Manchmal hängt das Leben an einem seidenen Faden. An so einem Faden arbeitet der Diplom-Ingenieur Jan Stüve vom Institut für Textiltechnik der Technischen Hochschule Aachen. Er will damit für mehr Sicherheit in unserem Alltag sorgen.
" Man kann sich einen fadenförmigen Sensor vorstellen, der einfach ein Signal leitet, zum Beispiel elektrisch oder optisch, und dieser Faden befindet sich dann in dem Sei. Und wenn das Seil überlastet wird, reißt dann dieser Sensorfaden, und das Signal wird unterbrochen. Und zum Beispiel kann dann eine kleine Einheit, die daran angeschlossen ist, anfangen zu piepen"
Der Sensorfaden muss also stets weniger belastbar sein als das Seil, das ihn umschließt. Als Material für den Sensorfaden kommen mehrere Möglichkeiten in Betracht: Jan Stüve hat optisch leitende Glasfasern, durch die Licht zur Kontrolleinheit geleitet wird, Metallfäden und elektrisch leitende Polymerfäden untersucht. Sie alle sind als Sensorfäden geeignet. Beim ersten Prototyp hat sich der Wissenschaftler für Glasfaserfäden entschieden.
Das Interesse der Wirtschaft an der Sicherheitstechnik ist groß. Jan Stüve konnte schon in einem frühen Stadium führende Hersteller von Seilen und Sicherheitsgurten für seine Idee interessieren. Denn obwohl sich die neue Technik noch im Entwicklungsstadium befindet, sind schon jetzt viele Anwendungsmöglichkeiten vorstellbar. Zum Beispiel bei der Ladung von Lastwagen:
"Also beim Lkw wird die Ladung gesichert mit Haltegurten. Und wenn jetzt dort ein Überlastfall an so einem Haltegurt auftritt, und die Elektronik funkt das automatisch ins Führerhaus zum Fahrer, so dass der anhalten kann und im besten Fall auch noch sieht, welcher von diesen Spanngurten unterbrochen wurde und tauscht den aus und sichert die Ladung neu."
Aber die Sensorfäden sollen nicht nur bei akuten Notfällen Alarm geben. Jan Stüve sieht noch weitere Einsatzmöglichkeiten für seine Fäden. Sie sollen künftig auch die Überbeanspruchung und den Verschleiß von Seilen messen können. Gerade bei Sicherungsleinen oder Haltegurten von Lastwagen wäre daher auch der Einsatz eines Abriebsensors denkbar. Der würde aus einem mit Leuchtfarbe versehenen Faden - einer so genannten Seele - bestehen, um die ein Mantel gearbeitet wird, der farblich auf das Seil abgestimmt ist, in dem sich der Sensorfaden befindet. Wird das Seil zu sehr beansprucht oder abgenutzt, verschwindet der Mantel allmählich, und der leuchtende Faden kommt zum Vorschein. Dadurch weiß der Benutzer des Seils dann, dass es dringend ausgetauscht werden muss.
Ideal wäre eine Kombination aus beiden Sensorfäden. Einer, der bei Überlastungen Alarm gibt und einer, durch den man den Verschleiß eines Seils feststellen kann. Das wäre zum Beispiel auch bei Seilen in Bergwerksschächten nützlich. Oder auch bei Fahrstühlen. Bei denen werden heute noch hauptsächlich Stahlseile eingesetzt. Aber es gibt schon Fahrstühle, die an synthetischen Seilen hängen. Ab einer bestimmten Höhe können Stahlseile bei Fahrstühlen auch nicht mehr eingesetzt werden. Sie werden zu schwer und reißen dann unter ihrem eigenen Gewicht. Die Fahrstühle in den Hochhäusern der Zukunft werden also nicht mehr an Stahlseilen hängen.
"Das macht es notwendig, dass man synthetische also textile Seile einsetzt. Dort liegen aber nicht die Erfahrungen vor, die man mit Stahlseilen in den vergangenen Jahrzehnten gesammelt hat. Und deswegen ist es notwendig, dort Sensoren zur Überwachung einzusetzen, zum Beispiel, dass man in einen Fahrstuhl einsteigt und der Fahrstuhl sagt dann 'Bitte steigen Sie wieder aus, sie sind zu schwer', weil eben der Sensor ständig die Belastung im Fahrstuhl kontrolliert."
Tritt eine dauerhafte Überbeanspruchung auf, wird der Benutzer rechtzeitig gewarnt, und das Seil kann ausgetauscht werden. Der erste Einsatz der neuen Sicherheitstechnik steht inzwischen kurz bevor. Denn Jan Stüve will noch in diesem Jahr beweisen, was seine Entwicklung leisten kann. Der erste Prototyp wird jedoch nicht für Lastwagen oder Fahrstühle entwickelt. Er soll vielmehr die Freizeitaktivitäten von Extremsportlern sicherer machen.
"Der Prototyp, den wir derzeit entwickeln, der ist für Leinen von Gleit- und Fallschirmen gedacht. Der soll ein Signal geben, wenn diese Leine überlastet wird. Und man hängt ja an so einem Fallschirm quasi am seidenen Faden im Himmel. Und dieser Sensorfaden soll dafür sorgen, dass man da halt sicher hängt, so dass vielleicht der seidene Sensorfaden reißt, aber nicht der seidene Faden, an dem man wirklich hängt."
Der Prototyp soll schon in diesem Jahr der Öffentlichkeit vorgestellt werden. Bis die neue Sicherheitstechnik auf den Markt kommt, wird es allerdings noch einige Zeit dauern. Am Aachener Institut für Textiltechnik wird damit erst für das kommende Jahr gerechnet.
