Sportwetenschappers gebruiken ook hydraulische machine-elementen in hun ontwerpen. Vooral bij het analyseren van de snelheidskracht op bepaalde trainingstoestellen. Omdat er grote krachten kunnen optreden in de eindposities, vertrouwt het Instituut voor Sportwetenschappen van de Universiteit van Tübingen op instelbare industriële schokdempers om mens en machine te beschermen.


Het Sportinstituut van Tübingen is al meer dan 180 jaar een vaste waarde in het Duitse universiteitslandschap. Meer dan 50 wetenschappers onderzoeken en onderwijzen nu verschillende belangrijke onderwerpen op het gebied van prestaties, gezondheid en onderwijs. Het spectrum varieert van talentontwikkeling en het ontwerp van sportcompetities tot schoolonderwijs en geïndividualiseerde gezondheidsbevordering. Afdeling III, die zich richt op biomechanica, bewegings- en trainingswetenschappen, wordt geleid door professor Dr. Veit Wank. Zijn team houdt zich onder andere bezig met de analyse en optimalisatie van sportieve bewegingssequenties. In het onderzoek naar trainingswetenschappen ligt de focus op de diagnose van krachtcapaciteiten in individuele sporten. Daarnaast krijgen getalenteerde atleten van atletiekbonden en -teams ondersteuning op het gebied van prestatiediagnostiek.



Testapparaat voor het beoordelen van bewegingstechniek en snelheidskrachten

Hiervoor worden in het instituut al jaren verschillende trainingsapparaten ontwikkeld. Het zogenaamde "trainings- en testapparaat voor de impactworp" is in eerste instantie ontworpen voor het speerwerpen en handbal. De impactworp is misschien niet meer zo bekend, maar veel deelnemers aan nationale jeugdwedstrijden hebben de impactbal al in hun handen gehad. Bij handbal is de stootworp de basistechniek voor alle worpen en in de atletiek wordt de term "rechte worp" gebruikt als synoniem en basis voor de speerworp. In beide gevallen bouwen atleten een boogspanning op voor de maximale versnellingsafstand. Door het actieve gebruik en de bijbehorende stuwkracht van het achterste drukbeen in de werpfase wordt de heup aan de kant van de werparm naar voren gebracht, waardoor het bovenlichaam wordt voorgespannen. Dit proces en het bewuste opeenvolgende gebruik van schouder, elleboog en werphand optimaliseert de versnelling van het werpwerktuig. Deze bewegingstechniek maximaliseert de eindsnelheid van het werpwerktuig, d.w.z. de bal of speer, of in dit geval de werpslee. De gelijktijdige observatie van de bewegingsposities en de posities van de werpers in de video en de corresponderende waarden voor de positie van de slee, de snelheid van de slee en de versnelling maken het gemakkelijk om de bewegingstechniek en de fysieke vaardigheden te beoordelen, in het bijzonder de snelheid van de werper. Het bijbehorende trainingstoestel wordt in Tübingen voornamelijk gebruikt voor testdoeleinden. Professor Wank en zijn team gebruiken het om de krachtwaarden van de snelheid te controleren. De sportwetenschapper legt uit: "Voor atleten die al lange tijd in het team zitten, kunnen we hiermee ook controleren of de trainingsinhoud van de afgelopen weken en maanden juist is gekozen. Omdat de metingen op het test- en trainingstoestel steeds weer hoge traagheidskrachten genereren door de werpbewegingen, hebben we geschikte dempingsoplossingen nodig voor het afremmen in de bovenste en onderste eindposities, waarmee het systeem lange tijd gebruikt kan worden en die tegelijkertijd de grootst mogelijke bescherming bieden voor onze proefpersonen."


