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Ski
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Ski mit einer zerklüftet ausgebildeten
Lauffläche. Die Erfindung ist sowohl bei alpin zu benutzenden Skiern, also insbesondere
Abfahrtsskiern anwendbar, als auch bei Langlauf skiern.
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Es sind insbesondere für den Langlauf geeignete Skier bekannt, die
mit einer zerklüftet ausgebildeten Lauf fläche versehen sind, um einen Kompromiß
zwischen Gleit- und Steigeigenschaften zu erzielen, also einerseits das Gleiten
in möglichst großem Umfange zuzulassen, andererseits aber beim Aufwärtssteigen bzw.
-laufen das Zurückrutschen zu vermeiden. Hierzu ist die Lauffläche mit Schuppen,
Stufen, Rauten od. dgl. zerklüftet ausgebildet. Es ist auch möglich, Fellstreifen
mit der Fellrichtung entgegengesetzt zur Laufrichtung in Bereichen des Skis anzuordnen.
Auch neuartige Beläge mit entsprechenden Ausfräsungen sind bekannt, die aber in
erster Linie der Verminderung des singenden Geräusches, welches derartige Skier
beim Fahren verursachen, dienen sollen.
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Bei Abfahrtsskiern ist es in der Regel üblich, die Lauffläche weitgehend
eben zu gestalten und nur eine oder mehrere Führungsrillen, meist mittig angeordnet,
vorzusehen. Auch schwalbenschwanzförmig ausgenommene Skienden sind bekannt, um den
K;intengriff durch mehr Elastizität im Bereich der Skienden zu verbessern.
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Die bisher bekannten Skier sind so konstruiert, daß bei alpin zu benutzenden
Skiern die meist eben ausgebildete Lauffläche mit Hilfe einer im einzelnen aufwendigen
Wachstechnik in ihren Eigenschaften so verändert wird, daß einerseits eine noch
aus reichende BodenhaRhng, die zur Steuerung des Skis erforderlich ist, beibehalten
bleibt, andererseits aber der Gleitwiderstand herabgesetzt wird, um die Gleiteigenschaften
zu verbessern. Für
Langlaufskier, insbesondere solche, die ebenfalls
gewachst werden müssen, gilt ähnliches. Hierzu treten lediglich noch die Steigeigenschaften,
die wiederum konträr zu den Gleiteigenschaften wirken. Damit liegen für einen optimalen
Ski weitgehend einander widerstrebende Forderungen vor.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ski der eingangs beschriebenen
Art so weiterzubilden, daß einerseits die Reibung im Bereich der Lauf fläche verringert
wird, aber andererseits noch eine ausreichende Bodenhaftung, die für das Steuern
des Skis erforderlich ist, beibehalten bleibt.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Lauffläche des
Skis in einer Anzahl einzelner Teillaufflächen unterteilt ist, daß jede Teillauffläche
mindestens eine entgegengesetzt zur Laufrichtung geneigt angeordnete Keilfläche
besitzt und daß je ein Kanal zur Zufuhr von Luft zu dem an jeder Keilfläche gebildeten
Keilspalt vorgesehen ist, so daß beim Laufen eine Kompression des Schmiermittels
Luft im Bereich der Keilspalte auftritt. Die Erfindung geht damit von dem Gedanken
aus, den Ski als hydrodynamisches und/oder hydrostatisches Gleitlager anzusehen
und damit die Lauffläche des Skis in einzelne Teillaufflächen zu unterteilen, die
dann nach dem hydrodynamischen oder nach dem hydrostatischen Prinzip als axiales
Gleitlager ausgebildet sind.
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Die Skilauffläche ist damit einer Lagertragiläche vergleichbar, wobei
Luft als Schmier- und Gleitmittel ganz gezielt den Keilflächen bzw. Keilspalten
zugeführt wird, so daß eine Kompression der Luft im Bereich der Keilspalte auftritt,
sich also eine Art Luftkisseneffekt einstellt. Es versteht sich, daß dieser Effekt
geschwindigkeitsabhängig ist, so daß eine unterschiedliche Ausbildung für Abfahrtsskier
einerseits und für Langlaufskier andererseits erforderlich wird. Ziel der
Ausbildung
ist es, je nach den üblichen Geschwindigkeiten eine weitgehende Voll schmierung
des Skis mit Luft zu erreichen, um dabei den Reib- und Gleitwiderstand zu minimisieren.
