WO2016166351A1 - Lastverteilungsstruktur, insbesondere für den einsatz als sattelbaum in einen reitsattel, basierend auf extrem vorgeformten und nachgiebigen biegeträgern - Google Patents

Lastverteilungsstruktur, insbesondere für den einsatz als sattelbaum in einen reitsattel, basierend auf extrem vorgeformten und nachgiebigen biegeträgern Download PDF

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WO2016166351A1
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saddle
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bending
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Thomas Loeffler
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    • B68C—SADDLES; STIRRUPS
    • B68C1/00—Saddling equipment for riding- or pack-animals
    • B68C1/02—Saddles
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    • B68C1/02—Saddles
    • B68C1/04—Adjustable saddles

Definitions

  • Load distribution structure in particular for use as a saddle tree in a riding saddle, based on extremely preformed and yielding bending beams
  • the invention relates to a mechanical structure with which a more or less punctiform load on a surface whose shape changes dynamically, can be evenly distributed.
  • This structure is particularly suitable for use as a saddle tree for riding or carrying saddles. When a riding or supporting animal moves, its back deforms, and with it also the shape of the area on which the riding or carrying saddle rests.
  • a saddle equipped with a saddle tree based on the structure according to the invention is capable of adapting to this deformation without substantially impairing the optimum distribution of the weight to be carried.
  • the invention is also suitable for easily producing saddles which fit the different back shapes of riding animals.
  • Saddles are used on the one hand, so that riders can sit safely and comfortably on horses, and on the other hand, to allow horses in general to wear riders for a long period of time.
  • a saddle transfers or distributes the weight of the rider on the corresponding areas of the horse's back.
  • saddle problem various basic conditions on the part of the horse are known, which complicate the production of optimal saddles.
  • various principles or inventions for the manufacture of saddles are known, which are intended to remedy or mitigate these problems arising from these circumstances. It will first discuss the problem causing conditions on the part of the horse.
  • the back carrying region 55 (FIGS. 2, 3). It consists of the two one to two hand wide strips to the left and right of the spine with the thoracic vertebrae 9 to 18. It can be determined from the outside by starting about 2 to 3 fingers behind the scapula.
  • the back carrying area has the property that there is muscle under it. The area between these two strips, in the middle above the vertebral column, must remain free for about a hand's width, as there are the spinous processes of the vertebrae, which are not covered with muscles.
  • this back carrying area may only be loaded with a specific maximum pressure per unit area. It is obvious that it is particularly favorable if the pressure resulting from the weight of the rider is distributed as evenly as possible, in particular without pressure peaks, to the back carrying area. Pressure peaks are uncomfortable for the horse and lead, in particular with continued repetition, to injuries of the horse. Horses, also due to their different body size, have very different back shapes. You therefore need individually adjusted saddles. Through developing muscles, the shape of the back changes in the course of time in addition. Furthermore, a horse changes while riding, i. as it moves, the shape of its backpack area. This change in shape during the movement will be discussed in more detail.
  • the main cause of these changes in shape is the movement of the skeleton, which consists of the thorax in this area.
  • the rib cage consists of 19 Rib pairs with their associated vertebrae.
  • the change in shape of a single pair of ribs with the associated vortex in itself is negligible, especially in the rib pairs, which form a closed ring.
  • the situation is different with the shape that forms the entirety of the pairs of ribs.
  • the spine can not change its length, but it can bend and twist.
  • a vertical bend i. a bend about the horizontal transverse axis occurs when the horse raises or lowers his head 50: the horse arching his back more or less to 51.
  • a horizontal bend i. a bend about a vertical axis, occurs when the horse is on a curve 52 (panning or yawing): the front pair of legs is set in a different direction as the rear pair of legs, in between the spine describes a bow 53. Since the pairs of ribs respectively firmly connected to their vertebrae, they follow the movement of their associated vertebra and thus cause a change in the shape of the back.
  • the cylinder would become a tonic.
  • the spine can twist around the longitudinal axis (twisting or rolling) ( Figure 3). Due to the position of the spinal column relative to the ribs, a shape is created which resembles a helix or a corkscrew or a helix 54.
  • a saddle is made homogeneously from a single rigid material and loaded with the weight of a rider. If this saddle is optimally adapted to the shape of the back carrying area, the pressure distribution is optimal, as long as the horse keeps this shape exactly. It is now obvious that taking all other forms of back, that is, when the horse is moving, will immediately lead to deviations from the optimal pressure distribution. This means that there will be pressure increases in certain areas. A direct increase in pressure occurs when areas of the back to move to the saddle. The pressure then becomes higher at these points. An indirect pressure increase occurs when areas of the back move away from the saddle.
  • saddles are therefore made from at least two main materials: a rigid material for the saddle tree and a soft, resilient material for padding between saddle tree and horseback.
  • the stiff saddle tree corresponds in the optimal case with the back output form.
  • the padding then makes it possible to take all other forms of back more or less well, i. the extreme effects of pressure increase at o.a.
  • Example of saddle made of homogeneous rigid material are more or less mitigated.
  • a load distribution structure as used in conventional saddle trees, usually consists of two more or less parallel and more or less wide strips (also known as costumes or bars) made of sturdy and rigid material, covering the spine on both sides of the spine. Front and back, these strips are each firmly connected with a web. These connecting webs are so arcuate that the underlying spine is not touched.
  • the front area is called Vorderzwiesel and often contains a so-called gullet iron for reinforcement.
  • the rear area is referred to as Schuzwiesel (also Efter).
  • the area between the costumes is called the spinal canal, forming a cavity above the spine. It is also possible that the costumes of the saddle tree not only front and rear, but are connected throughout.
  • the saddle tree can be made of one piece, or composed of several parts and different materials.
  • the various areas as a whole may be designed to seamlessly blend in shape. For example, in English saddles
  • Back support area to facilitate the dynamic change in shape of the back carrying area, has the adverse effect that other areas of the back carrying area for this burdened even more.
  • a part of the inventions is merely aimed at obtaining a saddle tree suitable for the back carrying area by setting a static condition of the saddle tree
  • Horseback facing surface is covered with a sufficiently thick layer, which is brought by a special measure to soften or give way. After this layer has adapted to the back shape, it is then again solidified. The result is a surface of the costumes adapted to the backbone area.
  • DE000019805802A1 describes a similar process, except that here the solidification process is not reversible.
  • DE 102004001620 A1 describes a method with which the back-carrying area is detected with the aid of a measuring grid and, after an optional shape optimization, opens into the production of a matching saddle tree. All these methods have in common that they adhere to the disadvantages of a rigid saddle tree in the result, which can be mitigated by a padding only partially.
  • the desired uniform load of the back carrying area is previously not attainable with the principle of selective introduction of the weight, as costumes in the known versions can not evenly distribute the force introduced into them on all forms of a back carrying area.
  • a costume is a bending medium that takes on a specific shape at a certain load. If the shape changes, this inevitably involves a different load or distribution of the load.
  • An ideal uniform load is given only in a very specific form. In all other forms the distribution of the load deviates more or less from the ideal distribution, usually even a very uneven distribution of forces is the result. This also applies if the costumes, as in DE000000002375A, DE000000031451A or DE000000073370A, consist in themselves of a flexible structure. Thus, an uneven distribution of the load and the occurrence of additional forces in the dynamic deformation of the back carrying area can be mitigated only insignificantly.
  • the shape in the unloaded state corresponds to the shape of the back carrying region which they cover. If the shape of the covered rucksack area changes, then the shape of the structure or its components and connections must also change. Components and connections can only distribute introduced forces if they possess sufficient rigidity. At the same time, however, this rigidity counteracts dynamic adaptation of the shape. If such forces are not or only insubstantially present during a shape adaptation, then
  • this area of the saddle tree can adapt to the forms and shape changes in the area of the withers. Due to the system, however, it is not possible to forward or distribute weight forces.
  • a weight or a force ie as evenly as possible and without the creation of additional forces
  • this area is well-defined, but should otherwise be freely definable.
  • Homogeneous means that this area is smooth in itself, ie has no steps and kinks. Permitted is the composition of a total area of several individual areas at a certain distance, which meet these conditions individually.
  • these form surfaces can then change dynamically in operation while maintaining the boundary condition of homogeneity, within certain limits, and the quality of the load distribution is essentially maintained.
  • Load distribution structure for a saddle tree which is able, the weight load optimally, i. evenly, and without substantial additional forces, e.g. in the form of pressure peaks, to distribute on the back carrying area of a horse.
  • this optimal distribution not only for any static condition, but consistently for each state of movement of the horse, i. also in the movement, is given.
  • this saddle tree should also be able to adapt to different forms of back.
  • the object of the invention is therefore to provide a saddle tree, which makes this dynamic adaptation to the change in shape of the back carrying area while maintaining the optimum pressure distribution without such additional forces occur at a significant height and thus additional work must be spent.
  • Such a saddle tree must therefore be as free of force as possible about a horizontally transverse 51, about a vertical 53, and a horizontal longitudinal axis 54. This is meant in the sense that to the existing forces, which are caused by the rider weight, no significant additional forces should arise. Furthermore, it is necessary for such a system to be practical, ie simple is constructed and low maintenance. In a saddle, not an arbitrarily high number of individual parts can be installed. The whole system must not take the rider too far away from the horse because of the space requirements. The more the saddle allows you to sit close to the horse, the better.
  • the object is achieved by the use of extremely preformed and yielding bending beams.
  • the application of the invention is used as a saddle tree for a riding saddle.
  • the costumes of the saddle tree which distribute the weight on the back carrying area, and their surfaces cover the two halves of the back carrying area, are formed by the extremely preformed and yielding bending beam.
  • the use of the invention is not limited to the field of costumes.
  • the central axis of a segment saddle tree according to the invention is formed by an extremely preformed and yielding bending beam. Regardless of these main examples, the system can also be used in other areas and in other ways.
  • a typical shape 4 The shape of the bending beam 4 in Fig. 4 also corresponds to the shape that results when a on firmly on one side. tensioned bending beam (similar to 21 in Fig. 13) is applied with a uniformly distributed over the length of the load. At the clamping point, the curvature is the strongest, then it decreases continuously towards the end. At the end of the bending beam has virtually no curvature.
  • This behavior of a bending beam can be described mathematically, which is also customary in the field of mechanical engineering. There, this is known, for example, under the term "cantilever beam with line load / line load". If, on the other hand, one wishes to achieve that a bending beam in the identically loaded state forms a flat line or surface 6, then, in a certain approximation which is initially sufficient for us, the unloaded one must
  • Bending beam 5 the shape of a corresponding flat bending beam in the loaded
  • the very rigid bending beam 10 has no significantly different shape, the very compliant 13, however, already.
  • the load now looks like that from one side attacks a central force (1), which presses the bending beams (11, 14) against the surface shape 16, and from the other side as a backlash evenly distributed on the surface counterforce 18 is formed ,
  • target shape surface shape
  • target load load
  • the use of a similar principle is known in the field of windshield wipers for car windows DE 2 313 939 A.
  • Bend beam 12 dramatically changes the load ratios on the side of the counterforce distributed over the length, from the previously uniform 18 to a very uneven distribution with extreme pressure peaks at the ends. Not so in the case of the very yielding bending beam 15. Although the uniform distribution of the counteracting load is not maintained absolutely exactly 20, the change in the distribution is relatively minor.
  • the shape on which the bending beam rests under the load 1 corresponds to the target shape.
  • Target Form Interval Under load, these limits are referred to as target loading interval.
  • the state of the bending beam within these intervals is called the operating state.
  • the shape, which occupies a completely unloaded bending beam, is called initial shape.
  • a traditional costume in a saddle tree is a bending medium with line load.
  • the entire surface of this bending beam or the traditional costume should evenly distribute the weight of the rider on the back carrying area.
  • the costumes are formed according to the invention of extremely preformed and yielding bending beams. These are designed to be worn in a saddle tree specifically for a particular target load interval, eg, 35 to 40 Kg, corresponding to a rider weight of 70 to 80 Kg, and a particular target mold interval.
  • the mean shape of the target mold interval corresponds approximately to the shape of the backbone area in the normal state, ie when the horse is standing on his four legs in a natural position. If the horse then changes the shape of his back carrying area during the movement, this has only very little effect on the quality of the distribution of the weight force on the back carrying area, ie the distribution remains approximately even or near a desired distribution. Pressure peaks no longer occur.
  • Fig. 18 the costumes 62 are shown in the operating state. In fully unloaded condition has a costume in the longitudinal direction in about the form 25. The burden of the rider weight is introduced from the seat 60 via the contact areas 63 in the costumes.
  • the contact regions 63 have an elongated lens shape in the exemplary embodiment. This allows the costumes to rotate about an axis in the longitudinal direction (Fig. 19) and thus align in their angular position to the back carrying area.
  • the costumes in the first embodiment need not consist of one piece, but may be composed of several elements.
  • Fig. 28 shows in operation a costume of two extremely preformed and resilient bending beams in rod form 85, which are arranged in parallel, and forward the load applied to them on a series of costume segments 77.
  • Fig. 28 shows in operation a costume of two extremely preformed and resilient bending beams in rod form 85, which are arranged in parallel, and forward the load applied to them on a series of costume segments 77.
  • FIG. 29 shows in the operating state a costume made of an extremely preformed and yielding bending beam in rod form 85, whereby the lined up below him costume segments (77, 86, 87) a rotational degree of freedom about the longitudinal axis is made possible.
  • the National dress segments can also overlap and / or have a strip-like or rod-shaped form.
  • the costume segments 87 may themselves consist of extremely preformed and yielding bending beams 25. Their deformation and resilience then acts approximately at right angles to the longitudinal direction of the bending beam 85. In the illustration in operating state 87, they hardly differ externally from stiff bending beams or costume segments, but in the pressure distribution prevailing there when the shape changes the area covered by them changes.
  • Fig. 30 shows such a costume in the operating state. In the unloaded state, sections in the longitudinal and transverse directions would yield a view corresponding to FIG.
  • individual arms or regions can also be designed to be rigid, in particular in the middle region.
  • an extremely preformed and resilient bending beam forms the central center axle 44 in a segmental tree (DE102014017363).
  • the bending beam 44 has the shape 25.
  • the saddle tree segments (45, 46) are e.g. strung on eyelets 49 on the bending beam 44.
  • Fig. 17 By appropriate air (Fig. 17), they are movable in a certain range. You can rotate around a vertical axis and move to the side. As a result, they can pivot by one
  • the extremely preformed and yielding bending beams 67 are built in the size of the back carrying region as a traditional costume in a saddle 66, which otherwise has no structural elements made of rigid material.
  • the costumes correspond in their form and Execution in about the costumes of the first embodiment (Fig. 18).
  • the saddle tree structure is then practically only two parts that have no direct connection with each other.
  • the spinal column freedom is produced in other ways.
  • the difference to a treeless saddle with reinforcing plates is that the costumes are extremely pre-formed and yielding
  • Bending amounts cause the load to be distributed evenly, even during movement, over the entire back support area.
  • the corresponding initial shape or shape of an extremely preformed and yielding bending beam in the unloaded state can be obtained experimentally iteratively or with more or less accurate calculation methods.
