CZ25276U1 - Lyze s postranními krídly pro karvové oblouky - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká sjezdových lyží se zařízením na ovlivnění jejich sjezdových vlastností.

Dosavadní stav techniky

Na lyžařských sjezdovkách dnes převládá tzv. zaříznutý neboli karvový oblouk. Na začátku oblouku postaví lyžař obě své lyže lehce na jejich levé nebo pravé hrany. Tyto jsou dnes více nebo méně obloukovitě zahnuté, vyrývají proto ve sněhu stopu tvaru půlkružnice a vedou tím lyžaře do požadovaného levo- nebo pravotočivého oblouku. V dalším průjezdu oblouku lyžař reflexivně vyrovnává odstředivou sílu naklopením svého těla dovnitř oblouku a zvětšuje tím zároveň naklopení skluznice vůči povrchu sněhu.

Rádius oblouku je takto pevně stanovený samotnou geometrií lyže, je však do jisté míry regulovatelný záměrným větším nebo menším naklopením těla a/nebo skluznice (pokud to ostatní fyzikální parametry oblouku, např. rychlost a váha lyžaře dovolí). Radikální postavení lyže na hrany zmenšuje rádius oblouku.

Problémy nastanou tehdy, když odstředivá síla převýší pevnost sněhové rýhy a lyže uklouzne na hraně nebo když si okamžitá situace vyžádá velice ostrou zatáčku, která je i při největším náklonu lyžaře neproveditelná. Na rozdíl od dřívějších lyží s rovnými hranami mají radikální karvové lyže problémy při přímé jízdě po svahu. Hrbolatý povrch pak může způsobit neplánované zarytí jedné zahnuté hrany, následované nekontrolovatelným stržením postižené lyže a překroucením nohy lyžaře v koleně - typický úraz při karvování.

Pokusy vyřešit tyto problémy karvových lyží (které byly v době svého vzniku velikým pokrokem, hned po postavení na svou hranu začne lyže automaticky zatáčet) jsou tak staré jako tyto lyže samotné.

Zavedení řídicích lamel (ploutví, Finnen, fins) na zadním konci krátké lyže v roce 2006 přineslo lehké a rychlé oblouky s jakýmkoliv poloměrem - pokud ho odstředivá síla a kvalita sněhového povrchu dovolí. Nevýhodou tohoto řešení, patentovaného námi v Rakousku pod č. AT 503 250 bylo, že lyžař musel vědomě aktivovat tyto řídicí lamely svým záklonem a tímto zatížením je zarýt do sněhu. V praxi to znamenalo jezdit v permanentním záklonu, zvláště pro rychlý slalom s hustými brankami.

Náš další patent AT 506 544 z roku 2008 posunul lamely dopředu až těsně k lyžařské botě a tím umožnil daleko větší přítlak na lamely už při menším záklonu. Z tohoto zlepšení resultoval nový neklid lyže, neboť tehdejší lamely byly montovány jenom po stranách lyže. Tento problém vyřešila nová lamela v ose lyže.

Posledně zmíněný patent byl rozšířen na Evropu jako EP 09450065. Společná vlastnost těchto prvních vynálezů byla pozice všech řídicích lamel za patou lyžařské boty.

Ještě před našimi patenty navrhovali i jiní vynálezci různá zařízení na ovlivnění sjezdových vlastností lyží. Jejich cílem bylo snadnější řízení tehdejších klasických lyží s rovnými hranami karvové lyže ještě nebyly známy.

US Patent 3 871 671 nebo Re 29 659 (Bildner, 1962) „Radial ski having a profiled running surface“ navrhuje lyže pozůstávající z několika tenkých horizontálních vrstev s různou šířkou, výsledkem byla lyže s několika zhruba paralelními hranami a částečně i konkávní skluznicí.

Na rozdíl od naší přihlášky nenavrhuje tento patent žádné z korpusu lyže vybíhající lamely nebo ploché výstupky.

http://www.freepatentsonline.com/RE29659.pdf.

