<Desc/Clms Page number 1>
Die Erfindung bezieht sich auf einen Alpinski mit einem aus mehreren Schichten bestehenden Aufbau mit wenigstens einem zwischen einer Deckschicht und einer Laufflächenschicht angeordneten mehrteiligen Skikern, welcher mindestens aus mehreren in der Skilängsrichtung verlaufenden Elementen zusammengefügt ist
Zur individuellen Abstimmmung von Skiern besteht Bedarf an einer Einrichtung zur Druckregulierung, welche zu jeder Fahrbeanspruchung einen konstanten oder progressiven Flächenpressungsdruck unter jeweils aneinander angrenzenden Elementen des Skikernes erzeugt, und gleichzeitig stets zu progressiver Federcharakteristik des Materialgefüges führt.
Insbesondere für Hochleistungsski im Rennsport ergibt sich das Problem der Skiwahl bzw. der Abstimmung hinsichtlich konkreter Fahrverhältnisse und Individueller Läufer. Konventionelle Ski werden bei der Herstellung hinsichtlich ihres physikalischen Verhaltens durch die Aufbaustruktur fix festgelegt. Meist bestimmt die Elastizität des Klebemittels die Dämpfungseigenschaften eines Ski entscheidend mit. Dementsprechend sind Dämpfungseigenschaften konventioneller Ski nur in Abhängigkeit von deren Bauweise konstruktiv unterschiedlich.
Andererseits wäre eine innerhalb eines definierten Abstimmungsspielraumes beliebig veränderbare individuelle Konkretisierung der Fahreigenschaften durch eine integrierte Einrichtung zur stufenlosen temporären Veränderung von Druck- und Momentverteilung innerhalb des Skikernes v. a. für leistungsfähige Rennski von Vorteil.
Es hat sich gezeigt, dass die effektivste Art der Skiabsttmmung sich auf die Kontaktflächenpressung der Elemente des Skikernes zu beziehen hat, da Biege- oder Verwindungsbelastungen, wie sie im Fahrbetrieb
EMI1.1
gefüges führen und die Federcharakteristik der Skispannung negativ beeinflussen. Dazu erscheint eine Druckregulierung Innerhalb des Skikernes effektiver als extern an der Deckschicht wirkende bekannte Einrichtungen, die den Ski im wesentlichen nachträglich In seinen konstruktiven Vibrations- und Torsionsei- geschaften beeinflussen.
Beispielsweise aus der DE-OS 1478153 sind Ski bekannt, die zueinander verschiebbare Teile enthalten, wodurch eine Formveränderung des Innenraumes möglich ist. Weiters ist z. B. in der DE-OS 3628476 die Verwendung flexibler Hohlkörper oder schlauchförmiger Pneumatikelemente als geschlossene Hohlkörper für Ski geoffenbart, die mit Druckluft gefüllt sind. wobei das Volumen durch Ausgleichselemente, Zuleitungen und eine Aufgabevomchtung veränderbar ist. Hohlkörperski mit Gasfüllung sind ausserdem noch in der DE-OS 3236016 bekannt. Darüber hinaus ist eine aufblasbare Skihülle mit Rückschlagventil, die entleerbar ist, in der AT-PS 338671 beschrieben.
Den vorgenannten konventionellen Skikonstruktionen gemeinsam ist das Problem der individuellen Entscheidungsfindung zur Auswahl der günstigsten Druckverhältnisse innerhalb des Skikernes einerseits, sowie die faktische Erkennbarkeit jeweils ungünstiger Druckverhältnisse andererseits.
Die vorliegende Erfindung hat insbesondere zum Gegenstand, die Nachteile bekannter Konstruktionen zu vermeiden und insbesondere gegenüber einer während des Fahrbetriebes bei konventionellen Skiern bisher unveränderbaren Druckgestaltung, eine Skikonstruktion der eingangs erwähnten Art zu verbessern, welche durch Anordnung einer elektronischen Einrichtung zur Druckregulierung zu jedem Zeitpunkt während des Fahrbetriebes und bei jeder Belastung ideale Parameter zur Dämpfung, sowie zu Biege- und Torsionskennwert automatisch durch einen während des Fahrbetriebes aktiven, belastungsproportionalen Zu- und Abstrom von Druckluft, erzeugt.