  • FE finite element
  • the flexure beam need not be constant in geometry, but may vary in thickness 26 ( Figure 10) and width or other properties. For example, a dilution of the profile towards the edge and toward the end 27 may be expedient to make the transition from the loaded area to the unloaded softer.
  • a dilution of the profile towards the edge and toward the end 27 may be expedient to make the transition from the loaded area to the unloaded softer.
  • CFRP carbon fiber reinforced plastic
  • Bend carrier is when between the initial shape (unloaded state) and the target shape (loaded state) as large as possible deformation is performed.
  • a shape near 25 is conceivable, but also (FIG. 11) an overlap of the legs (28 or even 29), so that extremely large movements or paths are possible until reaching the target shape.
  • initial shapes of the bending beam in a completely unloaded state can be physically taken.
  • the arms of the unloaded bending beams in the sense of a spiral show past each other. This can e.g. in the back carrying area of a horse, which partially has properties of a twisted surface, be appropriate.
  • Bending media by master molding e.g., lamination in a mold or injection molding with fiber reinforced material
  • master molding e.g., lamination in a mold or injection molding with fiber reinforced material
  • a multi-stage manufacturing process conceivable, starting from flat, thin plates (semi-finished products), which are cut to size, coated with adhesive and then stacked. The stacks are then brought into the starting form (FIG. 6), in which they are then allowed to harden.
  • extremely preformed and compliant flex beams can be configured by placing a plurality of such flex beams above or next to each other to adapt a support structure to a particular load.
  • a main bending beam can also be added to increase the target load interval by one or more weaker secondary bending beams.
  • the basic version of a Carrying structure can be systematically adapted to changing loads. When such bending beams are stacked, the friction between them can be used to dampen vibration tendencies.
  • the elements of such a stack can be firmly connected, for example by gluing, but one can also use the assembly or stacking of the bending beams to better control the extreme deformation. In this case, the individual elements of the stack are not firmly connected.
  • Embodiment is used as costume 62, can be replaced by such, composed of segments and springs bending beam.
  • Fig. 22 shows in a fourth embodiment, a saddle tree structure in the operating state, similar to the second embodiment in Fig. 16, in which the function of the extremely preformed and yielding bending beam 44 is fulfilled in the central Mittelachsposition by connecting the saddle tree segments 45 by means of correspondingly biased spring elements 38.
  • These elements can be described as extremely deformed and yielding springs during operation. Even a small increase in the force acting in conjunction with the spring force has a relatively large change in shape of the spring result, since their spring characteristic relatively flat runs. Conversely, this also means that a change in shape on the spring is associated with only a small change in the forces or moments.
  • the last segment can rotate about a point on the central axis 71.
  • Rotation point can be on the rotating segment itself or on the adjacent segment. Applicable is the principle of extremely preformed and yielding bending beams also in the area of the traditional costume segment bridges in a saddle tree according to DE102014017363.
  • the saddle tree segments are each formed by a Trachtensegmentmaschine 76 with Trachten segments 77, the Traviersegment- bridges 76 then consist of extremely preformed and yielding bending beams.
  • the Trachtensegment stipulaten In the unloaded state the Trachtensegment Portugaln have a shape corresponding to 25 or possibly even 28 and 29.
  • a conventional saddle tree can also only partially be replaced by structural areas according to the invention with extremely preformed and yielding bending beams.
  • Fig. 23 shows such a construction in a sixth application example in the operating state, in which the center piece 40 of the saddle tree is designed conventionally. 39 indicates the seat of the saddle.
  • the costumes are extended with half, extremely preformed and yielding bending beams. These can practically be regarded as firmly clamped, half 21 bending beams.
  • Fig. 23 they are simplified in the form of segments 41 and extremely deformed leg springs 38 executed.
  • the conventional saddle tree center piece is extended by a segment 42 which corresponds to a gullet iron.
  • the various application sites of the extremely preformed and yielding bending beams can be combined or even split, so that the desired effects are superimposed.
  • the central support 74 may also be formed by an extremely pre-formed and compliant flexure support 44 ( Figure 16).
  • the one-piece costume shown in Fig. 30 can be supplemented by an additional extremely preformed and yielding bending beam according to 85, so that there is a change in behavior.
  • Fig. 20 shows such a possibility.
  • Ropes 64 which are attached to extensions 65 of the seat 60, limit the return deformation in the unloaded state, this
  • Extensions 65 can serve as stops for overloads.
  • a separate device may consist of sleeves 82 of round or rectangular cross-section, which are threaded on a tensioning cable 83 (Fig. 27).
  • the top surfaces of the sleeves can be bevelled. If all head surfaces collide with each other while the tensioning cable is tensioned, the middle shape is formed. If the tensioning cable is slightly longer, the sleeves can tilt slightly in both directions and limit a target forming interval with the two end positions.
  • a device which makes it possible to unlock the extreme flexibility of elements of the carrying structure only when loaded, that is to say when, for example, the rider is seated in the saddle.
  • Such a device can also be based on the principle of threaded on a tensioning cable sleeves by the tensioning cable is fixed in the unloaded state of the support structure in the shortest position.
  • Another principle may be based on bars between bending beam segments or on
  • Length-fixable ropes which are mounted between points of the overall structure, whose distance between each other changes particularly when loading and unloading. In order to generate the forces necessary for the operation, there is a possibility
  • Assemblies with force translating function for example, pulleys, levers or winches.
  • Another aspect is the relief in operation.
  • Saddle tree in a riding saddle act during a jumping phase of the horse, e.g. During a gallop jump, little or no weight on the saddle.
  • the saddle is then mainly pressed by the girth on the back carrying area.
  • the path of the change in shape from the unloaded state to the target shape interval of the operating state is a multiple of the path which then occurs in the operating state within the target shape interval.
  • Fig. 25 shows the extremely preformed and yielding bending beam of Fig. 8 superimposed in the three limit states.
  • the path 78 taken by the flexure support arms between states 13 (home shape) and 14 is a multiple of path 79 between states 14 and 15. In conventional flexible saddle trees of the prior art, this is not the case, respectively. rather the other way round.
  • the deformation path from the unloaded state to the operating state corresponds in size to only a fraction of the paths that occur during operation, that is, while the saddle during movement of the horse to the deformations of the back carrying area.
  • Fig. 26 illustrates the facts again on corresponding force-displacement diagrams.
  • a conventional bending beam with the spring characteristic 80 a small path change (s) leads to a relatively large force change (F).
  • F force change
  • the same change in travel 79 only leads to a relatively small change in the force F.
  • a load distribution structure for the distribution of a punctual mechanical force eg caused by a weight, in particular for use as a saddle tree in a riding or carrying saddle, being used for the structure of the structure of rod or plate-shaped bending beams in their unloaded state about an axis transverse to its longitudinal direction and / or along its width
  • U-shaped extremely strong for example, near 150 degrees
  • these bending beams further in Longitudinal direction in their course are designed so geometrically and with material that they deform extremely strong at the intended load (target load), and only in this loaded state then take the desired shape (target shape) in which they are also used practically, typically in an elongated form or near this shape, for example slightly curved, intended.
  • a load distribution structure is improved in that the target load of a bending beam is that on the buckling in the unloaded state facing away from the surface side of the carrier in the middle of the length relatively small area or one or more points, the maximum at a distance of half Length of the carrier to each other, forces are initiated in well-defined strength, and on the opposite surface side of the carrier by the geometrically well-defined, corresponding to the target surface contact surface, corresponding reaction forces arise, there evenly over the entire length or area, approximately uniform or distributed uniformly or approximately evenly over several points, with only two points lying at the ends being possible in the extreme case
  • a load distribution structure such that the target load of a bending beam is that forces of well-defined strength are induced on the surface side of the carrier near or directly at both ends on the curvature in the unloaded state, and on the opposite surface side of the carrier conditioned by the geometrically well-defined, corresponding to the target shape bearing surface, corresponding reaction forces arise, which are distributed there over the entire length or area evenly or according to other specifications.
  • a load distribution structure such that the target load of a bending support is that forces are initiated on a surface side at a plurality of arbitrary points in well-defined strength, and shows the curvature of the open ends of the carrier in the unloaded state from this surface side, and the curvature of the inner areas located between the points of application of force in the direction of
  • the bending beams can lie directly on the support surface or indirectly, im Force flow lying, cause this behavior, eg by padding, support or other components separated from direct contact with the support surface.
  • Neighboring segment can rotate with respect to the longitudinal direction, and the structure becomes even more flexible.
  • a load distribution structure such that the legs of bending beams inserted therein in the unloaded state can be rotated less than approximately 150 degrees relative to their target shape, in which case the path or movement from the starting shape to the beginning of the Target form interval is at least 1.0 times the path or movement within the target mold interval itself, and on the other hand, more than 150 degrees, for example, 220, 580 degrees or even several full angle revolutions can be bent, so that one practically wound up Bending beams present, with such properties in particular by the Assembling and joining of segments with corresponding springs is practically possible.
  • such a garment may also consist of one or more extremely preformed and nachgie- bigen beam in rod form, which may be arranged in parallel, and arranged the load acting on them on a number of them below Passing traditional costume segments, these costal segments also be very narrow and can even consist of extremely preformed and yielding bending beams.
  • a load distribution structure in that an extremely preformed and flexible bending beam is used in a segment saddle tree as a central axis element, and then symmetrical, pointing to both sides, double-wing-like boom are lined up, which cover the back carrying area and in the middle of a Forming range for moving guide with degrees of freedom, which cantilevers may consist of one-piece saddle tree segments, or from corresponding three-piece saddle tree segments, or even, especially in the central region of the saddle tree structure, can be made in one piece with the central axis element.
  • Sections of a support structure or a saddle tree are used, e.g. only in the area of the front pommel and / or the rear peg in the form of a
  • Vibration damping is utilized.
  • this pocket system then holds the individual elements in position, with individual pockets also free to accommodate additional or complementary bending beams and
  • Components may be provided to adapt the overall system to a load or task, and the individual pockets are all or at least partially carried out so that individual elements of the structure can easily exchange or be inserted, for example by. open at the ends or lengthways and with closures that are easy to open and close, e.g. Velcro straps, are equipped.
  • a riding or carrying saddle having a load distribution s-structure for the distribution of a punctual mechanical force provided, the load distribution structure in an unloaded state against the direction of the expected mechanical force bending with a defined Has the smallest bending radius and that the load distribution s structure in a loaded state has a bending radius in a range which is greater than the smallest bending radius.
  • the shape of the load distribution structure is adapted to the shape of the horse only in the loaded state.
  • the material and Form-dependent restoring force of the load distribution s structure thus changes the
  • Bending radius becomes smaller the lower the weight load of the load distribution structure. It is understood that the bending radius is formed for example in a single bending beam or in a plurality of
  • Biegeträgem or elements of Biegeträgem such as plates, spring elements and the like.
  • Fig. 1 horse in side view with tilting movement and deformation of
  • Fig. 3 horse in plan view with twisting or torsion 54 of the back and the backpack area
  • Fig. 4 deformation 4 of a flat bending beam 3 at a central
  • Bending beam 10 which is centrally loaded 1, and then on a weak
  • Section through sleeves threaded on a tensioning cable in tensioned condition (head surfaces in full contact)

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Orthopedics, Nursing, And Contraception (AREA)

Abstract

Lastverteilungsstruktur, insbesondere für den Einsatz als Sattelbaum in einen Reitsattel, basierend auf extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern. Wenn sich z.B. ein Reittier bewegt, ändert sich die Form des Rückenbereichs, auf dem der Sattel aufliegt. Die neue Lastverteilungsstruktur ermöglicht es, sich allen Verformungen des Rückens in der Bewegung anzupassen, ohne dass sich eine einmal eingestellte Druckverteilung wesentlich verändert. Außerdem eignet sich ein solcher Sattelbaum für die Anpassung an unterschiedliche Rückenformen von Reittieren. Für den Aufbau der Lastverteilungsstruktur bzw. des Sattelbaums werden Biegeträger eingesetzt, die in ihrem unbelasteten Zustand extrem stark, z.B. nahe 150 Grad, gebogen sind (25). Die Biegeträger werden dann praktisch bei Belastung entsprechend der Form des Tragebereichs flach gedrückt und verteilen dabei, durch ihre speziellen Eigenschaften bedingt, das Gewicht auch bei Formänderungen des Tragebereichs gleichmäßig. Ein auf dieser Lastverteilungsstruktur basierender Sattelbaum ist in der Lage, das Reitergewicht auch in der Bewegung des Pferdes zu jedem Zeitpunkt nahezu optimal zu verteilen.

Description

Thomas Loeffler
Sulzbacher Straße 16
76316 Malsch
Deutschland
Lastverteilungsstruktur, insbesondere für den Einsatz als Sattelbaum in einen Reitsattel, basierend auf extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern
Die Erfindung betrifft eine mechanische Struktur, mit der eine mehr oder weniger punktuell vorhandene Last auf eine Fläche, deren Form sich dynamisch verändert, gleichmäßig verteilt werden kann. Diese Struktur ist insbesondere auch für den Einsatz als Sattelbaum für Reit- oder Tragesättel geeignet. Wenn sich ein Reit- oder Tragetier bewegt, verformt sich sein Rücken, und damit auch die Form des Bereichs, auf dem der Reit- oder Tragesattel aufliegt. Ein Sattel, der mit einem Sattelbaum ausgestattet ist, der auf der erfindungsgemäßen Struktur basiert, ist in der Lage, sich dieser Verformung anzupassen, ohne dass dabei die optimale Verteilung des zu tragenden Gewichts wesentlich beeinträchtigt wird. Des Weiteren ist die Erfindung auch geeignet, um auf einfache Weise Sättel herzustellen, die auf die unterschiedlichen Rückenformen von Reittieren passen.
Die Anwendung der Erfindung als Sattelbaum in einem Reit- oder Tragesattel eignet sich besonders für die Veranschaulichung der Vorzüge der Erfindung, da die
Anforderungen dort extrem, umfassend und speziell sind. Im Folgenden wird deshalb fast ausschließlich auf diesen Einsatzbereich Bezug genommen. Der Einfachheit halber wird dabei statt von Reit- oder Tragesattel immer nur von Sattel, und statt von Reit- oder Tragetier immer nur von Pferd die Rede sein.
Sättel werden zum einen benutzt, damit Reiter sicher und bequem auf Pferden sitzen können, und zum anderen, um Pferden überhaupt zu ermöglichen, Reiter über einen längeren Zeitraum zu tragen. Ein Reitsattel überträgt bzw. verteilt dazu das Gewicht des Reiters auf die entsprechenden Bereiche des Pferderückens. Bei der Sattelproblematik sind verschiedene grundsätzliche Gegebenheiten auf Seiten des Pferdes bekannt, die die Herstellung optimaler Sättel erschweren. Auf der anderen Seite sind auch verschiedene Prinzipien oder Erfindungen zur Herstellung von Sätteln bekannt, die diese durch diese Gegebenheiten entstehenden Probleme beheben oder abmildern sollen. Es werden zunächst die Probleme verursachenden Gegebenheiten auf Seiten des Pferdes erörtert.