-1 CZ 25276 Ul

US Patent 3 063 728 (Patterson, 1962) představuje jiné zařízení na ovlivnění sjezdových vlastností lyží, montovatelné pod botou lyžaře.

Vynálezce navrhl přišroubovat různé kovové plátky na bočnice normálních lyží, orientované kolmo na skluznici a zařezávající se do tvrdé sjezdovky nebo ledu, se kterým musí často bojovat lyžaři na severovýchodě USA.

Jinak než u této přihlášky nemají kovové plátky žádný horizontální odstup od hrany lyže - přiléhají těsně na bočnici nebo na skluznici.

http:// www.freepatentsonline.com/3063728.pdf

Původně anglický patent US 4 752 082 A (Sevington, 1988) popisuje nosič ve tvaru obráceného U, připevněný na horním povrchu zadní části lyže a trochu širší než tato a jehož vertikální stěny sahají dolů až těsně k povrchu sněhu. Obě spodní hrany nosiče jsou vlnovkovitě nebo pilovitě vyříznuté a při záklonu lyžaře řezají rýhy do tvrdého sněhu nebo ledu.

Na rozdíl od technického řešení v naší přihlášce jsou zde účinné ploché výstupky/lamely orientovány kolmo k sněhovému povrchu a nacházejí se výlučně na zadní části lyže za vázáním.

Ke stavu techniky patří i lyže podle francouzského patentu FR 1 340 031 A (Barkhausen, 1963): používá vertikální destičky orientované podél délky lyže, jejichž velikost a tvar odpovídá zhruba našemu navrhovanému řešení. I jejich funkce je stejná: usnadnit zatáčení lyže.

Zcela odlišná je jejich pozice, přední destička je totiž nepohyblivě namontovaná na špici lyže. Zadní destička je otočná kolem vertikální osy. Přední destička se musí při každém přechodu z měkkého do tvrdého sněhu zaseknout jako tupá pila v tvrdém dřevu a proto je tato lyže nepoužitelná na normální sjezdovky.

Poloha destiček, tj. plochých výstupků/lamel u našeho navrhovaného řešení je za botou nebo vedle boty, což garantuje jejich uvolnění z hrozícího se zaseknutí do tvrdého sněhu. Tlakem tvrdého sněhového podkladu se totiž zadní část lyže lehce zvedne nebo pootočí.

Ve zveřejnění FR 2 706 780 AI (Pasquet, 1994) popsaná lyže ukazuje vzdálenou příbuznost s naší přihláškou, ačkoliv se zde sleduje jiný cíl: nikoliv snadné a bezpečné zatáčení, nýbrž směrová stabilizace přímého sjezdu zavedením druhé skluznice, zabránění zpětného skluzu kovovými háky na druhé skluznici a za třetí funkce brzdění rudimentárními ploutvemi.

Pro všechny tyto funkce je nezbytná jistá příprava, totiž volba jistého úhlu mezi oběma skluznicemi a jeho zajištění odpovídající vložkou. Dalším předpokladem funkce je záklon lyžaře.

Takto se dostane horní delší skluznice do kontaktu se sněhem a na ní upevněné rudimentární ploutve brzdí podle potřeby.

Podstata technického řešení

Nedostatky dnes nejrozšířenějších sjezdových lyží, zvaných karvové lyže odstraňují sjezdové lyže se zařízením na ovlivnění jejich sjezdových vlastností, které je uspořádáno na horním povrchu lyže a pozůstává z nosiče, který je vůči lyži nepřestavitelný a z jehož dvou bočnic vybíhají šikmo dolů směrem k povrchu sněhu nedeformovatelné a nepřestavitelné ploché výstupky, které jsou uspořádané nad rovinou skluznice lyže a proto se jenom při naklopení lyže v zatáčce zarývají do sněhu a řídí směr jízdy.

