Även de kraftigaste vuvuzela-stormarna har beräknats exakt

Polyuretan-nopprem CONTI SYNCHRODRIVE^® N10 används i vindkanaler

Kl. 20.30 CET. 11 juli 2010. Johannesburg / Sydafrika. Soccer City Stadium. Domaren blåser igång finalen vid 19:e FIFA-fotbolls-VM i Sydafrika. 80 000 personer i stadion. De välkända vuvuzela-trumpeterna (populära bland Sydafrikas fotbollssupportrar) avger sitt öronbedövande ljud. Miljarder människor över hela världen upplever matchen på teve eller i radio. Ungefär 8500 kilometer bort, i orten Birkenfeld i den tyska regionen Württemberg, sitter medarbetarna vid företaget Wacker Ingenieure Wind Engineering Consultants GmbH, som grundades 1992, och kopplar av framför teve-apparaterna. Deras arbete med att beräkna olika värden för vindlast, vibration, vindkomfort och inre luftflöde, som flera år tidigare bestämts i olika veckolånga försöksserier i anordningar i vindkanalen i Birkenfeld har i den praktiska tillämpningen verkligen visat vad det går för.

Allting har testats och optimerats i en skalenlig modell i vindkanalen i Württemberg. Här har alla tänkbara faktorer som vind, vibrationer och därmed även den statiska påverkan på den jättelika Soccer City Stadium i Johannesburg tagits med i beräkningen.

Bild över vindkanalen för gränsskiktet med en öppen konstruktionsyta för modellen. Tvärsnittet uppgår till 2,05 x 1,85 m vilket motsvarar en karakteristik för ett öppet område utanför stadsbebyggelse och möjliggör vindhastigheter upp till 20 m/sek. Bernd Reinhard, ansvarig aerodynamiker vid Wacker Ingenieure och "herr över vindkanaler och modeller" och Dipl.-Ing. (FH) René Pressler från Mulco-partnern Hilger u. Kern Antriebstechnik, Mannheim, kommer att vara särskilt intresserade av matchen och stadion. När allt kommer omkring så var det dessa två som gemensamt lyckades ge den ungefär 3200 mm långa och 30 mm breda polyuretan-noppremmen "Conti Synchrodrive N10" en avgörande roll i transmissionen för ett vridbord i slutet av en vindkanal.

Noppskivan griper in i noppremmen CONTI SYNCHRODRIVE N10 vid kransen som bär upp modellerna som ska undersökas. "Absolut högsta precision" kallar Bernd Reinhard kombinationen av noppremmen Conti Synchrodrive N10-PAN HF (tillverkad av Mulco-partnern ContiTech Antriebssysteme) och den tillhörande skivan. Det rör sig inte om en kugg- utan om en "noppskiva" som drivs av en stegmotor. Remmen vars noppar pekar utåt har limmats fast med speciallim på en krans av stål som är fritt rörlig på en horisontal rulle. Denna rem driver en emotliggande skiva. Skivan som kan vridas med 360° bär upp modellerna som ska undersökas och kan styras i 4000 precisionssteg.

Wacker-medarbetaren Arne Blitzer förbereder en försöksserie i vindkanalen. Här ansluter han systemet av rör och slangar till mätpunkterna. Bernd Reinhard och René Pressler beskriver sina tankar som slutligen ledde fram till denna utformning av transmissionen: "Vi behövde en formstabil och självstyrande transmission. Eftersom nopparna i Conti Synchrodrive N10 har ett harmoniskt ingreppsförhållande i båda riktningar, kännetecknas denna transmission av högsta precision och synkronitet. Dessutom var det nödvändigt med en öppning i mitten av konstruktionen för att få tillräckligt mycket plats för slangarna som hade dragits från mätpunkterna i modellen".

I samtal vid vindkanalmodellen för Soccer City Stadion i Johannesburg: Aerodynamiker Bernd Reinhard (t v) från Wacker Ingenieure och Dipl.-Ing. (FH) René Pressler, Hilger u. Kern, Mannheim. Med Conti Synchrodrive N10 blev det möjligt att genomföra strömningsfysikaliska undersökningar i exakt definierade steg med målsättning att få exakta mätdata. "Nopparna rullar längs med en exakt cirkelbåge på noppskivan", förklarar Pressler. Den konstanta remspänningen och den höga prestandan kan uppnås tack vare slitstark och beständig polyuretan med förstärkt stålkordsarmering. Systemet är självstyrande och kräver inga flänsskivor.

"Lösningar som t ex noppremmen Conti Synchrodrive N10 passar till vårt innovativa arbetssätt som vi tillämpar alltsedan firman grundades", menar Bernd Reinhard och beskriver hur försöksserierna i vindkanalerna förbereds för att mäta upp både vindlaster samt vind- och personberoende vibrationer. Inför försöken i vindkanalerna har t ex hundratals mätpunkter med hårfina rör placerats vid definierade positioner i modellerna och därefter kopplats samman med ett system av slangar. Samtliga data har därefter utvärderats med ett program som utvecklats av firman Wacker.

Denna "wind engineering" som ingenjörerna hos Wacker sysslar med har endast en enda konkurrent över hela världen. Referenslistan är övertygande och sträcker sig från undersökningar av stadsprofiler och höghus över berömda byggnader till olika stadion där fotbolls-VM 2010 går av stapeln i Sydafrika: New Durban Stadion, Port Elizabeth, Greenpoint Cape Town och Soccer City Stadion Johannesburg med öppnings- och finalmatchen. "Utan oss och våra undersökningar", säger Bernd Reinhard inte utan stolthet, "hade man varken kunna börjat bygga eller slutföra byggnaden med tanke på statiken".

I den stora hallen står tre vindkanaler som används för att undersöka gränsskikt, aeronautik och vindhastigheter upp till 100 km/h. Med hjälp av dessa kanaler kan vindingenjörerna från Wacker undersöka vind, termik och dynamik som byggnader, stadsbilder eller bryggor kan komma att utsättas för.

Ingenjörer från Wacker stöds av Mulco-distributionspartnern Hilger u. Kern. "Vi lägger stor vikt vid medföljande ingenjörstjänster vid detta transmissionsprojekt. Det intensiva och tidiga samarbetet för att praktiskt omsätta den konstruktiva idén är mycket viktigt för oss", förklarar Bernd Reinhard med tanke på det nära samarbetet.

I mitten av juni 2010 kan man endast ana vilka byggnadstekniska och statiska krav som ligger bakom denna gigantiska fotbollsstadion som rymmer upp till 80 000 entusiastiska fotbollssupportrar. Men herrarna över vinden i Birkenfeld vet det redan sedan lång tid tillbaka. Deras långvariga och exakta arbetsuppgifter utgjorde fundamentet för en övertygande statik till denna jättebyggnad. "Några obehagliga känslor?" frågar vi Bernd Reinhard till slut: "Nej, inga alls".

Mulco-Europe EWIV
5 maj 2010