NL1017304C2 - Werkwijze en inrichting voor het bepalen van waarden voor de stijfheid en demping van oppervlakken. - Google Patents

Description

Titel: Werkwijze en inrichting voor het bepalen van waarden voor de stijfheid en demping van oppervlakken.

5 De onderhavige uitvinding betreft een werkwijze voor het bepalen van waarden voor de stijfheid en demping van in het bijzonder oppervlakken voor sportvelden. De uitvinding betreft verder een inrichting voor het uitvoeren van de hiervoor genoemde werkwijze.

10 Reeds sedert een aantal jaren staat het gebruik van 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 drager-15 materiaal worden bevestigd.

Dergelijke kunstgrasvelden hebben een aantal eigenschappen welke afwijken van die van natuurgras. Te denken valt daarbij aan de wrijving tussen het veld en de voet van de sporter; brandwonden door wrijving en aan de 20 stijfheid en demping van het veld.

Kennis van de eigenschappen en het gedrag van dit soort kunstgras wordt steeds belangrijker nu ook aan toepassingen als velden voor voetbal wordt gedacht. Ook kunnen door het verloop van de eigenschappen in de tijd dus na een bepaalde 25 tijd van bespeling van het veld de genoemde eigenschappen verlopen.

Om kunstgrasvelden in het bijzonder ook voor andere toepassingen geschikt te maken dienen een aantal relevante eigenschappen daarvan nog verder te worden verbeterd.

3 0 Uitgangspunt daarbij is dat een veilig kunstgras de voet van de speler en de speler zelf optimaal dient te ontzien terwijl het stuitgedrag van de speelbal zoveel mogelijk dat van hetgeen optreedt bij natuurgras dient te benaderen. Eén van de eigenschappen welke bij het vallen van de speler en 35 het stuiten van de bal een voorname rol speelt is de stijfheid en de demping van het veld. Er zijn reeds vele meetinrichtingen en meetwerkwij zen voorgesteld om de stijfheid en dempingseigenschappen van kunstgrasvelden te 1017304 2 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 over laten.

5 De onderhavige uitvinding beoogt thans een werkwijze en een inrichting voor het bepalen van waarden voor de stij fheid en demping van een kunstgrasveld te verschaffen welke snel en doeltreffend een betrouwbaar meetresultaat verschaft en waarbij verder de inrichting gebruiksvriendelijk en 10 gemakkelijk transporteerbaar is.

Teneinde voornoemd doel te bereiken vertoont de werkwijze volgens de uitvinding het kenmerk dat op het betreffende oppervlak een blok wordt geplaatst dat met behulp van een electrisch aanstuurbare excitator in een in te 15 stellen frequentie-interval wordt aangeslagen met een kracht welke als eerste signaal opgenomen wordt door een kracht-sensor waarna de versnelling van het blok als tweede signaal bepaald wordt door middel van een versnellingsopnemer waarna met behulp van bovengenoemde signalende frequentie-20 afhankelijke overdrachtsfunctie wordt bepaald waaruit vervolgens het frequentieafhankelike stijfheids- en dempingsgedrag van het betreffende oppervlak wordt bepaald.

Bij de werkwij ze volgens de uitvinding kan door het plaatsen van het blok op een kunstgrasveld met behulp van de 25 overdrachtsfunctie zeer snel een waarde worden verkregen voor zowel de stijfheid als de demping van het betreffende kunstgrasoppervlak.

Hierbij kan ook door verplaatsen van het blok over het oppervlak zeer snel waarden voor de stij fheid en demping van 30 het kunstgrasveld op verschillende plaatsen worden verkregen. Ook is het mogelijk om door plaatsen van het blok op verschillende soorten kunstgras vergelijkingswaarden voor de stijfheid en demping te verkrijgen van deze verschillende soorten kunstgras.

