Sportovní vědci při svých návrzích používají také hydraulické prvky strojů. Zejména při analýze rychlostní síly na určitých tréninkových zařízeních. Vzhledem k tomu, že v koncových polohách může docházet k působení vysokých sil, spoléhá Institut sportovních věd na univerzitě v Tübingenu na nastavitelné průmyslové tlumiče nárazů, které chrání člověka i stroj.


Již více než 180 let je Institut sportovních věd v Tübingenu stálou součástí německého univerzitního prostředí. Více než 50 vědců zde nyní provádí výzkum a výuku různých klíčových témat v oblasti výkonnosti, zdraví a vzdělávání. Spektrum sahá od rozvoje talentů a navrhování sportovních soutěží až po školní vzdělávání a individuální podporu zdraví. Oddělení III, které se zaměřuje na biomechaniku, vědu o pohybu a tréninku, vede profesor Dr. Veit Wank. Jeho tým se mimo jiné zabývá analýzou a optimalizací sportovních pohybových sekvencí. V oblasti výzkumu vědy o tréninku se zaměřuje na diagnostiku silových schopností v jednotlivých sportech. Kromě toho se talentovaným sportovcům z oddílů a týmů atletického svazu dostává podpory v oblasti výkonnostní diagnostiky.



Testovací zařízení pro hodnocení techniky pohybu a rychlostních sil

V ústavu jsou pro tento účel již řadu let vyvíjena různá tréninková zařízení. Takzvaný "tréninkový a testovací přístroj pro nárazový hod" byl primárně určen pro hod oštěpem a házenou. Dopadový hod už možná není tak známý, ale mnoho účastníků národních her mládeže už mělo v rukou dopadový míč. V házené je dopadový hod základní technikou všech hodů a v atletice se termín "přímý hod" používá jako synonymum a základ pro hod oštěpem. V obou případech atleti vytvářejí obloukové napětí pro maximální akcelerační vzdálenost. Aktivním použitím a s tím spojeným tahem zadní tlačné nohy ve fázi hodu se kyčel na straně vrhací paže přenáší dopředu, čímž se předpíná horní část těla. Tento proces a vědomé postupné používání ramene, lokte a házecí ruky optimalizuje zrychlení házecího náčiní. Tato technika pohybu maximalizuje konečnou rychlost vrhacího náčiní, tj. koule nebo oštěpu, nebo v tomto případě vrhací saně. Současné sledování pohybových poloh a pozic vrhačů na videu a odpovídajících hodnot polohy saní, rychlosti saní a zrychlení usnadňuje posouzení techniky pohybu a fyzických schopností, zejména rychlosti vrhače. Odpovídající tréninkové zařízení se v Tübingenu používá především pro testovací účely. Profesor Wank a jeho tým jej používají ke kontrole hodnot rychlostní síly. Sportovní vědec vysvětluje: "U atletů, kteří jsou v oddíle již delší dobu, nám to také umožňuje zkontrolovat, zda byla tréninková náplň posledních týdnů a měsíců zvolena správně. Vzhledem k tomu, že při měření na testovacím a tréninkovém zařízení vznikají v důsledku házecích pohybů znovu a znovu vysoké setrvačné síly, potřebujeme vhodná řešení tlumení brzdění v horní a dolní koncové poloze, která umožní dlouhodobé používání systému a zároveň zajistí co největší ochranu našich testovaných osob."


