스포츠 과학자들도 설계에 유압 기계 요소를 사용합니다. 특히 특정 훈련 장비의 속도 힘을 분석할 때 유용합니다. 끝 위치에서 높은 힘이 발생할 수 있기 때문에 튀빙겐 대학교 스포츠 과학 연구소에서는 사람과 기계를 보호하기 위해 조정 가능한 산업용 충격 흡수 장치에 의존합니다.


180여 년 동안 튀빙겐 스포츠 연구소는 독일 대학 환경에서 영구적으로 자리 잡고 있습니다. 현재 50명 이상의 과학자가 퍼포먼스, 건강 및 교육 분야의 다양한 주요 주제를 연구하고 가르치고 있습니다. 그 범위는 인재 개발과 스포츠 대회 설계부터 학교 교육과 개별화된 건강 증진에 이르기까지 다양합니다. 생체역학, 운동 및 훈련 과학에 중점을 둔 제3부서는 베이트 완크 박사가 이끌고 있습니다. 그의 팀은 무엇보다도 스포츠 동작 시퀀스의 분석과 최적화를 연구합니다. 훈련 과학 연구에서는 개별 스포츠의 근력 능력을 진단하는 데 중점을 두고 있습니다. 또한 육상 협회 선수단 및 팀의 재능 있는 선수들은 성능 진단을 지원받습니다.



운동 기술 및 속도 힘을 평가하는 테스트 장치

이를 위해 연구소는 수년 동안 다양한 훈련 장치를 개발해 왔습니다. 이른바 '임팩트 던지기 훈련 및 테스트 장치'는 주로 창던지기와 핸드볼을 위해 설계되었습니다. 임팩트 던지기는 더 이상 익숙하지 않을 수도 있지만, 청소년 국가대표 경기의 많은 참가자들은 이미 임팩트 볼을 손에 쥐고 있습니다. 핸드볼에서 임팩트 던지기는 모든 던지기의 기본 기술이며, 육상에서는 "직선 던지기"라는 용어가 창 던지기의 동의어이자 기본으로 사용됩니다. 두 경우 모두 선수들은 최대 가속 거리를 위해 아크 텐션을 구축합니다. 던지는 단계에서 후방 압력 다리의 적극적인 사용과 그에 따른 추력을 통해 던지는 팔 쪽의 엉덩이를 앞으로 가져와 상체를 긴장시킵니다. 이 과정과 어깨, 팔꿈치, 던지는 손을 의식적으로 순차적으로 사용하면 던지는 도구의 가속도가 최적화됩니다. 이 동작 기술은 던지는 도구, 즉 공이나 창 또는 이 경우 던지는 썰매의 최종 속도를 최대화합니다. 영상에서 던지는 동작 자세와 던지는 사람의 위치, 썰매 위치, 썰매 속도 및 가속도에 대한 해당 값을 동시에 관찰하면 이동 기술과 신체 능력, 특히 던지는 사람의 속도를 쉽게 평가할 수 있습니다. 해당 훈련 장치는 주로 튀빙겐에서 테스트 목적으로 사용됩니다. Wank 교수와 그의 팀은 이 장치를 사용하여 속도 강도 값을 확인합니다. 스포츠 과학자는 "오랫동안 팀에 있었던 선수의 경우 지난 몇 주 및 몇 달 동안의 훈련 내용이 올바르게 선택되었는지 확인할 수 있습니다. 테스트 및 훈련 장치의 측정은 던지는 동작으로 인해 높은 관성력이 반복적으로 발생하기 때문에 시스템을 장시간 사용할 수 있고 동시에 피험자를 최대한 보호할 수 있는 상단 및 하단 위치의 제동을 위한 적절한 댐핑 솔루션이 필요합니다."라고 설명합니다.


