe, um das Gewicht zu reduzieren

Jan 28, 2024

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19. Juli 2017, 17:00 Uhr ET

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WINONA, Minn., 19. Juli 2017 /PRNewswire/ -- Als Frog Legs, Inc. aus Ottumwa, Iowa, für eine neue Generation ihrer Rollstuhllenkräder von bearbeitetem Aluminium auf einen Kohlefaserverbundstoff umsteigen wollte, gingen sie eine Partnerschaft mit ein PlastiComp, Inc., ein weltweit führender Anbieter langfaserverstärkter thermoplastischer Materialien und Technologien, nicht nur für den Kohlefaserverbundstoff, sondern auch für die Unterstützung bei der Gewährleistung eines erfolgreichen Materialwechsels.

Frog Legs wurde 1997 ins Leben gerufen, als Gründer Mark Chelgren eine zufällige Begegnung mit einer querschnittsgelähmten Rugby-Mannschaft hatte, bei der eine spätabendliche Diskussion über deren Rollstühle Chelgren dazu veranlasste, eine Alternative zu den herkömmlichen starren Rollen für die Vorderräder von Rollstühlen zu entwickeln, die ihnen dies ermöglicht enge Kurven fahren.

Anstelle von starren Gabeln, bei denen sich das Rad nach oben und über Hindernisse bewegen muss und dabei den Fahrer in Bewegung versetzt, hat Chelgren seine Gabeln mit einem patentierten Drehpunkt und einem keilförmigen Stoßdämpfer ausgestattet, der es ihnen ermöglicht, sich in einem Bogen über Hindernisse zu bewegen und dabei sehr gut zu funktionieren wie ein Flugzeugfahrwerk, das die Fahrt angenehmer macht.

„Ein Bogen ist eine viel effizientere Bewegung“, sagte Chelgren. „Aber seine Kompressionszonen sind nicht linear, daher verwendet Frog Legs anstelle eines herkömmlichen zylinderförmigen Stoßdämpfers eine Keilform, um die unterschiedlichen Belastungen von vorne nach hinten besser zu bewältigen.“

Menschen mit körperlichen Behinderungen, die für ihre Mobilität Rollstühle benötigen, spüren buchstäblich jede Unebenheit auf der Straße, wenn ihre Stühle auf scheinbar unbedeutende Hindernisse wie Risse und unebene Oberflächen stoßen. Ein Tag voller ständiger Vibrationen und Erschütterungen aufgrund dieser Hindernisse führt zu Müdigkeit und kann bei Fahrern zu Krämpfen führen, die eine medikamentöse Behandlung erfordern.

Tests, die vom Center for Industrial Research and Service der Iowa State University durchgeführt wurden, zeigten, dass 80 % der Vibrationen, denen Rollstuhlfahrer ausgesetzt waren, von den vorderen Lenkrädern erzeugt wurden und dass die Designverbesserungen von Chelgren die Übertragung dieser Vibrationen auf den Rollstuhlrahmen um 76 % reduzierten. .

Chelgren wusste, dass er und Frog Legs es besser machen könnten. „Wir werden ständig dazu gedrängt, unser Produkt leichter zu machen“, sagte er. „Menschen mit Behinderungen sind von jedem zusätzlichen Gewicht stark betroffen.“

„Dieses Mal haben wir uns einen anderen Herstellungsprozess als die Bearbeitung von Aluminium angesehen“, sagte Chelgren. „Das Spritzgießen ermöglichte es uns, eine viel komplexere Form zu erhalten, und Kohlefaserverbundstoffe verschafften uns wirklich Vorteile bei den möglichen Designparametern.“

„Wenn die Idee darin besteht, ein Aluminiumteil zu nehmen und es aus Kohlefaser herzustellen, denke ich, dass die Leute den Anschluss verpassen“, fuhr er fort. „Ein Kohlefaserteil und ein Aluminiumteil sollten nicht identisch aussehen, sondern man muss das Design auf die Kombination von Material und Prozess abstimmen. Es wäre fast unmöglich, den unteren Teil unseres neuen Gabeldesigns zu bearbeiten oder zu schmieden.“