Konstruktér se rozhodl pro pružné tlumiče pro nakloněnou rovinu

Poté, co měl profesor Wank již dobré zkušenosti s řešeními od společnosti ACE Stoßdämpfer GmbH pro testovací a tréninkové zařízení pro měření výkonnosti stehenních svalů, obrátil se ve fázi návrhu tréninkového a testovacího zařízení pro hod dopadem na specialisty na tlumicí řešení všeho druhu z Langenfeldu. "Na internetu a v katalogu ACE jsem zkoumal modifikovaný lis na nohy pro izometrické a dynamické pohyby při natahování nohou. V koncové poloze je třeba brzdit závaží o hmotnosti 25 až 200 kilogramů, která jsou urychlována rychlostí přibližně 3 až 5 metrů za sekundu, při rychlosti nárazu přibližně 0,5 metru za sekundu. I když námi tehdy testovaný tlumič MA64150 tento rozsah technicky nezvládá, empiricky zpomalení funguje dobře. V případě tlumení sil při nárazovém hodu jsem také telefonoval do zákaznického servisu společnosti ACE, aby mi to potvrdili," uvádí profesor Wank. Konstrukce tohoto zkušebního stroje se v podstatě skládá z nakloněné roviny zkonstruované pomocí lineárních kolejnic s lineárně vedeným vozíkem břemene. Na ten lze připevnit buď násadu oštěpu, nebo vrhací kouli. Cílem je maximalizovat zrychlení sáněk buď ze stoje, nebo při počátečním pohybu po rovině, jako při soutěžním hodu. Vzdálenost, kterou saně urazí, je 4,5 metru dlouhá. Krátce před dosažením nejvyššího bodu konstrukce a při návratu do výchozí polohy jsou zrychlené saně zpomaleny průmyslovým tlumičem a poté se řítí zpět po nakloněné rovině. Zvláštností konstrukce v Tübingenu je, že rovinu lze plynule nastavovat mezi úhly 0° a 35°, aby vyhovovala specifickým požadavkům jednotlivých sportovců. Například pro házenou je vyžadován rovný úhel hodu, zatímco pro hod oštěpem je zapotřebí úhel až 35 stupňů. V porovnání s jinými řešeními, jako jsou ocelové pružiny nebo gumové tlumiče, jsou komponenty používané společností ACE výrazně kvalitnější a odolnější. Zkušenost, o kterou se sportovní vědec podělil v rozhovoru: "Stejně jako při zpomalování pohybů při natahování nohou fungují nastavitelné tlumiče dobře i při zpomalování vrhačských pohybů. V naší konstrukci jsme instalovali druhý tlumič pro zpětný pohyb vozíku s břemenem. Ten je mírně předimenzovaný, ale původně vyzkoušené levné řešení s jakousi zarážkou dveří nefungovalo, proto ta větší investice. Ta je sice na náš rozpočet značná, ale je natolik solidní, že jsem do ní investoval s ohledem na bezpečnostní aspekty a odpovědnost vůči testovaným osobám. Jak se ukázalo, bylo to dobré rozhodnutí. Nastavení jsme testovali jen krátce a komponenty od té doby fungují bez větší námahy a problémů. Na průmyslové poměry se však tlumiče nepoužívají příliš často, protože testovací zařízení se používají pouze pro studie, což se děje přibližně dvakrát až třikrát ročně po dobu jednoho až tří týdnů."


Tlumiče trvale stabilní, lineární kolejnice zprvu ne

Průmyslové tlumiče používané v Tübingenu jsou součástí řady MAGNUM společnosti ACE. Ta je od svého uvedení na trh v roce 2000 považována za referenční třídu pro střední velikosti v oblasti průmyslové tlumicí techniky. Tyto hydraulické strojní prvky absorbují síly pohybujících se hmot v celém zdvihu v co nejkratším čase a přeměňují kinetickou energii na teplo, které je odváděno do vnějšího prostředí. Jsou určeny pro nepřetržité použití v průmyslu a uživatelé mohou těžit z jejich robustnosti a odolnosti díky propracovanému těsnicímu balíčku, tvrzeným vodicím ložiskům a integrovanému pevnému dorazu. Kompaktní rozměry a rozšířené rozsahy hmotností ve srovnání s předchozími řešeními poskytují konstruktérům větší volnost, pokud jde o velikost tlumiče a využití výkonu stroje. Zvláštností této řady je volitelná dostupnost samonastavitelných nebo nastavitelných typů se závity M33, M45 a M64. Profesor Wank a jeho tým v Tübingenu využívají nastavitelnost na přední a spodní straně také u tlumičů MA4575EUM, které se používají pro analýzy hodů. Vzhledem k celkovým hmotnostem saní, které je třeba přemístit v rozmezí od 1,7 kilogramu do maximálně 25 kilogramů, a rychlostem zrychlení až 13 metrů za sekundu při měřeních na tréninkovém a testovacím zařízení pro nárazový hod, přicházely v úvahu pouze nastavitelné typy. Při zpětném pohledu sportovní vědec a konstruktér uvádí: "Co se týče možných hodnot nastavení tlumičů ACE, spoléhal jsem na svůj instinkt a nakonec jsem měl pravděpodobně dobrou ruku při metodě pokus-omyl. V každém případě jsme s řešením spokojeni. S tlumiči jsme nikdy neměli žádné problémy, byly úplně někde jinde. S házecím zkušebním zařízením jsme museli původně nainstalované a ne zrovna levné lineární kolejnice vyměnit za velmi drahou verzi již po jednom vyzkoušení. U prvních kolejnic vylétávaly kuličky z ložisek. Ty prostě nezvládaly vysoké rychlosti při analýze nárazu. Od té doby fungují ty nové, i když při analýzách používáme hlavně zatížení od 1,7 kilogramu do 5 kilogramů, aby se vše dalo ještě podřadit pod pojem vysokorychlostní síla."