Zur Lösung der Aufgabe ist vorgesehen, dass mindestens ein Element des Skikernes ein über eine Aufgabevorrichtung, ein Druckventil und eine Zuleitung mit Druckluft gefüllter Hohlkörper mit veränderbarem Volumen ist, welcher wenigstens aus zwei zueinander, vorzugsweise quer zur Skilängsachse verschiebbaren Profilen besteht, wobei zur Vorbestimmung und zur Erhaltung einer minimalen, maximalen und/oder konstanten Kontaktflächenkompression zwischen den Elementen des mehrteiligen Skikernes gegenüber Biege- und Verwindungsbeanspruchungen während des Skifahrens, zwischen wenigstens zwei Elementen des mehrteiligen Skikernes mindestens ein auf Veränderung von deren Kontaktflächenkompression ansprechbarer, an sich bekannter Sensor angeordnet ist, dass die jeweils gemessenen Kontaktflächenkompressionsdaten an eine an der Deckschicht angeordnete, zur Vorbestimmung einer minimalen,
maximalen und/oder konstanten Kontaktflächenkompression zwischen den Elementen des mehrteiligen Skikernes beliebig programmierbare, an sich bekannte elektronische Zentralsteuerung weitergegeben werden, dass ein innerhalb der an sich bekannten Zentralsteuerung aus einem elektronischen Datenvergleich zwischen der jeweils gemessenen und der vorbestimmten Kontaktflächenkompression ermitteltes elektronisches Steuersignal zum Differenzdruckausgleich innerhalb des an sich bekannten Hohlkörpers an eine, an der Deckschicht angeordnete und mit einem an sich bekannten Druckventil eines an sich bekannten Hohlkörpers in Verbindung stehende, elektronisch betätigte, an sich bekannte Vorrichtung zur Druckluftaufgabe- in den, bzw.
zum Druckluftabzug aus dem an sich bekannten Hohlkörper weitergegeben wird, und dass der
<Desc/Clms Page number 2>
mindestens eine angeordnete Sensor, die Zentralsteuerung und die Vorrichtung zur Druckluftaufgabe- bzw. zum Druckluftabzug durch wenigstens einen an sich bekannten elektronischen Regelkreis untereinander vernetzt sind.
Aus dem Zusammenhang zwischen Biege- bzw. Verwindungsbeanspruchung und dem Grad der Kontaktflächenpressung der Elemente des Skikernes lässt sich eine Wechselbeziehung ableiten, welche die Erfindung berücksichtigt. Der Grad der Kontaktflächenpressung beeinflusst den Grad der Elastizität der Skistruktur sowie deren Federcharakteristik. Die bisher relevante Bedeutung der Auswahl der einzelnen Elemente des Skikernes nach deren Härte und Biegeelastizität tritt erfindungegemäss hinter einer reaktiven Anpassung der Elastizität der Skistruktur an die jeweils bestehenden Beiastungsmomente zurück, weiche jeweils innerhalb von Sekundenbruchteilen über den Luftdruck innerhalb des Hohlkörpers einsetzt.
Die Fahreigenschaften des Ski werden durch entsprechende Programmierung der Zentraisteuerung vorbestimmt und können je nach Bedarf durch einfache Programmierung den Bedürfnissen des Fahrers angepasst
EMI2.1
die Federcharakteristik des Ski beeinflusst wird.
Der Höhe des Luftdruckes Im Hohlkörper entspricht der Grad der Kontaktflächenkompression der lateral anschliessenden Elemente des Skikernes. Sobald ein innerhalb der Zentralsteuerung, welche wenigstens aus einem Mikroprozessor mit entsprechender Programmierung, sowie einem Datenspeicher besteht, aus einem elektronischen Datenvergleich ermittelter Differenzwert zwischen der durch den wenigstens einen angeordneten Sensor gemessenen Kontaktflächenkompression zwischen den Elementen des Skikernes und der an der Zentralsteuerung durch Programmierung vorbestimmten Kontaktflächenkompressiongrösser ist, als ein minimaler oder maximaler Grenzwert oder ein programmierter konstanter Wert, setzt die erfindungsgemässe Systemreaktion ein.
Ein aus dem genannten Datenvergleich hervorgehendes Steuersignal zum Differenz- druck-ausgleich - d. h. bei bspw. zu geringer Kontaktflächenpressung der Elemente des Skikernes einer Luftdruckerhöhung im Hohlkörper-aktiviert ein Betätiger die Druckluftaufgabe in den Hohlkörper.
