NL1020439C2 - Sportinrichting alsmede aandrijfinrichting voor toepassing bij een dergelijke sportinrichting. - Google Patents

Description

Titel: Sportinrichting alsmede aandrijfinrichting voor toepassing bij een dergelijke sportinrichting.

De uitvinding heeft betrekking op een sportinrichting omvattende een frame, een 5 onverdraaibaar aan dat frame bevestigde schotel die om een kantelpunt daarvan kantelbaar is en in een gekantelde stand een hellend sportvlak verschaft, alsmede een aandrijfinrichting die een op de schotel aangrijpend bovenelement en een op het frame aangrijpend benedenelement omvat, en waarbij de aandrijfinrichting is ingericht voor het aandrijven van de schotel op een zodanige wijze, dat de schotel tijdens bedrijf een 10 kantelbeweging om het kantelpunt uitvoert waarbij het hellende vlak zich in omtreksrichting van de schotel verplaatst door het achtereenvolgens op en neer bewegen van in omtreksrichting aangrenzende gedeelten van de schotel.

Uit US 5.649.865 is een sportinrichting bekend met een schotel die een dergelijke kantelbeweging uitvoert. Een sporter, bijvoorbeeld een skiër, beweegt in 15 omtreksrichting rond op de schotel met een snelheid die is bepaald door de kantelbeweging van de schotel. De skiër bevindt zich steeds op het gedeelte van de schotel waarbij het gedeelte van het hellende vlak voor de skiër daalt en het gedeelte van het hellende vlak achter de skiër stijgt. In tegenstelling tot een algemeen bekende roterende schotel waarbij de schotel onder de skiër door beweegt, heeft de skiër bij 20 deze bekende kantelende schotel een snelheid ten opzichte van de omgeving. De nagebootste ski-ervaring is hierdoor realistischer.

De aandrijfinrichting voor het kantelen van de schotel van deze bekende sportinrichting omvat ten minste twee zuigercilindersamenstellen en een vast centraal scharnier of ten minste drie zuigercilindersamenstellen. De zuigercilindersamenstellen 25 grijpen aan op verschillende posities van de schotel. Verder is een regeleenheid aanwezig voor het regelen van de bekrachtiging van de zuigercilindersamenstellen in onderlinge afhankelijkheid voor het bereiken van de gewenste kantelbeweging. Het rendement van deze aandrijfinrichting is echter ongunstig, waardoor het energiegebruik vrij hoog is. Bovendien is voor de bekrachtiging van de zuigercilindersamenstellen een 30 complexe regeleenheid nodig.

Een doel van de uitvinding is een verbeterde sportinrichting te verschaffen.

Dit doel is volgens de uitvinding bereikt doordat het bovenelement in een eerste vlak om het kantelpunt van de schotel draaibaar is gelagerd ten opzichte van de schotel, 102 - - 2 het benedenelement in een tweede vlak draaibaar is gelagerd ten opzichte van dat frame, en dat het bovenelement en het benedenelement gemeenschappelijk roteerbaar zijn om het kantelpunt van die schotel en de vlakken onder een hoek ten opzichte van elkaar liggen.

5 Het bovenelement en het benedenelement liggen in elkaar snijdende vlakken en draaien tijdens bedrijf gemeenschappelijk als één kantelsamenstel om het kantelpunt, bij voorkeur het hart van de schotel. Hierdoor wordt de gewenste kantelbeweging uitgevoerd. Daarbij is het niet nodig dat meerdere bekrachtigingelementen zijn voorzien die in onderlinge afhankelijkheid op en neer bewegen. Als gevolg van de 10 aandrijfinrichting volgens de uitvinding is het energiegebruik lager en de constructie eenvoudiger te bedienen. De sportinrichting is hierdoor verbeterd.

Een uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft het kenmerk, dat de hoek tussen de vlakken instelbaar is door een wigmiddel dat tussen het bovenelement en het benedenelement is aangebracht. Hierdoor is het mogelijk de helling van het sportvlak in 15 te stellen.

Het verdient de voorkeur dat het bovenelement en het benedenelement schamierbaar ten opzichte van elkaar zijn verbonden door een scharnier, en het wigmiddel schamierbaar is verbonden met het bovenelement door middel van een bovenschamier en het wigmiddel schamierbaar is verbonden met het benedenelement 20 door middel van een benedenschamier. Daarbij kan het wigmiddel een elektrische vijzel en/of een hydraulische vijzel omvatten voor het instellen van de afstand tussen het benedenschamier en het bovenschamier.

