Οι αθλητικοί επιστήμονες χρησιμοποιούν επίσης στοιχεία υδραυλικής μηχανής στα σχέδιά τους. Ιδιαίτερα όταν αναλύουν τη δύναμη ταχύτητας σε ορισμένα όργανα προπόνησης. Καθώς στις τελικές θέσεις μπορεί να εμφανιστούν υψηλές δυνάμεις, το Ινστιτούτο Αθλητικών Επιστημών του Πανεπιστημίου του Tübingen βασίζεται σε ρυθμιζόμενα βιομηχανικά αμορτισέρ για την προστασία ανθρώπου και μηχανής.


Για πάνω από 180 χρόνια, το Ινστιτούτο Αθλητικής Επιστήμης του Tübingen αποτελεί μόνιμο στοιχείο στο γερμανικό πανεπιστημιακό τοπίο. Περισσότεροι από 50 επιστήμονες ερευνούν και διδάσκουν σήμερα σε διάφορα βασικά θέματα στους τομείς της απόδοσης, της υγείας και της εκπαίδευσης. Το φάσμα εκτείνεται από την ανάπτυξη ταλέντων και τον σχεδιασμό αθλητικών αγώνων μέχρι τη σχολική εκπαίδευση και την εξατομικευμένη προαγωγή της υγείας. Το Τμήμα ΙΙΙ, το οποίο επικεντρώνεται στη εμβιομηχανική, την επιστήμη της κίνησης και της προπόνησης, διευθύνεται από τον καθηγητή Dr. Veit Wank. Μεταξύ άλλων, η ομάδα του ασχολείται με την ανάλυση και τη βελτιστοποίηση αθλητικών ακολουθιών κίνησης. Στην έρευνα της επιστήμης της προπόνησης, η εστίαση είναι στη διάγνωση των ικανοτήτων δύναμης σε μεμονωμένα αθλήματα. Επιπλέον, οι ταλαντούχοι αθλητές από ομάδες και σύνολα αθλητικών σωματείων λαμβάνουν υποστήριξη διάγνωσης της απόδοσης.



Συσκευή δοκιμής για την αξιολόγηση της τεχνικής κίνησης και των δυνάμεων ταχύτητας

