Les scientifiques du sport utilisent également des éléments de machines hydrauliques dans leurs constructions. Notamment lorsqu'ils analysent la force rapide sur certains appareils d'entraînement. Comme des forces importantes peuvent alors s'exercer dans les positions finales, l'Institut des sciences du sport de l'université de Tübingen utilise des amortisseurs industriels réglables pour protéger l'homme et la machine.


Depuis plus de 180 ans, l'Institut du sport de Tübingen est un acteur incontournable dans le paysage universitaire allemand. Entre-temps, plus de 50 scientifiques font de la recherche et enseignent sur différents thèmes prioritaires dans les domaines de la performance, de la santé et de l'éducation. L'éventail s'étend de la promotion des talents et de la conception de compétitions sportives à l'éducation scolaire et à la promotion de la santé individualisée. Le professeur Veit Wank dirige le domaine de travail III, qui se concentre sur la biomécanique, les sciences du mouvement et de l'entraînement. Son équipe s'occupe entre autres de l'analyse et de l'optimisation des mouvements sportifs. Dans la recherche en sciences de l'entraînement, l'accent est mis sur le diagnostic des capacités de force dans les sports individuels. De plus, les talents des cadres des fédérations d'athlétisme et des équipes sont suivis sur le plan du diagnostic de la performance.



Appareil de test pour l'évaluation de la technique de mouvement et des forces rapides

Pour cela, l'institut développe depuis des années différents appareils d'entraînement. L'appareil d'entraînement et de test pour les lancers a été conçu principalement pour le javelot et le handball. Si le lancer de balle n'est peut-être plus très courant, de nombreux participants aux jeux fédéraux de la jeunesse ont déjà tenu la balle dans leurs mains. Au handball, le lancer frappé est la technique de base pour tous les lancers, et en athlétisme, le terme "lancer droit" est utilisé comme synonyme et base du lancer de javelot. Dans les deux cas, les athlètes développent une tension d'arc pour obtenir une distance d'accélération maximale. L'utilisation active de la jambe de force arrière et la poussée qui en résulte dans la phase de lancer amènent la hanche du côté du bras lanceur vers l'avant, ce qui précontraint le haut du corps. Ce processus et la succession consciente lors de l'utilisation de l'épaule, du coude et de la main de lancer optimisent l'accélération de l'engin de lancer. Cette technique de mouvement permet de maximiser la vitesse finale de l'engin de lancer, c'est-à-dire la balle ou le javelot, ou ici le chariot de lancer. L'observation simultanée des poses de mouvement et des positions des lanceurs dans la vidéo, ainsi que des valeurs temporelles correspondantes de la position du chariot, de la vitesse du chariot et de l'accélération, permet de bien évaluer la technique de mouvement ainsi que les capacités physiques, notamment les forces rapides des lanceurs. L'appareil d'entraînement correspondant est utilisé à Tübingen en premier lieu à des fins de test. Le professeur Wank et son équipe vérifient ainsi les valeurs de force rapide. Le scientifique du sport explique : "Pour les athlètes qui font partie d'un cadre depuis longtemps, cela permet également de vérifier si le contenu de l'entraînement des semaines et des mois précédents a été bien choisi. Étant donné que, lors des mesures effectuées sur l'appareil de test et d'entraînement, les mouvements de lancer génèrent à plusieurs reprises des forces d'inertie élevées, nous avons besoin de solutions d'amortissement adaptées pour le freinage dans les positions finales supérieures et inférieures, qui permettent une utilisation durable de l'installation tout en assurant une protection maximale de nos sujets d'essai".