Durch diese Einrichtung zur Druckregulierung der Kontaktflächenpressung zwischen den Elementen des Skikernes kann des materialbedingt mögliche Potential der Skikonstruktion im Fahrbetrieb varilerbar konkretisiert werden. Dabei besteht die vorteilhafte Möglichkeit zu temporär variierbarer, insbesondere während des Fahrbetriebes infolge Vorprogrammierung automatisch reaktiver Abstimmungsanpassung an konkrete Belastungsentwicklungen. Bei Über- bzw. Unterschreiten des bzw. der an der Zentralsteuerung vorbestimmten Druckwerte, infolge Über- bzw. Unterbelastung der Kontaktflächen der Elemente der Kernschicht durch Scher-, Biege- oder Torsionsbeanspruchung, setzt zur unmittelbaren Restriktions-bzw. Expansionserzeugung innerhalb des Hohlkörpers eine automatisch reaktive Aktivierung einer Luftansaug-bzw.
Abzugsleitung an einer Pressluftpatrone ein. Derart weist ein Ski stets seine aktuell vorteilhafte Steifigkeit und Biegsamkeit auf.
Die sich aus dieser Anordnung ergebenden Vorteile bestehen insbesondere in der individuellen Abstimmbarkeit des Ski hinsichtlich Festigkeit und/oder Elastizität, bzw. Spannung sowie Druck- und Momentverteilung je nach Fahrstil, Pistengebrauch und Gewicht des Fahrers einerseits und Matenaiaiter andererseits. Infolge stufenlos veränderbarer Druck- und Momentverlagerung innerhalb vordefinierter Extremwerte zu jedem Zeitpunkt des Fahrbetriebes, sind insbesondere Reaktionsschnelligkeit und Führungsstablität gegenüber bekannten Skikonstruktionen deutlich verbessert.
Der Ski wird vorzugsweise hinsichtlichmaterialbedingter Druck- und Momentverteilung konstruktiv in einer Grundeinstellung mit mehr oder minder grosser Verwendungsbandbreite konstruktiv hergestellt, wobei Feinabstimmungen bezüglich Parametern für Masseträgheitsmoment, Dämpfung, Biege- und Torsionskennwert sowohl werksseitig, als auch vom Anwender hinsichtlich aktueller Gebrauchsverhältnisse möglich sind. Innerhalb des Materialgefüges des Skikernes herrscht vorzugsweise zu jeder Fahrsituation permanent derselbe Druck, da Über- und Unterbela- stungen permanent ausgeglichen werden können. Kalkulierbare Reaktionsschnelligkeit und Führungsstabilität folgen den Innerhalb von Regelkreisen programmierbaren Reaktionsfaktoren.
Durch die erfindungsgemässe Anordnung liegt eine die Kraftübertragung des individuellen Fahrers sowie aktuelle Pistenverhältnisse permanent berücksichtigende erweiterte Funktionseinheit vor, durch welche stets ein optimales Zusammenwirken der Kraftübertragung des Läufers auf Ski und Piste erzielt wird. Insbesondere ergeben sich durch diese Konstruktion wesentlich effektivere und exaktere Kalkulationsmöglichkeiten des Skimaterials hinsichtlich aktueller Streckenverhältnisse durch stufenlos veränderbaren Materialtrimm vor und während des Fahrbetriebes.
Nach einer erfindungsgemässen Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Zentralsteuerung, die Vorrichtungen zur Druckluftaufgabe- bzw. zum Druckluftabzug und der wenigstens eine elektronische Regelkreis zu einem am Skikörper fixierbaren Aufsatzstecker zusammengefasst sind, welcher mit dem mindestens einen innerhalb des mehrteiligen Skikernes angeordneten Sensor und mit dem Druckventil des an sich bekannten
<Desc/Clms Page number 3>
Hohlkörpers in Kontakt steht. Ein Vorteil des Aufsatzsteckers zur erfindungsgemässen Druckregulierung liegt in seiner funktionell einfachen Anwendung und Bedienbarkeit in Art bekannter Diagnosestecker, welcher nach Aufsetzen exakten Einblick in die aktuellen Druckverhältnisse innerhalb des Skikernes gibt und entsprechende Korrekturen umgehend ohne grossen Aufwand ermöglicht.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind aus nachstehender Beschreibung der In den
EMI3.1
1entlang des Schnittes C-C'gem. FIG. 1 ; FIG. 3 einen abgestuften, perspektivischen Querschnitt entlang des Schnittes A-A'gem. FIG. 1 ; FIG. 4 eine Draufsicht auf die Einrichtung zur Druckregulierung ; FIG. 5 einen Längsschnitt durch die Einrichtung entlang der Ebene K-K'gem. FIG. 4 ; FIG. 6 einen perspektivischen Querschnitt durch das Steuerungssystem.
