Sportsforskere bruger også hydrauliske maskinelementer i deres design. Især når de analyserer hastighedskraften på visse træningsredskaber. Da der kan opstå store kræfter i slutpositionerne, er instituttet for sportsvidenskab ved universitetet i Tübingen afhængig af justerbare industrielle støddæmpere for at beskytte menneske og maskine.


I over 180 år har sportsinstituttet i Tübingen været en fast bestanddel af det tyske universitetslandskab. Mere end 50 forskere forsker og underviser nu i forskellige nøgleemner inden for præstation, sundhed og uddannelse. Spektret spænder fra talentudvikling og design af sportskonkurrencer til skoleuddannelse og individualiseret sundhedsfremme. Afdeling III, som fokuserer på biomekanik, bevægelses- og træningsvidenskab, ledes af professor Dr. Veit Wank. Hans team beskæftiger sig blandt andet med analyse og optimering af sportslige bevægelsessekvenser. Inden for træningsvidenskabelig forskning er der fokus på diagnosticering af styrkeevner i individuelle sportsgrene. Derudover får talentfulde atleter fra atletikforbundets trupper og hold støtte til præstationsdiagnostik.



Testudstyr til vurdering af bevægelsesteknik og hastighedskræfter

Der er i årevis blevet udviklet forskellige træningsredskaber på instituttet til dette formål. Det såkaldte "trænings- og testapparat til stødkast" blev primært designet til spydkast og håndbold. Stødkastet er måske ikke længere så velkendt, men mange deltagere i ungdomslandskampe har allerede haft stødbolden i hænderne. I håndbold er stødkastet den grundlæggende teknik for alle kast, og i atletik bruges udtrykket "lige kast" som synonym og grundlag for spydkast. I begge tilfælde opbygger atleterne en buespænding for at opnå den maksimale accelerationsafstand. Gennem den aktive brug af det bagerste trykben og det tilhørende skub i kastefasen bringes hoften på kastearmens side fremad, hvilket spænder overkroppen. Denne proces og den bevidste sekventielle brug af skulder, albue og kastehånd optimerer kasteredskabets acceleration. Denne bevægelsesteknik maksimerer den endelige hastighed af kasteredskabet, dvs. bolden eller spyddet, eller i dette tilfælde kasteslæden. Den samtidige observation af bevægelsesstillinger og kasternes positioner i videoen og de tilsvarende værdier for slædeposition, slædehastighed og acceleration gør det nemt at vurdere bevægelsesteknikken og de fysiske evner, især kasterens hastighed. Det tilsvarende træningsudstyr bruges primært i Tübingen til testformål. Professor Wank og hans team bruger det til at kontrollere hastighedsstyrkeværdierne. Sportsforskeren forklarer: "For atleter, der har været i truppen i lang tid, giver dette os også mulighed for at kontrollere, om træningsindholdet i de sidste uger og måneder blev valgt korrekt. Fordi målingerne på test- og træningsudstyret genererer høje inertikræfter igen og igen på grund af kastebevægelserne, har vi brug for passende dæmpningsløsninger til bremsning i de øvre og nedre endepositioner, der gør det muligt at bruge systemet i lang tid og samtidig giver den størst mulige beskyttelse af vores testpersoner."


Konstruktør vælger fleksible dæmpere til skråplan

Efter at professor Wank allerede havde haft gode erfaringer med løsninger fra ACE Stoßdämpfer GmbH til et test- og træningsudstyr til måling af lårmusklernes ydeevne, henvendte han sig til specialisterne i dæmpningsløsninger af enhver art fra Langenfeld i designfasen af trænings- og testudstyret til stødkast. "Jeg undersøgte den modificerede benpresse til isometriske og dynamiske benstrækningsbevægelser på internettet og i ACE-kataloget. I slutpositionen skal masser på 25 kg til 200 kg, som accelereres med hastigheder på ca. 3 til 5 meter i sekundet, bremses ved anslagshastigheder på ca. 0,5 meter i sekundet. Selv om den MA64150-dæmper, vi testede på det tidspunkt, teknisk set ikke klarer dette interval, fungerer decelerationen godt empirisk. Hvad angår dæmpningen af kræfterne under slaget, ringede jeg også til ACE's kundeservice for at få det bekræftet," fortæller professor Wank. Testmaskinens struktur består hovedsageligt af et skråt plan konstrueret af lineære skinner med en lineært styret lastvogn. På denne kan der monteres enten et spydhåndtag eller en kastebold. Målet er at maksimere slædens acceleration enten fra en stående position eller med en indledende bevægelse langs planet, som i et konkurrencekast. Den strækning, som slæden tilbagelægger, er 4,5 meter lang. Kort før man når konstruktionens højeste punkt, og når man vender tilbage til startpositionen, bremses den accelererede slæde af en industriel støddæmper og suser derefter tilbage ned ad det skrå plan. Det særlige ved designet i Tübingen er, at planet løbende kan justeres mellem vinkler på 0 grader og 35 grader, så det passer til de enkelte atleters specifikke krav. For eksempel kræves der en flad kastevinkel til håndbold, mens der kræves op til 35 grader til spydkast. Sammenlignet med andre løsninger som f.eks. stålfjedre eller gummidæmpere er de komponenter, ACE bruger, af betydeligt højere kvalitet og mere holdbare. En erfaring, som idrætsforskeren deler i interviewet: "Ligesom ved deceleration af benstrækningsbevægelserne fungerer de justerbare dæmpere også godt ved deceleration af kastebevægelserne. I vores design har vi installeret en anden dæmper til lastvognens returbevægelse. Den er lidt overdimensioneret, men de første billige løsninger med en slags dørstopper virkede ikke, så derfor den store investering. Selv om det er meget i forhold til vores budget, er det så solidt, at jeg investerede i det med tanke på sikkerhedsaspekter og ansvar over for testpersonerne. Det viser sig, at det var en god beslutning. Vi har kun testet indstillingerne lidt, og komponenterne har fungeret uden større anstrengelser eller problemer siden da. Dæmperne bruges dog ikke særlig ofte i forhold til industristandarder, da testenhederne kun bruges til undersøgelser, hvilket sker omkring to til tre gange om året i perioder på en til tre uger."