Een uitvoeringsvorm van de uitvinding heeft het kenmerk, dat de holle vorm een kromming heeft die in hoofdzaak overeenkomt met een parabool. Een sporter die zich 25 in omtreksrichting voortbeweegt met de kantelbeweging van de schotel ondervindt een middelpuntvliedende kracht die radiaal naar buiten is gericht. De sporter zal hierdoor enigszins naar buiten worden geslingerd. Door de holle vorm van de schotel is een component van de zwaartekracht aanwezig die in tegengestelde richting werkt, dat wil zeggen radiaal naar binnen.

30 De holle vorm kan een kromming hebben die in hoofdzaak overeenkomt met een parabool. Deze parabool is bijvoorbeeld in hoofdzaak bepaald door de functie (cor)2/2g, waarbij ω de hoeksnelheid van een op de schotel in omtreksrichting bewegende sporter, r de afstand van de sporter tot het scharnierpunt van de schotel en g de valversnelling 3 is, welke parabool optimaliseerbaar is voor een bepaalde ontwerpcombinatie van ω en r. De sporter die zich op de afstand tot het kantelpunt van de schotel bevindt waarvoor de parabool is ontworpen ondervindt geen radiale kracht. In dit geval wordt de middelpuntvliedende kracht juist opgeheven door de component van de zwaartekracht.

5 Voor veiligheidsdoeleinden kan de schotel zijn omgeven door een opvangnet.

Een sporter die valt en naar buiten wordt geslingerd komt terecht in dit opvangnet.

Teneinde de veiligheid te vergroten omvat een uitvoeringsvorm van de uitvinding een noodstop voor het onderbreken van de aandrijving, die bij voorkeur op afstand bedienbaar is. Een sportinstructeur die vanuit een positie in of naast de schotel een 10 sporter ziet vallen, kan met een afstandbediening de schotel stilzetten.

Het oppervlak van de schotel kan in omtreksrichting zijn voorzien van bobbels voor het vormen van een zogenaamde Buckelpiste. Ook zijn andere onregelmatigheden in het sportoppervlak mogelijk.

Vervolgens zal de uitvinding nader worden toegelicht aan de hand van de 15 bijgaande tekening. Hierin toont:

Figuur la-d schematisch de kantelbeweging van de kantelbare schotel van de sportinrichting volgens de uitvinding;

Figuur 2 een zijaanzicht in doorsnede van de sportinrichting volgens de uitvinding in een horizontale stand; 20 Figuur 3 een zijaanzicht in doorsnede van de in figuur 2 getoonde sportinrichting in een gekantelde stand;

Figuur 4 een detail van figuur 3;

Figuur 5 een aanzicht in doorsnede volgens V-V in figuur 4; en

Figuur 6 een gedeeltelijk weggebroken bovenaanzicht van de in fig. 2 getoonde 25 sportinrichting volgens de uitvinding.

In fig. la-d is de kantelbeweging van een kantelbare schotel 1 schematisch getoond. Voor de eenvoud van de tekening zijn de afmetingen van de schotel overdreven klein weergegeven. In werkelijkheid kan de schotel 1 een diameter van bijvoorbeeld ongeveer 10 tot 60 meter of meer hebben. De kantelbeweging van de 30 schotel 1 wordt verschaft door een aandrijfinrichting die voor de duidelijkheid van fig. la-d daarin niet is weergegeven, maar zal worden beschreven aan de hand van fig. 2-5.

In fig. la verschaft de gekantelde schotel 1 een hellend sportvlak voor een skiër 2. Terwijl de skiër 2 naar beneden beweegt, kantelt de schotel 1 zodanig dat het J _ 4 hellende vlak zich in omtreksrichting van de schotel 1 verplaatst. In fig. lb heeft de skiër 2 zich een kwartslag linksom verplaatst, waarbij de schotel zodanig is gekanteld dat de skiër nog steeds naar beneden skiet. Op deze wijze beweegt de skiër 2 rond op het platform 1. Daarbij bevindt de skiër 2 zich altijd in een gedeelte van de schotel 1 5 waarbij het gedeelte van het platform 1 voor de skiër daalt en het gedeelte van de schotel 1 achter de skiër stijgt, zodat de skiër 2 zich altijd op een helling naar beneden bevindt. Deze beweging wordt derhalve niet bereikt door het roteren van de schotel 1, maar door het in de tijd achtereenvolgens op en neer bewegen van in omtreksrichting aangrenzende gedeelten van de schotel 1.

10 De aandrijfinrichting voor het bereiken van de hierboven beschreven kantelbeweging van de schotel zal thans aan de hand van fig. 2-6 worden beschreven. De aandrijfinrichting 5 omvat een kantelsamenstel 6 en een motor 7. Het kantelsamenstel 6 heeft een benedenelement 9, een bovenelement 10 en een wigmiddel 11.

