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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft einen Schwingungsdämpfer für Ski, insbesondere
Alpin-Ski, der auf der Skioberfläche befestigbar ist und eine federnd in Ruhelage
gehaltene Masse :sitzt.
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Es sind eine Anzahl solcher Schwingungsdämpfer bekannt; sie sind jedoch
alle darauf ausgerichtet, die vom Ski bei der Abfahrt erzeugten translatorischen
Schwingungen zu dämpfen. Nach vorliegenden, neueren Erkenntnissen aus der Praxis
sind es aber vorwiegend Torsionsschwingungen des Skis, die zu einem ungünstigen
Fahrverhalten führen, das sich insbesondere bei Schwüngen durch schlechte Kantengriffigkeit
und dadurch bedingte unzureichende Richtungsstabilität des Skis bemerkbar macht.
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Die Eigenfrequenzen des Systems tSki" liegen bei der Torsion wesentlich
höher als bei der translatorischen Bewegung, und zwar werden nach den vorliegenden
Erkenntessen Größenordnungen von 100 Hz erreicht, während die Biegeschwingungen
bei etwa lo bis 20 Hz liegen, d. h., zur Dämpfung bzw. Tilgung von Torsionsschwingungen
werden größere Federsteifigkeiten bei kleineren schwingenden Massen benötigt. Im
weiteren besteht die praxisbezogene Forderung, resultierend aus der unterschiedlichen
Bauart und dem damit unterschiedlichen Schwingungsverhalten verschiedener Skier
sowie variierender Boden- und Schneeverhältnissen, oft sogar auf einer einzigen
Abfahrtsstrecke, darin, daß in einem möglichst weiten Erregerfrequenz-Bereich gedämpft
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Schwingungsdämpfer
zu schaffen, der in einem weiten Erregerfrequenzbereich alle am Ski auftretenden
Schwingungen, insbesondere jedoch Torsionsschwingungen dämpft.
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Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch eine in einem skifesten Gehäuse
horizontal zur Skioberfläche angeordnete, federnde bzw. elastische Aufhängung der
Masse mit mehreren schwingfähigen Freiheitsgraden.
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Eine besonders günstige, konstruktiv einfach einzubauende und auch
preiswerte Ausbildung der erfindungsgemäßen elastischen Aufhängung ist durch die
Anordnung einer aus Gummi oder Kunststoff bestehenden Membrane gegeben, die in vorteilhafter
Weise zwischen zwei Gehäusehälften einvulkanisiert oder eingeklebt wird. Eine derartige
Membrane, der im Zentrum eine Masse zugeordnet ist, zeichnet sich vor allem durch
eine hohe innere Dämpfung aus, wodurch bezüglich der Dämpfung bzw. Tilgung von Schwingungen
ein weiter Erregerfrequenz-Bereich erfaßt wird. Bei dem erfindungsgemäßen System,
worunter auch alle folgenden Ausführungsarten fallen, ist es von ganz besonderem
Vorteil, daß es dämpfend auf alle Arten von Schwingungen, seien es nun Torsions-,
Translations-oder Kippschwingungen, einwirkt. Die erfindungsgemäße Einrichtung stellt
mithin einen echten Universaldämpfer für Skier dar, der die Fahreigenschaften derselben
auch unter Einwirkung mehrfach kombinierter Störschwingungen in ganz entscheidendem
Maße verbessert.
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Als adäquate Variante sind die horizontalen, elastischen und federnden
Aufhängungen der Masse mittels Blattfedern
oder Spiralfedern zu
betrachten, wobei bei der Spiralfederanordnung die notwendige Dämpfung des Systems
durch Einlagerung der Masse in eine Flüssigkeit, vorzugsweise einem hochviskosen
Medium, zum Beispiel öl, erfolgt.