경사면용 플렉시블 댐퍼를 선택한 설계 엔지니어

허벅지 근육의 성능을 측정하는 테스트 및 훈련 장치를 위해 이미 ACE Stoßdämpfer GmbH의 솔루션을 사용해 좋은 경험을 쌓은 Wank 교수는 충격 투척을 위한 훈련 및 테스트 장치의 설계 단계에서 랑겐펠트의 모든 종류의 댐핑 솔루션을 전문가에게 문의했습니다. "저는 인터넷과 ACE 카탈로그에서 등척성 및 동적 다리 확장 동작을 위한 변형 레그 프레스를 연구했습니다. 엔드 포지션에서는 초당 약 3~5미터의 속도로 가속되는 25킬로그램에서 200킬로그램의 질량을 초당 약 0.5미터의 충격 속도로 제동해야 합니다. 당시 테스트한 MA64150 댐퍼가 기술적으로 이 범위를 관리하지 못하더라도 감속은 경험적으로 잘 작동합니다. 임팩트 던지기 중 힘의 감쇠의 경우 ACE의 고객 서비스에 전화하여 이를 확인했습니다."라고 완크 교수는 보고합니다. 이 테스트 장비의 구조는 기본적으로 선형 레일과 선형 가이드 로드 캐리지로 구성된 경사면으로 구성됩니다. 여기에 창 손잡이나 던지는 공을 장착할 수 있습니다. 목표는 서 있는 자세에서 썰매의 가속도를 극대화하거나 경기 투척처럼 평면을 따라 처음 움직일 때 가속도를 극대화하는 것입니다. 썰매의 이동 거리는 4.5미터입니다. 구조물의 가장 높은 지점에 도달하기 직전과 출발 위치로 돌아갈 때 가속된 썰매는 산업용 충격 흡수 장치에 의해 속도를 늦춘 다음 경사면을 따라 다시 돌진합니다. 튀빙겐 디자인의 특별한 특징은 개별 선수의 특정 요구 사항에 맞게 평면을 0도에서 35도 사이의 각도로 지속적으로 조정할 수 있다는 것입니다. 예를 들어 핸드볼에서는 평평한 투구 각도가 필요하지만 창던지기에서는 최대 35도가 필요합니다. 스틸 스프링이나 고무 댐퍼와 같은 다른 솔루션에 비해 ACE가 사용하는 부품은 훨씬 더 높은 품질과 내구성을 자랑합니다. 스포츠 과학자는 인터뷰에서 "다리를 뻗는 동작을 감속할 때와 마찬가지로 조절식 댐퍼는 던지는 동작을 감속할 때에도 잘 작동합니다. 저희 디자인에서는 짐 캐리지의 복귀 동작을 위해 두 번째 댐퍼를 설치했습니다. 이것은 약간 크지만 처음에는 일종의 도어 스토퍼가있는 저렴한 솔루션을 시도했지만 작동하지 않았기 때문에 더 큰 투자가 필요했습니다. 예산상으로는 상당한 금액이지만, 안전 측면과 피험자에 대한 책임감을 염두에 두고 투자한 만큼 매우 견고합니다. 결과적으로 좋은 결정이었습니다. 설정을 조금만 테스트했는데 그 이후로 큰 어려움이나 문제없이 구성품이 작동했습니다. 하지만 댐퍼는 업계 표준에 따르면 1년에 2~3회, 1~3주 정도의 기간 동안 연구용으로만 사용되기 때문에 자주 사용되지는 않습니다."


댐퍼는 영구적으로 안정적이고 선형 레일은 처음에 안정적이지 않음

튀빙겐에서 사용된 산업용 충격 흡수 장치는 ACE의 MAGNUM 시리즈에 속합니다. 2000년 시장에 출시된 이래로 이 제품은 산업용 쇼크 업소버 기술에서 중형 사이즈의 기준 등급으로 여겨져 왔습니다. 이 유압식 기계 요소는 전체 스트로크에 걸쳐 움직이는 질량의 힘을 최단 시간 내에 흡수하고 운동 에너지를 열로 변환하여 외부 환경으로 발산합니다. 산업 현장에서 지속적으로 사용할 수 있도록 설계된 이 제품은 정교한 씰링 패키지, 강화 가이드 베어링, 통합 고정 스톱 덕분에 견고함과 내구성이 뛰어납니다. 이전 솔루션에 비해 크기가 작고 질량 범위가 확장되어 설계자는 댐퍼 크기와 기계 성능 활용 측면에서 더 많은 여유를 가질 수 있습니다. 이 시리즈의 특별한 특징은 M33, M45 및 M64 나사산으로 자체 조정 또는 조정 가능한 유형을 옵션으로 사용할 수 있다는 것입니다. 튀빙겐의 Wank 교수와 그의 팀은 투척 분석에 사용되는 MA4575EUM 댐퍼의 전면과 하단에 있는 조절 기능을 활용했습니다. 임팩트 던지기를 위한 훈련 및 테스트 장치의 측정에서 총 썰매 무게가 1.7kg에서 최대 25kg 사이이고 가속 속도가 초당 최대 13미터이기 때문에 조절 가능한 유형만 고려했습니다. 스포츠 과학자이자 디자이너는 "에이스 쇼크 업소버의 가능한 조절 값에 대해 직감에 의존했고, 결국 시행착오를 겪은 끝에 좋은 결과를 얻게 된 것 같습니다. 어쨌든 저희는 이 솔루션에 만족합니다. 댐퍼에는 전혀 문제가 없었고 완전히 다른 곳에 있었습니다. 던지기 테스트 장치를 사용하면 처음에 설치된 값싼 선형 레일을 단 한 번의 시험 후 매우 비싼 버전으로 교체해야 했습니다. 첫 번째 레일에서는 공이 베어링에서 빠져 나왔습니다. 충격 분석 중에 빠른 속도를 감당할 수 없었기 때문입니다. 새로운 레일은 그 이후로 계속 작동하고 있지만, 분석에 주로 1.7킬로그램에서 5킬로그램의 하중을 사용하므로 모든 것이 고속 힘이라는 용어 아래에서 고려될 수 있습니다."

