Los científicos del deporte también utilizan elementos de máquinas hidráulicas en sus diseños. Sobre todo cuando analizan la fuerza de la velocidad en determinados equipos de entrenamiento. Dado que en las posiciones finales pueden producirse fuerzas elevadas, el Instituto de Ciencias del Deporte de la Universidad de Tubinga recurre a amortiguadores industriales ajustables para proteger al hombre y a la máquina.
Desde hace más de 180 años, el Instituto del Deporte de Tubinga es un elemento fijo en el panorama universitario alemán. En la actualidad, más de 50 científicos investigan y enseñan sobre diversos temas clave en los ámbitos del rendimiento, la salud y la educación. El espectro abarca desde el desarrollo de talentos y el diseño de competiciones deportivas hasta la educación escolar y la promoción individualizada de la salud. El Departamento III, que se centra en la biomecánica, el movimiento y la ciencia del entrenamiento, está dirigido por el Profesor Dr. Veit Wank. Entre otras cosas, su equipo se ocupa del análisis y la optimización de las secuencias de movimiento deportivo. En la investigación de la ciencia del entrenamiento, la atención se centra en el diagnóstico de las capacidades de fuerza en deportes individuales. Además, los atletas con talento de las escuadras y equipos de las asociaciones de atletismo reciben apoyo para el diagnóstico del rendimiento.
Dispositivo de prueba para evaluar la técnica de movimiento y las fuerzas de velocidad
En el instituto se han desarrollado durante años diversos dispositivos de entrenamiento con este fin. El denominado "dispositivo de entrenamiento y prueba para el lanzamiento de impacto" se diseñó principalmente para el lanzamiento de jabalina y el balonmano. Puede que el lanzamiento de impacto ya no resulte tan familiar, pero muchos participantes en los juegos juveniles nacionales ya han tenido el balón de impacto en sus manos. En balonmano, el lanzamiento de impacto es la técnica básica para todos los lanzamientos, y en atletismo el término "lanzamiento recto" se utiliza como sinónimo y base del lanzamiento de jabalina. En ambos casos, los atletas construyen un arco de tensión para conseguir la máxima distancia de aceleración. Mediante el uso activo y el empuje asociado de la pierna trasera de presión en la fase de lanzamiento, la cadera del lado del brazo de lanzamiento se lleva hacia delante, lo que pretensa la parte superior del cuerpo. Este proceso y el uso secuencial consciente del hombro, el codo y la mano de lanzamiento optimizan la aceleración del implemento de lanzamiento. Esta técnica de movimiento maximiza la velocidad final del implemento de lanzamiento, es decir, la pelota o jabalina, o en este caso el trineo de lanzamiento. La observación simultánea de las posturas de movimiento y las posiciones de los lanzadores en el vídeo y los valores correspondientes para la posición del trineo, la velocidad del trineo y la aceleración facilitan la evaluación de la técnica de movimiento y las capacidades físicas, en particular la velocidad del lanzador. El dispositivo de entrenamiento correspondiente se utiliza principalmente en Tubinga para realizar pruebas. El profesor Wank y su equipo lo utilizan para comprobar los valores de la fuerza de velocidad. El científico del deporte explica: "En el caso de los atletas que llevan mucho tiempo en el equipo, también nos permite comprobar si el contenido del entrenamiento de las últimas semanas y meses se ha elegido correctamente. Dado que las mediciones en el dispositivo de prueba y entrenamiento generan una y otra vez elevadas fuerzas de inercia debido a los movimientos de lanzamiento, necesitamos soluciones de amortiguación adecuadas para el frenado en las posiciones finales superior e inferior que permitan utilizar el sistema durante mucho tiempo y, al mismo tiempo, proporcionen la mayor protección posible a nuestros sujetos de prueba."