FIG. 1, 2 und 3 zeigen einen symmetrisch zur waagrechten Skilängsmittelebene 43 und zur Skilängsmittelachse 32 innerhalb des Skikernes 8 angeordneten, aus zwei jeweils normal zu einer Teilungsebene 13 gegeneinander verschiebbar ineinandergreifenden U-förmigen Profilteilen 21, 22 bestehenden länglichen Hohlkörper 20, welcher sich von der Skischaufel 31 bis zum Skihinterende 47 erstreckt. Die Teilungsebene 13 des Hohlkörpers 20 fällt mit der senkrechten Skilängsmittelebene 10 zusammen. Die beiden U-förmigen
EMI3.2
21, 22dargestellt, wobei strichliert jeweils deren maximale laterale bzw. mediale Verschiebungsgrenzen 1, 11 dargestellt sind, weiche jeweils einer maximalen Expansion bzw. minimalen Restriktion des Hohlraumvolumens entsprechen.
Diese Anordnung ist im transversalen Schnitt A-A', welcher in FIG. 3 funktionsschematisch dargestellt ist, noch deutlicher veranschaulicht. Der Skikern 8 ist durch senkrecht stehende Elemente 15, 16, 15', 16' gebildet, zwischen welchen vorzugsweise viskoelastisches Material 42 zur deren schubelastischer Verbindung untereinander angeordnet ist. Symmetrisch sowohl zur senkrechten, wie zur waagrechten Skilängsmittelebene 10, 43 sind die beiden Profilteile 21, 22 des Hohlkörpers 20 derart ausgebildet, dass normal zur Teilungsebene 17 in Richtung zu den Seitenwangen 9 hin das Hohlraumvolumen des Hohlkörpers 20 bel Druckveränderung über ein Druckventil 30 expandieren, bzw. restringieren kann.
FIG. 4, 5 und 6 zeigen eine elektronisch-pneumatische Einrichtung zur Druckregulierung über einen Aufsatzstecker 60. Eine Druckregulierung des innerhalb des Hohlkörpers 20 sowie der Kontaktfächenpressung zwischen den Elementen 15, 16, 15', 16' des Skikernes 8, erfolgt über ein Druckventil 30, welches mit dem Hohlkörper 20 in Verbindung steht und an welchem der Aufsatzstecker 60 ansetzt. Der Aufsatzstecker 60 besteht aus einer Luftpumpe 49 in Form eines Gummibalges bzw. einer Pressluftpatrone 98, weiche mit einem zum Druckventil 30 führenden Luftansaugkanal 91 in Verbindung steht, sowie einem Luftabzugskanal 92 und einer Ventilkanalverschlusseinrichtung 51.
Der elektronische Regelkreis 61 steht mit einem zwischen zwei Elementen 15, 16 des Skikernes 8 angeordneten, auf Veränderungen von deren Kontaktflächenpressung ansprechbaren Sensor 19 und/oder mit einem auf Spannungsveränderungen ansprechbaren Sensor 19A sowie einem innerhalb Hohlkörpers 20 angeordneten, auf Luftdruck ansprechbaren Sensor 19B, und einer Zentralsteuerung 90 sowie einer bspw. durch Photovoltaik gespeisten Energieversorgungseinrichtung 79 in Verbindung.
Die Zentralsteuerung 90 besteht aus einer Wähleinrichtung 90A zur Vorbestimmung innerhalb des Skikernes 8 bevorzugter, konstant beizubehaltender Druckverhältnisse sowie einem Speicher 90B zur Erhaltung des unter den Elementen 15, 16 des Skikernes 8 bevorzugten konstanten oder innerhalb von vorbestimmten Extremwerten maximalen und minimalen Flächenpressungsdruckes. Die gleichgeschaltete bekannte Automatiksteuerung 66 ist mit aktivierbaren elektronisch ansteuerbaren Betätigern 99 an Druckventil 30 und Pumpe 49 bzw. Pressluftpatrone 98 verbunden.
