Športni znanstveniki pri svojih projektih uporabljajo tudi hidravlične strojne elemente. Zlasti pri analizi sile hitrosti na določeni vadbeni opremi. Ker se v končnih položajih lahko pojavijo velike sile, se Inštitut za športno znanost na Univerzi v Tübingenu pri zaščiti človeka in stroja zanaša na nastavljive industrijske amortizerje.


Inštitut za športne znanosti v Tübingenu je že več kot 180 let stalnica v nemški univerzitetni krajini. Več kot 50 znanstvenikov zdaj raziskuje in poučuje o različnih ključnih temah na področju zmogljivosti, zdravja in izobraževanja. Spekter sega od razvoja talentov in oblikovanja športnih tekmovanj do šolskega izobraževanja in individualne promocije zdravja. Oddelek III, ki se osredotoča na biomehaniko, gibanje in znanost o treningu, vodi profesor Dr. Veit Wank. Njegova ekipa se med drugim ukvarja z analizo in optimizacijo zaporedij športnih gibov. Pri raziskavah na področju znanosti o treningu se osredotoča na diagnosticiranje močnostnih sposobnosti v posameznih športih. Poleg tega so nadarjeni športniki iz društev in ekip atletskih zvez deležni podpore pri diagnostiki zmogljivosti.



Testna naprava za ocenjevanje tehnike gibanja in hitrostnih sil

Na inštitutu že vrsto let razvijajo različne naprave za vadbo v ta namen. Tako imenovana "naprava za trening in testiranje udarnega meta" je bila zasnovana predvsem za met kopja in rokomet. Udarni met morda ni več tako znan, vendar so mnogi udeleženci državnih mladinskih iger že imeli v rokah udarno žogo. V rokometu je udarni met osnovna tehnika vseh metov, v atletiki pa se izraz "direktni met" uporablja kot sinonim in podlaga za met kopja. V obeh primerih atleti zgradijo napetost v loku za največjo razdaljo pospeška. Z aktivno uporabo in s tem povezanim potiskom zadnje pritisne noge v fazi metanja se kolk na strani metalne roke pomakne naprej, kar predrugači zgornji del telesa. Ta proces in zavestna zaporedna uporaba rame, komolca in metalne roke optimizirata pospeševanje metalnega orodja. Ta tehnika gibanja povečuje končno hitrost metalnega orodja, tj. krogle ali kopja ali v tem primeru metalnih sani. Hkratno opazovanje gibalnih položajev in položajev metalcev v videoposnetku ter ustreznih vrednosti položaja sani, hitrosti sani in pospeška omogoča enostavno oceno tehnike gibanja in telesnih sposobnosti, zlasti hitrosti metalca. Ustrezna vadbena naprava se v Tübingenu uporablja predvsem za namene testiranja. Profesor Wank in njegova ekipa jo uporabljata za preverjanje vrednosti hitrostne moči. Športni znanstvenik pojasnjuje: "Pri športnikih, ki so že dlje časa v ekipi, lahko na ta način tudi preverimo, ali je bila vsebina treninga v preteklih tednih in mesecih pravilno izbrana. Ker pri meritvah na napravi za testiranje in vadbo zaradi gibov metanja vedno znova nastajajo velike vztrajnostne sile, potrebujemo ustrezne rešitve za blaženje zaviranja v zgornjem in spodnjem končnem položaju, ki omogočajo dolgotrajno uporabo sistema in hkrati zagotavljajo največjo možno zaščito naših testnih oseb."