El ingeniero de diseño elige amortiguadores flexibles para el plano inclinado
Cuando el profesor Wank ya había tenido buenas experiencias con las soluciones de ACE Stoßdämpfer GmbH para un dispositivo de entrenamiento y prueba para medir el rendimiento de los músculos del muslo, recurrió a los especialistas en soluciones de amortiguación de todo tipo de Langenfeld durante la fase de diseño del dispositivo de entrenamiento y prueba para el lanzamiento de impacto. "Investigué en Internet y en el catálogo de ACE la prensa de piernas modificada para movimientos isométricos y dinámicos de extensión de piernas. En la posición final, masas de 25 kilogramos a 200 kilogramos, que se aceleran a velocidades de aprox. 3 a 5 metros por segundo, tienen que frenarse a velocidades de impacto de aprox. 0,5 metros por segundo. Aunque el amortiguador MA64150 que probamos en su momento no gestiona técnicamente este rango, la deceleración funciona bien empíricamente. En el caso de la amortiguación de las fuerzas durante el lanzamiento del impacto, también llamé por teléfono al servicio de atención al cliente de ACE para confirmarlo", informa el profesor Wank. La estructura de esta máquina de pruebas consiste esencialmente en un plano inclinado construido mediante raíles lineales con un carro de carga guiado linealmente. En él se puede montar un mango de lanza o una bola arrojadiza. El objetivo es maximizar la aceleración del trineo, ya sea desde una posición de pie o con un movimiento inicial a lo largo del plano, como en un lanzamiento de competición. La distancia recorrida por el trineo es de 4,5 metros. Poco antes de alcanzar el punto más alto de la construcción y al volver a la posición inicial, el trineo acelerado es frenado por un amortiguador industrial y vuelve a precipitarse por el plano inclinado. La particularidad del diseño de Tubinga es que el plano puede ajustarse continuamente entre ángulos de 0 grados y 35 grados para adaptarse a las necesidades específicas de cada atleta. Por ejemplo, para el balonmano se requiere un ángulo de lanzamiento plano, mientras que para el lanzamiento de jabalina se necesitan hasta 35 grados. En comparación con otras soluciones, como los muelles de acero o los amortiguadores de goma, los componentes utilizados por ACE son de mucha mayor calidad y más duraderos. Una experiencia que el científico deportivo comparte en la entrevista: "Al igual que en la desaceleración de los movimientos de extensión de piernas, los amortiguadores ajustables también funcionan bien en la desaceleración de los movimientos de lanzamiento. En nuestro diseño, hemos instalado un segundo amortiguador para el movimiento de retorno del carro de carga. Está ligeramente sobredimensionado, pero las soluciones baratas probadas inicialmente con una especie de tope de puerta no funcionaron, de ahí la mayor inversión. Aunque es considerable para nuestro presupuesto, es tan sólido que invertí en él pensando en los aspectos de seguridad y responsabilidad hacia los sujetos de prueba. Resultó ser una buena decisión. Sólo hemos probado un poco los ajustes y los componentes han funcionado sin mayor esfuerzo ni problemas desde entonces. Sin embargo, los amortiguadores no se utilizan con mucha frecuencia según los estándares de la industria, ya que los dispositivos de prueba sólo se utilizan para estudios, lo que ocurre unas dos o tres veces al año durante periodos de una a tres semanas."
