Športoví vedci pri svojich návrhoch používajú aj hydraulické prvky strojov. Najmä pri analýze rýchlostnej sily na určitých tréningových zariadeniach. Keďže v koncových polohách sa môžu vyskytnúť vysoké sily, Inštitút športovej vedy na univerzite v Tübingene sa spolieha na nastaviteľné priemyselné tlmiče nárazov, ktoré chránia človeka a stroj.


Športový inštitút v Tübingene je už viac ako 180 rokov stálou súčasťou nemeckého univerzitného prostredia. Viac ako 50 vedcov v súčasnosti skúma a vyučuje rôzne kľúčové témy v oblasti výkonnosti, zdravia a vzdelávania. Spektrum siaha od rozvoja talentov a navrhovania športových súťaží až po školské vzdelávanie a individuálnu podporu zdravia. Katedru III, ktorá sa zameriava na biomechaniku, vedu o pohybe a tréningu, vedie profesor Dr. Veit Wank. Jeho tím sa okrem iného zaoberá analýzou a optimalizáciou športových pohybových sekvencií. V oblasti výskumu tréningovej vedy sa zameriava na diagnostiku silových schopností v jednotlivých športoch. Okrem toho sa talentovaným športovcom z oddielov a tímov atletického zväzu poskytuje podpora v oblasti diagnostiky výkonnosti.



Testovacie zariadenie na hodnotenie techniky pohybu a rýchlostných síl

Na tento účel sa v inštitúte už roky vyvíjajú rôzne tréningové zariadenia. Takzvané "tréningové a testovacie zariadenie pre hod nárazom" bolo primárne určené pre hod oštepom a hádzanú. Nárazový hod už síce nie je taký známy, ale mnohí účastníci národných hier mládeže už mali v rukách nárazovú loptu. V hádzanej je dopadový hod základnou technikou pre všetky hody a v atletike sa pojem "priamy hod" používa ako synonymum a základ pre hod oštepom. V oboch prípadoch atléti vytvárajú oblúkové napätie na maximálnu akceleračnú vzdialenosť. Aktívnym používaním a s tým spojeným ťahom zadnej tlakovej nohy vo fáze hodu sa bok na strane hádzacej ruky dostáva dopredu, čím sa predsúva horná časť tela. Tento proces a vedomé postupné používanie ramena, lakťa a hádzajúcej ruky optimalizuje zrýchlenie hádzacieho nástroja. Táto technika pohybu maximalizuje konečnú rýchlosť vrhacieho náčinia, t. j. gule alebo oštepu, alebo v tomto prípade vrhacích saní. Súčasné pozorovanie pohybových polôh a pozícií vrhačov na videozázname a zodpovedajúcich hodnôt polohy saní, rýchlosti saní a zrýchlenia uľahčuje posúdenie techniky pohybu a fyzických schopností, najmä rýchlosti vrhača. Príslušné tréningové zariadenie sa v Tübingene používa predovšetkým na testovacie účely. Profesor Wank a jeho tím ho používajú na kontrolu hodnôt rýchlostnej sily. Športový vedec vysvetľuje: "Pri športovcoch, ktorí sú v družstve už dlhší čas, nám to umožňuje aj kontrolu, či bol obsah tréningu v uplynulých týždňoch a mesiacoch zvolený správne. Keďže pri meraniach na testovacom a tréningovom zariadení vznikajú v dôsledku hádzacích pohybov opakovane vysoké zotrvačné sily, potrebujeme vhodné riešenia tlmenia pri brzdení v hornej a dolnej koncovej polohe, ktoré umožnia dlhodobé používanie systému a zároveň poskytnú čo najväčšiu ochranu našim testovaným osobám."


