NL1017303C2 - Inrichting voor het meten van de statische en/of dynamische wrijvingscoÙfficiÙnt van een kunstgrasoppervlak. - Google Patents

Description

Titel: Inrichting voor het meten van de statische en/of dynamische wrijvingscoëfficiënt van een kunstgras-oppervlak.

5 De onderhavige uitvinding betreft een inrichting voor het meten van de statische en/of dynamische wrijvingscoëf f iciënt van een oppervlak in het bijzonder een gras- of kuns t g ra s oppe rv1ak.

Reeds sedert een aantal jaren staat het gebruik van 10 kunstgras als vervanger voor natuurgras in de belangstelling voor verschillende veldsporten. Kunstgrasvelden bestaan daarbij veelal uit vezels van verschillende soorten kunststof welke door tuften of anderszins op een mat van dragermateriaal worden bevestigd.

15 Kennis van de eigenschappen en het gedrag van dit soort kunstgras wordt steeds belangrijker nu ook aan toepassingen als velden voor voetbal wordt gedacht.Om kunstgrasvelden in het bijzonder ook voor deze toepassingen geschikt te maken dienen een aantal relevante eigenschappen daarvan nog verder 20 te worden verbeterd.Hierbij valt vooral te denken aan de grip van de sportschoen op een dergelijk veld en aan de sliding -eigenschappen.Een veilig kunstgras dient de voet van de speler optimaal te ontzien.

Er zijn reeds vele meettoestellen en meetwerkwijzen 25 voorgesteld om de glij eigenschappen van kunstgrasvelden te meten en daardoor meer inzicht te verwerven in deze eigenschappen.In de praktijk is echter gebleken dat de resultaten en het gebruiksgemak van deze toestellen te wensen overlaten.

30 De onderhavige uitvinding beoogt nu een inrichting voor het meten van de statische en/of dynamische wrijvingscoëfficiënt van een oppervlak te verschaffen welke een betrouwbaar meetresultaat verschaft en verder gebruiksvriendelijk en gemakkelijk transporteerbaar is.

35 Om dit beoogde doel te bereiken vertoont de inrichting volgens de uitvinding het kenmerk, dat deze een frame omvat waarmee een eerste arm met een zijde scharnierend is verbonden,waarbij deze eerst arm aan zijn andere zijde 1017303 2 scharnierend is verbonden met een staaf welke een lichaam draagt met een oppervlak dat in contact kan worden gebracht met het te meten oppervlak.waarbij de staaf verder is verbonden met middelen voor het uitoefenen van een om het 5 scharnierpunt werkend draaimoment daarop en verder belastingsmiddelen aanwezig zijn voor het op de staaf uitoefenen van een kracht in de richting van het te meten oppervlak,waarbij verder de staaf tussen het scharnierpunt met de eerste arm en de zijde welke genoemd lichaam kan 10 dragen voorzien is van middelen voor het meten van de in de staaf optredende krachten.

De middelen voor het meten van de in de staaf optredende krachten kunnen daarbij zijn gevormd door rekstrookjes.

Op deze wijze is een betrekkelijk eenvoudige inrichting 15 verkregen waarbij het lichaam dat in contact is met het te meten oppervlak uitgevoerd kan zijn in de vorm van een kunstmatige voet welke van verschillende typen schoeisel kan worden voorzien teneinde de wrijving van deze schoeisels met het betreffende kunstgras te kunnen meten. De schoen rust 20 daarbij op het kunstgras en door het uitoefenen van een draaimoment om het scharnierpunt met de eerste arm zal tussen de zool van de schoen en het kunstgras een wrijvingskracht optreden.Door nu in eerste instantie met behulp van de rekstrookjes het koppel te meten dat bij stilstand van de 25 schoen ten opzichte van het te meten oppervlak in de betreffende staaf optreedt kan daaruit dan de statische wrijvingscoëfficiënt van het betreffende oppervlak worden berekend.Op een gegeven moment zal het uitgeoefende draaimoment groter zijn dan het wrij ving skoppel en zal de 30 schoen over het oppervlak gaan bewegen waaruit dan middels de rekstrookjes de kracht kan worden berekend die nu wordt uitgeoefend.Op deze wijze wordt de dynamische wrijvings-coëfficiënt bepaald Door in plaats van een kunstvoet een draaibare rol aan de staaf te bevestigen kan de rol-35 wrijvingscoëfficiënt van het betreffende oppervlak worden opgemeten.

