DE1428966A1 - Ein Ski mit eingebauten elastischen Elementen - Google Patents

Description

• Gegenstand der Erfindung ist ein Ski mit veränderlichen einstellbaren,elastischen Eigenschaften,Igewirkt durch den Einbau auswechselbarer, elastischer Elemente.
• Die bekannten Skikonstruktionen liefern einen Ski,dessen (-l--q!2#tische Eigenschaften durch die Konstruktionsdat'en festliegen.Diese sind bestimmt durch die' %Ierkstoffeigenschaften und durch die Gestaltung auf.Grund der Festigkeitsberechnung.Letztere beruht auf der Annahme einer mittigangreifenden Kraft,die gleichmässig auf die Gleitfläche übertragen widän soll.
• Bekannt sind einschichtige,wie mehrschichtige Ski aus Holz, Kunststoff und Metall.Die mehrschichtige Bauart verwendet zur Verbesserung der elastischen Eigenschaften Schichten verschiedener Hölzer,kombiniert mit Schichten aus Metall Gummi oder Kunststoff.Dabei spielt auch die Lage der Schichten zueinander eine Rolle.Eine Einlage aus Metallblech bewirkt zwar eine Verbesserung der elastischen Eigenschaften des Skis-,birgt aber den Nachteil in sich,dass sich der Ski bei Temperaturänderungen wie ein Bimetallstreifen verhält.Die Weiterentwicklung zu den-Hohlbauarten bringt Materialersparniswie Gewichtserleichterung.Vorgeschlagen ist auch ein Hohlski,dessen Obergurt zur Verbesserung der Elastizität wellenförmig ausgebildet ist.Ausserdem sind Skikonstruktionen bekannt,die nach Art von Blattfederbündgln aufgebaut sind.
• Die Aufgabe des Skis als Gleitkörper ist die optimale Übertragung der vom Fahrer auf den Ski ausgeübten Kräfte und Momente auf die Gleitunterlage,sodass differentiell gesehen die Summe aller Gleitwiderstände ein Minimum wird. Für die Betrachtung sind zunächst Inhomogenitäten an der Gleitfläche ausser Acht gelassen,die ein Abreissen des Wasserfilmes an der Gleitfläche bewirken und somit zur Verminderung des Gleitwiderstandes beitragen.Da die optimale Übertragung während des gesamten Fahrvorgangs stattfinden soll,seien 2 typische Fahrbeispiele betrachtet.
• 1. Gleiten auf gerader oder nur leicht welliger ünterlage bei konstanter Last.
• 2.Gleiteiiauf welliger-Unterlage bei schwellender Last und schwellendem Moment durch die Vorlage des Fahrers. Zu 1. Für diesen Nall genügt ein Ski,dessen Biegefestigkeit so ausgebildet ist,dass eine optimale Übertragung der Last auf die gerade Unterlage möglich ist. Auch für eine Unterlage,die nur eine kleine Durchbie#-ling des Ski.q erfordert,vermag der Ski noch eine optimale Übertragung zu leisten,vorrausgesetzt,dass nur Durchbiegungen zugelassen werden,die der Elastizität des Skis entsprechend klein sind.
• Ein Ski herkömmlicher Bauart vermag diesen Vorraussetzung-. en zu entsprechen,allerdings unter der Einschränkung,dass dieser Ski nur für eine bestimmte Lastannahme.hergestellt ist,d.h. für einen Fahrer bestimmten Gewichtes,bestimmter Körpergrösse,bestimmter Fahrhaltung.
• Die Erfindung legt die Lösung des Problems für eine allgemeinere Las#annahme'dar.Durch die Einführung veränderlichar einstellbarergelastischer Elemente-besteht für jeden Skifahrer die Möglichkeit den Ski durch passende Wahl-und Einstellung dieser Elemente-für sich speziell einzustellen,bzw.einstellen zulassen.
• Zu 2. Füreine gleichbleibende optimale Übertragung einer schwellenden Last,die durch ein ebehfalls schiiel-- -lendes Moment überlagert wird,sehen die herkömmlichen Skibauarten keine Lösung vor.
• Die Erfindung legt die Lösung für diese allgemeine Lastannahme dar und zwar durch die Einführung von elastIschen hydraulischen Elementen,deren Innendruck durch die wirkende last geregelt wird.Durch die Anordnung dieser Elemente an unterschiedlicher Stelle des Skis bewirkt der geregelte Innendruck eine gleichmässige Lastübertragung einmal durch die Veränderung des Trägheitsmomentes und einmal durch die direkte Druckerhöhung auf-der gesamtenGleitfläche.
• Die erwähnten elastischen-Elemente sind a Zugelemente (Draht oder Band beliebigen Querschnittes aus Metall oder Kunststoff) b Druckelemente(Körper gleicher'oder veränderlicher Festig4eit aus Metall,Gummi oder Kunststoff)

  virgegaRkiEfee Elemente

  Elementen,die Längehänderungen ausführen-

  können(Schrauben.Kolben).