Στο ινστιτούτο αναπτύσσονται εδώ και χρόνια διάφορες συσκευές προπόνησης για τον σκοπό αυτό. Η λεγόμενη "συσκευή προπόνησης και δοκιμής για την κρουστική ρίψη" σχεδιάστηκε κυρίως για τον ακοντισμό και τη χειροσφαίριση. Η κρουστική ρίψη μπορεί να μην είναι πλέον τόσο οικεία, αλλά πολλοί συμμετέχοντες σε εθνικούς αγώνες νέων έχουν ήδη κρατήσει στα χέρια τους την κρουστική μπάλα. Στη χειροσφαίριση, η ρίψη με κρούση είναι η βασική τεχνική για όλες τις ρίψεις και στον στίβο ο όρος "ευθεία ρίψη" χρησιμοποιείται ως συνώνυμο και βάση για τη ρίψη με ακόντιο. Και στις δύο περιπτώσεις, οι αθλητές δημιουργούν μια τάση τόξου για τη μέγιστη απόσταση επιτάχυνσης. Μέσω της ενεργητικής χρήσης και της σχετικής ώθησης του οπίσθιου πιεστικού ποδιού στη φάση της ρίψης, το ισχίο στην πλευρά του βραχίονα ρίψης φέρεται προς τα εμπρός, γεγονός που προτάσσει το άνω μέρος του σώματος. Αυτή η διαδικασία και η συνειδητή διαδοχική χρήση του ώμου, του αγκώνα και του χεριού ρίψης βελτιστοποιεί την επιτάχυνση του εργαλείου ρίψης. Αυτή η τεχνική κίνησης μεγιστοποιεί την τελική ταχύτητα του εργαλείου ρίψης, δηλ. της μπάλας ή του ακοντίου, ή στην προκειμένη περίπτωση του έλκηθρου ρίψης. Η ταυτόχρονη παρατήρηση των στάσεων κίνησης και των θέσεων των ρίπτων στο βίντεο και των αντίστοιχων τιμών για τη θέση του έλκηθρου, την ταχύτητα του έλκηθρου και την επιτάχυνση καθιστούν εύκολη την αξιολόγηση της τεχνικής κίνησης και των φυσικών ικανοτήτων, ιδίως της ταχύτητας του ρίπτη. Η αντίστοιχη προπονητική συσκευή χρησιμοποιείται κυρίως στο Tübingen για δοκιμαστικούς σκοπούς. Ο καθηγητής Wank και η ομάδα του το χρησιμοποιούν για τον έλεγχο των τιμών της δύναμης ταχύτητας. Ο αθλητικός επιστήμονας εξηγεί: "Για τους αθλητές που βρίσκονται στην ομάδα για μεγάλο χρονικό διάστημα, αυτό μας επιτρέπει επίσης να ελέγξουμε αν το περιεχόμενο της προπόνησης των τελευταίων εβδομάδων και μηνών επιλέχθηκε σωστά. Επειδή οι μετρήσεις στη συσκευή δοκιμής και προπόνησης δημιουργούν ξανά και ξανά υψηλές αδρανειακές δυνάμεις λόγω των κινήσεων ρίψης, χρειαζόμαστε κατάλληλες λύσεις απόσβεσης για το φρενάρισμα στην άνω και κάτω τελική θέση, που να επιτρέπουν τη χρήση του συστήματος για μεγάλο χρονικό διάστημα και ταυτόχρονα να παρέχουν τη μεγαλύτερη δυνατή προστασία για τους δοκιμαζόμενους μας".