FIG. 6 zeigt das Zusammenwirken der in den FIG. 1 bis 3 beschriebenen Konstruktionsteile. An der elektronischen Wähleinrichtung 90A wird ein bevorzugter konstanter, bspw. höherer Druck als der bisher bestehende, bezüglich der Kontaktflächenpressung zwischen den Elementen 15, 16, 15', 16' des Skikernes 8 vorbestimmt. Über den Speicher 90B sowie über die Automatiksteuerung 66 erzeugt ein entsprechend der
Druckdefinition aktivierter Betätiger 99 über die Pressluftpatrone 98 eine Luftzuströmung über den Luftansaugkanal 91 in den in diesem Beispiel aus zwei U-förmigen, gegeneinander normal zu einer Teilungsebene 13 verschiebbaren Profilteilen 21, 22 bestehenden Hohlkörper 20. Die Luftzuströmung bewirkt eine
Druckerhöhung, sowie laterale Expansion des Hohlkörpers 20.
Bei Über- bzw. Unterschreiten des an der Wähleinrichtung 90A der Zentralsteuerung 90 zur Druckbe- stimmung vorgewählten konstanten Druckwertes, infolge Über- bzw. Unterbelastung der Kontaktflächen der
Elemente 15, 16, 15', 16' des Skikernes 8 durch Scher-, Biege- oder Torsionsbeanspruchung setzt entspre- chend der Vorprogrammierung zur unmittelbaren Restriktions- bzw. Expansionserzeugung des Hohlkörpers
20, nach Ruckkoppelung über einen Regelkreis 61'der Betätiger 99 eine Luftabzugs- bzw. -Ansaugleistung
<Desc/Clms Page number 4>
am Druckventil 30 bzw. an der Pressluftpatrone 98 ein.
In Variante zum eben beschriebenen Wirkungszusammenhang wird an der elektronischen Wähleinrichtung 90A ein maximaler und minimaler Extremwert hinsichtlich des zwischen den Kontaktflächen der Elemente 15, 16, 15', 16' des Skikernes 8 während des Fahrbetriebes entstehenden Flächenpressungsdrukkes vorbestimmt. Der sich daraus ergebende Wirkungszusammenhang entspricht mit Rücksicht darauf, dass eine Luftansaug- bzw. Luftabzugsleistung erst bei Unter- bzw. Überschreiten der vorgewählten Druckextremwerte analog dem bisher Ausgeführten erfolgt. Aus dem Umfang des Druckspielraumes zwischen den definierten Extremwerten folgt unmittelbar die Vorbestimmung der Ski-Abstimmungsbandbreite, sowie insbesondere der Federcharakteristik.
Die eben beschriebenen Wirkungszusammenhänge beziehen sich in einer weiteren Variante auf infolge Belastungen während des Fahrbetriebes entstehende Druckschwankungen innerhalb der einzelnen Elemente 15', 16' des Skikernes 8. Innerhalb der Elemente 15', 16' angeordnete Sensoren 19A, welche mit den beschriebenen Regelkreisen 61, 61' gleichgeschaltet sind, liefern die Parameter zur Druckbestimmung. In einem weiteren Beispiel dient ein innerhalb des Hohlkörpers 20 angeordneter Sensor 19B als Parametergeber. Kalkulierbare Reaktionsschnelligkeit und Führungsstablität folgen den programierbaren Reakttonsfakto- ren.
Die Erfindung ist auf die Ausführungsformen, die nur beispielsweise dargestellt sind, nicht beschränkt, sondern schliesst Änderungen und Verallgemeinerungen ein, wie sie sich durch die nachfolgenden Patentansprüche ergeben. Es ist selbstverständlich, dass die erfindungegemässe Konstruktion, welche als Gegenstand der Erfindung vorzugsweise für Ski benutzt ist, auch für andere Sportartikel, wie auch für hoch belastbare technische Bauteile analog verwendbar ist, was ebenfalls im Rahmen der Erfindung liegt.