Einfach genial
Cornelius Senn, Messtechniker am Departement Bau, Umwelt und Geomatik, hat gemeinsam mit Postdoktorand Silvan Leinss einen neuen Reflektor für Radarmessungen entwickelt. Der zugrunde liegende Mechanismus hat aber viele Anwendungsm?glichkeiten und k?nnte etwa den M?belbau revolutionieren.
?Dieser Mechanismus ist so genial, den müsste man patentieren lassen?, dachte sich Cornelius Senn, und dies nicht zum ersten Mal. Der Mess- und Elektrotechniker am Departement Bau, Umwelt und Geomatik machte schon oft Erfindungen und stellte Ger?te her, die den Forschenden im Departement das Leben erleichterten. Doch diesmal sollte sich der so leicht dahergesagte Spruch bewahrheiten.
Er hat einen Mechanismus zum Patent angemeldet, der es erlaubt, Platten – zum Beispiel solche aus Metall oder Plexiglas – ohne Schrauben stabil zusammenzufügen. Zusammengehalten werden sie von abgewinkelten Zungen, einer Art Verzahnung. Was Worte nur schwierig beschreiben k?nnen, ist umso einfacher zu verstehen, wenn man es sieht (vgl. Video).
Helfen gern, aber nicht so
Angefangen hat alles mit einem Nein. Das Nein von Cornelius Senn, als ihn eine Doktorandin um Hilfe bat, Reflektoren für Radarmessungen aufzubauen. Solche Reflektoren werden in Schnee und Eis angebracht, um beispielsweise H?henmodelle zu generieren. An Orten mit bekannten Koordinaten dienen sie als Referenzpunkte. Zudem werden sie ben?tigt, um den Fokus des Radars scharf zu stellen. Mittels der Radarbilder lassen sich dann etwa Fliessgeschwindigkeiten von Gletschern und Hangrutschungen im Millimeterbereich feststellen.
?Als ich die Reflektoren sah, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt waren, Spiel hatten, und die zudem schwer waren, sagte ich: Die baue ich nicht auf, das bringt nichts?, erinnert sich Senn. Und er machte sich gleich daran, eine Alternative zu entwickeln. Dabei stellte sich die Frage, ob er den Reflektor durchbohren darf, um ihn an den Tr?ger zu schrauben, oder ob das die Messungen beeintr?chtigen würde. Kann sein, kann aber auch nicht sein – so richtig wusste das niemand. Bis Silvan Leinss kam, Postdoktorand in der Gruppe von Irena Hajnsek, Professorin für Erdbeobachtung und Fernerkundung. Als promoviertem Physiker war Leinss die Antwort klar: ?Unser Radar arbeitet mit einer Wellenl?nge von mehreren Zentimetern. Alles was kleiner ist, beeinflusst die Messung nicht.?
Zwei Tüftler finden und beflügeln sich
Doch Leinss wollte es ebenso genau wissen wie Senn. Er hatte schon früher Feldexperimente mit den bestehenden Reflektoren durchgeführt und in den Bergen mit 40 Kilogramm Gep?ck hunderte von H?henmetern überwunden. In Gr?nland musste er schon die Ecken eines Reflektors abs?gen, weil er ihn nicht ins Flugzeug brachte – im Wissen darum, dass die Reflexion der Wellen an den Ecken ohnehin verloren geht. Müssen die Reflektoren wirklich so schwer und unhandlich sein? Gibt es keine M?glichkeit, sie vor Ort zusammenzusetzen, auch wenn tiefe Minustemperaturen herrschen? Welches ist ihre ideale Form? Diesen Fragen sind die zwei Tüftler gemeinsam nachgegangen, und sie haben sich dabei immer wieder den Ball zugespielt.
Leinss machte Tests mit Schrauben und zog Alufolie auf Blech auf. Die Erkenntnisse: Einzelne Schrauben haben tats?chlich keinen Einfluss auf die Messungen, und Reflektoren müssen nicht besonders dick sein. Doch baut man dünnere Reflektoren, muss man mehr und kürzere Schrauben verwenden. ?Ist ein solcher Reflektor erst mal zusammengesetzt, nimmt man ihn nicht mehr auseinander, und man baut ihn schon gar nicht bei Minustemperaturen zusammen, wie sie etwa auf Gr?nland herrschen?, weiss Senn aus eigener Erfahrung. Die Idee, ein sogenanntes Klavierbandscharnier zu verwenden – ein Metallband mit vielen kleinen Schrauben, das den Klavierdeckel h?lt – hat er verworfen: ?Wenn da Dreck reinger?t, geht das Band kaputt.? Zudem bestehe es aus einem anderem Material als die Metallplatten, was elektrolytische Korrosion zur Folge haben k?nne.
Einfache L?sung, schwierige Beschreibung
Also hat sich Senn Gedanken gemacht, wie er das besser l?sen k?nnte und sein System mit der Verzahnung entwickelt, das er mit den H?nden simulierte. ?Als ich die Idee zu Papier brachte, kamen mir pl?tzlich Zweifel auf, ob sich das wirklich umsetzen l?sst?, erinnert er sich. Also ab in die Werkstatt, wo er ein Muster erstellte und sah, dass das Prinzip funktioniert. Und nun h?rte er den Erfinderspruch vom Patent immer ?fter: Silvan Leinss war begeistert, ebenso seine Chefin, Irena Hajnsek, die sie angingen, um einen Prototyp finanzieren zu k?nnen. So richtig konkret wurde die Patentfrage dann aber bei der Firma Keller Laser, die den Prototyp herstellte. Der Firmeninhaber erkundigte sich danach. ?Wir sind daran?, entgegnete Senn und kontaktierte daraufhin ETH transfer, die Technologietransferstelle der ETH, wo Stefan Lux ebenfalls begeistert reagierte.
Bei aller Begeisterung: Praktisch jeder, der den Mechanismus sah, sagte, das habe er auch schon irgendwo gesehen. Doch wo genau? Was genau? Auch auf dem Patentamt war man sicher, dass ein solcher Mechanismus bereits hinterlegt ist. Einen Tag lang haben die Beamten gesucht – und dann doch nichts dergleichen gefunden. Nun ging es darum, die Patentschrift zu verfassen, was gar nicht so einfach war. Denn es sollte ja nicht einfach der Reflektor unter Schutzrecht gestellt werden, sondern der Mechanismus, mit dem die Platten miteinander verbunden sind. Und dieser ist so einfach, dass es extrem schwierig ist, ihn zu beschreiben.
Grosses Potenzial
Anwendungsm?glichkeiten gibt es viele. Neben den Reflektoren k?nnten Büchergestelle so gebaut werden, Schr?nke und andere M?bel. Aber auch für Dachkonstruktionen k?nnte sich der Mechanismus eignen. Senn hat viele Ideen, für manche hat er bereits Muster produziert. ?Um diese auszuarbeiten, braucht es aber Zeit – und eine konkrete Anwendung?, erkl?rt er. So ist er offen für weitere Sparringpartner innerhalb der ETH, mit denen er im bew?hrten Zusammenspiel weitere Produkte entwickeln kann, die auf dem Mechanismus beruhen. Selbstverst?ndlich ist aber zu hoffen, dass sich auch Firmen ausserhalb der ETH für die Anwendung interessieren.