Für das Tragen des Sattels ist nur ein beschränkter Bereich des Pferderückens geeignet. Er soll im Folgenden Rückentragebereich 55 (Fig. 2, Fig. 3) genannt werden. Er besteht aus den beiden je ein bis zwei Handbreit breiten Streifen links und rechts der Wirbelsäule mit den Brustwirbeln 9 bis 18. Von außen ist er dadurch bestimmbar, dass er ungefähr 2 bis 3 Finger breit hinter dem Schulterblatt beginnt. Der Rückentragebereich hat die Eigenschaft, dass sich unter ihm Muskulatur befindet. Der Bereich zwischen diesen beiden Streifen, in der Mitte über der Wirbel- säule, muss ca. eine knappe Handbreite frei bleiben, da sich dort die Dornfortsätze der Wirbel befinden, die nicht mit Muskeln überdeckt sind.
Dieser Rückentragebereich darf naturgemäß nur mit einem bestimmten maximalen Druck pro Flächeneinheit belastet werden. Es ist offensichtlich, dass es besonders günstig ist, wenn der durch das Gewicht des Reiters entstehende Druck möglichst gleichmäßig, insbesondere ohne Druckspitzen, auf den Rückentragebereich verteilt wird. Druckspitzen sind für das Pferd unangenehm und führen, insbesondere bei fortdauernder Wiederholung, zu Verletzungen des Pferdes. Pferde haben, auch durch ihre unterschiedliche Körpergröße bedingt, sehr unterschiedliche Rückenformen. Sie benötigen deshalb individuell angepasste Sättel. Durch sich entwickelnde Muskulatur ändert sich die Form des Rückens im Laufe der Zeit noch zusätzlich. Des Weiteren ändert ein Pferd, während es geritten wird, d.h. während es sich bewegt, die Form seines Rückentragebereichs. Diese Formänderung während der Bewegung soll genauer erörtert werden.
Die Hauptursache für diese Formänderungen ist die Bewegung des Skeletts, das in diesem Bereich aus dem Brustkorb besteht. Der Brustkorb besteht aus 19 Rippenpaaren mit ihren zugehörigen Wirbeln. Die Formänderung eines einzelnen Rippenpaares mit dem zugehörigen Wirbel in sich selbst ist vernachlässigbar, insbesondere bei den Rippenpaaren, die einen geschlossenen Ring bilden. Anders sieht es mit der Form aus, die die Gesamtheit der Rippenpaare zueinander bilden. Die Wirbelsäule kann ihre Länge nicht ändern, sie kann sich aber verbiegen und verdrehen.
Eine vertikale Biegung (Fig. 1), d.h. eine Biegung um die horizontale Querachse, entsteht, wenn das Pferd seinen Kopf hebt oder senkt 50 (Neigen bzw. Nicken): das Pferd wölbt dabei den Rücken mehr oder weniger auf 51. Eine horizontale Biegung (Fig. 2), d.h. eine Biegung um eine vertikale Achse, entsteht, wenn das Pferd auf einer Kurve geht 52 (Schwenken bzw. Gieren): das vordere Beinpaar ist in eine andere Richtung gestellt wie das hintere Beinpaar, dazwischen beschreibt die Wirbelsäule einen Bogen 53. Da die Rippenpaare jeweils fest mit ihrem Wirbel ver- bunden sind, folgen sie der Bewegung ihres zugehörigen Wirbels und bewirken so eine Formänderung des Rückens. Wenn man die ersten beiden Formänderungen (Neigen und Schwenken) des Pferderückens auf einen Zylinder übertragen würde, so würde aus dem Zylinder ein Tonis. Zusätzlich kann sich die Wirbelsäule um die Längsachse verdrehen bzw. tordieren (Verwinden bzw. Rollen) (Fig. 3). Durch die Lage der Wirbelsäule relativ zu den Rippen bedingt, entsteht eine Form, die einer Helix bzw. einem Korkenzieher oder einer Wendel ähnelt 54.
Eine weitere Ursache für die Formänderung des Rückentragebereichs während der Bewegung ist die Kontraktion der Muskeln, hier sind insbesondere der breite Rückenmuskel und der Halsteil des Trapezmuskels hervorzuheben. Verstärkt werden die beschriebenen Formänderungen noch durch die Bewegung des Schulterblatts. Dieses wirkt, auch wenn es nicht vom Sattel bedeckt wird, indirekt auf den Bereich des Rückentragebereichs, da es bei Bewegung Körpergewebe aus dem
Rückentragebereich herauszieht, oder in diesen hineinschiebt.
Diese verschiedenen Gegebenheiten überlagern sich, sodass sie in der Gesamtheit eine erhebliche Belastung für das Pferd bilden und damit auch häufig zu Krankheiten führen. Neben äußerlichen Erkrankungen sind dies auch innerliche, beispielsweise Muskelschwund.
Im Folgenden soll der extreme Fall betrachtet werden, dass ein Sattel homogen aus einem einzigen steifen Material hergestellt ist und mit dem Gewicht eines Reiters belastet wird. Ist dieser Sattel optimal an die Form des Rückentragebereichs angepasst, so ist die Druckverteilung, solange das Pferd diese Form ganz genau beibehält, optimal. Es ist nun offensichtlich, dass das Einnehmen aller anderen Rückenformen, also wenn sich das Pferd bewegt, sofort zu Abweichungen von der optimalen Druckverteilung führt. Das bedeutet, dass es zu Druckerhöhungen in bestimmten Bereichen kommt. Zu einer direkten Druckerhöhung kommt es, wenn sich Bereiche des Rückens auf den Sattel zu bewegen. Der Druck wird dann genau an diesen Stellen höher. Zu einer indirekten Druckerhöhung kommt es, wenn sich Bereiche des Rückens von dem Sattel wegbewegen. Die sich vom Sattel wegbewe- genden Bereiche des Rückens nehmen keine Last mehr auf, das auf den Sattel wirkende Gewicht muss auf den restlichen Bereich des Rückentragebereichs, der noch in Kontakt mit dem Sattel verblieben ist, verteilt werden. Dadurch erhöht sich zwangsläufig in diesem verbleibenden Bereich der Druck pro Flächeneinheit. Im Allgemeinen werden Sättel deshalb aus mindestens zwei Hauptmaterialen hergestellt: einem steifen Material für den Sattelbaum und einem weichen, federnden Material für die Polsterung zwischen Sattelbaum und Pferderücken. Der steife Sattelbaum korrespondiert dabei im optimalen Fall mit der Rückenausgangsform. Durch die Polsterung wird dann das Einnehmen aller anderen Rückenformen mehr oder weniger gut ermöglicht, d.h. die extremen Effekte der Druckerhöhung beim o.a. Beispiel des Sattels aus homogen steifem Material werden mehr oder weniger stark abgemildert. Das bedeutet aber trotzdem, dass das Pferd bei Bewegung dauernd gegen mehr oder weniger starke Druckerhöhungen anarbeiten muss, da die Polsterung erst dann nachgibt, wenn die auf sie wirkende Kraft erhöht wird.
Diese zwangsläufigen Nachteile eines starren Sattelbaums lassen sich durch eine Erhöhung der Schichtdicke des Polsters reduzieren. Dem steht aber entgegen, dass dies den Reiter noch weiter weg vom Pferd bringt, was sich ungünstig auf die Sitzqualität, speziell in der Bewegung, auswirkt.
Stand der Technik
Eine Lastverteilungsstruktur, wie sie in konventionellen Sattelbäumen eingesetzt wird, besteht üblicherweise aus zwei mehr oder weniger parallelen und mehr oder weniger breiten Streifen (auch Trachten oder Bars genannt) aus stabilem und steifem Material, die auf beiden Seiten der Wirbelsäule den Rückentragebereich abdecken. Vorn und hinten sind diese Streifen jeweils mit einem Steg fest verbunden. Diese Verbindungsstege sind so bogenförmig ausgebildet, dass die darunter liegende Wirbelsäule nicht berührt wird.
Der vordere Bereich wird Vorderzwiesel genannt und enthält häufig ein sogenanntes Kopfeisen zur Verstärkung. Der hintere Bereich wird als Hinterzwiesel (auch Efter) bezeichnet. Der Bereich zwischen den Trachten wird Wirbelsäulenkanal genannt, und bildet einen Hohlraum über der Wirbelsäule. Es ist auch möglich, dass die Trachten des Sattelbaums nicht nur vorne und hinten, sondern durchgehend verbunden sind. Der Sattelbaum kann aus einem Stück gefertigt, oder aus mehreren Teilen und verschiedenen Materialien zusammengesetzt sein. Außerdem können die verschiedenen Bereiche in der Gesamtheit so gestaltet sein, dass sie von der Form her nahtlos ineinander übergehen. Bei den englischen Sätteln beispielsweise bilden
Trachtenbereich und Hinterzwiesel zusammen einen harmonisch geschwungenen Bogen in Form eines großen U. Zum Reiter hin befindet sich der Sitz, der sein auf ihm lastendes Gewicht direkt auf die Trachtenbereiche und/oder die
Verbindungsstege der Trachten ableitet. Beim vollständigen Sattel ist dann der Sattelbaum zum Rückentragebereich des Pferdes hin immer mehr oder weniger gepolstert, wobei diese Polsterung dann nicht immer vollständig mit dem Sattel selbst verbunden sein muss, sondern z.B. auch in Form einer Sattelunterlage zwischen Sattel und Pferd gelegt werden kann.
Selbst bei optimaler Passform eines so aufgebauten Sattels muss das Pferd in der Bewegung immer zusätzliche Kräfte und damit Arbeit aufwenden, um das Polster entsprechend seiner sich dynamisch ändernden Rückenform zu verformen. Je nach den Dimensionen und physikalischen Eigenschaften sind die notwendigen Kräfte dafür mehr oder weniger hoch. Das Freilegen von Bereichen des
Rückentragebereichs, um die dynamische Formänderung des Rückentragebereichs zu erleichtern, hat die ungünstige Auswirkung, dass andere Bereiche des Rückentragebereichs dafür umso mehr belastet werden.
Ein Teil der Erfindungen zielt lediglich darauf ab, einen zum Rückentragebereich passenden Sattelbaum zu erhalten, indem ein statischer Zustand des
Rückentragebereichs erfasst wird. Bei DE000010162424 wird von einem
vorhandenen steifen Sattelbaum ausgegangen, dessen Trachten auf der dem
Pferderücken zugewandten Fläche mit einer ausreichend dicken Schicht belegt ist, die durch eine spezielle Maßnahme zum Erweichen bzw. Nachgeben gebracht wird. Nachdem sich diese Schicht an die Rückenform angepasst hat, wird sie anschließend wieder zum Erstarren gebracht. Das Ergebnis ist eine an den Rückentragebereich angepasste Oberfläche der Trachten. DE000019805802A1 beschreibt ein ähnliches Verfahren, nur dass hier der Verfestigungsvorgang nicht reversibel ist.
DE 102004001620 AI beschreibt ein Verfahren, mit dem der Rückentragebereich mit Hilfe eines Messgitters erfasst, und, nach einer optionalen Formoptimierung, in die Herstellung eines dazu passenden Sattelbaums mündet. All diesen Verfahren ist gemeinsam, dass ihnen im Ergebnis die Nachteile eines starren Sattelbaums anhaften, die durch eine Polsterung nur teilweise gemildert werden können.
Weitere Ansätze zielen darauf ab, Verstellmöglichkeiten an einem Sattelbaum anzubringen, die es ermöglichen, den Sattelbaum an unterschiedliche Rückenformen anzupassen. Hier ist zu unterscheiden, ob diese Verstellung statisch oder dynamisch erfolgt. Bei den statischen Verstellmöglichkeiten, wie beispielsweise in
DE000000682847A oder GB000191418567A beschrieben, erhält man nach dem Anpassungsvorgang als Ergebnis wieder eine in sich starre Struktur des Sattelbaums, die folglich auch die bereits beschriebenen Nachteile aufweist. Bei den Sattel- baumsystemen mit dynamischer Verstellmöglichkeit, wie sie beispielsweise in DE000000477195A oder WO002011101102 AI beschrieben werden, liegt eine Struktur zugrunde, die, neben der grundsätzlichen Möglichkeit, sich an einen individuellen Rückentragebereich anzupassen, auch mehr oder weniger in der Lage ist, sich dem in der Bewegung verformenden Rückentragebereich anzupassen. Vom Prinzip her sind es immer zwei Trachten, die vorn (am Vorderzwiesel) und hinten (am Hinterzwiesel) über flexible Verbindungselemente, z.B. Kugelgelenke, mit Ver- bindungs Stegen oder anderen Bauteilen miteinander verbunden sind. Das zu tragende Gewicht wird bei diesen Systemen von den Verbindungsstegen über die
Verbindungselemente auf die Trachten eingeleitet. Durch die Flexibilität der
Verbindungselemente können sich die Trachten passend zum Rückentragebereich ausrichten. Die restliche Anpassung an den Rückentragebereich erfolgt häufig durch eine eigene Flexibilität der Trachten selbst.
Die gewünschte gleichmäßige Belastung des Rückentragebereichs ist mit dem Prinzip der punktuellen Einleitung der Gewichtskraft bisher nicht erreichbar, da Trachten in den bekannten Ausführungen die in sie eingeleitete Kraft nicht auf alle Formen eines Rückentragebereichs gleichmäßig verteilen können. Physikalisch betrachtet ist eine Trachte ein Biegeträger, der bei einer bestimmten Belastung eine bestimmte Form einnimmt. Verändert sich nun die Form, so ist damit zwangsläufig auch eine andere Belastung bzw. Verteilung der Belastung verbunden. Eine ideale gleichmäßige Belastung ist nur bei einer ganz bestimmten Form gegeben. Bei allen anderen Formen weicht die Verteilung der Belastung von der idealen Verteilung mehr oder weniger ab, meist ist sogar eine sehr ungleichmäßige Kräfteverteilung die Folge. Dies trifft auch zu, wenn die Trachten, wie in DE000000002375A, DE000000031451A oder DE000000073370A, in sich selbst aus einer flexiblen Struktur bestehen. Damit kann eine ungleichmäßige Verteilung der Traglast und das Auftreten von zusätzlichen Kräften bei der dynamischen Verformung des Rückentragebereichs nur unwesentlich gemildert werden.
Grundsätzlich ist auch festzustellen, dass bei allen Systemen, bei denen das Reitergewicht über vier fest in einem Rechteck oder einem Trapez angeordnete Punkte geleitet wird, das Verwinden des Rückentragebereichs 54 prinzipiell nicht unterstützt wird. Zwar lässt sich auch eine Position finden, in der ein solches System auf den gewundenen Zustand eines Rückentragebereichs passt, diese ist dann aber immer versetzt bzw. verschoben.
Die Nachteile eines in sich starren Sattelbaums oder auch von einzelnen Bauteilen eines Sattelbaums können auch abgemildert werden, indem man durch Gestalts- und Materialoptimierung eine gezielte Flexibilität ermöglicht. Bei DE5 04 34 A bestehen die Trachten aus einer elastischen Struktur, die sich beim Anziehen des Sattelgurts an den Rückentragebereich anlegt. Bei DE 2 737 438 AI und DE 6 9 915 136 T2 wird, um die Nachgiebigkeit bzw. die Elastizität zu unterstützen, die vordere bzw. hintere Verbindung weggelassen. DE 31 62 60 A lässt die hintere Verbindung zwar nicht weg, gestaltet sie aber flexibel. DE10 306 226 B4 und EP 1 336 589 B l dagegen beschreiben Sattelbaumstrukturen, die aus einem mehr oder weniger in sich steifen vorderen und hinteren Bereich bestehen, die dann mit elastischen Elementen in Längsrichtung verbunden sind. In DE 15 15 84 A wird dagegen eine Struktur beschrieben, in der die beiden Trachten über mehrere in Querrichtung über der Wirbelsäule liegende streifenförmige Träger verbunden sind.