De middelen voor het uitoefenen van het genoemde draaimoment op de genoemde staaf kunnen daarbij zijn gevormd 1017303 3 door een althans ongeveer evenwijdig met de eerste arm verlopende stang of spindel welke enerzijds scharnierend verbonden is met een punt van de staaf en anderzijds scharnierbaar is verbonden met het frame en waarbij verder 5 middelen aanwezig zijn om de lengte van de stang of spindel tussen zijn twee scharnierpunten te varieeren. De genoemde stang of spindel kan daarbij zijn gevormd door een hydraulische of pneumatische stang of een schroefspindel welke respectievelijk samenwerken met een hydraulische of 10 pneumatische cilinder of een roteerbare moer welke op hun beurt scharnierbaar zijn verbonden met het frame.

Op deze wijze vormen de eerste arm en de spindel of stang tezamen met de staaf welke de schoen draagt die in contact is met het kunstgras oppervlak en de scharnierpunten 15 op het frame een parallelogramconstructie zodat ook bij op en neerbewegen van de schoen de positie van de schoen ten opzichte van het te meten kunstgrasoppervlak niet verandert. Een goed en voortdurend contact van de zool van de schoen met het betreffende oppervlak is hierdoor verzekerd.

20 Ten einde een goede meting van de wrijvingscoëfficiënt van het kunstgrasoppervlak te waarborgen dient de schoen dat wil zeggen het lichaam dat met genoemde staaf is verbonden met een bepaalde kracht tegen het oppervlak te worden aangedrukt.Om dit te realiseren zijn belastingsmiddelen 25 aanwezig welke volgens een gunstige uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding kunnen zijn gevormd door een electromagnetische actuator waarvan het beweegbare anker via een trekveer is gekoppeld met een punt op de genoemde eerste arm.Teneinde de kracht waarmee het genoemde lichaam tegen het 30 oppervlak wordt aangedrukt te kunnen varieeren en ook om een eventueel op en neer bewegen van de eerst arm te kunnen compenseren zijn op de eerste arm krachtopneemmiddelen aangebracht waarvan de gemeten kracht wordt toegevoerd aan een regelinrichting waarmee de door de actuator uitgeoefende 35 kracht kan worden geregeld.Op deze wijze kan ofwel de kracht welke de actuator op de eerste arm uitoefent constant worden gehouden of ook is het mogelijk om onder omstandigheden en indien gewenst deze kracht aan te passen aan gewijzigde 1017305 4 omstandigheden.

Bij een andere gunstige uitvoeringsvorm zijn de belastingsmiddelen gevormd door een scharnierbaar met de eerste arm verbonden staaf waarop gewichten kunnen worden 5 aangebracht welke staaf deel uitmaakt van een stangen vierhoek in de vorm van een parallelogram .Bij deze uitvoeringsvorm kan door het veranderen van het aantal aangebrachte gewichten de kracht waarmee het lichaam tegen het kunstgrasoppervlak wordt aangedrukt worden 10 gevarieerd.Doordat de staaf waarop de gewichten zijn aangebracht deel uitmaakt van een stangenvierhoek in de vorm van een parallelogram zal ook bij op- en neerbewegen van de eerst arm het zwaartepunt van deze gewichten steeds op dezelfde verticale lijn blijven liggen.

15 Uit het voorgaande moge duidelijk zijn dat de uitvinding een eenvoudige,robuuste en een betrouwbare resultaten verschaffende meetinrichting verschaft voor het meten van de wrijvingscoëfficiënt van een kunstgrasoppervlak welke inrichting door zijn geringe afmetingen ook nog makkelijk te 20 transporteren en te bedienen is.

Aan de hand van de tekening waarin schematisch en bijwijze van voorbeeld een uitvoeringsvorm van een meetinrichting volgens de uitvinding is weergegeven zal de uitvinding nog nader worden toegelicht.

25 Figuur 1 toont schematisch in doorsnede en niet op schaal een meetinrichting voor het meten van de dynamische-en/of statische wrijvingscoëfficiënt van een ,in het bijzonder kunstgras,oppervlak.

Figuur 2a en 2b tonen een zelfde inrichting als die 30 volgens Fig.1 maar nu in een positie welke geschikt is voor transport.

Figuur 3 toont schematisch en niet op schaal in een dwarsdoorsnede een meetinrichting voor het meten van de wri j vingscoëf f iciënt van een oppervlak in het bijzonder van 35 een kunstgrasoppervlak.

