SI24286A

SI24286A - Varnostni sistem za odpenjanje smuči z aktivnim izmetom

Info

Publication number: SI24286A
Application number: SI201300035A
Authority: SI
Inventors: Predan JoĹľef dr.
Original assignee: Geodetka, D.O.O.
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2014-08-29

Abstract

Varnostni sistem za odpenjanje smuči z aktivnim izmetom rešuje problem odpenjanja smuči in vezi s smučarskih čevljev v kritičnih situacijah na osnovi sproščene energije ustrezne količine pirotehničnih zmesi ali generatorjev plina, ki so del elektronskega sistema za sprožanje napajanega z baterijo, ki ga smučar žično ali brezžično sproži sam ali s pomočjo dodatnih senzorjev. Sistem predvsem preprečuje poškodbe nog pri padcih, kjer se sile s smuči prenašajo na noge smučarja. Aktivno odpenjanje smuči omogoča hiter izmet smuči v nekaj milisekundah, smučar pa tenko v nadaljevanju padca lažje nadzoruje svoje gibanje. Napravi za horizontalni in vertikalni izmet smuči in vezi lahko po potrebi namestimo in uporabljamo kombinirano ali ločeno. Aktivni sistem odpenjanja smuči omogoča dodatno varovanje smučarja pred poškodbami in ne vpliva na delovanje obstoječega klasičnega pasivnega sistema odpenjanja smuči, majhna masa in velikost naprav pa ne na dinamiko smučanja in karakteristike smučarske opreme.

Description

Predmet izuma so sistem in izmetalni napravi za aktivno odpenjanje smuči v kritičnih situacijah na osnovi potisne sile sproščene energije pirotehničnih zmesi ali generatorjev plina.

Tehnični problem, ki ga rešuje izum, je konstrukcija izmetalnih naprav ter sistem hitrega in zanesljivega aktivnega odpenjanja smuči, ki ga smučar žično ali brezžično sproži sam ali s pomočjo dodatnih senzorjev, ko ugotovi in oceni, da smučanja več ne kontrolira in padca ne bo mogoče preprečiti.

Opis problema in dosedanjih rešitev

Prvenstveno je sistem namenjen za aktivno varovanje predvsem profesionalnih smučarjev pred poškodbami nog in telesa pri različnih smučarskih disciplinah, še posebej pri tistih, kjer se dosegajo velike hitrosti ali je verjetnost padcev s poškodbami zelo velika (smuk, superveleslalom, smučanje prostega sloga, akrobatsko smučanje, smučarski skoki...).

Pri sedaj uporabljenem, pasivnem odpiranju vezi smučk mora nanje delovati določena, vnaprej nastavljena sila na vezi, da pride do njihovega odpetja s smučarskih čevljev.

V večini primerov je to zadostno, v nekaterih pa se zaradi smeri in dinamike delovanja sil na vezi odpenjanje zgodi prepozno ali se sploh ne zgodi pri dani nastavljeni sili, kar lahko privede do hudih poškodb, predvsem v predelu nog.

V primeru pravočasnega aktivnega izmeta smuči do teh obremenitev, ki so posledica udarcev smuči ob podlago in druge predmete, ne pride. Aktivni sistem odpenjanja smuči tako v prvi vrsti preprečuje poškodbe nog pri padcih, kjer se sile s smuči prenašajo na noge smučarja. Smučar se z izmetom smuči izogne najhujšim poškodbam, ki so posledica velikih sil, ko se smuči zagozdijo ob snežno podlago ali druge predmete.

Sistem preprečuje tudi poškodbe, ki bi nastale kot posledica udarcev smuči v smučarja, saj smuči v zgodnji fazi padca potisne proč od smeri gibanja smučarja. Ko sistem odpne smuči, postane smučar okretnejši in lahko v nadaljevanju padanja posveti pozornost pravilnim gibom in drži telesa, s katerimi ublaži padec ter posledično lahko tako zmanjšuje možnost dodatnih poškodb celotnega telesa.

Na področju aktivnega odpenjanja smuči je bilo do sedaj ponujenih zelo malo rešitev. Dosedanje patentirane rešitve predstavljajo dimenzijsko relativno velike naprave, običajno montirane na smučko za zadnjo vez. Izmet dosežejo bodisi z razmikom vezi (patent US2005167950), z uporabo stisnjenih plinov ali elektrovalov (AU8120701, EP1386644).

* ·

Da rešitve še niso razvite in uporabljene, je razvidno iz tega, da aktivnih načinov izmetov smuči ne uporabljajo profesionalni smučarji, saj se tudi pri zelo tveganih smučarskih panogah še vedno uporabljajo klasične, pasivne oblike izmetov smuči. Posledično se še vedno pogosto dogajajo težje poškodbe pri padcih, večinoma zaradi omenjenih pomanjkljivosti, ki jih ima pasivno odpenjanje s prednapetimi vezmi.