Ontwerper kiest flexibele dempers voor hellend vlak

Nadat professor Wank al goede ervaringen had opgedaan met oplossingen van ACE Stoßdämpfer GmbH voor een test- en trainingstoestel voor het meten van de prestaties van de bovenbeenspieren, wendde hij zich tijdens de ontwerpfase van het trainings- en testtoestel voor de impactworp tot de specialisten voor dempingsoplossingen van allerlei aard uit Langenfeld. "Ik onderzocht de aangepaste beenpers voor isometrische en dynamische beenverlengbewegingen op internet en in de ACE-catalogus. In de eindpositie moeten massa's van 25 kilogram tot 200 kilogram, die met snelheden van ongeveer 3 tot 5 meter per seconde worden versneld, worden afgeremd bij botssnelheden van ongeveer 0,5 meter per seconde. Hoewel de MA64150 demper die we destijds hebben getest dit bereik technisch niet aankan, werkt de vertraging empirisch goed. In het geval van de demping van de krachten tijdens de impactworp heb ik ook de klantenservice van ACE gebeld om dit te bevestigen," meldt professor Wank. De structuur van deze testmachine bestaat in wezen uit een hellend vlak met lineaire rails en een lineair geleide lastdrager. Hierop kan een speergreep of een werpbal worden gemonteerd. Het doel is om de versnelling van de slede te maximaliseren vanuit staande positie of met een initiële beweging langs het vlak, zoals bij een wedstrijdworp. De afstand die de slee aflegt is 4,5 meter lang. Kort voor het bereiken van het hoogste punt van de constructie en bij het terugkeren naar de startpositie, wordt de versnelde slee afgeremd door een industriële schokdemper en dendert dan terug naar beneden over het hellende vlak. Het bijzondere aan het ontwerp in Tübingen is dat het vlak continu kan worden aangepast tussen hoeken van 0 graden en 35 graden om aan de specifieke eisen van de individuele atleten te voldoen. Voor handbal is bijvoorbeeld een vlakke werphoek nodig, terwijl voor speerwerpen een hoek tot 35 graden nodig is. Vergeleken met andere oplossingen, zoals stalen veren of rubberen dempers, zijn de componenten die ACE gebruikt van aanzienlijk hogere kwaliteit en duurzamer. Een ervaring die de sportwetenschapper deelt in het interview: "Net als bij het afremmen van de beenverlengbewegingen, werken de verstelbare dempers ook goed bij het afremmen van de werpbewegingen. In ons ontwerp hebben we een tweede demper geïnstalleerd voor de teruggaande beweging van de lastdrager. Deze is iets te groot, maar in eerste instantie werkten goedkope oplossingen met een soort deurstopper niet, vandaar de grotere investering. Hoewel dit aanzienlijk is voor ons budget, is het zo solide dat ik erin heb geïnvesteerd met veiligheidsaspecten en verantwoordelijkheid tegenover de proefpersonen in gedachten. Het blijkt een goede beslissing te zijn geweest. We hebben de instellingen slechts een beetje getest en de onderdelen hebben sindsdien zonder grote moeite of problemen gewerkt. De dempers worden echter naar industrienormen niet erg vaak gebruikt, omdat de testapparaten alleen voor studies worden gebruikt, wat ongeveer twee tot drie keer per jaar gebeurt voor periodes van één tot drie weken."


Dempers permanent stabiel, lineaire rails eerst niet

De industriële schokdempers die in Tübingen worden gebruikt, maken deel uit van de MAGNUM-serie van ACE. Sinds de marktintroductie in 2000 wordt deze beschouwd als de referentieklasse voor middelgrote afmetingen in industriële schokdempertechnologie. Deze hydraulische machine-elementen absorberen de krachten van bewegende massa's over de gehele slag in de kortst mogelijke tijd en zetten de kinetische energie om in warmte, die wordt afgevoerd naar de buitenomgeving. Ontworpen voor continu gebruik in de industrie, profiteren gebruikers van robuustheid en duurzaamheid dankzij een uitgekiend afdichtingspakket, geharde geleidingslagers en een geïntegreerde vaste aanslag. Compacte afmetingen en een groter massabereik in vergelijking met eerdere oplossingen geven ontwerpers meer speelruimte wat betreft de grootte van de demper en het gebruik van de machineprestaties. Een speciaal kenmerk van deze serie is de optionele beschikbaarheid van zelfstellende of instelbare types met M33, M45 en M64 schroefdraad. Professor Wank en zijn team in Tübingen maken ook gebruik van de verstelbaarheid aan de voor- en onderkant van de MA4575EUM dempers die gebruikt worden voor de werpanalyses. Vanwege de in totaal te verplaatsen sledegewichten tussen 1,7 kilogram en maximaal 25 kilogram en versnellingssnelheden tot 13 meter per seconde bij de metingen op het trainings- en testapparaat voor de stootworp, werden alleen verstelbare types overwogen. Terugkijkend meldt de sportwetenschapper en ontwerper: "Ik vertrouwde op mijn instinct met betrekking tot de mogelijke instelwaarden op de ACE schokdempers en uiteindelijk heb ik waarschijnlijk een goede hand gehad met trial and error. In ieder geval zijn we blij met de oplossing. We hebben nooit problemen gehad met de dempers, die zaten heel ergens anders. Bij het werptestapparaat moesten we de aanvankelijk geïnstalleerde en niet bepaald goedkope lineaire rails al na één proef vervangen door een heel dure versie. Bij de eerste rails kwamen de kogels uit de lagers. Ze konden de hoge snelheden tijdens de impactanalyse gewoon niet aan. De nieuwe werken sindsdien, hoewel we voor onze analyses voornamelijk belastingen van 1,7 kilogram tot 5 kilogram gebruiken, zodat alles nog steeds onder de noemer hogesnelheidskracht valt."