In figuur 1 is met het verwijzingscijfer 1 een schetsplaat getoond welke een zijde vormt van een meetinrichting. De beide schetsplaten 1 zijn verbonden door 1017303 5 een as 2 welke aan zijn beide einden een wiel 3 draagt. Met de schetsplaten 1 is scharnierbaar om een punt 4 een arm 5 verbonden welke aan zijn andere zijde via een scharnierpunt 6 verbonden is met een staaf 7 welke aan zijn onderzijde een 5 lichaam 8 draagt in de vorm van een kunstvoet. Aan zijn bovenzijde is de stang 7 via scharnierpunt 9 verbonden met een spindel 10 die is opgenomen in een moer 11 welke scharnierend via scharnierpunt 12 eveneens verbonden is met de schetsplaten 1 en via een overbrenging 13 roterend kan 10 worden aangedreven door een elektromotor 14. Eventueel kan de stang 7 ook wel worden bewogen door een in het scharnierpunt 6 aangebrachte rotatie-motor.

De arm 5 is via scharnierpunt 15 scharnierend verbonden met een stang 16 waarop belastingsgewichten 17 kunnen worden 15 geplaatst.

Aan de onderzijde is de stang 16 via scharnierpunt 18 verbonden met een stang 19 welke op zijn beurt via scharnierpunt 20 verbonden is met de schetsplaten 1. Binnen de schetsplaten 1 is verder nog een inrichting voorhanden 20 voor het opslaan van niet in gebruik zijnde gewichten 21.

De werking van deze inrichting is als volgt. De schetsplaten 1 worden met hun onderzijde 22, welke eventueel voorzien kunnen zijn van stelvoetjes, geplaatst op het oppervlak 23 waarvan de wrijvingscoëfficiënt moet worden 25 gemeten. Door dit te doen zijn de wielen 3 los van dit oppervlak en is de schoen 8 met zijn onderzijde eveneens in contact met het oppervlak 23. Met behulp van elektromotor 14 en de moer 11 en spindel 10 wordt een kracht uitgeoefend op het scharnierpunt 9 van de staaf 7.

3 0 Door deze kracht ontstaat een draaimoment rond het punt 6 waardoor de schoen 8 naar achteren wordt getrokken hetgeen echter wordt tegengegaan door de wrijvingskracht Fw tussen de onderzijde van de schoen 8 en het oppervlak 23. Deze kracht Fw veroorzaakt een buigend moment in de staaf 7 welk buigend 35 moment wordt opgenomen met behulp van een rekstrookje 24. De door het rekstrookje 24 gemeten buigkracht verschaft een maat voor de wrijvingskracht Fw waaruit de wrijvingscoëfficiënt van het oppervlak 23 is te bepalen. Uiteraard dient de schoen 1017303 6 8 met een bepaalde normaalkracht tegen het oppervlak 23 te worden gedrukt welke normaalkracht wordt verkregen door de arm 5 te belasten met belastingsgewichten 17 die op een staaf 16 zijn aangebracht welke scharniert om het punt 15. Om 5 te voorkomen dat bij opheffen van de arm 5 het zwaartepunt van de gewichten 17 zou veranderen ten opzichte van de schoen 8 is de arm 16 via een scharnierpunt 18 en een stang 19 verbonden met het scharnierpunt 20 zodat een parallellogram is verkregen en wanneer de arm 5 nu omhoog gaat, dan zal het 10 gewicht 17 op zodanige wijze bewegen dat het zwaartepunt van deze gewichten op dezelfde verticale lijn blijft liggen. Op deze wijze is een meetinrichting verkregen waarmee zeer wel de wrijvingscoëfficiënten van kunstgrasoppervlakken kunnen worden gemeten.

15 Voor het meten van de statische wrijvingscoëfficiënt, waarbij de schoen 8 dus niet beweegt wordt de electro-moter 14 zo gestuurd, dat de kracht op scharnierpunt 9 in de tijd gezien toeneemt, waarbij dan de meetwaarden van de rek-strookjes 24 worden opgenomen. De kracht neemt daarbij toe 20 totdat een beweging van ongeveer 5°-10° om scharnierpunt 6 is uitgevoerd. Voor het meten van de dynamische wrijvings-coëfficiënt wordt de electro-motor 14 zo gestuurd, dat het scharnierpunt 9 een vastgestelde beweging met constante snelheid uitvoert, waarbij dan de door de rekstrookjes 24 25 gemeten waarde wordt opgenomen. Het punt 9 beweegt daarbij over een afstand welke overeenkomt met een hoekverdraaiing van stang 7 over een hoek van 0° tot 45°, zodat de wrijving bij elk van deze schuine standen wordt gemeten. Als een hoek van 45° is bereikt dan stopt de meting.