Bei all diesen derart aufgebauten Strukturen entspricht die Form im unbelasteten Zustand der Form des Rückentragebereichs, die sie überdecken. Wenn sich die Form des überdeckten Rückentragebereichs ändert, dann muss sich auch die Form der Struktur bzw. die der darin enthaltenen Bauelemente und Verbindungen ändern. Bauelemente und Verbindungen können eingeleitete Kräfte aber nur verteilen, wenn sie in sich eine ausreichende Steifigkeit besitzen. Diese Steifigkeit wirkt aber gleichzeitig einer dynamischen Formanpassung entgegen. Sind solche Kräfte bei einer Formanpassung nicht oder nur unwesentlich vorhanden, so können
zwangsläufig auch keine Kräfte in der notwendigen Qualität verteilt werden. Durch eine systembedingt nur geringe Flexibilität ist deshalb auch nur eine geringe Reduzierung der zur Verformung notwendigen Kräfte erreichbar. Dies gilt entsprechend für die Verbindungen der Bauteile, wenn die Verteilung bzw. Weiterleitung der Kräfte auf der Steifigkeit von Verbindungen zwischen Bauelementen basiert. Das
Pferd muss also bei Bewegung grundsätzlich weiterhin erhebliche Verformungsarbeit verrichten. In diesem Zusammenhang sollen auch die sogenannten baumlosen Sättel erwähnt werden. Diese haben keine ausgesprochen getrennten funktionalen Elemente für Lastverteilung und Polsterung, worunter die Funktion der Lastverteilung leidet. Um diesem Mangel abzuhelfen, werden teilweise im Rückentragebereich in die
Polsterung dünne, flexible Platten mit ebener Ausgangsform eingearbeitet, die naturgemäß, w.o. dargelegt, nur sehr bedingt Kräfte in der gewünschten Qualität verteilen können.
Ein weiterer Ansatz zielt auf die Verbesserung der Eigenschaften der Polsterung zwischen Sattelbaum und Rückentragebereich. Der Idealfall wäre, wenn der gesamte Abstand zwischen Sattelbaum und Rückentragebereich für Formänderungen des Rückentragebereichs zur Verfügung stünde, und wenn das diesen Zwischenraum füllende Material zudem in der Lage wäre, sich zu verformen, ohne dass wesentlich zusätzliche Kräfte einwirken müssen. Luftgefüllte Kissen können solche
Eigenschaften haben. DE000000000591A oder DE000000151609A beschreiben Systeme, die dieses Grundprinzip anwenden. Vom Gefühl des Reiters her wird das Sitzen auf einem Luftkissen als schwammig und deshalb dem Reitgefühl abträglich empfunden. Deshalb werden diese Luftkissen z.B. unterteilt, oder mit einer Füllung und sonstigen Elementen versehen, die den Sattel stabilisieren sollen. Prinzipiell besteht die Gefahr, dass ein Luftkissen undicht wird, und dies unbemerkt bleibt. Je nach Ausführung, z.B. geteilte Kissen, werden Formänderungen des
Rückentragebereichs nur unvollständig unterstützt. In der Sattelbaumstruktur von DE000000723068A befindet sich als zentrales Element über der Wirbelsäule eine schmale Blattfeder, die über die gesamte Länge des Sattels reicht. Durch die Struktur, die die Form des Buchstaben Y mit dem breiten Teil am Hinterzwiesel bildet, und diverse flexible Verbindungen wird bewirkt, dass das Vorderzwiesel relativ zum Hinterzwiesel und Sitzbereich um die Längsachse rotieren kann. Bei Formänderungen im Bereich des Widerristes wird dadurch das Auftreten von zusätzlichen Kräften reduziert. Die Einleitung der sonstigen Gewichtskräfte erfolgt letzten Endes aber auf die Trachtenplatten mit den bereits beschriebenen Nachteilen, die flexible Trachten haben, da sie Kräfte nur mit mangelhafter Qualität verteilen können. Eine Formänderung beim Neigen 50, 51 wird nicht unterstützt. Das gleiche Prinzip des Y-förmigen Bereichs in der Hauptachse der Sattelbaumstruktur über der Wirbelsäule, das dem Vorderzwiesel ermöglicht, um die Längsachse zu rotieren, wird auch bei EP000002013136B 1 eingesetzt. Um angepasste Sättel konfigurieren zu können, ist es um die Festlegung einer Baugruppenstruktur, ähnlich dem Deutschen Militärsattel (Armeesattel 25) und AT 44 66 B, ergänzt.
Beim in EP 2 660 189 A beschriebenen System besteht der Bereich am
Vorderzwiesel aus zwei getrennten, L-förmigen Elementen mit je zwei zueinander im Winkel von 90 Grad stehenden Scharnieren, wobei die vom Sitz aus gesehen erste der beiden Scharnierachsen in etwa senkrecht zur Längsrichtung steht, und die zweite in Längsrichtung, beide jeweils tangential zur Fläche des Rückentragebereichs. Durch die Scharniere kann sich dieser Bereich des Sattelbaums den Formen und Formänderungen im Bereich des Widerristes anpassen. Systembedingt ist damit aber eine Weiterleitung bzw. Verteilung von Gewichtskräften nicht möglich.
Zusammenfassend ist festzustellen, dass es an den bisher bekannten Sattelbäumen häufig lokale geometrische Bereiche gibt, die in der Lage sind, bestimmte
Anforderungen an einen idealen Sattelbaum zu erfüllen. Auch wenn dadurch
Verbesserungen gegenüber den konventionellen Sattelbäumen erkennbar sind, wird die Gesamtheit der Anforderungen aber immer nur mit mehr oder weniger großen Abstrichen erfüllt.
Aufgabenstellung
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lastverteilungsstruktur zu erschaffen, die in der Lage ist, die durch ein Gewicht bzw. eine Kraft bewirkte Belastung optimal, d.h. möglichst gleichmäßig und ohne die Entstehung zusätzlicher Kräfte, auf einen vorgegebenen, homogen flächigen Bereich zu verteilen, wobei die Form dieses flächigen Bereichs zwar wohldefiniert, aber ansonsten frei definierbar sein soll. Homogen bedeutet, dass dieser Bereich in sich glatt ist, also keine Stufen und Knicke aufweist. Zulässig ist die Zusammensetzung eines Gesamtbereichs aus mehreren einzelnen Bereichen in gewissem Abstand, die diese Bedingungen jeweils für sich erfüllen. Der weitere wesentliche Teil der Aufgabenstellung ist, dass sich diese Formflächen dann im Betrieb dynamisch, unter Beibehaltung der Randbedingung der Homogenität, in gewissen Grenzen verändern können, und die Qualität der Lastverteilung dabei im Wesentlichen beibehalten wird.
Übertragen auf den Einsatz der Erfindung als Sattelbaum heißt dies, eine
Lastverteilungsstruktur für einen Sattelbaum zu erschaffen, der in der Lage ist, die Gewichtsbelastung optimal, d.h. gleichmäßig, und ohne wesentliche zusätzliche Kräfte, z.B. in Form von Druckspitzen, auf den Rückentragebereich eines Pferdes zu verteilen. Bei diesem praktischen Einsatz ist es dann besonders von Bedeutung, dass diese optimale Verteilung nicht nur für irgendeinen statischen Zustand, sondern durchweg für jeden Bewegungszustand des Pferdes, d.h. auch in der Bewegung, gegeben ist. Des Weiteren soll dieser Sattelbaum auch in der Lage sein, sich unterschiedlichen Rückenformen anzupassen.
Bewegt sich ein Pferd, so ändert sich die Form seines Rückentragebereichs. Der darauf liegende Sattel muss sich dann zwangsläufig dieser sich dynamisch verändernden Form anpassen. Üblicherweise sind bei dieser Formanpassung des Sattels immer Verformungen von Polstern (im physikalischen Sinn Federn) und von Trachten oder Platten aus steifem Material (im physikalischen Sinn Biege- und
Torsionsbalken) beteiligt. Dafür muss das Pferd zusätzliche Kräfte und damit Arbeit aufbringen. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, einen Sattelbaum zu schaffen, der diese dynamische Anpassung an die Formänderung des Rückentragebereichs leistet und dabei die optimale Druckverteilung beibehält, ohne dass solche zusätzlichen Kräfte in wesentlicher Höhe auftreten und damit zusätzliche Arbeit aufgewendet werden muss.
Ein solcher Sattelbaum muss also um eine horizontal quer liegende 51, um eine vertikale 53, und eine horizontal längs liegende Achse 54 möglichst kräftefrei verformbar sein. Dies ist in dem Sinn gemeint, dass zu den vorhandenen Kräften, die durch das Reitergewicht entstehen, keine wesentlichen zusätzlichen Kräfte entstehen sollen. Weiter ist es notwendig, dass ein solches System praxisgerecht, d.h. einfach aufgebaut und wartungsarm ist. In einem Sattel kann nicht eine beliebig hohe Anzahl von Einzelteilen verbaut werden. Das ganze System darf auch, vom Platzbedarf her, den Reiter nicht zu weit vom Pferd wegbringen. Je mehr der Sattel es erlaubt, nahe am Pferd zu sitzen, desto besser.
Naturgemäß ist ein solches System vom Prinzip her auch in der Lage, sich an verschiedene Formen von Tragebereichen anzupassen. Hier ist gegebenenfalls abzuwägen, inwieweit man diese Flexibilität in der Form zu Lasten der Nähe der Belastung zum Tragebereich hinnimmt.
Ausführungsbeispiel
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Einsatz von extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern gelöst. Für die Ausführungsbeispiele wird die Anwendung der Erfindung als Sattelbaum für einen Reitsattel verwendet. Eine Möglichkeit der erfindungsgemäßen Lösung der Aufgabe besteht darin, dass die Trachten des Sattelbaums, die das Gewicht auf den Rückentragebereich verteilen, und deren Flächen die beiden Hälften des Rückentragebereichs abdecken, durch die extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger gebildet werden. Der Einsatz der Erfindung ist nicht auf den Bereich der Trachten beschränkt. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird die zentrale Achse eines Segmentsattelbaums erfindungsgemäß durch einen extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger gebildet. Unabhängig von diesen Hauptbeispielen kann das System auch in anderen Bereichen und auf andere Weise zum Einsatz kommen. Bevor auf die speziellen Anwendungen eingegangen wird, soll zum besseren Verständnis der Wirkungsweise das Verhalten von Biegeträgern zunächst allgemein, und dann in einem Vergleichsbeispiel betrachtet werden.
Wird ein flacher, ebener Biegeträger 3 von einer Seite zentral mit einer punktuellen Last 1 beaufschlagt, und von der anderen Seite mit einer entsprechenden
Reaktionslast, die aber gleichmäßig auf die Fläche oder Linie verteilt ist 2 (Fig. 4), so ergibt sich eine typische Form 4. Die von dem Biegeträger 4 in Fig. 4 dargestellte Form entspricht auch der Form, die sich ergibt, wenn ein auf einer Seite fest einge- spannter Biegeträger (ähnlich 21 in Fig. 13) mit einer gleichmäßig über die Länge verteilten Last beaufschlagt wird. An der Einspannstelle ist die Krümmung am stärksten, sie nimmt dann zum Ende hin kontinuierlich ab. Direkt am Ende hat der Biegeträger dann praktisch keine Krümmung mehr. Dieses Verhalten eines Biegeträ- gers kann man mathematisch beschreiben, was im Bereich des Maschinenbaus auch üblich ist. Dort ist dies z.B. unter dem Begriff "einseitig eingespannter Balken mit Linienlast/ Streckenlast" bekannt. Will man nun umgekehrt erreichen, dass ein Biegeträger im identisch belasteten Zustand eine ebene Linie bzw. Fläche 6 bildet, so muss, in einer gewissen, für uns zunächst ausreichenden Näherung, der unbelastete
Biegeträger 5 die Form eines entsprechenden ebenen Biegeträgers im belasteten
Zustand 4 haben, allerdings mit der Biegung bzw. Wölbung in die entgegengesetzte Richtung.
Es werden nun in einem Vergleichsbeispiel zwei unterschiedliche Biegeträger verglichen, die genau gleich belastet werden, aber unterschiedlich ausgeführt bzw. gestaltet sind. Sie nehmen zunächst bei einer Belastung die gleiche Form ein, bzw. liegen auf der gleichen Flächenform 16 auf. Der erste (Fig. 7) Biegeträger (10, 11, 12) ist konventionell ausgeführt und sehr steif, der zweite (Fig. 8) dagegen
erfindungsgemäß extrem vorgeformt und nachgiebig (13, 14, 15). Im unbelasteten Zustand hat der sehr steife Biegeträger 10 keine wesentlich andere Form, der sehr nachgiebige 13 dagegen schon. Die Belastung sieht nun so aus, dass von der einen Seite eine zentrale Kraft (1) angreift, die die Biegeträger (11, 14) gegen die Flächenform 16 drückt, und von der anderen Seite als Gegenreaktion eine gleichmäßig auf die Fläche verteilte Gegenkraft 18 entsteht.
Es soll hier betont werden, dass ein solches Verhalten, gemeint ist die o.a.
Gegenreaktion in Form einer gleichmäßig auf die Fläche verteilten Gegenkraft 18, bei vorgegebener Flächenform (Zielform genannt) und Belastung (Zielbelastung genannt) sich natürlich nicht mit beliebigen, willkürlich gewählten Biegeträgern einstellt, son- dem dass diese mit Material und Form entsprechend der Zielform und der Zielbelastung gestaltet und dimensioniert sein müssen. Ist dies der Fall, so erzielt man genau das hier beschriebene Verhalten. Die Verwendung eines ähnlichen Prinzips ist im Bereich der Scheibenwischer für Autoscheiben DE 2 313 939 A bekannt.
Wird nun die Form, auf der diese beiden Biegeträger aufliegen, geringfügig geändert, z.B. etwas mehr gewölbt 17, so erkennt man sofort, dass sich beim sehr steifen
Biegeträger 12 die Belastungsverhältnisse auf der Seite der über die Länge verteilten Gegenkraft dramatisch ändern, und zwar von der zuvor gleichmäßigen 18 zu einer sehr ungleichmäßigen 19 Verteilung mit extremen Druckspitzen an den Enden. Nicht so dagegen beim sehr nachgiebigen Biegeträger 15. Zwar wird die gleichmäßige Ver- teilung der Gegenbelastung nicht absolut genau beibehalten 20, die Veränderung an der Verteilung ist aber relativ geringfügig.
Die Form, auf der der Biegeträger unter der Belastung 1 aufliegt, entspricht der Zielform. Für eine zulässige Abweichung von der Zielform können Grenzen in beide Richtungen, d.h. etwas mehr oder weniger Wölbung, festgelegt werden. Diese
Grenzen werden mit Zielformintervall bezeichnet. Bei der Belastung werden diese Grenzen entsprechend mit Zielbelastungsintervall bezeichnet. Der Zustand des Biegeträgers innerhalb dieser Intervalle wird Betriebszustand genannt. Die Form, die ein vollkommen unbelasteter Biegeträger einnimmt, wird mit Ausgangsform bezeichnet.