Konstrukter izbere prožne blažilnike za nagnjeno ravnino

Potem ko je profesor Wank že imel dobre izkušnje z rešitvami podjetja ACE Stoßdämpfer GmbH za testno in vadbeno napravo za merjenje zmogljivosti stegenskih mišic, se je v fazi načrtovanja vadbene in testne naprave za udarni met obrnil na strokovnjake za blažilne rešitve vseh vrst iz Langenfelda. "Na spletu in v katalogu ACE sem raziskal modificirano napravo za stiskanje nog za izometrične in dinamične gibe iztegovanja nog. V končnem položaju je treba mase od 25 do 200 kilogramov, ki se pospešujejo s hitrostjo od približno 3 do 5 metrov na sekundo, zavreti pri hitrosti udarca približno 0,5 metra na sekundo. Čeprav blažilnik MA64150, ki smo ga takrat testirali, tehnično ne obvladuje tega razpona, se zaviranje empirično dobro obnese. V primeru dušenja sil med udarnim metom sem poklical tudi službo za pomoč strankam družbe ACE, da bi to potrdili," poroča profesor Wank. Struktura tega preskusnega stroja je v bistvu sestavljena iz nagnjene ravnine, izdelane z linearnimi tirnicami z linearno vodenim vozičkom za breme. Nanjo je mogoče namestiti ročaj kopja ali metalno žogo. Cilj je doseči čim večji pospešek sani iz stoječega položaja ali z začetnim gibanjem po ravnini, kot pri tekmovalnem metu. Razdalja, ki jo prevozijo sani, je dolga 4,5 metra. Tik preden dosežejo najvišjo točko konstrukcije in ko se vrnejo v začetni položaj, pospešene sani upočasni industrijski amortizer, nato pa se poženejo nazaj po nagnjeni ravnini. Posebnost konstrukcije v Tübingenu je, da je mogoče ravnino nenehno prilagajati pod kotom od 0 do 35 stopinj, da se prilagodi posebnim zahtevam posameznih športnikov. Na primer, za rokomet je potreben raven kot metanja, medtem ko je za met kopja potreben kot do 35 stopinj. V primerjavi z drugimi rešitvami, kot so jeklene vzmeti ali gumijasti blažilniki, so sestavni deli, ki jih uporablja podjetje ACE, bistveno kakovostnejši in trajnejši. Izkušnja, ki jo športni znanstvenik deli v intervjuju: "Tako kot pri upočasnjevanju gibov iztegovanja nog se nastavljivi blažilniki dobro obnesejo tudi pri upočasnjevanju gibov metanja. V naši zasnovi smo za povratno gibanje nosilca vgradili še drugi blažilnik. Ta je nekoliko predimenzioniran, vendar sprva preizkušene poceni rešitve z nekakšnim zamaškom za vrata niso delovale, zato je bila naložba večja. Čeprav je ta za naš proračun precejšnja, je tako trdna, da sem vanjo investiral z varnostnimi vidiki in odgovornostjo do preizkušancev. Kot se je izkazalo, je bila to dobra odločitev. Nastavitve smo le malo preizkusili, sestavni deli pa so od takrat delovali brez večjih naporov ali težav. Vendar se blažilniki po industrijskih standardih ne uporabljajo zelo pogosto, saj se testne naprave uporabljajo le za študije, kar se zgodi približno dva do trikrat na leto za obdobje enega do treh tednov."


Dušilniki so trajno stabilni, linearne tirnice sprva ne

Industrijski amortizerji, ki se uporabljajo v Tübingenu, so del serije MAGNUM podjetja ACE. Ta že od svoje uvedbe na trg leta 2000 velja za referenčni razred za srednje velikosti v tehnologiji industrijskih amortizerjev. Ti hidravlični strojni elementi v najkrajšem možnem času absorbirajo sile premikajočih se mas na celotnem hodu in kinetično energijo pretvorijo v toploto, ki se odvaja v zunanje okolje. Zasnovani so za neprekinjeno uporabo v industriji, uporabnikom pa zagotavljajo robustnost in vzdržljivost zaradi prefinjenega paketa tesnil, kaljenih vodilnih ležajev in integriranega fiksnega omejevalnika. Kompaktne velikosti in razširjena območja mase v primerjavi s prejšnjimi rešitvami omogočajo oblikovalcem več svobode pri velikosti blažilnika in izkoriščanju zmogljivosti stroja. Posebnost te serije je neobvezna razpoložljivost samonastavljivih ali nastavljivih tipov z navojem M33, M45 in M64. Profesor Wank in njegova ekipa v Tübingenu pri blažilnikih MA4575EUM, ki so bili uporabljeni za analize metanja, uporabljajo tudi nastavljivost na sprednji in spodnji strani. Zaradi skupne teže sani, ki jo je bilo treba premikati med 1,7 kilograma in največ 25 kilogrami, ter hitrosti pospeševanja do 13 metrov na sekundo pri meritvah na vadbeni in testni napravi za udarni met, so bile upoštevane samo nastavljive vrste. Športni znanstvenik in oblikovalec ob pogledu nazaj poroča: "Glede možnih nastavitvenih vrednosti amortizerjev ACE sem se zanašal na svoje instinkte in na koncu sem imel verjetno dobro roko pri poskusih in napakah. V vsakem primeru smo z rešitvijo zadovoljni. Nikoli nismo imeli težav z blažilniki, ti so bili nekje povsem drugje. Z napravo za testiranje metanja smo morali že po enem poskusu zamenjati prvotno nameščene in ne ravno poceni linearne vodila z zelo drago različico. Pri prvih tirnicah so kroglice izstopile iz ležajev. Ti preprosto niso bili kos visokim hitrostim med analizo udarcev. Nova od takrat delujejo, čeprav za analize uporabljamo predvsem obremenitve od 1,7 kilograma do 5 kilogramov, tako da lahko vse skupaj še vedno obravnavamo pod pojmom sila visoke hitrosti."

