25. SEPTEMBER 2017

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Sportliche Positionierung


Antriebstechnik

Steuerung – Bei modernen Stabhochsprunganlagen wird die Latte motorisch in die richtige Position gebracht. Eine neu gestaltete Steuerungseinheit ermöglicht die Bedienung durch den Kampfrichter.

Ein wenig beachtetes Einsatzfeld für moderne Antriebs- und Steuerungstechnik bietet der Sportgerätebau, schließlich entscheidet auch im Sport häufig eine Kombination aus Präzision und Tempo. Beim Stabhochsprung etwa vergeht oft viel Zeit damit, die Sprunglatte für jeden Versuch in mehr als fünf Meter Höhe exakt zu positionieren. Maßgeblich ist dabei nicht allein der zentimetergenaue Abstand der Latte über dem Boden und ihre waagerechte Lage, sondern auch die horizontale Position der Latte in Laufrichtung, die die Athleten individuell wählen können. Diese sogenannte Nulllinie kann insgesamt um 80 Zentimeter in horizontale Richtung verschoben werden.

Üblicherweise geschieht die Einstellung von Höhe und Nulllinie der Latte mit Hilfe einer Drehkurbel, die auf einen Sechskantbolzen gesteckt wird und einen Treibriemen im Inneren der Hochsprungständer bewegt. Eine wesentlich elegantere Lösung war in diesem Jahr auf dem Leichtathletik-Meeting »Sparkassen-Cup« zu sehen, das seit 1987 jährlich in Stuttgart veranstaltet wird: Hier bewegten vier Servoantriebe die Hochsprunglatte auf Knopfdruck schnell, laufruhig und zuverlässig millimetergenau an ihre Position. Dabei laufen jeweils zwei Antriebe unabhängig voneinander absolut synchron und nahezu vibrationsfrei. Die eigentliche Kraftübertragung geschieht nach wie vor über den Sechskantbolzen und den Treibriemen, sodass beim Fehlen von Elektrizität auch wieder die Kurbel zum Einsatz kommen kann.

Kompakte Lösung

Die Servomotoren und die zugehörigen Leistungselektroniken für den Antrieb sind in Aluminiumgehäusen an den Gestängen untergebracht. Dies hat den Vorteil, dass nicht die Motorphasenströme zu den Stabhochsprungständern geführt werden müssen, sondern nur die Steuersignale und die Versorgung mit 48 Volt Gleichspannung.

Realisiert hat die neuartige Lösung der Sportgerätehersteller Schäper aus Münster-Roxel gemeinsam mit dem am selben Ort ansässigen Antriebs- und Steuerungstechnikspezialisten Systec. Dessen Motion-Control-System XemoB ermöglicht es, jede beliebige Höhe wie auch jede gewünschte Nulllinien-Position stufenlos mit einer Genauigkeit von ±1 Millimeter anzufahren und gewährleistet dabei zugleich eine gleichmäßige Verfahrbewegung, sodass die Sprunglatte nicht herunterfällt, wenn sie innerhalb von 30 Sekunden auf die Maximalhöhe von 6,50 Meter gefahren wird.

Entscheidend für den erfolgreichen Einsatz der Lösung ist jedoch ihre einfache Bedienbarkeit, sagt Schäper-Geschäftsführer Dr. Josef Hesse und erklärt: »Die Latte stellen schließlich die Kampfrichter selbst ein, und das sind ja normalerweise technische Laien; die Bedienung muss deshalb quasi selbsterklärend sein.«

Einfache Bedienung

Der Systec-Elektrotechnikingenieur und Diplom-Designer Jürgen Breitkopf entwickelte daher für das Steuerungssystem XemoB ein Bedienfeld, das im Wesentlichen eindeutig erkennbare Pfeiltasten für das Bewegen der Latte sowie LED-Anzeigen für die aktuelle Höhe und die Position der Nulllinie bereitstellt. Das Bedienteil sowie die gesamte Steuerungstechnik für die Antriebslösung passen in einen Rollkoffer aus Aluminium, der neben der Anlage aufgestellt wird. Der Betrieb erfordert dann lediglich den Anschluss der Stromversorgung und der Kabelverbindungen zu den Antrieben. Sofort fahren dann die Motoren die Latte selbsttätig in die Ausgangsposition und warten auf die Eingabe der Kampfrichter.

»Die Stärke von Systec liegt darin, unseren Kunden aktuellste mechatronische Technologie anwendungsorientiert und leicht bedienbar zur Verfügung zu stellen«, sagt dazu Systec-Entwicklungschef Klaus-Gerd Schoeler und ergänzt: »Die besondere Herausforderung bei der Kooperation mit der Schäper Sportgerätebau GmbH war, dass wir unsere Automationstechnologie an die bereits vorhandene mechanische Lösung anpassen mussten.«

So erforderte die Anwendung eine optimale Dimensionierung von Motoren und Getriebe, damit die Antriebskraft einerseits ausreicht, um das Gewicht der Latte gegen den Reibungswiderstand des Antriebsriemens nach oben zu bewegen, dabei aber andererseits über die gesamte Strecke eine ruhige Fahrt gewährleistet, damit die Latte nicht herunterfällt.

Gemeinsam mit dem gewählten Antrieb aus ausreichend starken Servomotoren mit einer speziell darauf abgestimmten Getriebeübersetzung gewährleistet die Steuerung, dass beide Motoren die Kevlar-Riemen absolut synchron und ruhig antreiben. Zusätzlich programmierte Sicherheitsfunktionen im Regelungskreislauf verhindern Gefährdungen bei einem ungeplanten Stillstand der Motoren.



Fakten

-Die Systec Elektronik und Software GmbH in Münster entwickelt mechatronische Automatisierungssysteme.
-Zum Produktsortiment gehört neben den einbaufertigen Positioniersystemen DriveSet inklusive Steuerung, Kinematik und Software auch das Motion-Control-System Xeno, das SPS und Antriebssteuerung integriert.

Ausgabe:
:K 06/2010
Unternehmen:
Bilder:

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