15 Zoals het duidelijkst weergegeven in fig. 4 en 5 is het benedenelement 9 door een lager 42 gelagerd aangebracht op een frame 3 dat afsteunt op een vloer 4. Het benedenelement 9 is draaibaar om een hartlijn 30 die in hoofdzaak door het hart van de schotel 1 en het middelpunt van het benedenelement 9 gaat. Het benedenelement 9 is aan de omtreksrand daarvan voorzien van tanden 27 die in aangrijping zijn met een 20 tandwiel 26. Dit tandwiel 26 is via een tandkast 25 aandrijfbaar door de motor 7.

Op het benedenelement 9 zijn twee afstandhouders 45 bevestigd die zich uitstrekken door openingen 47 in het bovenelement 10. De afstandhouders 45 zijn elk aan het van het benedenelement 9 afgekeerde eind door een scharnier 46 schamierbaar verbonden met het bovenelement 10. De scharnieren 46 vormen gezamenlijk een 25 schamierverbinding 20 die in hoofdzaak dwars op de hartlijn 30 staat. Het bovenelement 10 is schamierbaar om deze schamierverbinding 20 zodat het vlak door het bovenelement 10 onder een hoek kan liggen ten opzichte van het vlak door het benedenelement 9.

Het bovenelement 10 is door een lager 8 gelagerd aangebracht ten opzichte van 30 de schotel 1. Hierdoor is het bovenelement 10 eveneens draaibaar om de hartlijn 30.

Vanwege de koppeling tussen het benedenelement 9 en het bovenelement 10 door de afstandhouders 45 en de schamierverbinding 20 zal bij het roteren van het benedenelement 9 het bovenelement 10 meeroteren.

5

Het wigmiddel 11 is aangebracht tussen het benedenelement 9 en het bovenelement 10. Het wigmiddel 11 omvat een elektrische vijzel 12 die aandrijfbaar is door een vijzelmotor 14 die door middel van een vijzeltandkast 15 is verbonden met de 5 elektrische vijzel 12. De elektrische vijzel 12 is met een benedenschamier 18 verbonden met het benedenelement 9 en met een bovenschamier 19 verbonden met het bovenelement 10. Door middel van het wigmiddel, de scharnieren 18,19 en de schamierverbinding 20 is de hockstand van het bovenelement 10 ten opzichte van het benedenelement 9 instelbaar.

10 Niet getoond is een uitvoeringsvorm waarbij het wigmiddel in plaats van de elektrische vijzel een hydraulische vijzel omvat. Ook is een uitvoeringsvorm mogelijk waarbij het wigmiddel spoelen omvat voor het aanbrengen van een elektromagnetisch veld, waarbij de hoekstand van het bovenelement ten opzichte van het benedenelement instelbaar is door elektromagnetische levitatie (niet weergegeven).

15 De sportinrichting omvat verder een schamierbare arm 35 die de schotel 1 met het frame 3 verbindt. Hierdoor is de schotel 1 onverdraaibaar aan het frame 3 bevestigd.

De werking van de sportinrichting is als volgt. De motor 7 drijft met het tandwiel 26 het benedenelement 9 aan. Hierdoor wordt het gehele kantel samenstel 6 rond 20 gedraaid om de hartlijn 30. Het bovenelement 10 en het benedenelement 9 zijn immers gemeenschappelijk roteerbaar om het hart van de schotel 1 vanwege de koppeling door middel van de afstandhouders 45 en de schamierverbinding 20. De arm 35 verhindert dat de schotel 1 een rotatiebeweging uitvoert als gevolg van de wrijving van de lagers tussen het ronddraaiende kantelsamenstel 6 en de schotel 1. De arm 35 houdt de schotel 25 1 vast.

Indien de elektrische vijzel 12 is ingetrokken bepalen de scharnieren 18, 19 van het wigmiddel 11 en de schamierverbinding 20 een in hoofdzaak evenwijdige stand van het bovenelement 10 ten opzichte van het benedenelement 9. Dit komt overeen met een horizontale stand van de schotel 1, zoals weergegeven in fig. 2. In deze horizontale 30 stand draait het kantelsamenstel 6 rond zonder dat de schotel 1 een kantelbeweging uitvoert.

Indien de elektrische vijzel 12 door de vijzelmotor 14 wordt bekrachtigd, bewegen het benedenschamier 18 en het bovenschamier 19 uit elkaar. Daardoor 1 n ;· ·- C: 6 scharniert de schotel 1 om de schamierverbinding 20, zodat de schotel 1 een gekantelde stand inneemt, zoals weergegeven in fig. 3. De steilheid van de gekantelde stand is instelbaar met de elektrische vijzel 12.