Amortiguadores permanentemente estables, carriles lineales no al principio
Los amortiguadores industriales utilizados en Tubinga forman parte de la serie MAGNUM de ACE. Desde su lanzamiento al mercado en el año 2000, ésta se considera la clase de referencia para tamaños medianos en la tecnología de amortiguadores industriales. Estos elementos de máquinas hidráulicas absorben las fuerzas de masas en movimiento a lo largo de toda la carrera en el menor tiempo posible y convierten la energía cinética en calor, que se disipa al ambiente exterior. Diseñados para un uso continuo en la industria, los usuarios se benefician de su robustez y durabilidad gracias a un sofisticado paquete de sellado, cojinetes guía endurecidos y un tope fijo integrado. Los tamaños compactos y los rangos de masa ampliados en comparación con las soluciones anteriores ofrecen a los diseñadores un mayor margen de maniobra en términos de tamaño del amortiguador y utilización del rendimiento de la máquina. Una característica especial de esta serie es la disponibilidad opcional de tipos autoajustables o ajustables con roscas M33, M45 y M64. El profesor Wank y su equipo de Tubinga también hacen uso de la ajustabilidad en los lados frontal e inferior en los amortiguadores MA4575EUM utilizados para los análisis de lanzamiento. Debido a los pesos totales del trineo que debían moverse entre 1,7 kilogramos y un máximo de 25 kilogramos y a las velocidades de aceleración de hasta 13 metros por segundo en las mediciones en el dispositivo de entrenamiento y prueba para el lanzamiento de impacto, sólo se consideraron los tipos ajustables. Mirando hacia atrás, el científico y diseñador deportivo informa: "Confié en mis instintos con respecto a los posibles valores de ajuste en los amortiguadores ACE y al final probablemente tuve una buena mano con el ensayo y error. En cualquier caso, estamos contentos con la solución. Nunca tuvimos problemas con los amortiguadores, estaban en otro sitio. Con el dispositivo de prueba de lanzamiento, tuvimos que sustituir los raíles lineales instalados inicialmente y no precisamente baratos por una versión muy cara después de una sola prueba. Con los primeros raíles, las bolas se salían de los rodamientos. Simplemente no podían soportar las altas velocidades durante el análisis de impacto. Los nuevos funcionan desde entonces, aunque para nuestros análisis utilizamos principalmente cargas de 1,7 kilogramos a 5 kilogramos, por lo que todo puede seguir considerándose bajo el término fuerza de alta velocidad."
Alta absorción de energía y protección acústica integrada
Además de la tecnología de sellado con depósito de membrana, el cuerpo macizo sin anillo de retención es el responsable de la estabilidad de los amortiguadores aquí descritos, que evita fugas y absorbe más de un 50% más de energía que otros diseños de amortiguadores. El hecho de que los tipos MAGNUM tengan un diseño aún más compacto que los modelos ACE anteriores resulta ser una ventaja, especialmente para las máquinas cada vez más pequeñas en automatización. Con una carrera de 73,9 milímetros, estos amortiguadores son adecuados para decelerar masas efectivas de entre 70 kilogramos y hasta 15.000 kilogramos, y la absorción de energía para la deceleración lineal y sin rebote por carrera alcanza un valor de hasta 1.300 Newton metros. En aplicaciones industriales, pueden alcanzarse valores de 146.000 newtonmetros por hora en funcionamiento continuo, pudiendo incrementarse este valor aún más con un depósito de aceite para la disipación del calor de los fluidos y casi duplicarse si se utiliza un circuito de aceite. Una amplia gama de accesorios y piezas de conexión garantiza una integración sencilla en los diseños existentes y una gran variedad de aplicaciones posibles. Por ejemplo, todos los MAGNUM instalados por el profesor Wank en Tubinga se utilizan con cabezales de impacto especiales fabricados en poliuretano. Esto permite reducir el ruido hasta en 7 decibelios durante las pruebas intensivas de extensión de piernas y lanzamiento y, en combinación con las propiedades de amortiguación, que son suaves para el hombre y la máquina, puede calificarse de gran éxito, al igual que el diseño general. El profesor Wank resume: "En nuestros análisis son relevantes las características temporales del recorrido, la velocidad y la aceleración del carro. No nos interesa el proceso de desaceleración en términos de diagnóstico de rendimiento; simplemente tiene que funcionar, es decir, la energía tiene que disiparse sin causar daños al dispositivo". Esto ha funcionado bien hasta ahora.
Calidad predecible: amortiguadores industriales ACE de tipo MAGNUM
El secreto del éxito de estos amortiguadores industriales se esconde en su interior. Ya sean elementos autorregulables o regulables, de acero o de acero inoxidable, los componentes de esta serie están equipados con la tecnología de amortiguación más moderna. Equipados con un cojinete guía endurecido y un tope fijo integrado, impresionan por su larga vida útil incluso en los entornos más difíciles. Una ventaja importante para los ingenieros de diseño es su alta absorción de energía en un diseño compacto, por lo que están disponibles con roscas en tamaños M33, M45 y M64, así como con una amplia gama de piezas de conexión y accesorios, dependiendo de la versión.