Le constructeur choisit des amortisseurs à utilisation flexible pour le plan incliné

Après avoir fait de bonnes expériences avec les solutions d'ACE Stoßdämpfer GmbH pour un appareil de test et d'entraînement destiné à mesurer les performances des muscles de la cuisse, le professeur Wank s'est adressé aux spécialistes des solutions d'amortissement de toutes sortes de Langenfeld pendant la phase de construction de l'appareil d'entraînement et de test pour le lancer de frappe. "Pour la presse à jambes modifiée pour les mouvements isométriques et d'extension dynamique des jambes, je me suis renseigné par moi-même sur Internet et dans le catalogue d'ACE. Là, en position finale, des masses de 25 kilogrammes à 200 kilogrammes, qui sont accélérées à des vitesses respectives d'environ 3 à 5 mètres par seconde, doivent être freinées à des vitesses d'approche d'environ 0,5 mètre par seconde. Même si l'amortisseur de type MA64150 que nous avons déterminé à l'époque ne parvient pas à atteindre cette plage d'un point de vue purement technique, le ralentissement fonctionne empiriquement bien. Dans le cas de l'amortissement des forces lors de la frappe, je me suis en outre encore assuré par téléphone du service après-vente d'ACE", rapporte le professeur Wank. La structure de cette machine d'essai se compose essentiellement d'un plan incliné construit au moyen de rails linéaires avec un chariot de charge guidé linéairement. Sur ce dernier, on peut monter au choix une poignée de javelot ou une balle à lancer. L'objectif est d'accélérer au maximum le traîneau, soit à l'arrêt, soit par un mouvement initial le long du plan, comme lors d'un lancer de compétition. La distance parcourue par la luge est de 4,5 mètres. Juste avant le point le plus haut de la construction et lors du retour à la position de départ, le traîneau accéléré puis redescendu en trombe sur le plan incliné est freiné par un amortisseur industriel. La particularité de la construction de Tübingen est que le plan peut être réglé en continu entre des angles de 0 et 35 degrés, en fonction des exigences spécifiques des différents sportifs. Par exemple, le handball nécessite un angle de lancer plat, tandis que le lancer de javelot nécessite jusqu'à 35 degrés pour obtenir les meilleurs résultats. Comparés à d'autres solutions comme les ressorts en acier ou les amortisseurs en caoutchouc, les composants utilisés par ACE sont de bien meilleure qualité et ont une durée de vie plus longue. Une expérience que le scientifique du sport partage dans l'interview : "Comme pour le freinage des mouvements d'extension des jambes, les amortisseurs réglables fonctionnent également bien pour la décélération des mouvements de lancer. Sur notre construction, nous avons installé un deuxième amortisseur pour le retour du chariot de charge. Celui-ci est certes légèrement surdimensionné, mais les solutions à bas prix d'abord essayées avec une sorte de butoir de porte n'ont pas fonctionné, d'où l'investissement plus important. Celui-ci est certes considérable pour notre budget, mais il est si solide que j'ai investi en tenant compte des aspects de sécurité et de responsabilité envers les sujets. Il s'avère que c'était une bonne décision. Nous n'avons fait que peu de tests sur les réglages et les composants fonctionnent depuis sans trop d'efforts et sans problèmes. Cependant, les amortisseurs ne sont pas très fréquentés pour des conditions industrielles, car les appareils de test sont utilisés exclusivement pour des études, ce qui se produit environ deux à trois fois par an pour des périodes d'une à trois semaines".