Pokusme se charakterizovat zde citovaný první nároky na ochranu technického řešení z hlediska funkce. Podstatu řešení představují krátké řídicí lamely, uspořádané na obou stranách lyže před lyžařskou botou (a některé i za lyžařskou botou), které se při naklopení lyže v zatáčce zařezávají do sněhu a vedou lyže. Tuto funkci vykonávají tlakem na obě protilehlé stěny sněhové rýhy podle „pokynů“ lyžaře. Lehké natočení lyží a s nimi pevně spojených lamel kolem osy kolmé ke svahu vyvolá reakci sněhové rýhy, která způsobí změnu směru pohybu lyží a lyžaře.

-2CZ 25276 Ul

Tento jednoduchý mechanismus přímého řízení není realizovatelný s dosavadními lyžemi, protože jejich zařezané dlouhé hrany kladou velký odpor proti natočení lyží. Proto se vymýšlely různé techniky odlehčování patky nebo celé lyže, odskakování nebo i dnešní zahnuté hrany karvových lyží, které řežou oblouky s konstantním poloměrem.

Mechanismus přímého řízení vyžaduje, aby se lyže zarývala jenom krátkou /cca 10 cm dlouhou/ lamelou, jejíž účinek však musí převážit účinek karvové nebo klasické přímé lyžařské hrany. Lamely jsou u tohoto technického řešení upevněné na bočnicích nosiče (tzv. carving plate, který je sám uspořádán na horním povrchu lyže pod vázáním) a vybíhají z nich šikmo dolů do sněhu, ale jen tak daleko, aby při jízdné na celé skluznici zůstaly nad sněhem. Při naklopení lyže v za10 táčce se začnou lamely na vnitřní straně oblouku zařezávat do sněhu nebo ledu. Zařezaná lamela klade větší odpor odstředivé síle než jakákoliv karvová hrana u dnes prodávaných lyží.

Na rozdíl od zahnuté karvové hrany nevede nezahnutá lamela lyžaře automaticky do zatáčky. Lyžař musí nejprve lehce natočit lyži - a tím s ní spojenou lamelu požadovaným směrem. Srovnatelné s pootočením volantu u auta.

Spodní hrana lamely je lehce zaoblená a probíhá přibližně paralelně se sousední bočnicí lyže s odstupem zhruba 1 cm až 2 cm měřeným v rovině skluznice. Tento požadavek geometrie je splnitelný, pokud lamela nestojí kolmo na skluznici, nýbrž šikmo v úhlu 75° až 45° ke skluznici, odchylujíc se od bočnice směrem dolů.

Tento sklon lamely usnadňuje její zařezávání do tvrdého sněhového povrchu při typickém karvo20 vém oblouku, při kterém je lyže postavená na hraně v úhlu většinou 15° až 45°. Lamela potom svírá se sněhovým povrchem zhruba pravý úhel, který dovoluje nejhlubší vnikání při daném tlaku na lamelu, čímž takto vytvořená rýha dosáhne největší dosažitelnou pevnost ve střihu.

Aktivní, tj. zaříznutá lamela odlehčuje v zatáčce hranu lyže a přebírá její řídicí funkci. Oproti karvové hraně je lamela krátká a není jako tato zakřivená. Směr pohybu systému lyžař/lyže může 25 proto ovlivnit pouze tehdy, když se osa lamely odchýlí od okamžitého směru pohybu. Na což reaguje sněhový povrch, přesněji řečeno vnější stěna rýhy odpovídajícím tlakem kolmo k ose lamely a tedy šikmo k okamžitému směru pohybu lyže.

Lyžař odchýlí lamelu ze směru napětím svalů dolních končetin. Takto řídí svoji jízdu lehkým natáčením obou lyží požadovaným směrem, což je porovnatelné s řízením auta lehkým natoče30 ním volantu.

Na rozdíl od dlouhých hran dosavadních lyží se nechají krátké lamely (max. 10 % délky hran) lehce natáčet, bez jejich předchozího odlehčení.