Tijdens het ronddraaien van het kantelsamenstel 6 zal de gekantelde stand van de 5 schotel 1 zich in omtreksrichting van de schotel verplaatsen. Daardoor zal de schotel 1 de kantelbeweging uitvoeren die schematisch is getoond in fig. la-d. De arm 35 zorgt ervoor dat de schotel 1 niet mee roteert met het kantelsamenstel 6.

De snelheid waarmee het kantelsamenstel 6 ronddraait is instelbaar door de motor 7. Hierdoor is het mogelijk de snelheid van de kantelbeweging te bepalen en daarmee 10 de gewenste skisnelheid van de skiër te kiezen.

In een niet-getoonde uitvoeringsvorm is geen wigmiddel aanwezig, maar zijn het bovenelement en het benedenelement onder een vaste hoek aan elkaar bevestigd. De steilheid van de gekantelde stand is in dit geval niet instelbaar.

Zoals getoond in fig. 2 en 3 heeft de schotel 1 een holle vorm. De skiër die zich in 15 omtreksrichting voortbeweegt met de kantelbeweging van de schotel ondervindt een middelpuntvliedende kracht die radiaal naar buiten is gericht. De skiër zal hierdoor enigszins naar buiten worden geslingerd. Door de kromming van de schotel is een component van de zwaartekracht aanwezig die in tegengestelde richting werkt, dat wil zeggen radiaal naar binnen.

20 Volgens een voorkeursuitvoering is de holle vorm een parabool. Deze parabool is bepaald door de functie (cor)2/2g, waarbij ω de hoeksnelheid van een op de schotel in omtreksrichting bewegende skiër, r de afstand van de skiër tot het middelpunt van de schotel 1 en g de valversnelling is. De hoeksnelheid ω is gelijk aan het quotiënt van de snelheid van de skiër en de afstand r. Deze hoeksnelheid ω is constant en wordt bepaald 25 door de kantelbeweging van de schotel 1.

Deze parabool is optimaliseerbaar voor een bepaalde ontwerpcombinatie van ω en r, bijvoorbeeld voor een skiër die op een afstand van 10 meter van het middelpunt van de schotel skiet met een snelheid van 15 km per uur. De hoeksnelheid is onder deze omstandigheden 0,417 radiaal per seconde, zodat de paraboolvorm van de schotel kan 30 worden uitgedrukt als y = 0,00885 r2 voor een assenstelsel met de oorsprong in het middelpunt zoals weergegeven in fig. 3. De valversnelling is g = 9,81 m/s2.

7

Overigens is de holle vorm van de schotel niet alleen toepasbaar bij het in de figuren weergegeven uitvoeringsvoorbeeld, maar bij elke andere sportinrichting met kantelbare schotel, die bijvoorbeeld een geheel andere aandrijfinrichting kan hebben.

Zoals getoond in fig. 2 en 3 omvat de schotel 1 aan de omtreksrand daarvan een 5 opvangnet. Indien een skiër valt en terechtkomt in het opvangnet geeft het opvangnet een signaal af aan een noodstop voor de aandrijfinrichting. Hierdoor wordt de schotel 1 stil gezet. Bij voorkeur is een dergelijke noodstop ook op afstand bedienbaar, bijvoorbeeld door een ski-instructeur, die zich naast of op de schotel bevindt.

Zoals weergegeven in figuur 6 is de schotel 1 opgebouwd uit een skelet 50. Het 10 skelet 50 omvat radiale liggers 52 die zich uitstrekken vanaf het hart van de schotel naar de buitenrand 54. Tussen de liggers 52 strekken zich ribben 56 uit. Het skelet 50 is bekleed met een plaat 58, die in het geval van een gekromde schotel een dubbel gekromde vorm heeft.

In een niet-getoonde uitvoeringsvorm omvat de sportinrichting een balustrade die 15 de schotel omgeeft. De balustrade draait rond met een snelheid die overeenkomt met de kantelbeweging van de schotel. Hierdoor is het mogelijk eenvoudig op en van de schotel te stappen.

Hoewel in de beschrijving van het in fig. 2-6 getoonde uitvoeringsvoorbeeld steeds is gesproken over een sportinrichting voor skiërs, kan deze sportinrichting 20 vanzelfsprekend ook gebruikt worden voor andere sporten en oefeningen, zoals in-line skaten, skeeleren, crossfietsen, skateboarden en dergelijke. Verder is de sportinrichting volgens de uitvinding evengoed geschikt voor het verschaffen van een naar boven hellend sportvlak. De sporter zal zich daarbij tegen de kantelbeweging van de schotel in verplaatsen. Op deze wijze kan bijvoorbeeld het lopen of fietsen tegen een berg op 25 worden nagebootst en geoefend.

