W Szwajcarskim Centrum Nauki Technorama, 500 stacji eksperymentalnych oferuje odwiedzającym możliwość doświadczenia z bliska zjawisk natury i technologii. Zespół projektantów z Winterthur współpracował z BIBUS AG i ACE Stoßdämpfer GmbH, aby znaleźć najbardziej odpowiednie tłumienie w punkcie obrotu dla dużej huśtawki, która pozwala odwiedzającym bezpośrednio doświadczyć sił dźwigni.

Technorama: doświadczanie zjawisk naturalnych i technologicznych z pierwszej ręki w Winterthur

Położony na północy Szwajcarii Winterthur jest szóstym co do wielkości miastem w kraju z ponad 100 000 mieszkańców. Jako drugie co do wielkości w kantonie Zurych, Winterthur było niegdyś ważną lokalizacją przemysłową, a obecnie jest znane daleko poza granicami kraju jako centrum usługowe, edukacyjne, kulturalne i rekreacyjne z 16 muzeami. Szczególną rolę odgrywa tu Szwajcarskie Centrum Nauki Technorama. Muzeum to umożliwia bezpośrednie doświadczenie setek zjawisk z zakresu przyrody i technologii, ponieważ odwiedzający są zapraszani do pomocy na stacjach eksperymentalnych, doświadczania zjawisk naturalnych wszystkimi zmysłami i manipulowania eksponatami w celu dosłownego zrozumienia świata. W Technoramie wszystkiego można dotknąć, pobawić się i poeksperymentować. Dotykanie jest zatem wyraźnie zalecane w tym muzeum, a nauka w Centrum Nauki odbywa się poprzez zabawę, zarówno w pomieszczeniach, jak i na zewnątrz, przy dobrej lub złej pogodzie. Szwajcarskie stowarzyszenie Pro Technorama, zrzeszające patronów tego Centrum Nauki, liczy ponad 300 000 odwiedzających rocznie i jest dumne z tego, że ma ponad połowę wszystkich odwiedzających muzea w mieście Winterthur. W samym Centrum Nauki zmotywowany zespół ponad 100 osób od 1982 r. pobudza ciekawość i entuzjazm dla nauki i technologii dzięki ciągłemu strumieniowi nowych eksponatów i laboratoriów.


Eksponat sprawia, że siły dźwigni są namacalne na świeżym powietrzu

"To mieszanka tworzy atrakcję. Oprócz interaktywnych wystaw poświęconych zjawiskom naturalnym, odbywają się tu spektakularne prezentacje, pokazy i ekscytujące warsztaty z zakresu biologii, chemii i fizyki. W sumie w siedmiu laboratoriach można samodzielnie eksperymentować przy wsparciu ekspertów i, w zależności od pory roku, odpocząć przed lub po zajęciach w naszych pomieszczeniach i na świeżym powietrzu" - wyjaśnia Juliana Campos, dyrektor ds. komunikacji i marketingu w Technoramie. To ostatnie jest możliwe w miesiącach letnich, na przykład na wystawie, gdzie odwiedzający mogą dosłownie usiąść na dłuższej dźwigni. Jest to specjalna konstrukcja huśtawki, na której jedna osoba może podnieść do trzech innych, nawet jeśli razem są znacznie cięższe. Aby doświadczyć siły z pierwszej ręki, osoba na dłuższej dźwigni może pociągnąć płytę siedziska, którą można przesunąć o trzy metry do właściwej pozycji, a następnie utrzymać w ryzach jednego, dwóch lub nawet trzech przeciwników siedzących na krótszej dźwigni, którzy mogą być ciężsi, w równowadze lub wyżej. Ponieważ jest to często bardziej żywe niż w laboratorium lub klasie, zespół kierowany przez kierownika warsztatu Jürga Oppligera starał się zaprojektować ten eksponat tak, aby był jak najbardziej bezpieczny i trwały. Pierwszą rzeczą, która rzuca się w oczy na rysunku (rys. 1), są solidne belki i delikatna, ale solidna konstrukcja kratowa ramion dźwigni. Jako pracownik warsztatu Technorama i projektant huśtawki, Simon Michel zapewnił hydrauliczne amortyzatory przemysłowe w punkcie obrotu podczas jednej z faz planowania, aby bezpośrednio zmniejszyć siły działające na dwie belki o różnych długościach. Dodał również amortyzator półprzewodnikowy jako element zabezpieczający ogranicznik (rys. 2), aby zarówno końce wahacza, jak i sam wahacz przetrwały bez uszkodzeń najdziksze eksperymenty z podnoszeniem.