In vorteilhafter Weise wird damit der Ski schneller, und zwar sowohl der Abfahrtsski
als auch der Langlauf ski.
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Der Langlaufski erfordert weniger. Energieaufwand bei seiner Benutzung.
Die Wachseilflüsse bei allen Schneearten werden ebenfalls vermindert. Wichtig ist
bei der Ausbildung der Teillaufflächen die entgegengesetzt zur Laufrichtung geneigt
angeordnete Keilfläche sowie der Kanal zur Zufuhr von Luft zu dem an jeder Keilfläche
gebildeten Keilspalt, so daß sich die Kompression der Luft und damit der Zustand
der Verwendung der Luft als Schmier- und Gleitmittel einstellen kann.
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Es ist möglich, daß die Keilflächen im engsten Spaltbereich zugleich
mehr oder wen$pr die Trag- bzw. Berührflächen des Skis mit dem Schnee bilden. Es
ist aber auch möglich, daß die Teillauffläche im Anschluß an die Keilfläche eine
ebtn verlaufende Restfläche aufweist, in welcher sich bei entsprechender Geschwindigkeit
ein dünner Tragfilm aus komprimierter Luft aufbaut. Es versteht sich, daß die Restfläche
meist keinere Ausmaße aufweist als die Keilfläche, die zur Bildung der Kompression
der Luft erforderlich ist.
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In einfachster Form können die Keilflächen bzw. die damit gebildeten
Keilspalte seitlich offen ausgebildet sein, so daß damit gleichzeitig die Kanäle
zur Zufuhr der Luft gebildet sind. Es ist aber auch möglich, daß der Keilspalt im
Bereich der Keilfläche durch seitlich entlang der Kanten angeordnete Stege geschlossen
ausgebildet ist. Diese Stege können als Stahlkanten in bekannter Weise bei einem
Abfahrtsski ausgebildet sein bzw. solche Stahlkanten beinhalten.
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Wichtig ist bei diesen Stegen, daß sie das seitliche Ausweichen des
Druckluftpolsters verhindern, so daß schon bei kleineren Geschwindigkeiten die entsprechende
Kompression im Bereich der Keilspalte und ggf. der Restflächen auf .
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Der Kanal zur Zufuhr von Luft zu dem an jeder Keilfläche gebildeten
Keilspalt kann im Bereich der Skiseitenwandung und/oder der Skioberfläche beginnend
und im Bereich der Keilflächeendend vorgesehen sein. Die Kanäle können an sich verschiedenste
Formgebung aufweisen, beispielsweise als Quernuten, als Bohrungen, als kreisbogenförmige
Schlitze od. dgl. Wenn sie zur Skioberfläche ge-führt sind, so kann diese Skioberfläche
auch mit Einführtrichter zur Vergrößerung der Luftmenge versehen sein. Es versteht
sich, daß diese Ausbildung auch nur in Teilbereichen, beispielsweise unmittelbar
vor der Bindung, verwirklicht sein kann. Insgesamt gesehen sollte aber der Ski mehr
oder weniger im Bereich seiner gesamten Lauffläche als axiales Gleitlager gesehen
werden, so daß eine gewisse Anzahl von Teillaufflächen mit entsprechenden Keilflächen
und Keilspalten angeordnet werden sollte. Es ist auch möglich, daß jedem Keilspalt
mehrere Kanäle zugeordnet sind, um den Zutritt der Luft zu den Keilspalten zu verbessern
oder zu vergrößern und auf diese Weise dem Zusetzen der Kanäle infolge Schnee- oder
Eiseinfluß entgegenzuwirken. Es ist auch möglich, daß ein gemeinsamer, mehrere Keilspalten
zugeordneter Kanal vorgesehen sein kann, der an einen Druckspeicher angeschlossen
ist. Ein solcher Druckspeicher kann beispielsweise einen Druckluftvorrat beinhalten,
der während der Abfahrt zur Ausströmung in die Keilspalte gebracht wird, so daß
damit das Schmiermittel unter Druck zur Verfügung gestellt wird. Es ist aber auch
möglich, beispielsweise im Bereich der schaufelartig ausgebildeten Skispitze eine
Durchbrechung vorzusehen, um hier einen gemeinsamen Kanal beginnen zu lassen, durch
den die Luft eingefangen und den e-inzelnen Keilspalten zugeleitet wird. Es versteht
sich, daß bei Verwendung eines Druckspeichers ein regelbares Ventil vorgesehen sein
muß, um die Luft absperren bzw. gezielt ausströmen zu lassen.