Opis izuma

Do sedaj nerešen problem je izvedba aktivnega sistema odpenjanja smuči, ki s svojo obliko, velikostjo, maso in montažo ne bo spremenil karakteristik smučarske opreme in dinamike smučanja ob hkratnem zagotavljanju enostavnega, varnega in hitrega aktivnega izmeta smuči pred ali med padcem smučarja.

Pri izumu je problem rešen s sistemom in napravami, ki omogočajo izredno hitro in zanesljivo odpenjanje smuči v nekaj milisekundah z aktivno silo linearnega pogona, ki je polnjen z generatorjem plina ali pirotehničnim sredstvom, katerega žično ali brezžično aktivira (vžge) pripadajoč elektronski sprožilni sistem. Pri vžigu linearnega pogona hitro naraste tlak, ki služi za potisno silo pogona.

Izum je opisan in prikazan na slikah, ki prikazujejo:

sl. 1 Namestitev aktivnega sistema za odpenjanje smuči sl. 2 Izmetalna naprava za horizontalno odpenjanje smuči in vezi s smučarskih čevljev sl. 3 Izmetalna naprava za vertikalno odpenjanje smuči in vezi s smučarskih čevljev

Aktivni linearni pogoni za horizontalno in vertikalno odpenjaje smuči s smučarskih čevljev se namestijo na obe smučki pod smučarskimi čevlji oz. med sprednjo in zadnjo vez (sl. 1). Pogoni naprav za izmet energijo pridobivajo iz pirotehničnih zmesi ali generatorjev plinov, kar omogoča kratek reakcijski čas, ki se meri v nekaj milisekundah. Odpenjanje sproži smučar oz. senzorji s pomočjo elektronskega sistema. Elektronski sistem se napaja iz baterije. Potrebne sile za odpenjanje delujejo samo med smučmi in čevlji, saj se sile pri odpenjanju ne prenašajo na smučarja. To preprečuje neposredne poškodbe telesa zaradi sil, ki bi nastale pri obstoječih vezeh, kakor tudi močno zmanjšajo možnosti udarca smučarja s smučmi, saj jih sistem lahko pravočasno odrine od smeri gibanja smučarja.

Potrebni potisni sili F_v in F_H zagotovimo z ustrezno količino zmesi generatorja plina ali pirotehnične zmesi. Hiter izmet smuči omogoča eksplozivna verižna kemijska reakcija zmesi (sl. 3). Izmet lahko sproži smučar sam npr. s pritiskom na nameščena tipala v smučarski palici ali rokavici oz. s stiskom zob, če je tipalo nameščeno v ustih. Nameščeni senzorji na smučeh lahko smučarju pomagajo pri vklopu sistema oz. v določenih primerih sami sprožijo sistem odpenjanja smuči.

Za aktivno odpenjanje smuči skrbita dva sistema, sprednji aktivni sistem za horizontalni izmet smuči (sl. 2) in zadnji aktivni sistem za vertikalni izmet smuči (sl. 3). Sistema delujeta ločeno in jih lahko namestimo in uporabimo v kombinaciji oziroma ločeno vsakega posebej, odvisno od potreb in namena.

Opis delovanja sprednjega aktivnega sistema za horizontalno odpenjanje smuči (3, sl. 2):

Smučar oz. senzorji dajo električni signal, ki po žicah (15) aktivira linearni pogon (14). Linearni pogon v nekaj milisekundah potisne mehanizem (12), v katerem je čep (13). Čep vertikalno drsi v utoru mehanizma (11) in se vertikalno giblje proti smučarskemu čevlju. Po opravljeni določeni poti čepa se njegova višina dvigne toliko, da čep horizontalno zadane v zato pripravljeno steno luknje v čevlju. V nastalem kontaktu deluje horizontalna sila F_H, ki v horizontalni smeri potisne čevelj iz vezi in tako odpne smučko s čevlja.

Časovna karakteristika sile F_H se določi z izbiro generatorja plina ali pirotehnične zmesi ter količino zmesi.

Sile F_h, ki nastopajo med odpenjanjem smuči s čevlja, se ne prenašajo na smučarja.

Opis delovanja zadnjega aktivnega vertikalnega sistema za odpenjanje smuči (5, sl. 3):

Linearni pogon je nameščen med smučko in smučarskimi čevlji. Smučar oz. senzorji dajo električni signal po žici (25), ki aktivira aktivator plina oz. pirotehnično zmes (24). Potisni bat (23) v nekaj milisekundah potisne čevelj v vertikalni smeri s silo F_v in tako odpne smučko in vezi s čevlja.

Časovna karakteristika sile F_vse določi z izbiro generatorja plina ali pirotehnične zmesi ter količino zmesi.

Sile F_v, ki nastopajo za odpenjanje smuči s čevlja, se ne prenašajo na smučarja.

