In het Technorama van het Zwitserse Science Center bieden 500 experimentele stations bezoekers de kans om fenomenen uit de natuur en de techniek van dichtbij mee te maken. Het ontwerpteam van Winterthur werkte samen met BIBUS AG en ACE Stoßdämpfer GmbH om de meest geschikte demping op het draaipunt te vinden voor een grote wipwap waarmee bezoekers de hefboomkrachten direct kunnen ervaren.

Technorama: natuurlijke en technologische fenomenen uit de eerste hand beleven in Winterthur

Winterthur ligt in het noorden van Zwitserland en is met meer dan 100.000 inwoners de zesde stad van het land. Als op één na grootste stad van het kanton Zürich was Winterthur vroeger een belangrijke industriestad en nu is de stad met zijn 16 musea tot ver buiten de landsgrenzen bekend als een centrum voor dienstverlening, onderwijs, cultuur en vrije tijd. Het Swiss Science Center Technorama speelt hier een bijzondere rol. Dit museum maakt directe ervaring met honderden fenomenen uit natuur en techniek mogelijk, want bezoekers worden uitgenodigd om een handje te helpen in de experimentele stations, natuurverschijnselen met al hun zintuigen te ervaren en tentoongestelde voorwerpen te manipuleren om de wereld letterlijk te begrijpen. In Technorama mag je alles aanraken, ermee spelen en experimenteren. Aanraken wordt dan ook nadrukkelijk aangemoedigd in dit museum en leren in het Science Center gebeurt spelenderwijs, binnen of buiten, bij mooi of slecht weer. De Zwitserse vereniging Pro Technorama, de mecenasvereniging van dit Science Center, telt meer dan 300.000 bezoekers per jaar en is er trots op meer dan de helft van alle museumbezoekers in de stad Winterthur te hebben. In het Science Center zelf stimuleert een gemotiveerd team van meer dan 100 mensen sinds 1982 de nieuwsgierigheid en het enthousiasme voor wetenschap en techniek met een constante stroom van nieuwe tentoonstellingen en laboratoria.


Tentoonstelling maakt hefboomkrachten tastbaar in de frisse lucht

"Het is de mix die de attractie maakt. Naast interactieve tentoonstellingen over natuurverschijnselen zijn er spectaculaire presentaties, demonstraties en een spannende reeks workshops over biologie, scheikunde en natuurkunde. In de in totaal zeven laboratoria kun je onder deskundige begeleiding zelfstandig experimenteren en, afhankelijk van het seizoen, voor of na het experiment stoom afblazen in onze binnen- en buitenruimtes", legt Juliana Campos, hoofd communicatie en marketing van Technorama, uit. Dat laatste is bijvoorbeeld mogelijk in de zomermaanden bij een tentoonstelling waar bezoekers letterlijk op de langere hefboom kunnen zitten. Dit is een speciale constructie van een wip waarop één persoon tot drie anderen kan optillen, ook al zijn ze samen veel zwaarder. Om de krachten aan den lijve te ondervinden, kan de persoon op de langere hefboom aan een zitplaat trekken die drie meter in de juiste positie kan worden gebracht en dan één, twee of zelfs drie tegenstanders die op de kortere hefboom zitten, en die zwaarder kunnen zijn, in evenwicht houden of hoger kunnen zitten. Omdat dit vaak levendiger is dan in een laboratorium of klaslokaal, heeft het team onder leiding van werkplaatsmanager Jürg Oppliger zich ingespannen om deze opstelling zo veilig en duurzaam mogelijk te maken. Het eerste dat opvalt in de tekening (Fig. 1) zijn de massieve balken en de delicate maar robuuste traliestructuur van de hefboomarmen. Als medewerker van de Technorama-werkplaats en ontwerper van de wip, voorzag Simon Michel tijdens een van de planningsfasen hydraulische industriële schokdempers op het draaipunt om de krachten op de twee balken van verschillende lengte direct af te remmen. Hij voegde ook een solid-state demper toe als veiligheidselement voor de aanslag (Fig. 2), zodat zowel de uiteinden van de wip als de wip zelf de wildste hefexperimenten onbeschadigd zouden overleven.

De wip voorzien van de juiste demper

Simon Michel doet verslag van de testfase van de tentoonstelling, waarin de technici de constructie op de draaipunten aanvankelijk uitsluitend uitrustten met vaste-stofdempers. Deze bleken onvoldoende voor de gemeten demping, die zich vooral uitte in schommelen. "Als gevolg daarvan merkten we buitensporige draaimomenten bij de steunen in de eindstand en besloten toen om de demping te verbeteren om de ritervaring soepeler te maken voor bezoekers en duurzamer voor ons ontwerp," herinnert hij zich. Dat de hydraulische industriële schokdempers die nog op de ontwerptekening te zien waren niet in Winterthur werden gebruikt, is te danken aan de dempingsexperts van BIBUS AG, die Simon Michel inschakelde na onderzoek op internet.

De Zwitserse BIBUS Group staat bekend als leverancier van hydraulische en pneumatische aandrijf- en besturingssystemen en complete systemen. Het bedrijf uit Fehraltorf in het Oberland van Zürich verkoopt ook hydraulische en pneumatische componenten van bekende leveranciers en biedt deze aan voor speciale machines of speciale ontwerpen, zoals in het geval van het Swiss Science Center Technorama, in elke hoeveelheid, zelfs kleine hoeveelheden. Voor industriële schokdempers en soortgelijke componenten vertrouwt het bedrijf al tientallen jaren op oplossingen van ACE Stoßdämpfer GmbH in Duitsland. Michael Weber, teamleider van de afdeling dempingtechnologie bij BIBUS AG, en zijn collega's van ACE's technische verkoopafdeling in Langenfeld werken altijd nauw samen. In dit geval werd Christoph Berning van de technische verkoop bij ACE geraadpleegd. Hij herinnert zich: "We vinden deze toepassing erg aantrekkelijk omdat het met name de doelgroep kinderen en jongeren op een speelse manier de wetten van de hefboomwerking laat ontdekken. Vergeleken met ons andere dagelijkse werk was deze toepassing ook onconventioneel wat betreft het ontwerp van de dempingselementen." Dit komt vooral door de al kort genoemde bijzonderheid dat het ontwerp drie stoelen heeft met een korte hefboomarm aan de ene kant en één stoel met een lange hefboomarm aan de andere kant, waarbij de afstand tussen de stoelen nog kan worden aangepast om de hefboomarmen te verlengen of te verkorten. Dit maakte het moeilijk om de exacte demping op de draaipunten te berekenen omdat er te veel variabelen waren. Dus werd er zonder omhaal een teamvergadering gehouden, waarbij Simon Michel van het Science Center en het ACE-BIBUS duo Berning-Weber verschillende dempingsopties bespraken en welk effect het beste bereikt kon worden met de demping. Het team kwam tot de conclusie dat er een bepaalde mate van demping en dus een groot deel van de energieafvoer moest worden bereikt om de constructie te beschermen, maar dat er tegelijkertijd nog steeds genoeg energie in het systeem moest worden vastgehouden om de dobberervaring mogelijk te maken en de funfactor te behouden.