Ο μηχανικός σχεδιασμού επιλέγει εύκαμπτους αποσβεστήρες για κεκλιμένο επίπεδο

Αφού ο καθηγητής Wank είχε ήδη καλές εμπειρίες με λύσεις της ACE Stoßdämpfer GmbH για μια συσκευή δοκιμής και προπόνησης για τη μέτρηση της απόδοσης των μυών του μηρού, απευθύνθηκε στους ειδικούς για λύσεις απόσβεσης κάθε είδους από το Langenfeld κατά τη φάση σχεδιασμού της συσκευής προπόνησης και δοκιμής για τη ρίψη κρούσης. "Ερεύνησα την τροποποιημένη πρέσα ποδιών για ισομετρικές και δυναμικές κινήσεις έκτασης των ποδιών στο διαδίκτυο και στον κατάλογο της ACE. Στην τελική θέση, μάζες 25 έως 200 κιλών, οι οποίες επιταχύνονται με ταχύτητες περίπου 3 έως 5 μέτρων ανά δευτερόλεπτο, πρέπει να φρενάρουν σε ταχύτητες πρόσκρουσης περίπου 0,5 μέτρων ανά δευτερόλεπτο. Ακόμη και αν ο αποσβεστήρας MA64150 που δοκιμάσαμε τότε δεν διαχειρίζεται τεχνικά αυτό το εύρος, η επιβράδυνση λειτουργεί καλά εμπειρικά. Στην περίπτωση της απόσβεσης των δυνάμεων κατά τη ρίψη της κρούσης, τηλεφώνησα επίσης στην υπηρεσία εξυπηρέτησης πελατών της ACE για να το επιβεβαιώσω", αναφέρει ο καθηγητής Wank. Η δομή αυτής της μηχανής δοκιμών αποτελείται ουσιαστικά από ένα κεκλιμένο επίπεδο που κατασκευάζεται με τη χρήση γραμμικών σιδηροτροχιών με ένα γραμμικά καθοδηγούμενο καρότσι φορτίου. Σε αυτό μπορεί να τοποθετηθεί είτε μια λαβή δόρατος είτε μια μπάλα ρίψης. Ο στόχος είναι να μεγιστοποιηθεί η επιτάχυνση του έλκηθρου είτε από όρθια θέση είτε με μια αρχική κίνηση κατά μήκος του επιπέδου, όπως σε μια αγωνιστική ρίψη. Η απόσταση που καλύπτει το έλκηθρο είναι 4,5 μέτρα. Λίγο πριν φθάσει στο υψηλότερο σημείο της κατασκευής και κατά την επιστροφή στην αρχική θέση, το επιταχυνόμενο έλκηθρο επιβραδύνεται από ένα βιομηχανικό αμορτισέρ και στη συνέχεια κατρακυλά πίσω στο κεκλιμένο επίπεδο. Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της κατασκευής στο Tübingen είναι ότι το επίπεδο μπορεί να ρυθμίζεται συνεχώς μεταξύ γωνιών 0 μοιρών και 35 μοιρών, ώστε να ανταποκρίνεται στις ιδιαίτερες απαιτήσεις των μεμονωμένων αθλητών. Για παράδειγμα, μια επίπεδη γωνία ρίψης απαιτείται για τη χειροσφαίριση, ενώ μέχρι 35 μοίρες απαιτούνται για τη ρίψη ακοντίου. Σε σύγκριση με άλλες λύσεις, όπως χαλύβδινα ελατήρια ή αποσβεστήρες από καουτσούκ, τα εξαρτήματα που χρησιμοποιεί η ACE είναι σημαντικά υψηλότερης ποιότητας και πιο ανθεκτικά. Μια εμπειρία που ο αθλητικός επιστήμονας μοιράζεται στη συνέντευξη: "Όπως και με την επιβράδυνση των κινήσεων έκτασης των ποδιών, οι ρυθμιζόμενοι αποσβεστήρες λειτουργούν καλά και κατά την επιβράδυνση των κινήσεων ρίψης. Στον σχεδιασμό μας, έχουμε εγκαταστήσει έναν δεύτερο αποσβεστήρα για την κίνηση επιστροφής του αμαξιδίου του φορτίου. Αυτός είναι ελαφρώς υπερμεγέθης, αλλά οι αρχικά δοκιμασμένες φτηνές λύσεις με ένα είδος πώματος πόρτας δεν λειτούργησαν, εξ ου και η μεγαλύτερη επένδυση. Αν και είναι σημαντικό για τον προϋπολογισμό μας, είναι τόσο σταθερό που επένδυσα σε αυτό με γνώμονα τις πτυχές της ασφάλειας και την ευθύνη απέναντι στα υποκείμενα των δοκιμών. Όπως αποδεικνύεται, ήταν μια καλή απόφαση. Δοκιμάσαμε τις ρυθμίσεις μόνο λίγο και τα εξαρτήματα λειτουργούν έκτοτε χωρίς καμία σημαντική προσπάθεια ή πρόβλημα. Ωστόσο, οι αποσβεστήρες δεν χρησιμοποιούνται πολύ συχνά σύμφωνα με τα πρότυπα του κλάδου, καθώς οι συσκευές δοκιμής χρησιμοποιούνται μόνο για μελέτες, κάτι που συμβαίνει περίπου δύο έως τρεις φορές το χρόνο για περιόδους μιας έως τριών εβδομάδων".