Je größer die Formänderung gewesen ist, um den Betriebszustand bzw. das Zielformintervall zu erreichen, desto geringer ist bei einer Formänderung innerhalb des Zielformintervalls der Einfluss auf die Verteilung der Reaktionskräfte. Es ist deshalb günstig, wenn der Unterschied zwischen der Ausgangsform im unbelasteten Zustand, z.B. 13, und der Zielform im belasteten Zustand, z.B. 14, möglichst groß ist. Ein so gestalteter Biegeträger, der als "extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger" bezeichnet wird, reagiert bei Formänderungen der Auflagefläche (z.B. von 16 auf 17) mit nur geringen Änderungen an der Verteilung der Reaktionskräfte, es entstehen insbesondere keine Druckspitzen. Vorausgesetzt wird dabei, dass die Formänderungen der Auflagefläche stetiger Natur sind, also keine Knicke oder Stufen auftreten. Unter physikalischen Gesichtspunkten ist eine Trachte in einem Sattelbaum ein Biegeträger mit Linienlast. Im Betriebszustand, also wenn der Reiter im Sattel sitzt, soll die gesamte Fläche dieses Biegeträgers bzw. der Trachte das Gewicht des Reiters gleichmäßig auf den Rückentragebereich verteilen.
Im ersten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 18 im Betriebszustand, werden die Trachten erfindungsgemäß aus extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern gebildet. Diese sind bei der Anwendung als Trachte in einem Sattelbaum speziell für ein bestimmtes Zielbelastungsintervall, beispielsweise 35 bis 40 Kg, entsprechend einem Reitergewicht von 70 bis 80 Kg, und ein bestimmtes Zielformintervall konstruiert. Die mittlere Form des Zielformintervalls entspricht in etwa der Form des Rückentragebereichs im normalen Zustand, d.h. wenn das Pferd gleichmäßig auf seinen vier Beinen in natürlicher Haltung steht. Ändert das Pferd dann in der Be- wegung die Form seines Rückentragebereichs, so hat das nun nur noch sehr geringe Auswirkungen auf die Qualität der Verteilung der Gewichtskraft auf den Rückentragebereich, d.h. die Verteilung bleibt annähernd gleichmäßig bzw. nahe einer angestrebten Verteilung erhalten. Druckspitzen treten nicht mehr auf. In Fig. 18 sind die Trachten 62 im Betriebszustand dargestellt. Im vollkommen unbelasteten Zustand hat eine Trachte in Längsrichtung in etwa die Form 25. Die Belastung mit dem Reitergewicht wird von der Sitzschale 60 über die Kontaktbereiche 63 in die Trachten eingeleitet. Die Kontaktbereiche 63 haben im Ausführungsbeispiel eine längliche Linsenform. Dadurch können die Trachten um eine Achse in Längsrichtung rotieren (Fig. 19) und sich so in ihrer Winkellage zum Rückentragebereich hin ausrichten. Die Trachten im ersten Ausführungsbeispiel müssen nicht aus einem Stück bestehen, sondern können aus mehreren Elementen zusammengesetzt sein. Fig. 28 zeigt im Betriebszustand eine Trachte aus zwei extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern in Stabform 85, die parallel angeordnet sind, und die die auf sie eingeleitete Belastung auf eine Reihe von Trachtensegmenten 77 weiterleiten. Fig. 29 zeigt im Betriebszustand eine Trachte aus einem extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger in Stabform 85, wodurch den unter ihm aufgereihten Trachtensegmenten (77, 86, 87) ein Rotationsfreiheitsgrad um die Längsachse ermöglicht wird. Die Trachtensegmente können sich auch überlappen und/oder eine streifen- bzw. stabför- mige 86 Form haben. Des Weiteren können die Trachtensegmente 87 auch selbst aus extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern 25 bestehen. Ihre Verformung und Nachgiebigkeit wirkt dann in etwa im rechten Winkel zur Längsrichtung des Bie- geträgers 85. In der Darstellung im Betriebszustand 87 unterscheiden sie sich äußerlich kaum von steifen Biegeträgern bzw. Trachtensegmenten, wohl aber in der an ihnen herrschenden Druckverteilung, wenn sich die Form der von ihnen überdeckten Fläche ändert.
Im Fall eines einzelnen extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgers in Längsrichtung und relativ schmaler Trachtensegmente aus extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern in Querrichtung kann die beschriebene Struktur auch aus einem Stück gefertigt werden. Fig. 30 zeigt eine solche Trachte im Betriebszustand. Im unbelasteten Zustand würden Schnitte in Längs- und Querrichtung eine Ansicht entsprechend Fig. 6 ergeben. Bei dieser einstückigen Ausführung können einzelne Arme bzw. Bereiche auch steif ausgeführt sein, insbesondere im mittleren Bereich.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 16 im Betriebszustand, bildet ein extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger das zentrale Mittelachselement 44 in einem Segmentsattelbaum (DE102014017363). Im unbelasteten Zustand hat der Biegeträger 44 die Form 25. Die Sattelbaumsegmente (45, 46) sind z.B. über Ösen 49 auf dem Biegeträger 44 aufgereiht. Durch entsprechende Luft (Fig. 17) sind sie in einem gewissen Bereich beweglich. Sie können um eine senkrechte Achse rotieren und sich zur Seite bewegen. Dadurch können sie einer durch Schwenken
entstandenen Biegung 53 des Rückentragebereichs folgen. Durch entsprechende Gestaltung der Ösen bzw. Kontaktbereiche 43 sind auch weitere Freiheitsgrade, wie z.B. eine Rotation um eine Längsachse beim Verwinden 54 möglich.
Im dritten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 21 im Betriebszustand, werden die extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger 67 in der Größe des Rückentragebereichs als Trachten in einen Sattel 66 eingebaut, der ansonsten keine Strukturelemente aus steifem Material hat. Die Trachten entsprechen dabei in ihrer Form und Ausführung in etwa den Trachten des ersten Ausführungsbeispiels (Fig. 18). Die Sattelbaumstruktur besteht dann praktisch nur aus zwei Teilen, die keine direkte Verbindung miteinander haben. Die Wirbelsäulenfreiheit wird auf andere Weise hergestellt. Der Unterschied zu einem baumlosen Sattel mit Verstärkungsplatten besteht darin, dass die Trachten aus extrem vorgeformten und nachgiebigen
Biegeträgen bewirken, dass die Last gleichmäßig, auch in der Bewegung, auf den gesamten Rückentragebereich verteilt wird.
Die entsprechende Ausgangsform bzw. -gestalt eines extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgers im unbelasteten Zustand kann experimentell iterativ oder mit mehr oder weniger genauen Berechnungsmethoden erhalten werden. Neben entsprechenden Formeln bietet sich auch die aus dem Maschinenbau bekannte Methode der Finiten Elemente (FE) an. Der Biegeträger muss in der Geometrie keinen konstanten Verlauf haben, sondern kann in Stärke 26 (Fig. 10) und Breite oder sonstigen Eigenschaften variieren. Beispielsweise kann eine Verdünnung des Profils zum Rand und zum Ende hin 27 zweckmäßig sein, um den Übergang vom belasteten Bereich zum unbelasteten weicher zu gestalten. Es sind verschiedene Materialien oder Kombinationen von solchen denkbar, wobei u.a. Federstahl oder
Verbundmaterialien, beispielsweise CFK (kohlefaserverstärkter Kunststoff), naheliegend sind. Die stärkste Krümmung befindet sich in der Regel an dem Punkt, an dem die Gewichtskraft eingeleitet wird, in der Regel in der Mitte. Falls diese flächig eingeleitet werden soll, oder aus anderen Gründen, können Bereiche des Biegeträgers auch in einer Form mit erhöhter Steifigkeit ausgeführt werden. Die Querschnittsform der extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger, also das Schnittprofil im rechten Winkel zur Längsrichtung (44 in Fig. 17 oder 62 in Fig. 19), ist sinnvollerweise vorwiegend rechteckig oder konvex, bzw. genauer gesagt bikonvex oder plankonvex. Dadurch ist die extreme Biegung in Längsrichtung leichter und sicherer beherrschbar. Andere Querschnittformen, z.B. konkav, sind zwar denkbar, aber im Zusammenhang mit den extremen Biegungen in Längsrichtung problematisch. Ist es notwendig, zu einer Auflagefläche hin eine bestimmte Form der Quer schnittslinie, z.B. eine konvexe oder konkave Wölbung, zu haben, dann wird das am besten durch das Aufbringen von geeignetem Material erreicht 73 (Fig. 9). Dafür ist z.B. Filz geeignet, der sich leicht biegen lässt, wenig kompressibel ist, und sich leicht in die benötigte Form bringen lässt. Gegebenenfalls kann ein solcher Belag auch zur Formanpassung in Längsrichtung verwendet werden, um die Formgebung oder Herstellung eines extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgers zu vereinfachen oder zu optimieren.
Günstig für die Wirkungsweise des extrem vorgeformten und nachgiebigen
Biegeträgers ist es, wenn zwischen der Ausgangsform (unbelasteter Zustand) und der Zielform (belasteter Zustand) eine möglichst große Verformung durchgeführt wird. Als Ausgangsform ist deshalb nicht nur eine Form nahe 25 denkbar, sondern auch (Fig. 11) eine Überdeckung der Schenkel (28 oder gar 29), sodass extrem große Bewegungen bzw. Wege bis zum Erreichen der Zielform möglich sind. Für den praktischen Einsatz ist es nicht unbedingt notwendig, dass Ausgangsformen vom Biegeträger im vollkommen unbelasteten Zustand physikalisch auch eingenommen werden können. Je nach Anwendungsfall ist es aber denkbar, dass die Arme der unbelasteten Biegeträger im Sinne einer Spirale aneinander vorbei zeigen. Dies kann z.B. im Rückentragebereich eines Pferdes, der teilweise Eigenschaften einer verwundenen Fläche hat, angebracht sein.
Neben der direkten Herstellung der extrem vorgeformten und nachgiebigen
Biegeträger durch Urformen (z.B. Laminieren in einer Form oder Spritzgießen mit faserverstärktem Material) ist u.a. auch ein mehrstufiges Herstellungsverfahren denkbar, das von ebenen, dünnen Platten (Halbzeugen) ausgeht, die zugeschnitten, mit Kleber beschichtet und dann gestapelt werden. Die Stapel werden anschließend in die Ausgangsform (Fig. 6) gebracht, in der man sie dann aushärten lässt.
Des Weiteren lassen sich extrem vorgeformte und nachgiebige Biegeträger konfigurieren, indem mehrere solcher Biegeträger über- oder nebeneinander angeordnet werden, um eine Tragestruktur an eine bestimmtes Belastung anzupassen. Es kann auch ein Hauptbiegeträger zur Erhöhung des Ziellastintervalls um einen oder mehrere schwächere Nebenbiegeträger ergänzt werden. Die Basisversion einer Tragestruktur kann so systematisch an wechselnde Belastungen angepasst werden. Werden solche Biegeträger gestapelt, so kann die Reibung zwischen ihnen benutzt werden, um Tendenzen zur Schwingung zu dämpfen. Die Elemente eines solchen Stapels können fest verbunden werden, z.B. durch Kleben, man kann aber das Zusammensetzen bzw. Stapeln der Biegeträger auch benutzen, um die extreme Verformung besser zu beherrschen. In diesem Fall werden die einzelnen Elemente des Stapels nicht fest miteinander verbunden. Soll die Reibung vermindert werden, so können Gleitschichten, z.B. aus Schmiermittel oder gleitfähige Folien, eingefügt werden. Denkbar ist auch die Herstellung von langen Profilen 70 (Fig. 12) mit dem Querschnitt 25, aus denen dann einzelne, extrem vorgeformte und nachgiebige Biegeträger 68 durch Abtrennen 69 oder Herausschneiden hergestellt werden.
Um einen extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger herzustellen, ist es auch möglich, diesen aus einzelnen Segmenten 30, die über Federn (31, 32) verbunden sind, zusammenzusetzen (Fig. 14). Die Arme der Federn können zugleich als Drehachse 33 (Fig. 15) in Trägerlängsrichtung für einen Rotationsfreiheitsgrad der Segmente dienen. Da z.B. Schenkelfedern 34 mehrfach verdreht sein können, sind Ausgangsformen entsprechend 29 herstellbar, die Verdrehungen der Biegeträgerarme von mehrfachen vollen Umdrehungen von 360 Grad erlauben. Andere verwendbare Federelemente können z.B. Drehstäbe oder verdrehte Seile sein. Der erfindungsgemäße, extrem vorgeformte und nachgiebige Biegeträger, der im ersten
Ausführungsbeispiel als Trachte 62 eingesetzt wird, kann durch einen solchen, aus Segmenten und Federn zusammengesetzten Biegeträger ersetzt werden. Fig. 22 zeigt in einem vierten Ausführungsbeispiel eine Sattelbaumstruktur im Betriebszustand, ähnlich dem zweiten Ausführungsbeispiel in Fig. 16, bei der die Funktion des extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgers 44 in der zentralen Mittelachsposition durch Verbindung der Sattelbaumsegmente 45 mittels entsprechend vorgespannter Federelemente 38 erfüllt wird. Diese Elemente kann man im Be- triebszustand als extrem verformte und nachgiebige Federn bezeichnen. Schon eine kleine Erhöhung der im Zusammenhang mit der Feder wirkenden Kraft hat eine relativ große Formänderung der Feder zur Folge, da ihre Federkennlinie relativ flach verläuft. Umgekehrt bedeutet dies aber auch, dass eine Formänderung an der Feder mit einer nur kleinen Änderung an den Kräften oder Momenten einhergeht.
Durch entsprechende Gestaltung der Lagerung der Federelemente bzw. der Ver- bindungen können weitere Freiheitsgrade ermöglicht werden. Beispielsweise kann das letzte Segment um einen Punkt auf der Mittelachse rotieren 71. Der
Rotationspunkt kann auf dem rotierenden Segment selbst oder auf dem benachbarten Segment liegen. Anwendbar ist das Prinzip der extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger auch im Bereich der Trachtensegmentbrücken in einem Sattelbaum entsprechend DE102014017363. In diesem fünften Anwendungsbeispiel, dargestellt in Fig. 24 im Betriebszustand, werden die Sattelbaumsegmente jeweils durch eine Trachtensegmentbrücke 76 mit Trachtensegmenten 77 gebildet, wobei die Trachtensegment- brücken 76 dann aus extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern bestehen. Im unbelasteten Zustand haben die Trachtensegmentbrücken eine Form entsprechend 25 oder gegebenenfalls sogar 28 und 29. Der steife Zentralträger 74 über der
Mittelachse verteilt die auf ihm lastende Gewichtskraft auf die
Trachtensegmentbrücken. Die Trachtensegmentbrücken leiten diese dann über ihre gelenkig gelagerten Enden auf die Trachtensegmente 77 weiter. In diesem Fall ist der Biegeträger bzw. Balken 76 dann nicht für eine Linienlast ausgelegt, sondern für eine Belastung über gelenkige Lager an den Enden. Eine derart extrem vorgeformte und nachgiebige Trachtensegmentbrücke kann auch durch eine entsprechende Struktur mit Segmenten und Federn angenähert werden. Im Extremfall kann sie komplett durch eine doppelte Doppelschenkelfeder 75 dargestellt werden. Ihre Enden können dann so ausgebildet sein, dass sie auf den Trachtensegmenten gelenkig gelagert werden kann. Bei dieser hier beschriebenen Struktur können allerdings Schwingungen auftreten. Eine Gegenmaßnahme wäre, einen Teil der Trachtensegmentbrücken bzw. Sattelbaumsegmente in steifer Bauart auszuführen.