Na tomto místě si všimneme rozdílů mezi přihlášeným technickým řešením a našimi staršími patenty. Společné jsou jim řídicí lamely, nepohyblivě připevněné na lyži nebo na její nástavbě a 35 vybíhající z ní dolů až těsně k povrchu sněhu. U „Alpinski mít Heckfínnen“ AT 503 250 jsou všechny řídicí lamely uspořádány na zadní části lyže za lyžařskou botou a lyžař je musí aktivovat, to jest zatlačit do sněhu svým záklonem. V této labilní poloze hrozí lyžaři pád na zadek, čemuž může zabránit jenom silný brzdící efekt lamel a celé dolní plochy zadní nástavby, která při záklonu svírá ostrý úhel se svahem. Lamely u tohoto technického řešení musí být proto hodně 40 tlusté, aby zabrzdily lyži a tím dostaly padající tělo lyžaře zpět do normální sjezdové pozice.

Oproti tomu navrhuje přihlášené technické řešení šikmo postavené lamely na obou stranách lyže. Tyto se při každé zatáčce automaticky zařežou do sněhu, jako důsledek naklopení těla lyžaře a postavení lyží na hranu.

Zcela nová je pozice aspoň jednoho páru řídicích lamel pod botou lyžaře. Jejich horní hrany jsou 45 upevněné na dnes velice populární „Carving Platte“, to jest nosiči uspořádaném na horním povrchu lyže pod botou. Vybíhají z něho šikmo dolů až k povrchu sněhu, přičemž jsou odkloněné 15 až 45° od vertikály. Jejich spodní hrany mají od sousedících hran lyže odstup zhruba 1 až 2 cm.

-3CZ 25276 U1

Lamely protilehlých stran lyže se zrcadlí v rovině symetrie lyže.

Postranní lamely pod botou lyžaře lze v rámci této přihlášky doplnit dalšími lamelami za botou lyžaře nebo za zadní částí vázání. I tyto jsou uspořádány symetricky na bočnicích lyže a probíhají šikmo ke skluznici, s výjimkou jedné středové lamely, která je postavena vertikálně v ose lyže. Tato byla dokumentována v našem patentu AT 506 544 a EP 09450065.

Řídicí lamely pod botou lyžaře jsou účinné při každém karvovém oblouku. Středová lamela za vázáním jenom při jízdě v záklonu.

Postranní lamely za vázáním v obou případech. Žádná z lamel není účinná při jízdě na celé ploše skluznice.

Provedení lyže podle druhého nároku na ochraňuje nej optimálnější variantou, neboť symetrické uspořádání lamel podél obou bočnic lyže a jejich sklon vůči skluznici odpovídá požadavkům dnes typického karvového oblouku. Takto uspořádané lamely se zařezávají do sněhu a ledu hlouběji než ocelové hrany dnešních lyží a skýtají dostatečnou oporu proti uklouznutí i při vyšší rychlosti v zatáčce.

Provedení lyže podle třetího nároku na ochranu vyžaduje explicitně, že alespoň jeden pár symetrických lamel je upevněn pod lyžařskou botou na levé a pravé bočnici lyže. Váha lyžaře a odstředivá síla v zatáčce se tak přenáší přes tuto zařezanou lamelu přímo na sněhový povrch a nepůsobí rušivým momentem síly, neboť její rameno je zanedbatelné. Tato vlastnost by byla pro samotný karvový oblouk naprosto dostačující. Další páry lamel, které jsou specifikované ve zbývajících nárocích na ochranu zlepšují manévrovatelnost lyže za jiných situací.

Provedení lyže podle čtvrtého nároku na ochranu specifikuje vlastnost nosiče tak, že tento je pod zadní částí vázání lehce zalomený a za zlomem se zvedá. Zde je na jeho bočnicích uspořádán nejméně jeden pár symetrických lamel, vybíhajících z nich šikmo dolů. V průběhu lyžařského oblouku se tyto lamely v důsledku naklopení lyže zařezávají do svahu a společně se zahnutou karvovou hranou na špici lyže a příp. dalšími postranními lamelami vyrývají velice pevnou rýhu.

Provedení lyže podle pátého nároku na ochranu se vyznačuje dodatečnou nepárovou lamelou v ose lyže. Na měkkém sněhu tato lamela modeluje druhou rýhu /první je vyrytá postranními lamelami, které se nacházejí na vnitřní stranně oblouku/ a vyvolává tak dodatečnou centripetální sílu, která působí proti odstředivé síle v zatáčce.