Die Lenkrollen der zweiten Generation von Frog Legs verwenden zwei verschiedene mit langen Carbonfasern verstärkte Verbundwerkstoffe von PlastiComp aus Winona, Minnesota. Bearbeitetes Aluminium wurde in den Radgabeln durch einen mit langen Carbonfasern verstärkten Nylon 6/6-Verbundwerkstoff und eine lange Carbonfaser ersetzt verstärktes thermoplastisches Polyurethan in der Radnabe.

PlastiComp hat den verstärkten Polyurethan-Verbundstoff speziell für die Verbindung mit dem Urethan entwickelt, das für die äußere Rollfläche des Rads verwendet wird. „Durch die Verwendung von thermoplastischem Polyurethan für die Nabe können wir eine chemische Verbindung herstellen“, sagte Chelgren. „Bei einer Aluminiumnabe gibt es unterschiedliche Materialien, die sich nie vollständig verbinden und verrutschen können.“

Durch den Wechsel von Aluminium zu Verbundwerkstoffen mit langer Kohlefaserverstärkung konnte das Gewicht eines Paars Frog Legs-Lenkräder um 33 % reduziert werden – über 280 Gramm weniger – eine Reduzierung, die spürbar ist und von den Fahrern geschätzt wird.

Das neue Design und die neuen Materialien haben die Industriestandardtests der RESNA (Rehabilitation Engineering Society of North America) bestanden, die sie Millionen von Stößen und Fallkräften standhalten. Frog Legs testete sie daraufhin, da es keine Vergleichsdaten mit herkömmlichen Lenkrollen aus Metall hatte.

„Dann gibt es natürlich reale Tests, bei denen das Produkt effektiv den extremsten Bedingungen ausgesetzt wird, die man finden kann, um zu versuchen, einen Ausfall herbeizuführen“, sagte Chelgren. „Man ist sich nie 100 % sicher, ob in der Praxis etwas im Hinblick auf die dynamische Belastung anders funktioniert als erwartet.“

Frog Legs nutzte während des gesamten Produktentwicklungszyklus die Anwendungsdesign- und Leistungsanalysedienste von PlastiComp. „Insgesamt ist die Effizienz unseres Produkts jetzt viel höher“, sagte Chelgren. „Anhand der Computermodellierung konnten wir die Vorteile erkennen. Ich glaube nicht, dass wir ohne diese Unterstützung ein annähernd so gutes Produkt wie das hätten entwickeln können, das wir bekommen haben.“

„Meiner Meinung nach besteht der Unterschied zu PlastiComp darin, dass sie unser Partner bei der Herstellung eines besseren Produkts wurden. Es war eher ein kollaborativer Prozess – wir haben es nicht alleine gemacht“, fuhr Chelgren fort. „Jemand sollte zu PlastiComp gehen, wenn er mehr als nur eine Probe und ein ‚Viel Glück‘ möchte.“ Sie verfügen über den technischen Hintergrund und den Wunsch, mit Menschen auf einem viel höheren Niveau zusammenzuarbeiten.“

Laut Chelgren sind die Lenkrollen von Frog Legs nicht nur eine Lösung für Rollstühle, sie können die Vibrationen bei allen Arten von Rollgeräten verringern, bei denen Gewicht und Leistung eine Rolle spielen.

Weitere Informationen zu den stoßdämpfenden Lenkrollen von Frog Legs finden Sie auf der Website froglegsinc.com. Weitere Informationen zu den langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffprodukten und unterstützenden Dienstleistungen von PlastiComp finden Sie auf der Website unter www.plasticomp.com.

KONTAKT: Kirk Fratzke, 507-474-0197, [email protected]

QUELLE PlastiComp, Inc.

http://www.plasticomp.com