Ein konventioneller Sattelbaum kann auch nur teilweise durch erfindungsgemäße Strukturbereiche mit extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern ersetzt werden. Fig. 23 zeigt in einem sechsten Anwendungsbeispiel eine solche Ausführung im Betriebszustand, bei der das Mittelstück 40 des Sattelbaums konventionell gestaltet ist. 39 deutet den Sitz des Sattels an. Nach hinten sind die Trachten mit halben, extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern verlängert. Diese können praktisch als fest eingespannte, halbe 21 Biegeträger angesehen werden. In Fig. 23 sind sie vereinfacht in Form von Segmenten 41 und extrem verformten Schenkelfedern 38 ausgeführt. Nach vorn ist das konventionelle Sattelbaummittelstück durch ein Segment 42 verlängert, das einem Kopfeisen entspricht. Es wird erfindungsgemäß mit einem halben 21, extrem verformten und nachgiebigen Biegeträger, hier in Fig. 23 vereinfacht durch eine extrem verformte Schenkelfeder 38 dargestellt, mit dem konventionellen Sattelbaummittelstück 40 verbunden. Der Teil des Rückentragebereichs, auf dem dieses Kopfeisensegment 42 aufliegt, kann sich nun bewegen, ohne dass es zu einer wesentlichen Veränderung der auf ihm wirkenden Kräfte kommt. Die Verbindungen zwischen den beteiligten Elementen sind so zu gestalten, dass die erforderlichen Freiheitsgrade unterstützt werden, z.B. durch entsprechend gelenkige Lagerungen.
In einer Lastverteilungsstruktur können die verschiedenen Einsatzstellen der extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger kombiniert oder auch aufgeteilt werden, sodass sich die gewünschten Effekte überlagern. So kann beim fünften Anwendungs- beispiel (Fig. 24) der Zentralträger 74 ebenfalls durch einen extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger entsprechend 44 (Fig. 16) gebildet werden. Die in Fig. 30 dargestellte einstückige Trachte kann durch einen zusätzlichen extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger entsprechend 85 ergänzt werden, sodass sich eine Veränderung im Verhalten ergibt.
Um eine Tragestruktur, die mit extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern aufgebaut ist, praktisch handhabbar zu machen, ist es sinnvoll, die Zurückverformung bei Entlastung von der Zielbelastung zu beschränken. Fig. 20 zeigt eine solche Möglichkeit. Seile 64, die an Verlängerungen 65 der Sitzschale 60 angebracht sind, begrenzen die Zurückverformung in den unbelasteten Zustand, wobei diese
Verlängerungen 65 zugleich als Anschläge für Überlastungen dienen können.
Verformungen des Biegeträgers sind dadurch in beide Richtungen außerhalb des Ziel- formintervalls begrenzt. Bei Biegeträgern, die aus einzelnen Segmenten zusammengesetzt sind (Fig. 14), können Anschläge zur Verformungsbegrenzung direkt an den gefederten Verbindungsbereichen angebracht werden. Eine davon getrennte Einrichtung kann aus Hülsen 82 mit rundem oder rechteckigem Querschnitt bestehen, die auf einem Spannseil 83 aufgefädelt sind (Fig. 27). Die Kopfflächen der Hülsen können angeschrägt sein. Stoßen alle Kopfflächen bei gespanntem Spannseil flächig aneinander, so wird damit die mittlere Form gebildet. Ist das Spannseil geringfügig länger, so können sich die Hülsen geringfügig in beide Richtungen verkanten und mit den beiden Endpositionen ein Zielformintervall begrenzen. Vor- stellbar ist auch eine Einrichtung, die es ermöglicht, die extreme Nachgiebigkeit von Elementen der Tragestruktur erst bei Belastung, also wenn z.B. der Reiter im Sattel sitzt, zu entsperren. Eine solche Einrichtung kann auch auf dem Prinzip der auf einem Spannseil aufgefädelten Hülsen basieren, indem das Spannseil im unbelasteten Zustand der Tragestruktur in der kürzesten Position fixiert wird. Ein weiteres Prinzip kann auf Riegeln zwischen Biegebalkensegmenten basieren oder auf
längenfixierbaren Seilen, die zwischen Stellen der Gesamtstruktur angebracht sind, deren Abstand zueinander sich bei Be- und Entlastung besonders stark ändert. Um die zur Betätigung gegebenenfalls notwendigen Kräfte zu erzeugen, bieten sich
Baugruppen mit kraftübersetzender Funktion an, beispielsweise Flaschenzüge, Hebel oder Seilwinden.
Ein weiterer Gesichtspunkt ist die Entlastung im Betrieb. Beim Einsatz als
Sattelbaum in einem Reitsattel wirken während einer Sprungphase des Pferdes, z.B. während eines Galopp Sprungs, keine oder nur geringe Gewichtskräfte auf den Sattel. Der Sattel wird dann hauptsächlich vom Sattelgurt auf den Rückentragebereich gedrückt. Hier bieten sich gegebenenfalls Elemente mit elastischen oder
viskoelastischen Eigenschaften im Bereich der Polsterung oder Befestigungsgurte an, um ungünstige Effekte zu verhindern.
Hier soll nochmals der grundsätzliche Unterschied zum Stand der Technik dargelegt werden, insbesondere zu Sattelbäumen, die eine gewisse Flexibilität haben. Diese sind grundsätzlich so gestaltet, dass ihre Form im unbelasteten Zustand genau oder annähernd der Form im Betriebszustand, also während der Sattel oder die Tragestruktur auf der Tragefläche aufliegt und belastet wird, entspricht. Eine
Verformung ist dann zwar in gewissen Grenzen möglich, diese geht aber immer mit einem erheblichen Anstieg der Gegenkräfte durch die Verformung der Tragestruktur bzw. der sonstigen Bauteile des Sattels einher. Trotz relativ geringer Verformungen kommt es zu erheblichen Änderungen an den Reaktionskräften. Die Verformung eines Sattels mit konventionellem elastischen Sattelbaum ist im Betriebszustand, also während der Reiter im Sattel sitzt und sich das Pferd bewegt, durch die Verformung des Rückentragebereichs bedingt, zwar absolut gesehen fast gleich, in der Wirkung bezüglich der Druckverteilung besteht aber ein drastischer Unterschied. Relativ zur vorangegangenen Verformung, vom vollkommen unbelasteten Zustand des Sattels hin zum Bereich der Belastung bzw. des Betriebszustands, ist die Verformung beim konventionellen elastischen Sattelbaum erheblich größer, sodass sich die physikalische Gesetzmäßigkeit der Federkennlinie mit ihrem steilen Anstieg um ein
Vielfaches stärker bemerkbar macht. Bei der erfindungsgemäßen Struktur ist der Weg der Formänderung vom unbelasteten Zustand hin zum Zielformintervall des Betriebszustands ein Mehrfaches des Weges, der dann im Betriebszustand innerhalb des Zielformintervalls auftritt. Fig. 25 zeigt den extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegebalken aus Fig. 8 in den drei Grenzzuständen übereinandergelegt. Der Weg 78, den die Biegeträgerarme zwischen den Zuständen 13 (Ausgangsform) und 14 zurückle- gen, ist ein Mehrfaches des Weges 79 zwischen den Zuständen 14 und 15. Bei konventionellen flexiblen Sattelbäumen aus dem Stand der Technik ist das nicht der Fall, bzw. eher umgekehrt. Der Verformungsweg aus dem unbelasteten Zustand hin zum Betriebszustand entspricht in seiner Größe nur einem Bruchteil der Wege, die während des Betriebs, also während sich der Sattel bei Bewegung des Pferdes den Verformungen des Rückentragebereichs anpasst, auftreten. Dies führt bei Sätteln mit konventionellen Sattelbäumen sogar dazu, dass Bereiche des Rückentragebereichs in der Bewegung phasenweise ganz ohne Belastung sind. Diese dort dann nicht vorhandene Belastung muss dann von anderen Bereichen übernommen werden. Bei der erfindungsgemäßen Tragestruktur dagegen bleibt eine einmal eingestellte oder erreichte Gewichtsverteilung fast unverändert erhalten. Fig. 26 veranschaulicht den Sachverhalt nochmals an entsprechenden Kraft- Weg- Diagrammen. Bei einem üblichen Biegeträger mit der Federkennlinie 80 führt eine kleine Wegänderung (s) zu einer relativ großen Kraftänderung (F). Beim extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger mit der Federkennlinie 81 dagegen führt die gleiche Wegänderung 79 nur zu einer relativ geringen Änderung an der Kraft F. Mit dem Prinzip des extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgers lassen sich auch Träger herstellen, die an den Enden (89, 90) (Fig. 31) ("frei aufliegender Träger mit Linienlast") oder an beliebigen Stellen (91, 92) (Fig. 32) ("frei aufliegender Träger mit kragender Linienlast") mit Kräften belastet werden können, und diese dann auf Flächen, deren Form sich dynamisch verändern kann, gleichmäßig 93 oder nach sonstiger Vorgabe verteilen. In einem sechsten Ausführungsbeispiel (Fig. 33) werden Biegeträger, die für eine Belastung an den Enden entsprechend 89 ausgelegt sind, als Trachten 94 eingesetzt. Um die Torsion der Struktur um die Längsachse zu ermöglichen, hat die Sitzschale drei gelenkige Kontaktbereiche 95, wovon der vordere auf der Mitte der Brücke 97, die die beiden vorderen Enden der Trachten flexibel 96 verbindet, liegt.
In einer Ausführung ist eine Lastverteilungsstruktur für die Verteilung einer punktuellen mechanischen Kraft, z.B. hervorgerufen durch ein Gewicht, insbesondere für den Einsatz als Sattelbaum in einen Reit- oder Tragesattel, wobei für den Aufbau der Struktur stab- oder plattenförmige Biegeträger eingesetzt werden, die in ihrem unbelasteten Zustand um eine Achse quer zu ihrer Längsrichtung und/oder längs zu ihrer Breite u-förmig extrem stark, beispielsweise nahe 150 Grad, gebogen sind, wobei sich deren stärkste Krümmung in oder nahe der Mitte der Länge befindet, und diese Biegeträger des Weiteren in Längsrichtung in ihrem Verlauf so geometrisch und mit Material gestaltet sind, dass sie sich bei der vorgesehenen Belastung (Zielbelastung) extrem stark verformen, und erst in diesem belasteten Zustand dann die gewünschte Form (Zielform) einnehmen, in der sie auch praktisch genutzt werden, typischerweise in gestreckter Form oder nahe dieser Form, beispielsweise leicht gewölbt, vorgesehen. In einer Ausführung ist eine Lastverteilungsstruktur dadurch verbesset, dass die Zielbelastung eines Biegeträgers darin besteht, dass auf der der Wölbung im unbelasteten Zustand abgewandten Flächenseite des Trägers, in der Mitte der Länge relativ kleinflächig oder auf einen oder mehrere Punkte, die maximal im Abstand der halben Länge des Trägers zueinander liegen, Kräfte in wohldefinierter Stärke eingeleitet werden, und auf der gegenüber liegenden Flächenseite des Trägers durch die geometrisch wohldefinierte, mit der Zielform korrespondierenden Auflagefläche bedingt, entsprechende Reaktionskräfte entstehen, die dort auf der gesamten Länge bzw. Fläche gleichmäßig, annähernd gleichmäßig oder auf mehrere Punkte gleich- mäßig oder annähernd gleichmäßig verteilt sind, wobei im Extremfall auch nur zwei an den Enden liegende Punkte möglich sind, vorgesehen
Vorgeschlagen wird ferner eine Weiterbildung einer Lastverteilungsstruktur dahingehend, dass die Zielbelastung eines Biegeträgers darin besteht, dass auf der der Wölbung im unbelasteten Zustand zugewandten Flächenseite des Trägers nahe oder direkt an beiden Enden Kräfte in wohldefinierter Stärke eingeleitet werden, und auf der gegenüber liegenden Flächenseite des Trägers durch die geometrisch wohldefinierte, mit der Zielform korrespondierenden Auflagefläche bedingt, entsprechende Reaktionskräfte entstehen, die dort auf der gesamten Länge bzw. Fläche gleichmäßig oder nach sonstigen Vorgaben verteilt sind.
Vorgeschlagen wird ferner eine Weiterbildung einer Lastverteilungsstruktur dahingehend, dass die Zielbelastung eines Biegeträgers darin besteht, dass auf einer Flächenseite an mehreren, beliebigen Stellen Kräfte in wohldefinierter Stärke eingeleitet werden, und die Wölbung der offenen Enden des Trägers im unbelasteten Zustand von dieser Flächenseite weg zeigt, und die Wölbung der inneren Bereiche, die sich zwischen den Stellen der Krafteinleitung befinden in Richtung der
Flächenseite zeigt, und auf der gegenüber liegenden Flächenseite des Trägers durch die geometrisch wohldefinierte, mit der Zielform korrespondierenden Auflagefläche bedingt, entsprechende Reaktionskräfte entstehen, die dort auf der gesamten Länge bzw. Fläche gleichmäßig oder nach sonstigen Vorgaben verteilt sind. Vorgeschlagen wird ferner eine Weiterbildung einer Lastverteilungsstruktur dahingehend, dass das extrem nachgiebige Verhalten der extrem vorgeformten Biegeträger dazu benutzt wird, Formänderungen der Auflagefläche auf der die
Lastverteilungsstruktur aufliegt, und auf die die Belastung verteilt werden soll, aus- zugleichen, ohne dass wesentliche Änderungen an der Höhe und der gewünschten Verteilung der Gegenkräfte, insbesondere keine Druckspitzen , auftreten, wobei die Biegeträger dabei direkt auf der Auflagefläche aufliegen können oder indirekt, im Kraftfluss liegend, dieses Verhalten bewirken, z.B. durch Polsterung, Träger oder andere Bauelemente vom direkten Kontakt zur Auflagefläche getrennt.
Vorgeschlagen wird ferner eine Weiterbildung einer Lastverteilungsstruktur dahingehend, dass ein extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger in
Längsrichtung aus einzelnen Stücken bzw. Segmenten, die in ihrer Länge variieren können, zusammengesetzt ist, und diese Segmente dann durch entsprechend ausgelegte federnde Elemente verbunden sind, sodass sich unter der Zielbelastung in der Gesamtheit ein Verhalten ergibt, das dem eines einstückigen Biegeträgers annähernd entspricht, wobei die Verwendung solcher separater Federbauteile, z.B. in Form einer Doppelschenkelfeder und entsprechender Gestaltung der Schenkel, noch zusätzlich die Möglichkeit bietet, dass ein Segment relativ zu seinem
Nachbarsegment bezüglich der Längsrichtung rotieren kann, und die Struktur dadurch noch flexibler wird.