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Der Kanal zur Zufuhr von Luft zu dem an jeder Keilfläche gebildeten
Keilspalt führt zu dem Beginn des Keilspaltes, in dem dieser seinen größten Querschnitt
aufweist, so daß dann anschließend die Kompression im Keilspalt stattfinden kann.
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Bei Anordnung einer mittigen Führungsrille am Ski können zweckmäßig
jeweils zwei Keilspalte nebeneinander vorgesehen sein, die darüber hinaus zweckmäßig
gegenüber der E'ührungsrille abgegrenzt bzw. abgesperrt sind, damit die im Bereich
der Keilspalte zur Verfügung gestellte Luft als Gleitmittel nicht in die Führungsrille
abfließen kann.
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Der Kanal zur Zufuhr von Luft kann mit einer ventilartigen Einrichtung
versehen sein, beispielsweise mit einer mechanischen langlochartig ausgebildeten
Schlitz steuerung, so daß der Querschnitt für den Durchtritt der Luft stufenlos
verändert und somit den Schneeigenschaften, dem fahrerischen Können und anderen
Einflußgrößen angepaßt werden kann. Dabei ist es insbesondere sinnvoll, eine gemeinsam
verstellbare ventilartige Einrichtung für sämtliche einzelnen Kanäle vor zusehen.
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Die Teillaufflächen mit den Keilspalten können etwa folgende Gestaltung
besitzen: Maximale Spalttiefe zwischen 0,01 mm bis 5,0 mm - vorzugsweise 0,025 mm
bis 1,5 mm -; Anzahl der Teillaufflächen 2 bis 100 - vorzugsweise 5 bis 35 -; Verhältnis
Länge der Keilfläche / Breite der Keilfläche 0,25 bis 2,5 vorzugsweise 0,75 bis
1,75 -. Eine physikalische Berechnurg des axialen Gleitlagers Ski wurde mit 14 Teillaufflächen
durchgeführt, wobei sich vergleichbare zulässige Flächenpressungen ergaben. Die
Berechnung des axialen Gleitlager< Ski kann analog der Gleitlager-Berechnung
von Dr.W.Frössel mit keiliger, balliger oder stufiger Verengung im Keilspalt durch
geführt
werden. Es ist aber auch die Berechnungsart nach ten Bosch als geneigte Platte,
parabolischer Halbzylinder, parabolischer Vollzylinder, parabolische Abrundung,
teilweise abgeschrägte Platte oder teilweise abgesperrte Platte möglich.
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Insbesondere bei der Ausbildung des Skis als Langlaufski können die
einzelnen Teillaufflächen durch je eine Schulter voneinander getrennt sein, die
gerade, konvex oder konkav ausgebildet ist. Im Bereich dieser Schulter werden die
Steigeigenschaften verwirklicht. Die Schulter begrenzt die Restfläche, wobei für
ihre Formgebung bzw. Begrenzungslinie auf bekannte Schuppen- oder Stufenausbildungen
zurückgegriffen werden kann.
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Die Erfindung wird anhand einiger Ausführungsbeispiele weiter erläutert
und beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Teil des Skis
im Bereich der Lauffläche, Fig. 2 eine ähnliche Schnittdarstellung an einer andere
Ausführungsform, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Lauffläche in vier verschiedenen
Ausführungsformen, Fig. 4 eine Draufsicht auf die Lauffläche mit weiteren Ausführungsformen
und seitlich angeordneten Stege, Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Lauffläche mit
weiteren Ausführungsformen und mittiger Führungsrille, und zwar mit und ohne seitlich
angeordnete Stege.