Οι αποσβεστήρες μόνιμα σταθεροί, οι γραμμικές ράγες όχι στην αρχή

Οι βιομηχανικοί αποσβεστήρες που χρησιμοποιούνται στο Tübingen ανήκουν στη σειρά MAGNUM της ACE. Από την κυκλοφορία της στην αγορά το 2000, αυτή θεωρείται ως η κατηγορία αναφοράς για μεσαία μεγέθη στην τεχνολογία βιομηχανικών αμορτισέρ. Αυτά τα υδραυλικά στοιχεία μηχανών απορροφούν τις δυνάμεις των κινούμενων μαζών σε όλη τη διαδρομή σε όσο το δυνατόν συντομότερο χρόνο και μετατρέπουν την κινητική ενέργεια σε θερμότητα, η οποία διαχέεται στο εξωτερικό περιβάλλον. Σχεδιασμένα για συνεχή χρήση στη βιομηχανία, οι χρήστες επωφελούνται από τη στιβαρότητα και την ανθεκτικότητα χάρη σε ένα εξελιγμένο πακέτο στεγανοποίησης, τα σκληρυμένα έδρανα οδήγησης και το ενσωματωμένο σταθερό στοπ. Τα συμπαγή μεγέθη και τα διευρυμένα εύρη μάζας σε σύγκριση με προηγούμενες λύσεις παρέχουν στους σχεδιαστές μεγαλύτερη ελευθερία κινήσεων όσον αφορά το μέγεθος του αποσβεστήρα και τη χρήση της απόδοσης της μηχανής. Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό αυτής της σειράς είναι η προαιρετική διαθεσιμότητα αυτορυθμιζόμενων ή ρυθμιζόμενων τύπων με σπειρώματα M33, M45 και M64. Ο καθηγητής Wank και η ομάδα του στο Tübingen χρησιμοποιούν επίσης τη δυνατότητα ρύθμισης στην μπροστινή και την κάτω πλευρά στους αποσβεστήρες MA4575EUM που χρησιμοποιήθηκαν για τις αναλύσεις ρίψεων. Λόγω των συνολικών βαρών του έλκηθρου που πρέπει να μετακινηθούν μεταξύ 1,7 κιλών και το πολύ 25 κιλών και των ταχυτήτων επιτάχυνσης έως και 13 μέτρα ανά δευτερόλεπτο στις μετρήσεις στη συσκευή προπόνησης και δοκιμής για την κρουστική ρίψη, εξετάστηκαν μόνο ρυθμιζόμενοι τύποι. Κοιτάζοντας πίσω, ο αθλητικός επιστήμονας και σχεδιαστής αναφέρει: "Βασίστηκα στο ένστικτό μου όσον αφορά τις πιθανές τιμές ρύθμισης στα αμορτισέρ ACE και τελικά μάλλον είχα καλό χέρι με τη δοκιμή και το λάθος. Σε κάθε περίπτωση, είμαστε ευχαριστημένοι με τη λύση. Ποτέ δεν είχαμε προβλήματα με τα αμορτισέρ, ήταν κάπου αλλού εντελώς. Με τη συσκευή δοκιμής ρίψης, έπρεπε να αντικαταστήσουμε τις αρχικά εγκατεστημένες και όχι ακριβώς φθηνές γραμμικές ράγες με μια πολύ ακριβή έκδοση μετά από μία μόνο δοκιμή. Με τις πρώτες ράγες, οι μπάλες έβγαιναν από τα ρουλεμάν. Απλώς δεν μπορούσαν να αντεπεξέλθουν στις υψηλές ταχύτητες κατά την ανάλυση της κρούσης. Οι νέες λειτουργούν έκτοτε, αν και χρησιμοποιούμε κυρίως φορτία από 1,7 έως 5 κιλά για τις αναλύσεις μας, έτσι ώστε όλα να μπορούν ακόμα να εξεταστούν με τον όρο δύναμη υψηλής ταχύτητας".