Přehled obrázků na výkresech

Přiložené výkresy přinášejí dvě konkrétní provedení předmětu navrhovaného technického řešení. Na prvním z nich je pod Fig. 1 a Fig. lb zobrazena lyže s párem řídicích lamel, upořádaných před zadní čelistí vázání na obou stranách nezalomeného nosiče. Toto provedení odpovídá nárokům na ochranu 1 až 3.

Obrázky Fig. lc, ld a le ukazují řezy kolmé k ose lyže na třech různých místech v oblasti vázání. Každý z nich se skládá z korpusu lyže, nad ním je zobrazen nosiče neboli carve plate a z jeho obou bočnic vybíhají šikmo dolů řídicí lamely /v nároku na ochranu nazývané obecně ploché výstupky/. Fig. le obsahuje navíc průřez schematickou zadní částí vázání. Obrázky Fig. lf a lg pak ilustrují hlavní funkci technického řešení, to jest jeho nasazení při řízení karvového oblouku na sjezdovce. Přerušovaná čára přitom symbolizuje povrch sjezdovky z profilu. Do ledu nebo tvrdého sněhu na Fig. lf vyřezávají lamely tenkou a mělkou rýhu, zatím co hrana lyže nemá žádný dotyk s povrchem. Při této tvrdosti sjezdovky by hrany normální lyže pravděpodobně uklouzly, neboť specifický tlak na cm délky hrany je daleko nižší než u lamel a navíc je hrana s pravoúhlým průřezem méně vhodná k řezání než ostrá lamela. Obrázek Fig. lg ukazuje tuto situaci při měkčím povrchu sněhu, která je typická na dnešních sjezdovkách. Vedle lehce zabořené hrany mnohem hlouběji proniká Šikmá řídicí lamela, neboť je orientována přibližně kolmo k povrchu sjezdovky.

-4CZ 25276 U1

Na druhém výkresu je pod Fig. 2 a Fig. 2b zobrazena lyže splňující nárok na ochranu 4, tj. variantu se zalomeným nosičem, na jehož stoupající zadní části je upevněn jeden pár postranních lamel a konečně jedna lamela v rovině symetrie lyže, která je dokumentována v nároku 5.

Obrázky Fig. 2c, 2d, 2e, 2f a 2g přinášejí řezy kolmé k ose lyže na pěti různých místech od špičky po zadní konec lyže, přičemž Fig. 2c, 2d a 2e ukazují různé řezy předním párem postranních lamel a Fig. 2f a 2g pak řezy zadním párem postranních lamel a Fig. 2f zobrazuje navíc i středovou lamelu v rovině symetrie lyže.

Příklady provedení technického řešení

Příkladem provedení navrhovaného technického řešení jsou lyže zobrazené na obrázcích Fig. 1 a lb. Na typické krátké lyži 1, jako je tzv. „Fun Carver“, je v prostoru vázání připevněna nástavba 3, která slouží jako nosič postranních lamel /plochých výstupků/. Může být provedena jako tzv. „Carving Platte“, s minimální délkou 40 cm. Její bočnice 5 musí být zešikmělé, neboť slouží jako opora lamel 7, které na nich budou upevněné.

Lamely samotné budou vyřezány podle obrázku Fig. lb z hliníkového plechu tloušťky 3 mm a s pomocí asi šesti šroubů na nosiči 3 namontovány. Spodní hrana lamel 7 nesmí ležet pod rovinou proloženou skluznicí 6.

U druhého příkladu technického řešení podle obrázků Fig. 2 a 2b se normální sjezdová lyže zkrátí uříznutím zadní části na délku přibližně 1 m, čímž vznikne nový konec lyže 11. Na jeho horním povrchu 8 je uspořádán nosič, který však bude v prostoru pod zadní čelistí vázání 2 ohnut nebo nalomen tak, že jeho zadní část probíhá směrem nahoru.

Na obou bočnicích 5 nosiče 3 bude před zadní čelistí vázání uspořádán jeden pár postranních lamel 7, symetricky vzhledem k ose lyže, jako v prvním příkladu, uvedeném výše.