Vorgeschlagen wird ferner eine Weiterbildung einer Lastverteilungsstruktur dahingehend, dass die Schenkel von darin eingesetzten Biegeträgern im unbelasteten Zustand relativ zu ihrer Zielform zum einen auch weniger als nahe 150 Grad verdreht sein können, wobei in diesem Fall der Weg oder die Bewegung von der Ausgangsform zum Beginn des Zielformintervalls mindestens das 1,0-fache des Weges oder der Bewegung innerhalb des Zielformintervalls selbst beträgt, und zum anderen auch mehr als 150 Grad, z.B. 220, 580 Grad oder sogar mehrere volle Winkelum- drehungen verbogen sein können, sodass man dann praktisch einen aufgewickelten Biegeträger vorliegen hat, wobei solche Eigenschaften insbesondere durch das Zusammensetzen und Verbinden von Segmenten mit entsprechenden Federn praktisch ermöglicht wird.
Vorgeschlagen wird ferner eine Weiterbildung einer Lastverteilungsstruktur dahingehend, dass ein extrem vorgeformt und nachgiebig gestalteter Biegeträger in der Mitte, bzw. der Stelle seiner größten Krümmung, aufgeschnitten und dort fest eingespannt wird, und das gewünschte Verhalten der Erhaltung der günstigen Lastverteilung bei Formänderungen dann mit diesem halben Träger genutzt wird, wobei auch dieser halbe Träger durch einzelne, steife Segmente, die durch Feder- elemente verbunden sind, angenähert werden kann bzw. auch nur aus einem einzigen Segment mit entsprechender Feder bestehen kann.
Vorgeschlagen wird ferner eine Weiterbildung einer Lastverteilungsstruktur dahingehend, dass die Zurückverformung nach einer Entlastung und/oder eine stärkere Verformung bei einer höheren als der vorgesehenen Belastung durch zusätzliche Elemente begrenzt wird, z.B. durch Zugseile, die entsprechend angebracht sind, oder Träger als Anschlag, die einer Form entsprechen, die nicht überschritten werden soll und gegebenenfalls auch noch eine andere Funktion haben können, z.B. als Sitzschale bei einem Sattel, oder durch zusätzliche Einrichtungen, wie z.B. auf ein Spannseil aufgefädelte und mit dem Biegeträger verbundene Hülsen mit entsprechenden Kopfflächen, die beim Spannen des Seils die Bildung einer begrenzenden Form bewirken, wobei allgemein diese Verformung sbegrenzenden Einrichtungen auch nichtlineare Eigenschaften haben und dadurch zusätzlich schwingungsdämpfend wirken können.
Vorgeschlagen wird ferner eine Weiterbildung einer Lastverteilungsstruktur dahingehend, dass extrem vorgeformte und nachgiebige Biegeträger in entsprechend flächiger Gestaltung als Trachten in einem Reitsattel eingesetzt werden, wo sie den Rückentragebereich abdecken, und die Belastungskraft dann vom Sitzbereich direkt, ähnlich einem baumlosen Sattel, oder indirekt, beispielsweise über entsprechend geformte und an einer Sitzschale angebrachte Bereiche oder weitere Elemente, in die Biegeträger, die die Trachten bilden, eingeleitet wird, wobei die Trachten bzw. Biegeträger dann so ausgelegt sind, dass sie im Betriebszustand der mittleren Zielform und der mittleren Zielbelastung zum Rückentragebereich hin einen
gleichmäßigen oder annähernd gleichmäßigen Druck auf denselbigen ausüben, und eine solche Trachte auch aus einem oder mehreren extrem vorgeformten und nachgie- bigen Biegeträgern in Stabform bestehen kann, die gegebenenfalls parallel angeordnet sind, und die die auf sie wirkende Belastung auf eine Reihe von unter ihnen angeordneten Trachtensegmenten weiterleiten, wobei diese Trachtensegmente auch sehr schmal sein und selbst aus extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern bestehen können.
Vorgeschlagen wird ferner eine Weiterbildung einer Lastverteilungsstruktur dahingehend, dass ein extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger in einem Segmentsattelbaum als Mittelachsenelement eingesetzt wird, und an diesem dann symmetrische, nach beiden Seiten zeigende, doppelflügelartige Ausleger aufgereiht sind, die den Rückentragebereich abdecken und die in der Mitte einen Formbereich zur beweglichen Führung mit Freiheitsgraden haben, wobei diese Ausleger aus einstückigen Sattelbaumsegmenten bestehen können, oder aus entsprechenden dreiteiligen Sattelbaumsegmenten, oder aber auch, insbesondere im mittleren Bereich der Sattelbaumstruktur, in einem Stück mit dem Mittelachsenelement gefertigt sein können.
Vorgeschlagen wird ferner eine Weiterbildung einer Lastverteilungsstruktur dahingehend, dass extrem vorgeformte und nachgiebige Biegeträger bzw.
funktionsgleiche Elemente oder Baugruppen nur in einzelnen Bereichen oder
Abschnitten einer Tragestruktur bzw. eines Sattelbaums eingesetzt werden, z.B. nur im Bereich des Vorderzwiesels und/oder des Hinterzwiesels in Form eines
Sattelbaumsegments, sodass sie die Wirkung einer Gesamtstruktur nur teilweise beeinflussen, und dass im Wirkungsfluss einer Gesamtstruktur der Einsatz von extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern auch wiederholt werden kann, sodass sich, wie beim Beispiel der Trachte oder der Kombination von zentralem Biegeträger und Trachtensegmentbrücken, die gewünschten Effekte überlagern. Vorgeschlagen wird ferner eine Weiterbildung einer Lastverteilungsstruktur dahingehend, dass zur Herstellung bzw. Konfiguration eines extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgers für eine spezielle Zielbelastung dieser aus mehreren einzelnen Biegeträgern, die parallel angeordnet oder aufeinander gestapelt sein können, zusammengesetzt wird, wobei insbesondere auch ein Hauptbiegeträger für eine Grundbelastung und ein oder mehrere Ergänzungsbiegeträger mit anderen Belastungswerten und Abmessungen möglich sind, und die Reibung zwischen diesen Elementen entweder gezielt minimiert, oder gezielt gefördert und zur
Schwingungsdämpfung ausgenutzt wird.
Vorgeschlagen wird ferner eine Weiterbildung einer Lastverteilungsstruktur dahingehend, dass die gesamte Struktur oder ein Teil davon in einem
mehrschichtigen Taschensystem aus flexiblem Material enthalten ist, und dieses Taschensystem dann die einzelnen Elemente in Position hält, wobei einzelne Taschen auch frei zur Aufnahme von zusätzlichen oder ergänzenden Biegeträgern und
Bauteilen vorgesehen sein können, um das Gesamtsystem an eine Belastung oder Aufgabe anzupassen, und die einzelnen Taschen alle oder zumindest teilweise so ausgeführt sind, dass sich einzelne Elemente der Struktur leicht austauschen oder zusätzlich einfügen lassen, indem sie sich z.B. an den Enden oder der Länge nach öffnen lassen und mit Verschlüssen, die sich leicht öffnen und wieder verschließen lassen, z.B. Klettverschlüssen, ausgestattet sind.
Zur Lösung der Aufgabe ist in einem weiteren Ausführungsbeispiel ein Reit- oder Tragesattel, aufweisend eine Lastverteilung s- struktur für die Verteilung einer punktuellen mechanischen Kraft vorgesehen, wobei die Lastverteilungsstruktur in einem unbelasteten Zustand entgegen der Richtung der zu erwartenden mechanischen Kraft eine Biegung mit einem definierten kleinsten Biegeradius aufweist und dass die Lastverteilung s struktur in einem belasteten Zustand einen Biegeradius in einem Bereich aufweist, der größer als der kleinste Biegeradius ist.
Hierbei ist insbesondere zu beachten, dass die Form der Lastverteilung s struktur erst im belasteten Zustand an die Form des Pferdes angepasst ist. Die material- und formanhängige Rückstellkraft der Lastverteilung s struktur ändert somit den
Biegeradius. Letzterer wird also desto kleiner, je geringer die Gewichtsbelastung der Lastverteilungsstruktur ist. Es versteht sich, dass der Biegeradius beispielsweise in einem einzigen Biegeträger ausgebildet ist oder aber in einer Mehrzahl von
Biegeträgem bzw. Elementen von Biegeträgem wie Platten, Federelemente und dergleichen.
Bezugszeichenliste
I punktuell oder kleinflächig aufgebrachte Belastungskraft, entstanden z.B. durch das Gewicht eines Reiters (Fig. 4, 5, 7, 8)
2 gleichmäßig auf eine Fläche oder Linie aufgebrachte Belastung bzw.
Gegenbelastung (Fig. 4, 5, 13)
3 ebener Biegeträger im unbelasteten Zustand (Fig. 4)
4 ebener Biegeträger mit einer zentral aufgebrachten Kraft, und einer
entsprechenden, gleichmäßig verteilten, Gegenkraft belastet (Fig. 4)
5 speziell geformter Biegeträger, unbelastet (Fig. 5)
6 speziell geformter Biegeträger, belastet mit einer zentral aufgebrachten Kraft in wohldefinierter Stärke und einer gleichmäßig verteilten entsprechenden Gegenkraft (Fig. 5)
8 Punkte oder lokal begrenzte Bereiche, in denen die Gewichtsbelastung in die Struktur eingeleitet werden kann, hier z.B. über 3 Punkte (Fig. 16)
10 steifer Biegeträger im unbelasteten Zustand (Fig. 7)
II steifer Biegeträger auf einer leicht gewölbten Fläche, belastet mit einer
zentralen Kraft (Fig. 7)
12 steifer Biegeträger auf der stärker gewölbten Fläche, belastet mit der gleichen zentralen Kraft (Fig. 7)
13 extrem vorgeformter nachgiebiger Biegeträger im unbelasteten Zustand (Fig. 8, 25)
14 extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger auf einer leicht gewölbten Fläche, belastet mit einer zentralen, wohldefinierten Kraft (Fig. 8, 25)
15 extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger auf der stärker gewölbten Fläche, belastet mit der gleichen zentralen Kraft (Fig. 8, 25)
16 Schnitt durch die leicht gewölbte Auflagefläche (Fig. 7, 8)
17 Schnitt durch die stärker gewölbte Auflagefläche (Fig. 7, 8)
18 gleichmäßige Verteilung der Reaktionskräfte bei leicht gewölbter
Auflagefläche bei beiden Biegeträgern (Fig. 7, 8)
19 extrem ungleichmäßige Verteilung der Reaktionskräfte mit Druckspitzen im Fall des steifen Biegeträgers, wenn sich die Auflagefläche stärker wölbt (Fig. 7) 20 annähernd gleichmäßige Verteilung der Reaktionskräfte ohne Druckspitzen im Fall des extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgers, wenn sich die Auflagefläche stärker wölbt (Fig. 8)
21 einseitig eingespannter, extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger im unbelasteten Zustand (Fig. 13)
22 einseitig eingespannter, extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger im belasteten Zustand mit einer wohldefinierten, gleichmäßig verteilen Kraft (Fig. 13)
25 extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger im unbelasteten Zustand (Fig. 6)
26 extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger, dessen Materialstärke von der Mitte zu den Enden hin kontinuierlich abnimmt (Fig. 10)
27 extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger, dessen Materialstärke nur am Rand abnimmt, bzw. der am Rand "angeschärft" ist (Fig. 10)
28 extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger, dessen Schenkel sich
überschneiden (Fig. 11)
29 extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger, dessen Schenkel sich
mehrfach überschneiden (Fig. 11)
30 steife Einzelelemente eines zusammengesetzten, extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgers oder -balkens (Fig. 14, 15)
31 Verbindung mittels einer Schenkel- bzw. Drehfeder (Fig. 14)
32 Verbindung mittels einer Blattfeder (Fig. 14)
33 gelenkige Verbindung des Endes des Federschenkels in der Mitte der
Einzelplatte (Fig. 15)
34 Doppelschenkeldrehfeder (Fig. 15)
38 Doppelschenkelfedern zur Verbindung von Sattelbaumsegmenten,
gegebenenfalls gelenkig gelagert (Fig. 21)
39 Sitzbereich des Sattels, der mit dem Mittelteil des Sattelbaums 40 verbunden ist (Fig. 23)
40 Mittelteil des konventionellen Sattelbaums (Fig. 23)
41 Verlängerung der Trachte mit einem Trachtensegment 41, das mittels eines Federelements 38 mit dem Mittelteil 40 verbunden ist (Fig. 23) 42 Verlängerung des Sattelbaummittelteils 40 mit einem Segment, das einem Kopfeisen entspricht, und das mittels eines Federelements 38 verbunden ist (Fig. 23)
43 Führungskanal (Öse) für den zentralen Biegebalken, mit optimierter Gestalt, um eine Rotation des Sattelbaumsegments 45 um die Längsachse zu ermöglichen
(Fig. 17)
44 extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger als zentrale Mittelachse im Betriebszustand (Im unbelasteten Zustand hat er eine Form, die 25 entspricht.) (Fig. 16, 17)
45 einstückiges Sattelbaumsegment (Fig. 16, 17, 21)
46 Trachtensegment im Bereich des Kopfeisens (Fig. 16)
47 Trachtensegmentbrücke (Fig. 16)
48 punktuelle, gelenkige Verbindung zwischen Trachtensegment und Trachtensegmentbrücke (Fig. 16)
49 Führungskanal (Öse) für den zentralen Biegebalken (Fig. 17)
50 Neigen des Kopfes (Fig. 1)
51 Verformung des Pferderückens beim Neigen (Fig. 1)
52 Schwenken (Fig. 2)
53 Verformungen und Längenänderungen des Pferderückens beim Bewegen auf einem Bogen bzw. Schwenken (Fig. 2)
54 Verwinden (Fig. 3)
55 Rückentragebereich (Fig. 2, 3)
60 Sitzschale (Fig. 18, 19, 20)
61 Lehne der Sitzschale (Fig. 18, 19, 20)
62 Trachtenplatte aus einem extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger im Betriebszustand (Fig. 18, 19, 20)
63 Kontaktbereich zwischen Sitzschale und Trachtenplatte in Form einer
länglichen Linse, der der Trachtenplatte einen rotatorischen Freiheitsgrad um die Längsachse ermöglicht (Fig. 18, 19, 20)
64 Seilstück, das die Zurückverformung der Trachtenplatte 62 zum unbelasteten Zustand 25 begrenzt (Fig. 20) 65 Anschlagflächen für die extrem vorgeformte und nachgiebige Trachtenplatte 62 für den Fall einer über das Zielbelastungsintervall hinausgehenden Belastung (Fig. 20)
66 Äußerlich sichtbarer Sitzbereich des Sattels (Fig. 21)
67 Trachtenplatte aus einem extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger im Betriebszustand in einem ansonsten baumlosen Sattel (Fig. 21)
68 extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger, von einem entsprechenden Profil abgeschnitten (Fig. 12)
69 Schnittlinie (Fig. 12)
70 Halbzeugprofil zur Herstellung von extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern durch Abschneiden (Fig. 12)
71 Rotationsfreiheitsgrad des Sattelbaumsegments um eine senkrechte Achse (Fig.
22)
72 Querschnitt eines extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgers (Fig. 9) 73 flexibler, möglichst wenig kompressibler Belag zur Formanpassung
hauptsächlich quer zur Längsrichtung (Fig. 9)
74 steifer Zentralträger des Sattelbaums (Fig. 24)
75 doppelte Doppelschenkelfeder, die sich dem Verhalten einer Segmentbrücke aus einem extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger annähert, im Betriebszustand (Fig. 24)
76 Segmentbrücken aus extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern im Betriebszustand (Fig. 24)
77 flächige Trachtensegmente aus steifem Material (Fig. 24, 28, 29)
78 Länge des Pfeils: Weg zwischen unbelastetem Zustand und Beginn des
Betriebszustandsintervalls (Fig. 25, 26)
79 zwischen den Pfeilspitzen: Weg innerhalb des Betriebszustandsintervalls (Fig.