  1. Ausführung..unter Beibehaltung des herkömmlichen Skiaufbaues mit Unführung spannbarer#auswechselbarer Zugelemente.
• Die Zugelemente(1) lieg en in der Zugzone des_gkis.Ihre Anzahl und ihre Verteilung hängen von der Skilänge und den gewünschten elastischen Eigenschaften ab.Aus konstruktivenGründen werden die Zugelemente zur Skimitte hin gespannt.»te Verankerung der Angriffepunkte(2) für die Zugelemente wird bei der Okiherstellung befestigt.Die Zugelemeute können gleich bei der Pertigstellung dea,Skie eingelegt oder später durch eingelegte Hohlkabel nachgezogen und denn gespannt werden.Die Spannschrauben (4) sind durch die Standplatte (3) abgedeckt.Das Prinzip dieser Ausführung kann auf alle gebräuchlichen ßkibauarten angewendet werden. 2. Ausführung unter Aufgabe der herkömm#lichen Skibauweise mit Einführung einer Kombination von Druck-und Zugelementen Als durchlaufender Gurt wird nur mehr die Zugzone des Skie beibehalten.Die in der Druckzone auftretenden Kräfte werden dureb eliswechselbaregveränderlichm einstellbare Druckelement-e(5) aufgenoiymen.Ihre Anzahl ergibt sich aue'O'der Skilänge und der gewünschten Stetigkeit der Gleitflächenbelastung.Die Druckelemente werden in kastenförmige Aussparungen eingesetzt und mit Schrauben (4) gespannt.
• In diese AusBparungen können auch hydraulische Elemente(6) eingesetzt werden(Ausführung 2b),die durch Eindrehen von Schrauben oder sonstigen Verdrängungsmethoden auf den gewünschten Innendruck gebracht werden.Das zur Skimitte hin nötige grössere Trägheitsmoment wird durch gesteigerten Innendruck oder grüssere wirksame Dicke der Elemente erreicht.
• Über den Druckelementen und hydraulischen Elementen kann ein ela«tisches Band gespannt werden.Dieses Band(7)-hat mehrere.X-ufgaben&Be schützt vor Eindringen von Schnee und Eis.trägt zur besseren Übertragung des Schubflusses bei der Torgion beigstellt ein Formbegrenzung des Skis gegen die-Wirkung der Druckelemente dar uhd ermöglicht eine Vor-.spannung der Druckelemente." In.analoger Weise kann die Druckzone durchgehend ausgebilffl En-, det sein.Dafür ist die Zugzone in einzelne schuppenartig, übereinandergreifende Tragteile(8) aufgegliedert,an denen die:aufzunehmenden Kräfte mittels.spannbarer Zugelementen angreifen'.Mit einer Kombination von Zug- Druckelementen erhält-man einen Ski mit einstellbarer Biegefeatigkeit und Elastizität.
• 3. Ausführung unter Aufgabe der herkönunlichen Skibauweiae mit Einführung von elastischen,hydraulischin Blementene deren örtliches Träg#eitsmoment durch die schwellende FaXrbelastung geregelt werden kann.
• Als durchlaufender Gurt wIrd die Zugzone beibehalten.Auf dem vorderen #Lnd hinteren Teil desSkis sind je ein oder mehrere'Jeweils bis zur Skimitte durchlaufendehydraullsche-Elemente(lo) formschlüssig aufgebracht.Sie nehmen zum Fahrerstand entsprechend dem erforderli chen Trägheitsmoment xxx in ihrer wirksamen D.icke zu.Während bei der zuvor(in 2.)-beschriebehen Ausführung in dem hydraulischen Element ein beliebl..-er Innendruck 'hergestellt werden konnte,wird der ,Innendruck jetzt durch die-schwellende Last während des Fahrens geregelt.Dies ist dadurch möglich-,dase die Last auf einem Kolben ruht un4di.eser entsprecheng seiner Flächenpressung den hydrostatischen Druck in ddin Element bestimmt. Die gleiche'Wirkung-kann man erzielen durch Aufpressen eines .Stempels (11 ) mit.beatimmter Pressfläche auf das hydraulische Element.
• Bei Vorlage de s Fahrers muss der.Vordersaki einen grösseren .Teil der Last aufnehmen.Die optimale Verteilung der-Belastung erfordert nun einen höheren Druck-im vorderen Element .Zu diesem Zweck wird das am Skiedhuh'auftretende Moment ausgenützt.Durch die Mehrbelastung des Vorderschuhes erhällman durch die zusätzliche Anordnung eines Presstempels-(12) unter dem Vorderschuh die gewünAchte Druckerhölhung.Diese Lösung-erfordert-einen Fahrerstand,det inRichtung der SkiL achse eine.bestimmte Bewegungsfreiheit besitzt.Die kQnstruktive Lösung Bieht dazu eine steiffe Standplatte(13) vor die über 2 galastische Bänder(14) mit dem Guttaufbau verbunden siXid.
• Durch Kombination von Ausführung 2 und 3 können jeweils besondere Eigenschaften betont werden. Erhöht man den Innendruck eines hydraulischen Blementee, dessen Gestalt von der Kugelform abweichteso strebt es der Kugelform zu.Baut man die Wände des hydraÜlischen-Blementes aus mehreren Teilen,verschiedener Gestalt und Stoffeigenschaft zusammengso können besondere Eigenschaften erzielt werden.
• Ein hydraulisches Element (15) mit einer Deckfläche aus Metallblech versucht bei Erhöhung des Innendruckes die Wölbung der Deckfläche nach aussen durchzubiegen.Falls die elastischen Seitenwände eine solche Formänderung gestatten entetehi-in der Ebene der Deckfläche eine Längehänderung die bei Behinderung der Ausdehnung eine stark@ Oohubkraft erzeugt.
• Ein hydraulisches Element a92 i.Gcm(16) vecs",;ht.bei Erhoi,-ung des Innendruckes die Krümmungsradien zu verkleinern. Damit ensteht eine Längenverkürzung.die bei Behinderung eine starke Zugkraft bewirkt.
• Diese Eigenschaften des Elastischen Blementesphervorgerufen durch'die besonderen Eigenschaften der Wand gestatten ebenfalls Ausführungeformentdie eine optimale Verteilung der Belastung bewirken.' Die Ausführungen 3a und 3b unterscheideft sich nur in der 1. Ausführung der Wand des hydraulischen Blementea.'#U#m ersten