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Die in Fig. 1 in einem Längsschnitt dargestellte Lauffläche des Skis
ist in einzelne Teillaufflächen 1 aufgeteilt. Der Ski bewegt sich auf der Piste
2 in Laufrichtung 3.
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Jede Teillauffläche beginnt mit einer Schulter 4 und endet wiederum
an einer solchen Schulter 4. Im Anschluß an die Schulter 4 ist eine Quernut 5 vorgesehen,
die sich quer über den Ski bzw. dessen Lauffläche erstreckt. An jede Quernut 5 schließt
eine Keilfläche 6 an, die wiederum in der Schulter 4 endet, so daß auf diese Weise
im Bereich jeder Teillauffläche 1 je ein Keilspalt 7 gebildet ist. Der Ski ist in
Längsrichtung stark verkleinert und in Querrichtung dazu stark vergrößert dargestellt.
Die maximale Spalttiefe 8 beträgt etwa 0, 1 mm.
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Die Quernut 5 bildet jeweils einen Kanal zur Zuführung von Luft zu
jedem an jeder Keilfläche 6 gebildeten Keilspalt 7, so daß unter Beachtung der Laufrichtung
3 im Keilspalt eine Kompression des Schmier- und Gleitmittels Luft eintritt.
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Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 enden die Keilflächen 6 nicht
an der Schulter 4, sondern um ein gewisses Maß vor der Schulter 4, so daß hier ebene
Restflächen 9 geschaffen sind, die als eigentliche Tragflächen dienen. Außerdem
sind die Keilspalte 7 durch Stege 10 seitlich geschlossen, so daß die im Keilspalt
7 komprimierte Luft in größerem Maße nach hinten abfließen kann, so daß sie gleichsam
als dünner Luftfilm zwischen die Restflächen 9 und die Piste 2 gerät. Als Kanäle
zur Zufuhr von Luft zu den Keilspalten 7 dient hier eine oder mehrere Bohrungen
11, die von der Skioberseite aus durchgehend angeordnet sind und etwa im Bereich
der maximalen Spalttiefe enden.
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Diese Bohrungen 11 können selbstverständlich auch schräggestellt angeordnet
sein.
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Fig. 3 zeigt die Draufsicht auf eine Lauffläche mit einem gedreht
eingezeichneten Längsschnittprofil im Bereich der Lauffläche. Es sind an dieser
Darstellung vier verschiedene Ausführungsformen gezeigt, obwohl üblicherweise für
einen Ski nur jeweils eine Ausführungsform wahlweise Verwendung findet. Wie ersichtlich,
können die Quernuten 5' und 5'' auch abgeschrägt, gebogt od. dgl. angeordnet sein.
Es ist hier keine seitliche Einkammerung vorgesehen, also insbesondere keine Stege
10.
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Fig. 4 zeigt eine ähnliche Darstellung, wiederum mit verschiedenen
Ausführungsformen, jedoch mit Stegen 10 rechts und links. Zur Verdeutlichung sind
Querschnittsprofile an einzelnen Stellen eingezeichnet. Es ist auch ersichtlich,
wie sowohl Quernuten 5'als auch Bohrungen 11 gleichzeitig im Bereich einer Teillauffläche
1 angewendet werden können.
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Die Keilfläche 6 kann auch über den Querschnitt ballig ausgeführt
sein.
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Fig. 5 zeigt die verschiedenen Ausführungsformen in Verbindung mit
einer mittigen Führungsrille 12, wobei symmetrisch zu dieser jeweils zwei Keilflächen
6 und Keilspalte 7 gebildet sind. Auf der rechten Hälfte der Darstellung sind Stege
10, 10' zur seitlichen Einkammerung der Keilpalte 7 angeordnet, während in der linken
Darstellung dies Keilspalte nicht mit Stegen versehen sind.
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