Vysoká absorpce energie a integrovaná ochrana proti hluku

Kromě těsnicí technologie s membránovou nádrží je za stabilitu popsaných tlumičů zodpovědné pevné těleso bez záchytného kroužku, které zabraňuje únikům a pohlcuje o více než 50 % více energie než jiné konstrukce tlumičů. Skutečnost, že typy MAGNUM mají ještě kompaktnější konstrukci než předchozí modely ACE, se ukazuje jako výhoda, zejména pro stále menší stroje v automatizaci. Se zdvihem 73,9 milimetrů jsou tyto tlumiče vhodné pro zpomalení efektivních hmotností v rozmezí od 70 kilogramů do 15 000 kilogramů, přičemž absorpce energie pro bezodrazové a lineární zpomalení na jeden zdvih dosahuje hodnoty až 1 300 newtonmetrů. V průmyslových aplikacích lze v nepřetržitém provozu dosáhnout hodnot 146 000 newtonmetrů za hodinu, přičemž tuto hodnotu lze ještě zvýšit pomocí olejové nádrže za účelem odvodu tepla kapalin a téměř zdvojnásobit při použití olejového okruhu. Široká nabídka příslušenství a spojovacích dílů zajišťuje jednoduchou integraci do stávajících konstrukcí a širokou škálu možných aplikací. Například všechna zařízení MAGNUM instalovaná profesorem Wankem v Tübingenu se používají se speciálními nárazovými hlavicemi z polyuretanu. To vede ke snížení hlučnosti až o 7 decibelů při intenzivních zkouškách natahování nohou a házení a v kombinaci s tlumicími vlastnostmi, které jsou šetrné k člověku i stroji, to lze označit za velký úspěch, stejně jako celkovou konstrukci. Profesor Wank shrnuje: "V našich analýzách jsou důležité časové charakteristiky pojezdu vozíku, rychlost vozíku a zrychlení. Zpomalovací proces nás z hlediska diagnostiky výkonu nezajímá, musí prostě fungovat, tj. energie se musí odvést, aniž by došlo k poškození zařízení." To se zatím daří.


Předvídatelná kvalita: průmyslové tlumiče ACE typu MAGNUM

Tajemství úspěchu těchto průmyslových tlumičů je ukryto uvnitř. Ať už jako samonastavitelné nebo nastavitelné prvky, ať už z oceli nebo nerezové oceli, komponenty této řady jsou vybaveny nejmodernější technologií tlumení. Jsou vybaveny kaleným vodicím ložiskem a integrovaným pevným dorazem a přesvědčují svou dlouhou životností i v těch nejnáročnějších podmínkách. Důležitou výhodou pro konstruktéry je jejich vysoká absorpce energie v kompaktním provedení, přičemž jsou k dispozici se závity o velikostech M33, M45 a M64 a také s širokou škálou spojovacích dílů a příslušenství v závislosti na verzi.