Sistemi za aktivno odpiranje se namestijo na obe smučki med ali v vezi (sl. 1). Nameščeni sistemi se po potrebi sprožijo hkrati ali ločeno oz. v primeru, da sta nameščeni sprednja in zadnja naprava za izmet, lahko s časovnim zamikom.

Aktivni sistem odpenjanja smuči ne vpliva na delovanje obstoječega klasičnega pasivnega sistema odpenjanja smuči, ga le dopolnjuje.

Potrebne aktivne sile F_H in F_v izmeta smuči se ne prenašajo na smučarja, razen dinamične reakcijske sile, ki je odvisna od sunka sile, katere časovna karakteristika pa se lahko prilagaja kot funkcija odvisnosti velikosti in smeri sile od časa.

Prav tako oblika in majhna masa naprav ne vplivata na dinamiko smučanja in sistem ne spremeni karakteristik smučarske opreme. Dimenzije naprav ne presegajo dosedanjih gabaritov obstoječe smučarske opreme, skupna masa opreme se z namestitvijo naprav ne poveča v takšni meri, da bi lahko imela zaznaven vpliv na smučanje, saj so sestavni elementi izdelani iz lahkih kovinskih in nekovinskih materialov in so pretežno nameščeni v že obstoječe dele smučarske opreme.

Claims

1. Varnostni sistem za odpenjanje smuči z aktivnim izmetom s smučarskih čevljev na osnovi pogona aktivatorja na pirotehnično zmes, generator plina ali drugo pogonsko snov, značilen po tem, da aktivno izvrže smuči in smučarske vezi z opremo s smučarskih čevljev ter potisne oziroma odvrže smuči in vezi proč od smučarja ali skakalca s potisno silo aktivatorja na osnovi sproščene energije pirotehnične zmesi, generatorja plina ali druge pogonske snovi.

2. Varnostni sistem za odpenjanje smuči z aktivnim izmetom s smučarskih čevljev na osnovi aktivatorja po zahtevku 1, značilen po tem, da omogoča aktivni izmet smuči in vezi s smučarskih čevljev ter potisne smuči in vezi proč od smučarja ali skakalca, ter je električno sprožen preko vžigalnih žic (7), voden in sprožen s strani smučarja ali skakalca in/ali programirane elektronske enote, povezane v celoto žično in/ali brezžično s procesorjem, elektronskimi spominskimi in ostalimi elementi in pripadajočimi senzorji sil, globalnih in lokalnih leg, deformacij, pomikov, vibracij, zvoka, pospeškov in/ali žiroskopov, sestavljen iz horizontalne (3) in/ali vertikalne (5) izmetalne naprave, nameščenih bodisi v spodnji del smučarskega čevlja ali na smučko (1), v distančno ploščico (4), pod ali v čevelj, pred sprednjo smučarsko vez (2) ali med sprednjo (2) in zadnjo (6) smučarsko vez.

3. Varnostni sistem za odpenjanje smuči z aktivnim izmetom z napravo za horizontalno izmet smuči in vezi (3) s smučarskih čevljev po zahtevkih 1 in 2, značilen po tem, da aktivno horizontalno izvrže smuči in vezi s smučarskih čevljev s silo aktivatorja in potisne smuči in vezi vsake v svojo smer ali naprej proč od smučarja ali skakalca, električno sprožene s strani smučarja ali skakalca in/ali elektronske enote ter sestavljene iz osnovne oziroma pritrdilne plošče z nastavki in utori (11), gibalnega mehanizma za vodenje izmetala (12), izmetala (13), pogonskega aktivatorja (14) ter vžigalnih žic (15).

4. Varnostni sistem za odpenjanje smuči z aktivnim izmetom z napravo za vertikalni izmet smuči in vezi (5) s smučarskih čevljev po zahtevkih 1 in 2, značilen po tem, da aktivno vertikalno izvrže smuči s smučarskih čevljev s potisno silo aktivatorja, električno sprožene s strani smučarja ali skakalca in/ali elektronske enote, sestavljene iz osnovne oziroma pritrdilne plošče (21), zunanjega plašča (22), morebitnih vmesnih potisnih valjev (26) in notranjega potisnega valja (23), pogonskega aktivatorja (24) ter vžigalnih žic (25).

5. Varnostni sistem za odpenjanje smuči z aktivnim izmetom z napravo za izmet smuči in vezi s smučarskih čevljev po zahtevkih 1 in 2, značilen po tem, da aktivno izvrže smuči in vezi s smučarskih čevljev s pogonskim aktivatorjem, električno sprožene s strani smučarja ali skakalca in/ali elektronske enote ter sestavljene iz votlega zunanjega oboda iz elastičnega ali gumijastega materiala, narejene iz enega ali več spojenih kosov, v katerem se nahaja pogonski aktivator, ter vžigalnih žic za sprožitev.