30 De schoen 8 met de staaf 7 is daarbij zodanig in de inrichting bevestigd dat de positie daarvan kan worden gewijzigd zodat ook de wrijving welke optreedt wanneer de schoen met zijn neus naar achteren gericht staat kan worden gemeten en ook bij schuine standen van de schoen 8. De 35 inrichting staat daarbij zeer stevig en stabiel op het oppervlak 23 rustend op één zijde van de schetsplaten 1. Gewichten welke momentaan niet dienen voor de belasting van de arm 5 kunnen tijdelijk worden opgeslagen in de inrichting 1017303 7 21. De inrichting is verder nog voorzien van een hendel 25 welke in figuur 1 in ruststand is geplaatst en in figuur 2a en 2b in een actieve stand is gebracht waarbij deze hendel dan kan worden aangegrepen om de inrichting te kantelen zodat 5 deze komt te rusten op de wielen 3 en dus gemakkelijk over het terrein kan worden verplaatst. Verder is zoals in figuur 2a en 2b is aangegeven in deze transportstand het geheel zodanig ontkoppeld dat de buitenafmetingen minimaal zijn zodat de inrichting gemakkelijk kan worden getransporteerd.

10 Daarbij zijn de gewichten 17 nu alle opgeslagen in de inrichting 21 en is de spindel 10 losgekoppeld van de stang 7 zodat een en ander ingeklapt kan worden waardoor de buitenafmetingen zeer klein worden.

In figuur 3 is eenzelfde inrichting als die van figuur 1 15 schematisch weergegeven alleen zijn nu de middelen voor het belasten van de arm 5 uitgevoerd als een elektromagnetische actuator 30 waarvan het anker 31 via een trekveer 32 is gekoppeld met de arm 5. De actuator 30 zelf is via scharnierpunt 33 verbonden met de schetsplaten 1. De kracht 20 welke door de actuator 30 op de arm 5 wordt uitgeoefend kan worden gemeten met een rekstrookje 35 waarvan de gegevens toevoerbaar zijn aan een niet getoonde regelinrichting zodat via deze regelinrichting de uitgeoefende belasting op de arm 5 kan worden gevarieerd. Dit verschaft ook de mogelijkheid om 25 wanneer de arm 5 omhoog wordt bewogen de kracht op de arm 5 toch constant te houden.

Zoals ook in het voorgaande reeds is gezegd kan voor het bepalen van de rolwrijving van het oppervlak 23 de kunstvoet 8 worden vervangen door een roteerbare rol waarbij dan op 30 dezelfde wijze als hiervoor met de rekstookjes 24 de in de staaf 7 optredende krachten kunnen worden gemeten.

1017303

Claims (7)

1. Inrichting voor het meten van de statische en/of dynamische wrijvingscoëfficiënt van een oppervlak in het 5 bijzonder een gras- of een kunstgrasoppervlak, met het kenmerk, dat de inrichting een frame omvat waarmee een eerste arm met één zijde scharnierend is verbonden, waarbij deze eerste arm aan zijn andere zijde scharnierend verbonden is met een staaf welke een lichaam draagt met een oppervlak dat 10 in contact kan worden gebracht met het te meten oppervlak, waarbij de staaf verder verbonden is met middelen voor het uitoefenen van een om het scharnierpunt werkend draaimoment daarop, en verder belastingsmiddelen aanwezig zijn voor het op de staaf uitoefenen van een kracht in de richting van het 15 te meten oppervlak, waarbij verder de staaf tussen het scharnierpunt met de eerste arm en de zijde welke genoemd lichaam kan dragen voorzien is van middelen voor het meten van de in de staaf optredende krachten.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, 20 dat de middelen voor het meten van de in de staaf optredende krachten zijn gevormd door rekstrookjes.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de middelen voor het uitoefenen van het draaimoment op genoemde staaf zijn gevormd door een althans 25 ongeveer evenwijdig met de eerste arm verlopende stang of spindel die enerzijds scharnierend verbonden is met een punt van de staaf en anderzijds scharnierbaar is verbonden met het frame en waarbij verder middelen aanwezig zijn om de lengte van de stang of spindel tussen zijn twee scharnierpunten te 30 variëren.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de genoemde middelen zijn gevormd door een hydraulische of pneumatische stang of spindel welke respectievelijk samenwerken met een hydraulische cilinder of een roteerbare 35 moer waarbij de cilinder of moer scharnierbaar zijn verbonden met het frame.

5. Inrichting volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat de belastingsmiddelen zijn gevormd door een 1017303 elektromagnetische actuator waarvan het beweegbare anker via een trekveer is gekoppeld met een punt op de genoemde eerste arm.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, 5 dat op de genoemde eerste arm krachtopneemmiddelen aanwezig zijn voor het regelen van de door de actuator uitgeoefende kracht.

7. Inrichting volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat de belastingsmiddelen zijn gevormd door een 10 scharnierbaar met de eerste arm verbonden staaf waarop gewichten kunnen worden aangebracht welke staaf deel uitmaakt van een stangenvierhoek in de vorm van een parallellogram. f017303