Konštruktér sa rozhodol pre pružné tlmiče pre naklonenú rovinu

Po tom, čo už mal profesor Wank dobré skúsenosti s riešeniami od spoločnosti ACE Stoßdämpfer GmbH pre testovacie a tréningové zariadenie na meranie výkonnosti stehenných svalov, obrátil sa vo fáze návrhu tréningového a testovacieho zariadenia na hod do diaľky na špecialistov na tlmiace riešenia všetkého druhu z Langenfeldu. "Na internete a v katalógu ACE som skúmal upravený lis na nohy pre izometrické a dynamické pohyby pri predĺžení nôh. V koncovej polohe sa musia brzdiť hmotnosti od 25 kg do 200 kg, ktoré sa zrýchľujú rýchlosťou približne 3 až 5 metrov za sekundu, pri rýchlosti nárazu približne 0,5 metra za sekundu. Aj keď tlmič MA64150, ktorý sme vtedy testovali, tento rozsah technicky nezvláda, spomalenie empiricky funguje dobre. V prípade tlmenia síl počas nárazového hodu som telefonoval aj do zákazníckeho servisu spoločnosti ACE, aby mi to potvrdili," uvádza profesor Wank. Konštrukcia tohto skúšobného stroja v podstate pozostáva z naklonenej roviny skonštruovanej pomocou lineárnych koľajníc s lineárne vedeným vozíkom na prenášanie bremena. Na ten sa dá namontovať buď násada oštepu, alebo vrhacia guľa. Cieľom je maximalizovať zrýchlenie sánky buď zo stojacej polohy, alebo s počiatočným pohybom po rovine, ako pri súťažnom hode. Vzdialenosť, ktorú sane prekonajú, je 4,5 metra. Krátko pred dosiahnutím najvyššieho bodu konštrukcie a pri návrate do východiskovej polohy sa zrýchlené sane spomalia priemyselným tlmičom a potom sa rútia späť po naklonenej rovine. Zvláštnosťou konštrukcie v Tübingene je, že rovina sa dá plynule nastaviť v rozmedzí uhlov 0° až 35°, aby vyhovovala špecifickým požiadavkám jednotlivých športovcov. Napríklad pri hádzanej sa vyžaduje rovný uhol hodu, zatiaľ čo pri hode oštepom až 35 stupňov. V porovnaní s inými riešeniami, ako sú oceľové pružiny alebo gumové tlmiče, sú komponenty používané spoločnosťou ACE výrazne kvalitnejšie a odolnejšie. Skúsenosť, o ktorú sa športový vedec podelil v rozhovore: "Rovnako ako pri spomaľovaní pohybov pri predĺžení nôh, nastaviteľné tlmiče dobre fungujú aj pri spomaľovaní pohybov pri hode. V našej konštrukcii sme nainštalovali druhý tlmič pre spätný pohyb vozíka s bremenom. Ten je mierne predimenzovaný, ale pôvodne vyskúšané lacné riešenia s akýmsi dverným dorazom nefungovali, preto tá väčšia investícia. Hoci je to na náš rozpočet značná suma, je natoľko solídna, že som do nej investoval s ohľadom na bezpečnostné aspekty a zodpovednosť voči testovaným subjektom. Ako sa ukázalo, bolo to dobré rozhodnutie. Nastavenia sme testovali len krátko a odvtedy komponenty fungujú bez väčšej námahy a problémov. Tlmiče sa však podľa priemyselných štandardov nepoužívajú veľmi často, keďže testovacie zariadenia sa používajú len na štúdie, čo sa deje približne dva až trikrát ročne na obdobie jedného až troch týždňov."


Tlmiče trvalo stabilné, lineárne koľajnice spočiatku nie

Priemyselné tlmiče používané v Tübingene sú súčasťou série MAGNUM spoločnosti ACE. Ten sa od svojho uvedenia na trh v roku 2000 považuje za referenčnú triedu pre stredné veľkosti v technológii priemyselných tlmičov. Tieto hydraulické strojové prvky absorbujú sily pohybujúcich sa hmôt v celom zdvihu v čo najkratšom čase a premieňajú kinetickú energiu na teplo, ktoré sa odvádza do vonkajšieho prostredia. Sú určené na nepretržité používanie v priemysle a používatelia môžu využívať ich robustnosť a odolnosť vďaka prepracovanému balíku tesnení, tvrdeným vodiacim ložiskám a integrovanému pevnému dorazu. Kompaktné rozmery a rozšírené hmotnostné rozsahy v porovnaní s predchádzajúcimi riešeniami poskytujú konštruktérom väčšiu voľnosť, pokiaľ ide o veľkosť tlmiča a využitie výkonu stroja. Zvláštnosťou tejto série je voliteľná dostupnosť samonastaviteľných alebo nastaviteľných typov so závitmi M33, M45 a M64. Profesor Wank a jeho tím v Tübingene využívajú nastaviteľnosť na prednej a spodnej strane aj na tlmičoch MA4575EUM, ktoré sa používajú pri analýzach hádzania. Vzhľadom na celkové hmotnosti saní, ktoré sa mali pohybovať v rozmedzí od 1,7 kilogramu do maximálne 25 kilogramov, a rýchlosti zrýchlenia až do 13 metrov za sekundu pri meraniach na tréningovom a testovacom zariadení pre hod nárazom sa uvažovalo len o nastaviteľných typoch. Pri spätnom pohľade športový vedec a konštruktér uvádza: "Pokiaľ ide o možné hodnoty nastavenia tlmičov ACE, spoliehal som sa na svoj inštinkt a nakoniec som mal pravdepodobne dobrú ruku pri pokusoch a omyloch. V každom prípade sme s riešením spokojní. S tlmičmi sme nikdy nemali žiadne problémy, boli niekde úplne inde. Pri hádzacom testovacom zariadení sme museli už po jednom pokuse vymeniť pôvodne nainštalované a nie práve lacné lineárne koľajnice za veľmi drahú verziu. Pri prvých koľajniciach vychádzali guľôčky z ložísk. Jednoducho nezvládali vysoké rýchlosti počas analýzy nárazu. Nové odvtedy fungujú, hoci pri analýzach používame hlavne zaťaženia od 1,7 kg do 5 kg, takže všetko sa dá stále posudzovať pod pojmom vysokorýchlostná sila."