  Fall handelt es sich um-einenglatten Schlauchpdeäsen wirk-

  same Dicke zum Fah#zezstand hin zunimmt.Im 2. Fall.-ist die

  Bewegung49itö#liohkeit dl,ü.",'glementes einSöangt dujm"h,.-die,

  Deckfläche(17) ai#a ei;ieZ gewellten Notallbandl,-Dile

  wände des. Blementes der wechselnder Dielce, UUE4

  Ime bezWeckt

  elastischen Xäteria1.Dii-V4rdiakung der Seitenw

  die Fixibr=g der,l(*lzin#oege der Deckfläche -ge4#ezlüber 4@n.

  Aufwärtsbewegungen der Wollentäleee-Die konstruktiv einfach-

  ste Lösung verwendet einen entsprechend geformtg#Ü"Hohlechla'uch

  (18) der zwischen Z' zone und Deckfläche eingel#-4'ebt wird.

  Die Ausführung 3c behält als durchlaufenden Gurk die Druck-

  zone bei.Die Zugkrätte werden von-dog hydraulis4 A Eie"

  ment (19) aufganommen6Der geregelte Innendruck, e:rmöglicht

  eine optimale Verteilung der Belastun.g.In Verbi44U4g mit

  dem im nächsten Kapitel behandelten elaätischen#-,Gleitele-

  ment ergibt die Kenatrukt#on einen Ski,der den testellten

  Bedingungen entspricht.