" Man kann sich einen fadenförmigen Sensor vorstellen, der einfach ein Signal leitet, zum Beispiel elektrisch oder optisch, und dieser Faden befindet sich dann in dem Sei. Und wenn das Seil überlastet wird, reißt dann dieser Sensorfaden, und das Signal wird unterbrochen. Und zum Beispiel kann dann eine kleine Einheit, die daran angeschlossen ist, anfangen zu piepen"
Der Sensorfaden muss also stets weniger belastbar sein als das Seil, das ihn umschließt. Als Material für den Sensorfaden kommen mehrere Möglichkeiten in Betracht: Jan Stüve hat optisch leitende Glasfasern, durch die Licht zur Kontrolleinheit geleitet wird, Metallfäden und elektrisch leitende Polymerfäden untersucht. Sie alle sind als Sensorfäden geeignet. Beim ersten Prototyp hat sich der Wissenschaftler für Glasfaserfäden entschieden.
Das Interesse der Wirtschaft an der Sicherheitstechnik ist groß. Jan Stüve konnte schon in einem frühen Stadium führende Hersteller von Seilen und Sicherheitsgurten für seine Idee interessieren. Denn obwohl sich die neue Technik noch im Entwicklungsstadium befindet, sind schon jetzt viele Anwendungsmöglichkeiten vorstellbar. Zum Beispiel bei der Ladung von Lastwagen:
"Also beim Lkw wird die Ladung gesichert mit Haltegurten. Und wenn jetzt dort ein Überlastfall an so einem Haltegurt auftritt, und die Elektronik funkt das automatisch ins Führerhaus zum Fahrer, so dass der anhalten kann und im besten Fall auch noch sieht, welcher von diesen Spanngurten unterbrochen wurde und tauscht den aus und sichert die Ladung neu."
Aber die Sensorfäden sollen nicht nur bei akuten Notfällen Alarm geben. Jan Stüve sieht noch weitere Einsatzmöglichkeiten für seine Fäden. Sie sollen künftig auch die Überbeanspruchung und den Verschleiß von Seilen messen können. Gerade bei Sicherungsleinen oder Haltegurten von Lastwagen wäre daher auch der Einsatz eines Abriebsensors denkbar. Der würde aus einem mit Leuchtfarbe versehenen Faden - einer so genannten Seele - bestehen, um die ein Mantel gearbeitet wird, der farblich auf das Seil abgestimmt ist, in dem sich der Sensorfaden befindet. Wird das Seil zu sehr beansprucht oder abgenutzt, verschwindet der Mantel allmählich, und der leuchtende Faden kommt zum Vorschein. Dadurch weiß der Benutzer des Seils dann, dass es dringend ausgetauscht werden muss.
Ideal wäre eine Kombination aus beiden Sensorfäden. Einer, der bei Überlastungen Alarm gibt und einer, durch den man den Verschleiß eines Seils feststellen kann. Das wäre zum Beispiel auch bei Seilen in Bergwerksschächten nützlich. Oder auch bei Fahrstühlen. Bei denen werden heute noch hauptsächlich Stahlseile eingesetzt. Aber es gibt schon Fahrstühle, die an synthetischen Seilen hängen. Ab einer bestimmten Höhe können Stahlseile bei Fahrstühlen auch nicht mehr eingesetzt werden. Sie werden zu schwer und reißen dann unter ihrem eigenen Gewicht. Die Fahrstühle in den Hochhäusern der Zukunft werden also nicht mehr an Stahlseilen hängen.
"Das macht es notwendig, dass man synthetische also textile Seile einsetzt. Dort liegen aber nicht die Erfahrungen vor, die man mit Stahlseilen in den vergangenen Jahrzehnten gesammelt hat. Und deswegen ist es notwendig, dort Sensoren zur Überwachung einzusetzen, zum Beispiel, dass man in einen Fahrstuhl einsteigt und der Fahrstuhl sagt dann 'Bitte steigen Sie wieder aus, sie sind zu schwer', weil eben der Sensor ständig die Belastung im Fahrstuhl kontrolliert."
Tritt eine dauerhafte Überbeanspruchung auf, wird der Benutzer rechtzeitig gewarnt, und das Seil kann ausgetauscht werden. Der erste Einsatz der neuen Sicherheitstechnik steht inzwischen kurz bevor. Denn Jan Stüve will noch in diesem Jahr beweisen, was seine Entwicklung leisten kann. Der erste Prototyp wird jedoch nicht für Lastwagen oder Fahrstühle entwickelt. Er soll vielmehr die Freizeitaktivitäten von Extremsportlern sicherer machen.
"Der Prototyp, den wir derzeit entwickeln, der ist für Leinen von Gleit- und Fallschirmen gedacht. Der soll ein Signal geben, wenn diese Leine überlastet wird. Und man hängt ja an so einem Fallschirm quasi am seidenen Faden im Himmel. Und dieser Sensorfaden soll dafür sorgen, dass man da halt sicher hängt, so dass vielleicht der seidene Sensorfaden reißt, aber nicht der seidene Faden, an dem man wirklich hängt."
Der Prototyp soll schon in diesem Jahr der Öffentlichkeit vorgestellt werden. Bis die neue Sicherheitstechnik auf den Markt kommt, wird es allerdings noch einige Zeit dauern. Am Aachener Institut für Textiltechnik wird damit erst für das kommende Jahr gerechnet.