Vysoká absorpcia energie a integrovaná ochrana proti hluku

Okrem technológie tesnenia s membránovým zásobníkom je za stabilitu opísaných tlmičov zodpovedné pevné telo bez poistného krúžku, ktoré zabraňuje únikom a absorbuje o viac ako 50 % viac energie ako iné konštrukcie tlmičov. Skutočnosť, že typy MAGNUM majú ešte kompaktnejšiu konštrukciu ako predchádzajúce modely ACE, sa ukazuje ako výhoda, najmä pre stále menšie stroje v automatizácii. So zdvihom 73,9 milimetra sú tieto tlmiče vhodné na spomalenie efektívnych hmotností v rozsahu od 70 kilogramov do 15 000 kilogramov, pričom absorpcia energie pri bezodrazovom a lineárnom spomalení na jeden zdvih dosahuje hodnotu až 1 300 newtonmetrov. V priemyselných aplikáciách možno v nepretržitej prevádzke dosiahnuť hodnoty 146 000 newtonmetrov za hodinu, pričom túto hodnotu možno ešte zvýšiť pomocou olejovej nádrže na účely odvodu tepla kvapalín a takmer zdvojnásobiť pri použití olejového okruhu. Široká ponuka príslušenstva a spojovacích dielov zabezpečuje jednoduchú integráciu do existujúcich konštrukcií a širokú škálu možných aplikácií. Napríklad všetky zariadenia MAGNUM, ktoré inštaloval profesor Wank v Tübingene, sa používajú so špeciálnymi nárazovými hlavicami z polyuretánu. To vedie k zníženiu hlučnosti až o 7 decibelov počas intenzívnych testov vysúvania nôh a hádzania a v kombinácii s tlmiacimi vlastnosťami, ktoré sú šetrné k človeku a stroju, to možno označiť za veľký úspech, rovnako ako celkový dizajn. Profesor Wank sumarizuje: "V našich analýzach sú dôležité časové charakteristiky jazdy vozíka, rýchlosť vozíka a zrýchlenie. Spomaľovací proces nás z hľadiska diagnostiky výkonu nezaujíma, musí jednoducho fungovať, t. j. energia sa musí rozptýliť bez toho, aby došlo k poškodeniu zariadenia." To sa doteraz darilo.


Predvídateľná kvalita: priemyselné tlmiče ACE typu MAGNUM

Tajomstvo úspechu týchto priemyselných tlmičov nárazov sa skrýva vo vnútri. Či už ako samonastaviteľné alebo nastaviteľné prvky, či už vyrobené z ocele alebo nehrdzavejúcej ocele, komponenty tejto série sú vybavené najmodernejšou technológiou tlmenia. Sú vybavené tvrdeným vodiacim ložiskom a integrovaným pevným dorazom a presvedčia svojou dlhou životnosťou aj v tých najnáročnejších podmienkach. Dôležitou výhodou pre konštruktérov je ich vysoká absorpcia energie v kompaktnom prevedení, pričom sú k dispozícii so závitmi vo veľkostiach M33, M45 a M64, ako aj so širokou škálou spojovacích dielov a príslušenstva v závislosti od verzie.