  4. Ausführung.Erzetzen der kompakten Gleitschicht herkömmlicher Bauart durch ein elastisches.hydraulisches Element, Auf die etwas umgpotaltete Unterfläche des Skis wird ein elastischen hydraulisches Element aufgeklebt.Das Element (-2o) hat etwa die Form von 2 oder mehrerennebeneinanderliegendenä SchläuchenäDas Element besitzt einen bestimmten Innendruck.Bei Belastung des Skie stellt sich auf der ganzen Gleitfläche eingleichmässiger Druck ein.Das Element gleicht sich der Fahrbahn an.Zur Verbesagung der Gleiteigenschaften sind auf dem Element Querrillin vorgesähen,die ein.Abreissen dös Wasserfilmes und den Aufbau einea Luftpolsters bewirken.Die Einschitte zwischen den Schläuchen wirken in gleicher Weise wie eine,Rille.Das Element karr Mrie ein KlfbehEind aufgelegt werden.Ein Ersetzen oder Auswechseln kann in kurzer Zeit geschehen.

Claims (2)

1. Patentansgrüche. Skikonstruktion,dadurch daas sie fest eingebaute oder auswechaelbäre,elastische Elemente enthält,mit denen die elgat:L-äohen.Bigenscha-ften des Skis je-.-derzeit nach optimalen-Ges-ichtspunkten eingestellt od-er geregelt weraen,können.
2. 2. Skikonstruktion nacli 1. dadurch gekennzeichnetäuss in einem Ski herkömmliehe-e..#B-auweige apannbare Zugelemente so eingebaut sinddäss- Mit-ihüen die elastischen Eigenschaften des Skis fe jede Lgst-zu einer den Verhältnissen entsprechenden optimalen-Übertragung der last eingestellt werden können. 3. Skikonstruktion nachl'. dadurch gekennzeichne#t.daso 9-lastiseh«,einstellbare Druckelemente die in der Druckzone aufzunehmenden KrUte aufnehmen.Als duirchlaufender Gurt ist also nur *xx die Dmpktone ausgebildet.Die #l)tuckelemente können iia kaotonförmige Aussparungen eingesetzt und mit Schrauben gespannt werden.Der durchlaufende-Guirt ist so konettuiert_,4AeaL"eine stetige Verteilung der diekret angreifenden Kräfte auf die Gleitfläche erzielt ,wixd.Zusammen mit den Druckelementen vermag-daa über' denselben gespannte ' Band-die Elastizität des Skie in weiten Grenzen zu ändern. Die analog* Bauweise behält die Druckzone als durchlaufenden Gurt bei.Die ' Zugzone ist in einzelne.über"nandergreifende Teile aufgegliedert..an denen die spannbaren Zugelemente angreifen und die Kräfte aufnehmen. 4. Skikonstruktion nachl dadurch geken.nzeichnetidasa die elastischen Elemente als hydraulische ElemeA-e ausge- bildet eind.Durch Gestaltungund Innendruck kän:gnias Träg- heitemoment und damit die elastischen Eigenschaften eingestellt werden. Der Einbau dieser Elemente kann in die Ausparungen nach Anspruch 3 erfolgän.Pür einen Einbau begünstigt ist ein Metallhohleaki Die Metallwände können dabei als elastische Wände dienen.Das Trägheitemoment kann du:#ch Verändern des Innendruckes.eingestellt werden.Erstreckt sich das hydraulische Element über den ganzen Vorder-bzw Hinterskioso muss die wirksame Dicke zum Fahrerstand hin zunehmen. 5. Skikonstruktion nach 1 dadurch gekennzeichnet.dasydie elastischen Elemente als hydraulische Elemente auagebildet eind.deren Innendruek durch die vom Fahrer ausgeübten Kräfte und Momente geregelt wird.Die Regelung ist idurch einer Standplatte möglich.Die Druck-'übertragung erfolgt durch Kolben oder Stempel. Der geregelte Innendruck #gird ausgenutzt zur des örtlichen Trägheitsmomentes und zur Regelung der darüber hinaus auftretenden Zuü-und Jruckkräfte bei besonderer gestaltung der Wand des Elementes. 6. Skikonstruktion nachl dadurch gekennzeivhnet,dass das elastische Element als.hydraulisches Element ausgebildet ist und die kompakie Gleitfläche ersetzt.Die, last wird gleichmäadig auf die Gleitfläche übertragen.Das Element hat die FQrm von mehreren nebeneinanderliegenden Schläuchen. -Die auftretenden Rillen d4.enen der Spurhaltung.Die Querrillen auf den Schläuchen dier-en der Verbe-n-Agrung der Gleiteigenschaften. Zur Kombination xinnen alle genannten Elemente herangezogen werden.