Odpowiedni amortyzator dla rockera

Simon Michel relacjonuje fazę testowania eksponatu, podczas której technicy początkowo wyposażyli konstrukcję w punktach obrotu wyłącznie w tłumiki półprzewodnikowe. Okazały się one niewystarczające pod względem zmierzonego tłumienia, które objawiało się głównie kołysaniem. "W rezultacie zauważyliśmy nadmierne momenty obrotowe na podporach w pozycji końcowej, a następnie zdecydowaliśmy się poprawić tłumienie, aby jazda była płynniejsza dla odwiedzających i bardziej zrównoważona dla naszego projektu" - wspomina. Fakt, że hydrauliczne amortyzatory przemysłowe nadal widoczne na rysunku projektowym nie zostały użyte w Winterthur, zawdzięczamy ekspertom od tłumienia w BIBUS AG, do których Simon Michel zadzwonił po przeszukaniu Internetu.

Szwajcarska grupa BIBUS jest znana jako dostawca hydraulicznych i pneumatycznych systemów napędowych i sterujących, a także kompletnych systemów. Firma z Fehraltorf w Zurich Oberland sprzedaje również komponenty hydrauliczne i pneumatyczne od znanych dostawców i oferuje je do specjalnych maszyn lub specjalnych projektów, takich jak w przypadku Szwajcarskiego Centrum Nauki Technorama, w dowolnej ilości, nawet w małych ilościach. W przypadku amortyzatorów przemysłowych i podobnych komponentów firma od dziesięcioleci polega na rozwiązaniach niemieckiej firmy ACE Stoßdämpfer GmbH. Michael Weber, kierownik zespołu działu technologii tłumienia w BIBUS AG, i jego koledzy z działu sprzedaży technicznej ACE w Langenfeld zawsze ściśle ze sobą współpracują. W tym przypadku skonsultowano się z Christophem Berningiem z działu sprzedaży technicznej ACE. Wspomina on: "Uważamy, że ta aplikacja jest bardzo atrakcyjna, ponieważ pozwala grupie docelowej dzieci i młodzieży w szczególności na odkrywanie praw dźwigni w zabawny sposób. W porównaniu do naszej codziennej pracy, ta aplikacja była również niekonwencjonalna pod względem konstrukcji elementów tłumiących" Wynika to głównie ze specjalnej cechy, o której już krótko wspomniano, że konstrukcja ma trzy siedzenia z krótkim ramieniem dźwigni po jednej stronie i jedno siedzenie z długim ramieniem dźwigni po drugiej, przy czym odległość między nimi można nadal regulować w celu wydłużenia lub skrócenia ramion dźwigni. Utrudniało to obliczenie dokładnego tłumienia w punktach obrotu, ponieważ było zbyt wiele zmiennych. W związku z tym bez zbędnych ceregieli odbyło się spotkanie zespołu, podczas którego Simon Michel z Centrum Naukowego i duet ACE-BIBUS Berning-Weber omówili różne opcje tłumienia i jaki efekt powinien być najlepiej osiągnięty przez tłumienie. Zespół doszedł do wniosku, że należy osiągnąć pewną ilość tłumienia, a tym samym znaczną część rozpraszania energii, aby chronić konstrukcję, ale jednocześnie wystarczająca ilość energii powinna być nadal zatrzymywana w systemie, aby umożliwić bobbing i utrzymać czynnik zabawy.