Amortisseurs durablement stables, rails linéaires pas au début

Les amortisseurs industriels utilisés à Tübingen font partie de la série MAGNUM d'ACE. Depuis son lancement sur le marché en 2000, celle-ci est considérée comme la classe de référence pour les tailles moyennes dans la technique d'amortissement des chocs industriels. Ces éléments de machine hydrauliques réduisent en très peu de temps les forces des masses en mouvement sur toute la course, tout en ménageant les matériaux, et transforment l'énergie cinétique en chaleur qui est transmise à l'environnement extérieur. Conçus pour une utilisation permanente dans l'industrie, les utilisateurs y profitent d'une robustesse et d'une longue durée de vie, notamment grâce à un pack d'étanchéité sophistiqué, des paliers de guidage trempés et une butée fixe intégrée. Les tailles compactes et les plages de masses élargies par rapport aux solutions précédentes donnent aux constructeurs une plus grande marge de manœuvre en ce qui concerne la taille de l'amortisseur et l'exploitation de la puissance de la machine. Une particularité de cette série est la disponibilité au choix de types autoréglables ou réglables avec des filetages M33, M45 et M64. Le professeur Wank et son équipe à Tübingen profitent également de la possibilité d'ajuster les amortisseurs de type MA4575EUM utilisés pour les analyses de lancer. En raison du poids total du chariot à déplacer dans les mesures effectuées sur l'appareil d'entraînement et de test pour le lancer de frappe, compris entre 1,7 kilogramme et 25 kilogrammes maximum, et des vitesses d'accélération pouvant atteindre 13 mètres par seconde, seuls des types réglables entraient en ligne de compte. Le scientifique sportif et constructeur raconte rétrospectivement : "En ce qui concerne les valeurs de réglage possibles sur les amortisseurs de ACE, je me suis fié à mon intuition et j'ai finalement eu la main heureuse en procédant par essais et erreurs. Nous sommes en tout cas satisfaits de la solution. Nous n'avons jamais eu de problèmes avec les amortisseurs, ils étaient ailleurs. Pour l'appareil de test de lancer, nous avons dû remplacer les premiers rails linéaires installés, qui n'étaient pas vraiment bon marché, par une variante très coûteuse après seulement une étude. Sur les premiers rails, les billes sortaient des roulements. Elles n'ont tout simplement pas supporté les vitesses élevées lors de l'analyse de la frappe. Avec les nouveaux, cela fonctionne depuis, sachant que nous utilisons surtout des charges de 1,7 kilogramme à 5 kilogrammes pour nos analyses, de sorte que tout peut encore être considéré sous le terme de force rapide".

Absorption d'énergie élevée et protection contre le bruit intégrée

La stabilité des amortisseurs décrite ici est due, outre à la technologie d'étanchéité avec accumulateur à membrane, au corps massif sans bague de sécurité, ce qui permet d'une part d'éviter les fuites et d'autre part d'absorber plus de 50 pour cent d'énergie en plus par rapport à d'autres constructions d'amortisseurs. Le fait que les types MAGNUM soient encore plus compacts que les modèles précédents d'ACE est un avantage, surtout pour les machines de plus en plus petites dans l'automatisation. Avec une course de 73,9 millimètres, ces amortisseurs conviennent pour le freinage de masses effectives comprises entre 70 kilogrammes et jusqu'à 15 000 kilogrammes, l'absorption d'énergie pour une décélération linéaire et sans rebond atteignant une valeur de 1 300 newton-mètres par course. Dans les applications industrielles, on atteint des valeurs de 146.000 Newton-mètres par heure en fonctionnement continu, cette valeur pouvant encore être augmentée avec un réservoir d'huile pour la dissipation de la chaleur des fluides et presque doublée avec l'utilisation d'un circuit d'huile. Une large gamme d'accessoires et de pièces de raccordement permet une intégration facile, même dans des constructions existantes, et offre de nombreuses possibilités d'utilisation. Ainsi, tous les MAGNUM installés à Tübingen par le professeur Wank sont utilisés avec des têtes d'impact spéciales, fabriquées en polyuréthane. Lors des tests intensifs d'extension des jambes et de lancer, cela permet de réduire le bruit jusqu'à 7 décibels et, en combinaison avec les propriétés d'amortissement qui ménagent l'homme et la machine, cela peut être qualifié, tout comme la construction globale, de grand coup. En résumé, le professeur Wank constate : "Dans nos analyses, les évolutions temporelles de la course du chariot, de la vitesse et de l'accélération du chariot sont pertinentes. Le processus de freinage ne nous intéresse pas en termes de diagnostic de performance, il doit seulement fonctionner, c'est-à-dire que l'énergie doit partir sans laisser de dégâts sur l'appareil". Jusqu'à présent, cela a bien fonctionné.


Une qualité prévisible : les amortisseurs industriels ACE de type MAGNUM.

Le secret du succès de ces amortisseurs industriels se cache à l'intérieur. En effet, qu'il s'agisse d'éléments autoréglables ou réglables, qu'ils soient en acier ou en acier inoxydable, les composants de cette série sont équipés de la technique d'amortissement la plus moderne. Équipés d'un palier de guidage trempé et d'une butée fixe intégrée, ils convainquent par leur longue durée de vie, même dans les environnements les plus difficiles. Ils sont disponibles avec des filetages de taille M33, M45 et M64, ainsi qu'avec les pièces de raccordement et les accessoires les plus divers, selon le modèle.