Dæmpere permanent stabile, lineære skinner ikke i første omgang

De industrielle støddæmpere, der bruges i Tübingen, er en del af ACE's MAGNUM-serie. Siden lanceringen på markedet i 2000 er den blevet betragtet som referenceklassen for mellemstore størrelser inden for industriel støddæmpningsteknologi. Disse hydrauliske maskinelementer absorberer kræfterne fra bevægelige masser over hele slaglængden på kortest mulig tid og omdanner den kinetiske energi til varme, som afgives til det ydre miljø. De er designet til kontinuerlig brug i industrien, og brugerne nyder godt af robusthed og holdbarhed takket være en sofistikeret tætningspakke, hærdede styrelejer og et integreret fast stop. Kompakte størrelser og udvidede masseområder i forhold til tidligere løsninger giver designere mere spillerum med hensyn til spjældstørrelse og udnyttelse af maskinens ydeevne. Et særligt kendetegn ved denne serie er, at den kan fås som selvjusterende eller justerbar type med M33-, M45- og M64-gevind. Professor Wank og hans team i Tübingen gør også brug af justeringsmulighederne på for- og undersiden af de MA4575EUM-dæmpere, der blev brugt til kasteanalyserne. På grund af den samlede slædevægt, der skulle flyttes mellem 1,7 kg og maksimalt 25 kg, og accelerationshastigheder på op til 13 meter i sekundet i målingerne på trænings- og testapparatet til stødkast, blev der kun overvejet justerbare typer. Set i bakspejlet siger sportsforskeren og designeren: "Jeg stolede på mine instinkter med hensyn til de mulige justeringsværdier på ACE-støddæmperne, og i sidste ende havde jeg nok en god hånd med trial and error. Under alle omstændigheder er vi tilfredse med løsningen. Vi havde aldrig problemer med dæmperne, de var et helt andet sted. Med kastetesten måtte vi udskifte de oprindeligt installerede og ikke helt billige lineære skinner med en meget dyr version efter bare ét forsøg. Med de første skinner kom kuglerne ud af lejerne. De kunne simpelthen ikke klare de høje hastigheder under slaganalysen. De nye har fungeret lige siden, selv om vi hovedsageligt bruger belastninger på 1,7 kg til 5 kg til vores analyser, så alt stadig kan betragtes under betegnelsen højhastighedskraft."

Høj energiabsorption og integreret støjbeskyttelse

Ud over tætningsteknologien med membranreservoir er den faste krop uden holdering ansvarlig for stabiliteten af de her beskrevne støddæmpere, som forhindrer lækager og absorberer over 50 procent mere energi end andre støddæmperdesigns. Det faktum, at MAGNUM-typerne har et endnu mere kompakt design end tidligere ACE-modeller, viser sig at være en fordel, især for stadig mindre maskiner inden for automatisering. Med en slaglængde på 73,9 millimeter er disse dæmpere velegnede til at decelerere effektive masser i området mellem 70 kg og op til 15.000 kg, hvor energiabsorptionen for rebound-fri og lineær deceleration pr. slaglængde når en værdi på op til 1.300 Newtonmeter. I industrielle anvendelser kan der opnås værdier på 146.000 newtonmeter i timen ved kontinuerlig drift, hvor denne værdi kan øges yderligere med en olietank til varmeafledning af væskerne og næsten fordobles ved brug af et oliekredsløb. Et bredt udvalg af tilbehør og tilslutningsdele sikrer enkel integration i eksisterende design og en bred vifte af mulige anvendelser. For eksempel bruges alle de MAGNUM'er, der er installeret af professor Wank i Tübingen, med specielle slaghoveder af polyuretan. Det fører til støjreduktioner på op til 7 decibel under de intensive benstræknings- og kastetests og kan i kombination med de dæmpende egenskaber, der er skånsomme for menneske og maskine, beskrives som en stor succes, og det samme kan det overordnede design. Professor Wank opsummerer: "I vores analyser er tidskarakteristikken for vognens kørsel, vognens hastighed og acceleration relevant. Vi er ikke interesserede i decelerationsprocessen med hensyn til præstationsdiagnostik; den skal bare fungere, dvs. energien skal spredes uden at forårsage skade på enheden." Det har fungeret godt indtil videre.


Forudsigelig kvalitet: ACE's industrielle støddæmpere af typen MAGNUM

Hemmeligheden bag disse industrielle støddæmperes succes er skjult indeni. Uanset om det er selvjusterende eller justerbare elementer, uanset om de er fremstillet af stål eller rustfrit stål, er komponenterne i denne serie udstyret med den nyeste dæmpningsteknologi. Udstyret med et hærdet føringsleje og et integreret fast stop imponerer de med deres lange levetid, selv i de mest vanskelige miljøer. En vigtig fordel for konstruktører er deres høje energiabsorbering i et kompakt design, hvor de fås med gevind i størrelserne M33, M45 og M64 samt med et bredt udvalg af tilslutningsdele og tilbehør, afhængigt af versionen.