35 Volgens een verdere gunstig uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding worden de waarden voor de stijfheid en demping bepaald door het blok met een groot aantal eerste ingangssignalen met een bepaald 1017304 3 frequentieinterval aan te stoten en de daarmee gerelateerde tweede uitgangssignalen van het blok op te nemen en zodoende de specifieke overdrachtsfuncties voor elke frquentie te bepalen waarna de piekvormige eigen frequentie wordt bepaald 5 als een maat voor de stij fheid en de breedte van de piek van de eigen frequentie als een maat voor de demping wordt gebruikt. Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt het blok aangeslagen met een ingangssignaal dat bestaat uit een ruis of sweepsignaal over een in te stellen frequentie-10 interval. Gebleken is dat dit resulteert in een aantal uitgangssignalen waarvan de amplitudes en de frequenties verschoven liggen. Van het ingangssignaal en het uitgangssignaal worden de amplitudes met dezelfde frequenties op elkaar gedeeld. De zo verkregen amplitude-verhoudingen 15 (overdrachtsfuncties) worden vervolgens voor iedere frequentie uitgezet in een speciaal diagram waarbij dan al gauw blijkt dat bij een bepaalde frequentie de zogenaamde eigen frequentie een piek optreedt in de amplitudeverhoudingen. Het is gebleken dat de hoogte van deze 20 piek een maat is voor de stijfheid van het te meten veld terwijl de breedte van de piek een maat is voor de demping van het te meten veld. Op deze wijze is het vrij simpel om snel een indruk te krijgen over de mate van stijfheid en demping van een bepaald veld of van een bepaald kunstgras.

25 De uitvinding betreft verder een inrichting voor het uitvoeren van de hiervoor beschreven werkwijze, welke wordt gekenmerkt doordat een excitator met twee ten opzichte van elkaar verend in trilling te brengen massa's via een slappe vering is opgehangen in een frame dat via een tussendeel rust 3 0 op een blok dat plaastbaar is op een oppervlak waarvan de demping en stijfheid dienen te worden bepaald, waarbij de excitator zodanig geleid is in het frame dat de bewegende massa's vrijwel ongehinderd alleen in een richting loodrecht op het blok kunnen bewegen, waarbij de onderste excitator 35 massa via een slanke staaf samenwerkt met het tussendeel en middelen aanwezig zijn om de massa op de slanke staaf te variëren, waarbij het tussendeel via een krachtsensor en een rechtgeleiding is verbonden met het blok.

1017304 4

Volgens een verdere gunstige uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is het excitator huis door drie eerste parallel verlopende stang-geleidingen gekoppeld met het frame waarbij het huis verder door twee verdere 5 parallel verlopende stangen die in een vlak verlopen dat loodrecht staat op de eerste stangen verder is gekoppeld met het frame. Op deze wijze is een betrouwbare rechtgeleiding voor het huis in het frame verkregen waarbij tevens het huis geborgd is tegen kantelen.

10 Teneinde het meetbereik van de inrichting te kunnen variëren kan zowel de excitator zelf als het blok door extra belastingsgewichten in massa worden gewijzigd.

Teneinde de kracht waarmee het excitator huis het genoemde blok aanstoot te vergroten,kunnen er extra massa's 15 bovenop het huis geplaatst worden. Om het excitatorhuis weer in de neutrale toestand te brengen is het huis verbonden met een trekveer, welke door middel van een kabelconstructie extra aangespannen kan worden.

De uitvinding zal aan de hand van de tekening nog nader 20 worden toegelicht.

Figuur 1 toont een schematische weergave van een inrichting voor het meten van de stijfheid en demping van een oppervlak.

Figuur 2 a,b,c tonen drie perspectivische aanzichten 25 van een meetinrichting volgens figuur 1 in praktische uitvoering.

Figuur 3 toont eenzelfde inrichting als in figuur 2 maar nu opgenomen in een transport koffer.

Figuren 4a-4c tonen de inrichting volgens de figuren 1 30 en 2 in drie onderling loodrechte aanzichten en nu met weglating van een deel van het frame waarin de excitator is opgehangen.

Figuur 5 toont een diagram van de overdrachtsfunctie tussen de eerste ingangssignalen en de tweede 35 uitgangssignalen.