Een alternatief voor de mechanische aandrijving van de schotel is een kantelsamenstel waarbij het benedenelement en het bovenelement door magnetische levitatie op afstand van elkaar worden gehouden en gekanteld voor het bereiken van de hierboven beschreven kantelbeweging van de schotel.

30

Claims (15)

1. Sportinrichting omvattende een frame, een onverdraaibaar aan dat frame bevestigde schotel (1) die om een kantelpunt daarvan kantelbaar is en in een 5 gekantelde stand een hellend sportvlak verschaft, alsmede een aandrijfmrichting (5) die een op de schotel aangrijpend bovenelement (10) en een op het frame aangrijpend benedenelement (9) omvat, en waarbij de aandrijfinrichting (5) is ingericht voor het aandrijven van de schotel (1) op een zodanige wijze, dat de schotel (1) tijdens bedrijf een kantelbeweging om het kantelpunt uitvoert waarbij het hellende vlak zich in 10 omtreksrichting van de schotel (1) verplaatst door het achtereenvolgens op en neer bewegen van in omtreksrichting aangrenzende gedeelten van de schotel (1), met het kenmerk, dat het bovenelement (10) in een eerste vlak om het kantelpunt van de schotel (1) draaibaar is gelagerd ten opzichte van de schotel (1), het benedenelement (9) in een tweede vlak draaibaar is gelagerd ten opzichte van dat frame (3), en dat het 15 bovenelement (10) en het benedenelement (9) gemeenschappelijk roteerbaar zijn om het kantelpunt van die schotel (1) en de vlakken onder een hoek ten opzichte van elkaar liggen.

2. Sportinrichting volgens conclusie 1, waarbij de hoek tussen de vlakken instelbaar is door een wigmiddel (11) dat tussen het bovenelement (10) en het 20 benedenelement (9) is aangebracht.

3. Sportinrichting volgens conclusie 2, waarbij het bovenelement (10) en het benedenelement (9) schamierbaar ten opzichte van elkaar zijn verbonden door een schamierverbinding (20), en waarbij het wigmiddel (11) schamierbaar is verbonden met het bovenelement (10) door middel van een bovenschamier (19) en het wigmiddel 25 (11) schamierbaar is verbonden met het benedenelement (9) door middel van een benedenschamier (18).

4. Sportinrichting volgens conclusie 3, waarbij het wigmiddel (11) een elektrische vijzel (12) omvat voor het instellen van de afstand tussen het benedenschamier (18) en het bovenschamier (19).

5. Sportinrichting volgens conclusie 3 of 4, waarbij het wigmiddel (11) een hydraulische vijzel omvat voor het instellen van de afstand tussen het benedenschamier (18) en het bovenschamier (19). t Ü J 9

6. Sportinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de schotel (1) een holle vorm heeft.

7. Sportinrichting volgens conclusie 6, waarbij de holle vorm een kromming heeft die in hoofdzaak overeenkomt met een parabool.

8. Sportinrichting volgens conclusie 7, waarbij de parabool in hoofdzaak is bepaald door de functie (a)r)2/2g, waarbij ω de hoeksnelheid van een op de schotel (1) in omtreksrichting bewegende sporter (2), r de afstand van de sporter (2) tot het scharnierpunt van de schotel (1) en g de valversnelling is, welke parabool optimal is eerbaar is voor een bepaalde ontwerpcombinatie van ω en r.

9. Sportinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de schotel (1) is omgeven door een opvangnet (39).

10. Sportinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de schotel (1) is omgeven door een balustrade, die met een met de kantelbeweging van de schotel (1) overeenkomende hoeksnelheid ronddraait.

11. Sportinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de schotel (1) is voorzien van zich in omtreksrichting uitstrekkende bobbels voor het vormen van een zogenaamde Buckelpiste.

12. Sportinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij de aandrijfmrichting (5) een noodstop omvat voor het onderbreken van de aandrijving.

13. Sportinrichting volgens conclusie 13, waarbij de noodstop op afstand bedienbaar is.

14. Sportinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, waarbij ten minste een arm (35) is voorzien die de schotel (1) verbindt met de omgeving, zoals een vloer (4).

15. Aandrijfmrichting voor toepassing bij een sportinrichting volgens een van de voorgaande conclusies.