높은 에너지 흡수 및 통합 소음 방지

다이어프램 저장소가 있는 실링 기술 외에도 고정 링이 없는 견고한 바디는 다른 쇼크 업소버 설계보다 누출을 방지하고 에너지를 50% 이상 더 흡수하는 쇼크 업소버의 안정성을 책임집니다. MAGNUM 타입은 이전 ACE 모델보다 훨씬 더 컴팩트한 디자인으로 특히 자동화 분야에서 점점 더 소형화되는 기계에 유리합니다. 스트로크가 73.9밀리미터인 이 댐퍼는 70킬로그램에서 최대 15,000킬로그램 사이의 유효 질량을 감속하는 데 적합하며, 스트로크당 리바운드 없는 선형 감속을 위한 에너지 흡수량은 최대 1,300뉴턴 미터에 이릅니다. 산업용 애플리케이션에서는 연속 작동 시 시간당 146,000뉴턴미터의 값을 얻을 수 있으며, 유체의 열 방출을 위해 오일 탱크를 사용하면 이 값을 더욱 높일 수 있고 오일 회로를 사용할 경우 거의 두 배로 늘릴 수 있습니다. 다양한 액세서리와 연결 부품을 통해 기존 설계에 간단하게 통합할 수 있으며 다양한 응용 분야에 사용할 수 있습니다. 예를 들어 튀빙겐의 Wank 교수가 설치한 모든 MAGNUM은 폴리우레탄으로 제작된 특수 충격 헤드와 함께 사용됩니다. 그 결과 강도 높은 다리 뻗기 및 던지기 테스트에서 최대 7데시벨의 소음이 감소했으며, 사람과 기계에 부드러운 감쇠 특성과 결합하여 전체적인 디자인과 마찬가지로 큰 성공을 거둔 것으로 평가할 수 있습니다. "분석 결과, 캐리지 이동, 캐리지 속도 및 가속도의 시간 특성이 중요했습니다. 우리는 성능 진단 측면에서 감속 과정에는 관심이 없고 작동만 하면 됩니다. 즉, 장치에 손상을 주지 않고 에너지를 방출해야 합니다." 지금까지는 잘 작동하고 있습니다.


예측 가능한 품질: MAGNUM 타입의 ACE 산업용 쇼크 업소버

이 산업용 쇼크 업소버의 성공 비결은 그 안에 숨어 있습니다. 이 시리즈의 구성 요소에는 강철 또는 스테인리스 스틸로 제작된 자체 조절식 또는 조절식 요소에 관계없이 최첨단 댐핑 기술이 탑재되어 있습니다. 강화 가이드 베어링과 통합 고정 스톱이 장착되어 있어 가장 열악한 환경에서도 긴 수명을 자랑합니다. 설계 엔지니어에게 중요한 장점은 컴팩트한 디자인에 높은 에너지 흡수력을 갖추고 있으며, 버전에 따라 M33, M45 및 M64 크기의 나사산과 다양한 연결 부품 및 액세서리를 사용할 수 있다는 점입니다.