In figuur 1 is met het verwijzingscijfer 1 een excitator huis aangeduid. In dit huis bevindt zich een bekende ecxitator bestaande uit twee door een veer gescheiden 1017304 5 trilmassa's welke kunnen worden aangestuurd door het aanleggen van een electrische spanning. Het excitator huis 1 is via geleidingen 2 verbonden met een frame 3 dat het excitator huis omgeeft. Het excitator huis 1 is in feite door 5 drie geleidingen 2 geleid waarbij slechts de twee welke zich aan de voorzijde bevinden in deze schematische weergave te zien zijn de derde bevindt zich aan de achterzijde van het huis 1. Verder is het huis 1 nog verbonden met het frame 3 door twee niet getoonde elastische verbindingen 2, welke 10 liggen in een vlak dat loodrecht staat op de richting van de geleidingen 2. De geleidingen welke hiervoor zijn genoemd zijn allen tamelijk slap uitgevoerd zodat de totale ophanging van het excitator huis 1 in het frame 3 slap is zodat de trillingen van de excitator slechts in geringe mate zullen 15 worden overgedragen op het frame 3. Het frame 3 is via een krachtsensor 4 en een daarbij behorende geleiding 5 verbonden met een blok 6 dat in de praktische uitvoering verbonden is met een blok 7. Het excitator huis 1 werkt via een spriet 8 samen met een onderdeel 6 van het frame 3. De belasting van 2 0 het excitator huis 1 kan nog worden geregeld met behulp van een trekveer 9 welke via een kabel 10 is gekoppeld met een stel schroef 11 waarmee de spanning van de trekveer 9 en dus de belasting van het excitator huis 1 kan worden gevarieërd.

De hiervoor geschetste schematisch weergegeven 25 inrichting is in een praktische uitvoering in schematisch aanzicht verder weergegeven in de figuren 2a,b,c. Daarbij zijn dezelfde onderdelen als in figuur 1 aangegeven met dezelfde verwijzingscijfers zodat verdere toelichting hier overbodig is. Wat nog wel dient te worden opgemerkt is dat de 3 0 belasting van enerzijds het excitator huis 1 met behulp van de belastingsgewichten 13 kan worden gevarieërd terwijl hetzelfde kan worden gedaan met belastingsgewichten 14 welke op het blok 7 rusten.De inrichting volgens de voorgaande figuren is in Figuur 3 getoond maar nu opgenomen in een de 35 inrichting omgevende transportbehuizing 20.

De in de figuren 2 a,b,c getoonde inrichting is voor alle duidelijkheid in figuur 4a, 4b en 4c nog eens in drie onderling loodrechte aanzichten nader weergegeven onder 1017304 6 weglating van het frame 3 .

De werking van deze inrichting is als volgt. In de eerste plaats wordt de inrichting met het blok 7 geplaatst op een te meten oppervlak bijvoorbeeld een sportveld bedekt met 5 kunstgras. Daarna wordt de excitator in het huis 1 aangestuurd met een spanning van een bepaalde frequentie en sterkte. Hierdoor gaat de excitator trillen en deze trilling wordt via de spriet 8 doorgegeven aan het tussendeel 6 en daarna via het tussendeel 6 aan het blok 7. Een 10 versnellingssensor meet de hierdoor ontstane trilling van het blok 7 en het tussendeel 6 als een uitgangssignaal met een bepaalde frequentie en amplitude. Het blijkt nu dat deze frequentie en amplitude enigszins verschillen van het ingangssignaal dat van de excitator 1 via de naald 8 was 15 doorgegeven aan het huis. Door de exitator 1 nu met een aantal spanningen van verschillende frequenties te bedrijven zal ook via de versnellingssensor 15 verschillende uitgangssignalen worden verkregen. De amplitudes van de ingangssignalen en de uitgangssignalen worden nu voor elke 20 frequentie op elkaar gedeeld zodat het verhoudingsgetal per frequentie wordt verkregen. Deze frequentieverhoudings-getallen (overdrachtsfuncties) He worden in een diagram verticaal uitgezet terwijl op de horizontale as de bijbehorende frequenties worden uitgezet. Een voorbeeld is 25 getoond in figuur 5.

