Biologisch inspiriertes Sitzsystem (BOOST)

Problemstellung
Im Sinne des Umwelt-, Klima- und Ressourcenschutzes gemäß der Hightech-Strategie 2025 ist die Attraktivität des öffentlichen Personennah- und -fernverkehrs weiter deutlich zu steigern. Hierbei spielt die hohe Anzahl an Sitzen in Bahnen und Bussen eine maßgebliche Rolle. Die nächste Generation von Sitzen sollte dabei vor allem hinsichtlich Passagierkomfort, Nachhaltigkeit der Materialien, Sicherheit und Leichtbau zwecks Minderung von CO2- und Schadstoffemissionen überzeugen können. Für die technische Anwendung eines Sitzsystems wurden bereits verschiedene biologische Vorbilder ausgewählt: Die Kammerstrukturen von Bryozoen (Moostierchen) und der Federkörper eines Bovists (kugelförmiger Pilz) für das Sitzkissen und das Netz von Spinnen für den Kissenträger unmittelbar unter dem Sitzkissen.

Ziel
Im Rahmen des Forschungsprojekts BOOST wird ein neuartiges Sitzsystem, bestehend aus einem Sitzkissen und einem Kissenträger, entwickelt. Im Fokus der Forschungstätigkeit steht die Steigerung des Komforts für den Fahrgast durch eine physiologisch angepasste Druckverteilung und eine hohe Atmungsaktivität. Darüber hinaus soll eine Reduzierung des Gewichts des Sitzes zum Zwecke der Ressourcenschonung und Emissionsreduktion bei Herstellung und Nutzung erreicht werden. Zudem ist durch die Verwendung alternativer Werkstoffe mit ökologischen und sicherheitsrelevanten Eigenschaften eine nachhaltige Produktion sicherzustellen. Als Ergebnis werden Demonstratoren vorliegen, welche additiv hergestellt und im Rahmen eines Machbarkeitsnachweises getestet und beurteilt sind.

Vorgehensweise
In einer interdisziplinären Zusammenarbeit sind die genannten biologischen Vorbilder hinsichtlich der ihnen zugrundeliegenden natürlichen Prinzipien und Funktionsweisen im Detail zu analysieren. Im Anschluss erfolgt die Bewertung auf ihre Eignung für die fokussierte Anwendung. Durch digitale Produktentwicklungen, wie numerische Simulationen und eine Weiterentwicklung und Anpassung bestehender, additiver Fertigungsverfahren, erfolgt die innovative Gestaltung und topologische Optimierung der Sitze. Dies wird durch eine Werkstoffauswahl ergänzt. Die Demonstratorentwicklung erfolgt am Beispiel von Sitzkissen für den Fernverkehr, die nach längerem Sitzen bequem bleiben und den Blutstau verhindern.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Die zukünftig leichteren und ergonomischen Sitze eröffnen Spielraum für eine zeitgemäße Ausstattung der Verkehrsbetriebe. Darüber hinaus ist angedacht, die Sitze mit integrativen smarten Funktionen, zum Beispiel mit zusätzlichen Bildschirmen und Elektronik, aufzurüsten. Das Projekt leistet damit einen wesentlichen Beitrag zur Senkung von Treibhausgasemissionen. Nach erfolgreicher Umsetzung ist eine Ausweitung der Ergebnisse beispielsweise auch den Flugverkehr möglich.

• Senckenberg Gesellschaft für Naturforschung
• Technische Hochschule Mittelhessen