Υψηλή απορρόφηση ενέργειας και ενσωματωμένη προστασία από θόρυβο

Εκτός από την τεχνολογία στεγανοποίησης με δεξαμενή διαφράγματος, το συμπαγές σώμα χωρίς δακτύλιο συγκράτησης είναι υπεύθυνο για τη σταθερότητα των αμορτισέρ που περιγράφονται εδώ, η οποία αποτρέπει τις διαρροές και απορροφά πάνω από 50 τοις εκατό περισσότερη ενέργεια σε σχέση με άλλα σχέδια αμορτισέρ. Το γεγονός ότι οι τύποι MAGNUM έχουν ακόμη πιο συμπαγή σχεδιασμό από τα προηγούμενα μοντέλα ACE αποδεικνύεται πλεονέκτημα, ειδικά για τις ολοένα και μικρότερες μηχανές αυτοματισμού. Με διαδρομή 73,9 χιλιοστών, αυτοί οι αποσβεστήρες είναι κατάλληλοι για την επιβράδυνση πραγματικών μαζών στο εύρος μεταξύ 70 κιλών και έως 15.000 κιλών, με την απορρόφηση ενέργειας για επιβράδυνση χωρίς αναπήδηση και γραμμική επιβράδυνση ανά διαδρομή να φτάνει σε τιμή έως και 1.300 Νευτόμετρα. Σε βιομηχανικές εφαρμογές, μπορούν να επιτευχθούν τιμές 146.000 Newton metres ανά ώρα σε συνεχή λειτουργία, όπου η τιμή αυτή μπορεί να αυξηθεί ακόμη περισσότερο με μια δεξαμενή λαδιού με σκοπό την απαγωγή της θερμότητας των ρευστών και να διπλασιαστεί σχεδόν όταν χρησιμοποιείται κύκλωμα λαδιού. Ένα ευρύ φάσμα εξαρτημάτων και εξαρτημάτων σύνδεσης εξασφαλίζει την απλή ενσωμάτωση σε υπάρχοντα σχέδια και ένα ευρύ φάσμα πιθανών εφαρμογών. Για παράδειγμα, όλα τα MAGNUM που εγκατέστησε ο καθηγητής Wank στο Tübingen χρησιμοποιούνται με ειδικές κεφαλές κρούσης από πολυουρεθάνη. Αυτό οδηγεί σε μείωση του θορύβου έως και 7 ντεσιμπέλ κατά τη διάρκεια των εντατικών δοκιμών έκτασης ποδιών και ρίψης και, σε συνδυασμό με τις ιδιότητες απόσβεσης που είναι ήπιες για τον άνθρωπο και τη μηχανή, μπορεί να χαρακτηριστεί ως μεγάλη επιτυχία, όπως και ο συνολικός σχεδιασμός. Ο καθηγητής Wank συνοψίζει: "Στις αναλύσεις μας, οι χρονικές πορείες της διαδρομής του αμαξιδίου, η ταχύτητα του αμαξιδίου και η επιτάχυνση είναι σχετικές. Δεν μας ενδιαφέρει η διαδικασία επιβράδυνσης όσον αφορά τη διάγνωση της απόδοσης, πρέπει απλώς να λειτουργεί, δηλαδή η ενέργεια πρέπει να διαχέεται χωρίς να προκαλείται βλάβη στη συσκευή". Αυτό έχει λειτουργήσει καλά μέχρι στιγμής.


Προβλέψιμη ποιότητα: βιομηχανικά αμορτισέρ ACE τύπου MAGNUM

Το μυστικό της επιτυχίας αυτών των βιομηχανικών αμορτισέρ κρύβεται στο εσωτερικό τους. Είτε ως αυτορυθμιζόμενα είτε ως ρυθμιζόμενα στοιχεία, είτε από χάλυβα είτε από ανοξείδωτο χάλυβα, τα εξαρτήματα αυτής της σειράς είναι εξοπλισμένα με τεχνολογία απόσβεσης τελευταίας τεχνολογίας. Εξοπλισμένα με σκληρυμένο έδρανο οδήγησης και ενσωματωμένο σταθερό στοπ, εντυπωσιάζουν με τη μεγάλη διάρκεια ζωής τους ακόμη και στα πιο δύσκολα περιβάλλοντα. Σημαντικό πλεονέκτημα για τους μηχανικούς σχεδιασμού είναι η υψηλή απορρόφηση ενέργειας σε συμπαγή σχεδιασμό, με αποτέλεσμα να διατίθενται με σπειρώματα σε μεγέθη M33, M45 και M64, καθώς και με μια ευρεία γκάμα εξαρτημάτων σύνδεσης και αξεσουάρ, ανάλογα με την έκδοση.