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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist es, daß die Federkonstante
der elastischen bzw. federnden Aufhängung einstellbar veränderlich ist. Das ist
insofern von großer Bedeutung, als man mit einer solchen Manipulationsmöglichkeit
nach dem Gesetz X ' die gewünschte Eigenfrequenz den durch Bauart des Skis sowie
Geländeformation und Schneebeschaffenheit unterschiedlichen Erregerfrequenzen anpassen
kann.
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Nach einer beispielhaften Ausführung kann die Federsteife der elastischen
Membrane variiert werden, indem die beidseitig der Membrane angebrachten Massen
aus mindestens je zwei Teilmassen bestehen, die teleskopartig übereinander angeordnet
und die unter der Zugwirkung einer Einstellschraube gegen die Membrane fest verschraubbar
sind, wobei sich die inneren Teilmassen direkt an der Membrane abstützen, während
die teleskopartig darüber angeordneten Teilmassen gegeneinander durch Tellerfedern
abgestützt sind und die Abstützung jeder weiteren Teilmasse additiv um eine Tellerfeder
in kraftverdoppelnder Anordnung erhöht wird.
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Dabei sind die Teilmassen durch Anzug der Einstellschraube Uber die
Tellerfedern gegen die Membrane festpressbar.
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Bei der Ausführungsform mit Blattfederanordnung ist eine
ähnliche
Verstellvorrichtung wie vorgehend ausgeführt möglich.
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Für die Ausführungsform mit Spiralfederanordnung wäre eine Verdrehung
des kompletten Spiralfedersystems mit einer damit verbundenen Längung der Federn,
was zu einer Veränderung der Federsteife in Beanspruchungsrichtung führen würde,
denkbar.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind der nachfolgenden
Beschreibung, den Ansprüchen und den Zeichnungen entnehmbar.
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Die Erfindung ist in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt. Es
zeigen: Fig. 1 einen Schwingungsdämpfer für Ski im ertikalen Schnitt; Fig. 2 die
Masse eines Schwingungsdämpfers nach Figur 1 in translatorischer Anlenkung; Fig.
3 die Masse eines Schwingungsdämpfers nach Figur 1 in Torsionsauslenkung; Fig. 4
einen Schwingungsdämpfer für Ski mit einstellbarer Federkonstanten im Schnitt entsprechend
Figur 1; Fig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Schwingungsdämpfers im vertikalen
Schnitt; Fig. 6 einen Schnitt nach Linie V-V in Figur 5; Fig. 7 ein weiteres Ausführungsbeispiel
eines Schwingungsdämpfers im vertikalen Schnitt; Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie
Vil-Vil in Figur 7.
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In Figur 1 ist auf einem Ski 10 ein kompletter Schwingungsdämpfer
11, z. B. mittels Kleben oder Schrauben, befestigt.
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Der komplette Schwingungsdämpfer 11 besteht aus einer Befestigungsplatte
12, einer elastischen Zwischenlage 13, einem Gehäuse 14, das sich aus einem Gehäuseunterteil
15 und einem Gehäuseoberteil 16 zusammensetzt, zwischen denen eine Gummi- oder Kunststoffmembrane
17 eingespannt ist, und einer aus zwei Teilmassen 18, 19 gebildeten, im Zentrum
der Membrane 17 angeordneten Masse 20. Die Teilmasse 18 weist einen Gewindestift
und die Teilmasse 19 das entsprechende Muttergewinde auf, so daß die beiden Teilmassen
über die Schraubverbindung gegen die Membrane verspannbar sind. Die Innenwand 21
des Gehäuses 14 kann mit einem stoßabsorbierenden Medium 22, zum Beispiel Schaumstoff,