Na stoupající zadní části nosiče 9 bude upevněn druhý pár postranních lamel W, symetricky vzhledem k ose lyže. Konečně na spodní ploše zadní části nosiče 9 se v jeho podélné ose namontuje jedna nepárová lamela 12 z hliníku AlMg3.

Nosič 3 s integrovanými lamelami 10 a 12 lze s výhodou odlévat z hliníku AlMg3 ve formě, jejíž tvar se odvodí z obrázků 2, 2b, 2f a 2g.

Středová lamela 12 v ose lyže je uspořádána před postranními lamelami 10 a zasahuje hlouběji než tyto. Její dolní špička leží zhruba 2 mm nad rovinou proloženou skluznicí 6.

Všechny tri lamely tvoří úzké, na jejich vrchol postavené pyramidy s horní základnou ve tvaru deltoidu.

Zadní ukončení nosiče 3 je vyříznuté ve tvaru vlaštovčího ocásku, čímž se zlepšuje vedení lyže v měkkém strmém sněhu.

V uvedených příkladech je lyže 1 vybavena obvyklým bezpečnostním sjezdovým vázáním 2, 4.

Průmyslová využitelnost

Lyže vyrobené podle navrhovaného technického řešení jsou využitelné na dnešních sjezdovkách, kde mohou nahradit karvové i klasické sjezdové lyže, ale i na neupravených sněhových svazích se skialpovým, snowbladovým nebo standardním bezpečnostním vázáním.

Vyráběná bude tato lyže dnes obvyklými technologiemi laminováním přes dřevěné jádro nebo stříkáním ve formě. Nosič je proveditelný buďto z tvrdého plastu /jako carving plate/ nebo laminováním přes dřevěné jádro. Lamely jsou hliníkové odlitky nebo ohýbané hliníkové plechy, řezané laserem nebo vodním paprskem.

Claims (5)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Sjezdové lyže se zařízením na ovlivnění jejich sjezdových vlastností, vyznačující se tím, že zařízení je uspořádáno na horním povrchu (8) lyže a pozůstává z nosiče (3), který je vůči lyži nepřestavitelný a z jehož dvou bočnic (5) vybíhají šikmo dolů směrem k povrchu sněhu nedeformovatelné a nepřestavitelné ploché výstupky (7), které jsou uspořádané nad rovinou skluznice (6) lyže a proto se jenom při naklopení lyže v zatáčce zarývají do sněhu a řídí směr jízdy.
2. 2. Sjezdové lyže podle nároku 1, vyznačující se tím, že se ploché výstupky (7) protilehlých bočnic (5) zrcadlí v rovině symetrie lyže a svírají s touto ostrý úhel, přičemž se protilehlé výstupky směrem dolů k povrchu sněhu od sebe rozbíhají.
3. 3. Sjezdové lyže podle nároku 2, vyznačující se tím, že se nejméně jeden pár protilehlých výstupků (7) nachází zcela nebo částečně pod lyžařskou botou, která je uchycena na horní ploše nosiče (3) obvyklým lyžařským vázáním (2, 4).
4. 4. Sjezdové lyže podle nároku 2, vyznačující se tím, že je nosič (3) pod zadní čelistí vázání (2) zalomený, jeho zadní díl (9) se zvedá se směrem k zadnímu konci lyže v ostrém úhlu vůči horní ploše lyže (1) a na jeho 2 bočnicích je uspořádán alespoň jeden pár protilehlých výstupků (10).
5. 5. Sjezdové lyže podle nároku 4, vyznačující se tím, že ze zvedajícího se zadního dílu (9) nosiče vybíhá dolů směrem k povrchu sněhu jeden plochý výstupek (12), který leží v rovině symetrie lyže přede všemi páry protilehlých výstupků (10), které jsou uspořádány na zadním dílu (9) nosiče, přičemž spodní hrana (13) jmenovaného výstupku (12) sahá hlouběji než spodní hrany protilehlých výstupků (10) zadního dílu nosiče.