Het blijkt nu dat bij een bepaalde frequentie in dit geval bij He een piek optreedt - de zogenaamde eigen frequentie He - en het is gebleken dat de hoogte van deze piek He een maat is voor de stijfheid van het gemeten veld.

3 0 Verder is gebleken dat de breedte van de piek rond de eigen frequentie He een maat is voor de demping van het veld. Op deze verassend eenvoudige wijze is nu een maat verkregen voor zowel de stijfheid als de demping van het veld waarmee dan bepaald kan worden of het veld voldoet aan de eigenschappen 35 die voor een bepaald spel gewenst zijn. Indien dit niet het geval is dan dient gezocht te worden naar ofwel een ander kunstgras ofwel een vernieuwing van het kunstgras dat men gemeten heeft.

,10 1 7 304 7

De meetinrichting zoals hiervoor beschreven is robuust van afmeting en met behulp van een transportkoffer(zie Figuur 3) gemakkelijk transportabel en door zijn afmetingen is hij ook gemakkelijk te bedienen. De inrichting kan door toevoegen 5 van belastingsgewichten 13 en/of 14 op respectievelijk de excitator en de contactbox 7 geschikt gemaakt worden voor verschillende meettrajecten.

1017304

Claims (6)

1. Werkwijze voor het bepalen van waarden voor de stijfheid en demping van in het bijzonder oppervlakken voor 5 sportvelden, met het kenmerk, dat op het betreffende oppervlak een blok wordt geplaatst dat met behulp van een electrisch aanstuurbare excitator in een in te stellen frequentie-interval wordt aangestoten met een kracht welke als eerste signaal opgenomén wordt door een krachtsensor, 10 waarna de versnelling van het blok als tweede signaal bepaald wordt door middel van een versnellingsopnemer waarna met behulp van bovengenoemde signalen een frequentieafhankelijke overdrachtsfunctie wordt bepaald waaruit vervolgens het frequentieafhankelijke 15 stijfheids- en dempingsgedrag van het betreffende oppervlak worden bepaald.

2. Werkwijze voor conclusie 1, met het kenmerk, dat de waarden voor de stijfheid en de demping worden bepaald door het blok met een groot aanta.1 eerste ingangssignalen met 20 een bepaald frequentie-interval aan te slaan en de daarmee gerelateerde tweede uitgangssignalen van het blok op te nemen en zodoende de specifieke overdrachtsfuncties voor elke frequentie te bepalen waarna de piekvormige eigen-frequentie wordt bepaald als een maat voor de stijfheid en de breedte 25 van de piek van de eigen frequentie als een maat voor de demping wordt gebruikt.

3. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens één of beide van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat een excitator met twee ten opzichte van elkaar 30 verend in trilling te brengen massa's via een slappe vering is opgehangen in een frame dat via een tussendeel rust op een blok dat plaatsbaar is op een oppervlak waarvan de demping en stijfheid dienen te worden bepaald, waarbij de excitator zodanig geleid is in het frame dat de bewegende massa's 35 vrijwel ongehinderd alleen in een richting loodrecht op het blok kunnen bewegen, waarbij de onderste excitatiemassa via een slanke staaf samenwerkt met het tussendeel en middelen aanwezig zijn om de massa op de slanke staaf te variëren en 1017304 * 0 waarbij het tussendeel via een krachtsensor en een recht-geleiding is verbonden met het blok.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het excitatorhuis door drie eerste parallel verlopende 5 stanggeleidingen is gekoppeld met het frame waarbij het huis verder door twee verdere parallele stangen die in een vlak loodrecht op de eerste stangen verlopen verder is gekoppeld met het frame.

5. Inrichting volgens conclusie 3 of 4, met het 10 kenmerk, dat met het excitatorhuis een trekveer is verbonden welke middels een kabel met spansschroef meer of minder spanbaar is.

6. Inrichting volgens conclusie 3, 4 of 5, met het kenmerk, dat zowel de excitator als het blok door extra 15 belastingsgewichten regelbaar is in zijn massa. 1017304