Hoge energieabsorptie en geïntegreerde geluidsbescherming

Naast de afdichtingstechnologie met membraanreservoir is de massieve behuizing zonder keerring verantwoordelijk voor de stabiliteit van de hier beschreven schokdempers, die lekkages voorkomt en meer dan 50 procent meer energie absorbeert dan andere schokdemperontwerpen. Het feit dat de MAGNUM types een nog compacter ontwerp hebben dan eerdere ACE modellen blijkt een voordeel te zijn, vooral voor steeds kleinere machines in de automatisering. Met een slag van 73,9 millimeter zijn deze dempers geschikt voor het vertragen van effectieve massa's tussen 70 kilogram en maximaal 15.000 kilogram, waarbij de energieabsorptie voor rebound-free en lineaire vertraging per slag een waarde bereikt van maximaal 1300 Newtonmeter. In industriële toepassingen kunnen waarden van 146.000 newtonmeter per uur worden bereikt in continu bedrijf, waarbij deze waarde nog verder kan worden verhoogd met een olietank ten behoeve van de warmteafvoer van de vloeistoffen en bijna kan worden verdubbeld bij gebruik van een oliecircuit. Een breed scala aan accessoires en aansluitonderdelen zorgt voor een eenvoudige integratie in bestaande ontwerpen en een breed scala aan mogelijke toepassingen. Zo worden bijvoorbeeld alle MAGNUMs die professor Wank in Tübingen heeft geïnstalleerd, gebruikt met speciale slagkoppen van polyurethaan. Dit leidt tot geluidsreducties tot 7 decibel tijdens de intensieve beenverlenging- en werptesten en kan, in combinatie met de dempingseigenschappen die vriendelijk zijn voor mens en machine, een groot succes worden genoemd, net als het algehele ontwerp. Professor Wank vat samen: "In onze analyses zijn de tijdkarakteristieken van de verplaatsing van de slede, de snelheid van de slede en de versnelling relevant. We zijn niet geïnteresseerd in het vertragingsproces in termen van prestatiediagnostiek; het moet gewoon werken, d.w.z. de energie moet worden afgevoerd zonder schade aan het apparaat te veroorzaken." Dit heeft tot nu toe goed gewerkt.


Voorspelbare kwaliteit: ACE industriële schokdempers van het MAGNUM type

Het geheim van het succes van deze industriële schokdempers zit binnenin verborgen. Of het nu zelfstellende of instelbare elementen zijn, of ze nu van staal of roestvrij staal zijn gemaakt, de componenten in deze serie zijn uitgerust met de modernste dempingstechnologie. Uitgerust met een gehard geleidingslager en een geïntegreerde vaste aanslag, maken ze indruk met hun lange levensduur, zelfs in de moeilijkste omgevingen. Een belangrijk voordeel voor ontwerpers is hun hoge energieabsorptie in een compact ontwerp, waarbij ze verkrijgbaar zijn met schroefdraad in de maten M33, M45 en M64 en met een breed scala aan verbindingsonderdelen en accessoires, afhankelijk van de uitvoering.