ausgekleidet sein, um die Amplitude der Masse 20 zu begrenzen. Die Figur 2 zeigt
eine translatorische, die Figur 3 eine auf Torsionswirkung beruhende Auslenkung
der Masse 20. In Figur 4 wird ein Schwingungsdämpfer der vorbeschriebenen Art gezeigt,
bei dem die Federsteife einstellbar veränderlich ist. Die Membrane 17 weist im Zentrum
eine Bohrung 23 auf, in der mit ihren Ansätzen 24, 24' zu jeder Seite der Membrane
je eine Teilmasse 25, 25 angeordnet ist. Die Teilmassen weisen Bohrungen 26, 26'
auf. Über diesen Teilmassen 25, 25 sind, diese zylinderartig umfassend, weitere
Teilmassen 27, 27' mit Bohrungen 28, 28' und zylinderartigen Ausdrehungen 29, 29'
angeordnet. In den Ausdrehungen 29, 29' liegen Tellerfedern 30, 30', die sich gegen
die Deckflächen der Teilmassen 25, 25' abstützen. Über den Teilmassen 27, 27' sind
weitere Teilmassen 31, 31' mit Ausdrehungen
32, 32' und Bohrung
33 bzw. Gewindebohrung 34 angeordnet. In den Ausdrehungen 32, 32', die die Teilmassen
27, 27' zylinderartig umfassen, sind je 2 Tellerfedern 35, 35' übereinander eingelegt,
die sich gegen die Deckflächen der Teilmassen 27, 27' abstützen. Eine Einstellschraube
36 durchdringt die Bohrungen aller Teilmassen, stützt sich mit ihrem Kopf 37 gegen
die Deckfläche der Teilmasse 31 ab und greift mit ihrem Gewinde in die Gewindebohrung
34 der Teilmasse 31' ein.
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tJird nun ein Anzug auf die Schraube 36 ausgeübt, so legen sich unter
der Einwirkung einer bestimmten Kraft die Teilmassen 27, 27' pressend gegen die
Membrane 17 an.
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Der Federweg der Membrane wird kürzer und die Federkonstante größer.
Eine weitere Vergrößerung der Federkonstanten kann man herbeiführen, indem man einen
weiteren, jetzt allerdings kräftigeren Anzug auf die Einstellschraube, die nunmehr
die Kraft von zwei Tellerfedern überwinden muß, ausübt. Nun legen sich auch die
Teilmassen 31, 31' pressend gegen die Membrane 17 an, wodurch der Federweg weiter
verkürzt wird und damit die Federsteife wächst. Für die Überdeckung einer Bohrung
38 im Gehäuseoberteil 16 ist eine Abdeckung 39, vorzugsweise gummielastischer Art,
vorgesehen, durch die ein Schraubenschlüssel zum Betätigen der Einstellschraube
36 einführbar ist.
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Nach den Figuren 5 und 6 ist die elastische bzw. federnde Aufhängung
der Masse 20 aus einer Anzahl am Umfang der Masse eingehängter Blattfedern 40 gebildet,
die mit ihren anderseitigen Enden in Ausnehmungen 41 des Gehäuses 14 gelagert sind.
Selbstverständlich könnte die Blattfederanordnung auch durch eine einzige, den gesamten
Umfang von Gehäuse und Maste verbindenAen Ftacbfeder ersetzt sein
Nach
den Figuren 7 und 8 ist die elastische bzw. federnde Aufhängung der Masse 20 aus
einer Anzahl am Umfang der Masse eingehängter Spiralfedern 42 gebildet, die mit
ihren anderseitigen Enden in Bohrungen 43 des Gehäuses 14 eingehängt sind. Dieses
System kann zum Beispiel aus Zugwie auch Druckfedern bestehen. Das Gehäusc ist in
diesem Fall mit einem flUssigenMediùm, vorzugsweise hochviskoser Art, wie zum Beispiel
dl 44 gefüllt.
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Die in Figur 4 dargestellte Form der Änderung der Feder-Steifigkeit
ist auch bei den Ausführungsformen nach den Figuren 5 und 6 applizierbar.
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Die Anwendung des erfindungsgemäßen Schwingungsdämpfers ist nicht
auf Alpinski beschränkt, vielmehr bietet sich sein Einsatz insbesondere auch wegen
der dort besonders ausgeprägt herrschenden Schwingbeanspruchung bei Wasserski an.