Visoka absorpcija energije in integrirana zaščita pred hrupom

Poleg tehnologije tesnjenja z membranskim rezervoarjem je za stabilnost opisanih amortizerjev, ki preprečujejo puščanje in absorbirajo več kot 50 odstotkov več energije kot druge konstrukcije amortizerjev, odgovorno trdno telo brez zadrževalnega obroča. Dejstvo, da imajo tipi MAGNUM še bolj kompaktno zasnovo kot prejšnji modeli ACE, se je izkazalo za prednost, zlasti za vedno manjše stroje v avtomatizaciji. Z hodom 73,9 milimetra so ti amortizerji primerni za pojemanje efektivnih mas v razponu od 70 kilogramov do 15.000 kilogramov, pri čemer absorpcija energije za brezodbojno in linearno pojemanje na hod doseže vrednost do 1.300 njutonmetrov. V industrijskih aplikacijah je mogoče pri neprekinjenem delovanju doseči vrednosti 146.000 njutonmetrov na uro, pri čemer se lahko ta vrednost še poveča z oljnim rezervoarjem zaradi odvajanja toplote tekočin in skoraj podvoji pri uporabi oljnega kroga. Širok nabor dodatne opreme in priključnih delov zagotavlja preprosto integracijo v obstoječe zasnove in široko paleto možnih aplikacij. Na primer, vse naprave MAGNUM, ki jih je namestil profesor Wank v Tübingenu, se uporabljajo s posebnimi udarnimi glavami iz poliuretana. Zaradi tega se med intenzivnimi testi iztegovanja nog in metanja zmanjša hrup za do 7 decibelov, kar lahko v kombinaciji z blažilnimi lastnostmi, ki so prijazne do človeka in stroja, označimo za velik uspeh, prav tako kot celotno zasnovo. Profesor Wank povzema: "Pri naših analizah so pomembne časovne značilnosti vožnje vozička, hitrosti vozička in pospeška. Proces upočasnjevanja nas v smislu diagnostike delovanja ne zanima; mora le delovati, tj. energija se mora razpršiti, ne da bi povzročila škodo na napravi." To je do zdaj dobro delovalo.


Predvidljiva kakovost: industrijski amortizerji ACE tipa MAGNUM

Skrivnost uspeha teh industrijskih amortizerjev se skriva v notranjosti. Ne glede na to, ali gre za samonastavljive ali nastavljive elemente, ali so izdelani iz jekla ali nerjavnega jekla, so elementi te serije opremljeni z najsodobnejšo tehnologijo blaženja. Opremljeni so s kaljenim vodilnim ležajem in integriranim fiksnim omejevalnikom ter navdušujejo z dolgo življenjsko dobo tudi v najtežjih okoljih. Pomembna prednost za projektante je njihova visoka absorpcija energije v kompaktni zasnovi, pri čemer so na voljo z navoji velikosti M33, M45 in M64 ter s široko paleto priključnih delov in dodatne opreme, odvisno od različice.