25, 26)
80 Kraft- Weg-Diagramm eines konventionellen Biegeträgers üblicher Elastizität mit Weg-Intervall (Fig. 26)
81 Kraft- Weg-Diagramm eines extrem vorgeformten und nachgiebigen
Biegeträgers mit Weg-Intervall (Fig. 26)
82 Hülsen mit schrägwinkeligen Kopfflächen (Fig. 27) 83 Spannseil (Fig. 27)
84 punktuelle, gelenkige Verbindung zwischen Trachtensegment und einer aus einem extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger bestehenden Trachtensegmentbrücke (Fig. 24)
85 schmaler, extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger im
Betriebszustand (Fig. 28)
86 steife, streifenförmige Trachtensegmente (Fig. 29)
87 Trachtensegmente in flächiger oder streifenförmiger Form, die in Querrichtung zu 85 extrem vorgeformt und nachgiebig sind und im unbelasteten Zustand die Form 25 haben, dargestellt im Betriebszustand (Fig. 29)
88 Trachtenplatte im Betriebszustand mit extremer Vorformung und
Nachgiebigkeit entsprechend 25 in Längs- und in Querrichtung (Fig. 30)
89 extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger für eine Belastung an den beiden Enden im unbelasteten Zustand (Fig. 31)
90 wohldefinierte Belastungskräfte, die an den beiden Enden des Biegeträgers 89 einwirken (Fig. 31)
91 extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger, beispielhaft ausgelegt für eine wohldefinierte Belastung an beliebigen Punkten, im unbelasteten Zustand (Fig. 32)
92 wohldefinierte Belastungskräfte, die an beliebigen Punkten auf den Biegeträger
91 einwirken (Fig. 32)
93 gleichmäßige Verteilung der Reaktionskräfte im Betriebszustand (Fig. 31, 32)
94 extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger mit Einleitung der
Belastung an den Enden entsprechend 89 in Fig. 31 als Trachte im
Betriebszustand (Fig. 33)
95 drei gelenkige Kontaktbereiche zwischen der (angedeuteten) Sitzschale
einerseits und den Trachten und der Brücke andererseits zur Einleitung der - Belastungskräfte (Fig. 33)
96 gelenkige Verbindungen zwischen Brücke und Trachten (Fig. 33)
97 Brücke mit einer gelenkiger Kontaktstelle zur Sitzschale, um eine Rotation des Vorderzwieselbereichs um die Längsachse zu ermöglichen (Fig. 33) Liste der Ansichten
Fig. 1 Pferd in Seitenansicht mit Neigungsbewegung und Verformung des
Rückens 51
Fig. 2 Pferd in Draufsicht mit Schwenkbewegung und Verformung bzw.
Biegung des Rückentragebereichs 55
Fig. 3 Pferd in Draufsicht mit Verwinden bzw. Torsion 54 des Rückens und des Rückentragebereichs
Fig. 4 Verformung 4 eines ebenen Biegeträgers 3 bei einer zentral
aufgebrachten Belastung 1 und entsprechender Gegenbelastung 2, die gleichmäßig verteilt ist
Fig. 5 Verformung 6 eines speziell gestalteten Biegeträgers 5 bei einer zentral aufgebrachten Belastung 1 und entsprechender, gleichmäßig verteilter
Gegenbelastung 2
Fig. 6 extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger 25 im unbelasteten
Zustand
Fig. 7 Verhalten der Gegenkräfte (18, 19) bei einem ebenen, steifen
Biegeträger 10, der zentral belastet 1 wird, und dann auf einer schwach
16 und einer stärker 17 gewölbten Fläche aufliegt
Fig. 8 Verhalten der Gegenkräfte (18, 20) bei einem extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger 13, der mit einer wohldefinierten Kraft 1 zentral belastet wird, und dann auf einer schwach 16 und einer stärker
17 gewölbten Fläche aufliegt
Fig. 9 extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger, der zur
Formanpassung in verschiedenen Querschnitten mit einem geeigneten, geformten Material belegt ist
Fig. 10 extrem vorgeformte und nachgiebige Biegeträger im unbelasteten
Zustand, deren Materialstärke sich im Verlauf ändert, bzw. deren
Ränder„angeschärft" sind
Fig. 11 extrem vorgeformte Biegeträger, deren Enden sich im unbelasteten
Zustand ein- oder mehrfach überschneiden Herstellung von extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern durch Zerschneiden eines Halbzeugprofils
unsymmetrischer extrem vorgeformter Biegeträger, einseitig fest eingespannt, im unbelasteten Zustand 21 und seine Form 22 nach dem Aufbringen einer wohldefinierten, gleichmäßig verteilten Kraft 2
Annäherung eines extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgers mit steifen Segmenten 30, die durch geeignete Federelemente (31, 32) verbunden sind
Doppelschenkelfeder mit geeignet ausgebildeten Schenkeln (33, 34) zur Verwendung als Verbindungsfeder bzw. -element für steife Segmente Sattelbaumstruktur mit einem zentral über der Wirbelsäule
positionierten, extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger 44, auf den Sattelbaumsegmente (45, 46, 47) mit Hilfe entsprechend geformter Ösen 49 aufgefädelt sind, im Betriebszustand
Ausschnitt eines Schnitts durch ein Segment 45 und den Biegeträger 44, der das Segment, durch die Form der Öse 49 bedingt, beweglich in Position hält
Sattelbaumstruktur im Betriebszustand mit Trachtenplatten 62, die aus extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern 25 bestehen, mit Sitzschale 60 und Kontaktbereich 63 zwischen Sitzschale und Trachte Schnitt durch die Sattelbaumstruktur in Fig. 18 in Höhe des
Kontaktbereichs 63, der eine Rotation der Trachte um eine Achse in Längsrichtung ermöglicht
Längsschnitt durch Sitzschale 60 und Trachte 62 mit Seilen 64 und Formbereichen 65 als Elemente, die die Zurück- und Überverformung der aus einem extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger gebildeten Trachte 62 aus dem Betriebszustand heraus begrenzen
Trachtenplatten 67 aus extrem vorgeformten und nachgiebigen
Biegeträgerplatten in einem ansonsten baumlosen Sattel 66 mit direkter Einleitung der Zielbelastung (Reitergewicht) in die Trachtenplatten Sattelbaumstruktur im Betriebszustand mit einstückigen Sattelbaumsegmenten 45, die durch gelenkig gelagerte Federelemente, hier in Form von Doppelschenkelfedern 38, zu einer Struktur verbunden sind, die im Ergebnis funktional der Struktur in Fig. 16 gleicht
Sattelbaumstruktur mit konventionellem Mittelteil 40 und Sitzbereich 39, und Vorder- und Hinterzwieselabschnitten 45, die mit gelenkig gelagerten Federelementen, hier in Form von Doppelschenkelfedern 38, verbunden sind, im Betriebszustand
Sattelbaumstruktur mit Sattelbaumsegmentbrücken 76 aus extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern im Betriebszustand Darstellung der Wege beim extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger von der unbelasteten Ausgangsform zu der unteren 78 und der oberen 79 Intervallgrenze des Betriebszustands
Vergleich der Federkennlinien eines normalen Biegeträgers 80, und eines extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgers 81
Schnitt durch auf einem Spannseil aufgefädelte Hülsen in gespanntem Zustand (Kopfflächen in Vollkontakt)
Trachte im Betriebszustand aus parallel angeordneten, extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern 85 und Trachtensegmenten
Trachte im Betriebszustand aus einem extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträger in Längsrichtung 85 und Trachtensegmenten, die aus schmalen Streifen bestehen und ebenfalls aus extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern bestehen können
einstückige Trachte im Betriebszustand mit extremer Vorformung und Nachgiebigkeit in Längs- und in Querrichtung entsprechend 25
extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger 89, ausgelegt für eine wohldefinierte Belastung an den beiden Enden
extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger 91, beispielhaft ausgelegt für eine wohldefinierte Belastung an mehreren beliebigen Stellen
Sattelbaumstruktur mit Trachtenplatten 94 im Betriebszustand, die aus extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern entsprechend 89 in Fig. 31 bestehen, mit drei gelenkigen Kontaktbereichen 95 zur angedeuteten Sitzschale

Claims

Patentansprüche
1. Lastverteilungsstruktur für die Verteilung einer punktuellen mechanischen Kraft, z.B. hervorgerufen durch ein Gewicht, insbesondere für den Einsatz als Sattelbaum in einen Reit- oder Tragesattel, dadurch gekennzeichnet, dass für den Aufbau der Struktur stab- oder plattenförmige Biegeträger eingesetzt werden, die in ihrem unbelasteten Zustand um eine Achse quer zu ihrer Längsrichtung und/oder längs zu ihrer Breite u-förmig extrem stark, beispielsweise nahe 150 Grad, gebogen sind (25), wobei sich deren stärkste Krümmung in oder nahe der Mitte der Länge befindet, und diese Biegeträger des weiteren in Längsrichtung in ihrem Verlauf so geometrisch und mit Material gestaltet sind, dass sie sich bei der vorgesehenen Belastung (Zielbelastung) extrem stark verformen, und erst in diesem belasteten Zustand dann die gewünschte Form (Zielform) einnehmen, in der sie auch praktisch genutzt werden, typischerweise in gestreckter Form oder nahe dieser Form, beispielsweise leicht gewölbt (15).
2. Lastverteilungsstruktur nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielbelastung eines Biegeträgers darin besteht, dass auf der der Wölbung im unbelasteten Zustand abgewandten Flächenseite des Trägers (13), in der Mitte der Länge relativ kleinflächig (63) oder auf einen (1) oder mehrere Punkte, die maximal im Abstand der halben Länge des Trägers zueinander liegen, Kräfte in wohldefinierter Stärke eingeleitet werden, und auf der gegenüber liegenden Flächenseite des Trägers durch die geometrisch wohldefinierte, mit der Zielform korrespondierenden Auflagefläche (16, 17) bedingt, entsprechende Reaktionskräfte entstehen, die dort auf der gesamten Länge bzw. Fläche gleichmäßig (18), annähernd gleichmäßig (20) oder auf mehrere Punkte (44) gleichmäßig oder annähernd gleichmäßig verteilt sind, wobei im Extremfall auch nur zwei an den Enden liegende Punkte (84) möglich sind.
3. Lastverteilungsstruktur nach einem oder mehreren der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielbelastung eines Biegeträgers darin besteht, dass auf der der Wölbung im unbelasteten Zustand zugewandten Flächenseite des Trägers (89) nahe oder direkt an beiden Enden Kräfte (90) in wohldefinierter Stärke eingeleitet werden, und auf der gegenüber liegenden Flächenseite des Trägers durch die geometrisch wohldefinierte, mit der Zielform korrespondierenden Auflagefläche bedingt, entsprechende Reaktionskräfte entstehen, die dort auf der gesamten Länge bzw. Fläche gleichmäßig (93) oder nach sonstigen Vorgaben verteilt sind.
4. Lastverteilungsstruktur nach einem oder mehreren der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zielbelastung eines Biegeträgers (91) darin besteht, dass auf einer Flächenseite an mehreren, beliebigen Stellen Kräfte (92) in wohldefinierter Stärke eingeleitet werden, und die Wölbung der offenen Enden des Trägers im unbelasteten Zustand entsprechend Anspruch 2 von dieser Flächenseite weg zeigt, und die Wölbung der inneren Bereiche, die sich zwischen den Stellen der Krafteinleitung befinden, entsprechend Anspruch 3 in Richtung der Flächenseite zeigt, und auf der gegenüber liegenden Flächenseite des Trägers durch die geometrisch wohldefinierte, mit der Zielform korrespondierenden Auflagefläche bedingt, entsprechende Reaktionskräfte entstehen, die dort auf der gesamten Länge bzw. Fläche gleichmäßig (93) oder nach sonstigen Vorgaben verteilt sind.
5. Lastverteilungsstruktur nach einem oder mehreren der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das extrem nachgiebige Verhalten der extrem vorge- formten Biegeträger dazu benutzt wird, Formänderungen der Auflagefläche (16, 17), auf der die Lastverteilungsstruktur aufliegt, und auf die die Belastung (1, 90, 92) verteilt werden soll, auszugleichen, ohne dass wesentliche Änderungen an der Höhe und der gewünschten Verteilung der Gegenkräfte (18, 20, 93), insbesondere keine Druckspitzen (19), auftreten, wobei die Biegeträger dabei direkt auf der Auflage- fläche (16, 17) aufliegen können oder indirekt, im Kraftfluss liegend (44, 76), dieses Verhalten bewirken, z.B. durch Polsterung, Träger oder andere Bauelemente vom direkten Kontakt zur Auflagefläche getrennt.
6. Lastverteilungsstruktur nach einem oder mehreren der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein extrem vorgeformter und nachgiebiger Biegeträger in Längsrichtung aus einzelnen Stücken bzw. Segmenten (30), die in ihrer Länge variieren können, zusammengesetzt ist, und diese Segmente dann durch entsprechend ausgelegte federnde Elemente (31, 32) verbunden sind, sodass sich unter der Zielbelastung in der Gesamtheit ein Verhalten ergibt, das dem eines einstückigen Biegeträgers annähernd entspricht, wobei die Verwendung solcher separater Federbauteile, z.B. in Form einer Doppelschenkelfeder (34) und entsprechender Gestaltung der Schenkel (33), noch zusätzlich die Möglichkeit bietet, dass ein Segment relativ zu seinem Nachbarsegment bezüglich der Längsrichtung rotieren kann, und die Struktur dadurch noch flexibler wird.
7. Lastverteilungsstruktur nach einem oder mehreren der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel von darin eingesetzten Biegeträgern im unbelasteten Zustand relativ zu ihrer Zielform zum einen auch weniger als nahe 150 Grad verdreht sein können, wobei in diesem Fall der Weg oder die Bewegung (78) von der Ausgangsform (13) zum Beginn des Zielformintervalls (14) mindestens das 1,0-fache des Weges oder der Bewegung innerhalb des Zielformintervalls (79) selbst beträgt, und zum anderen auch mehr als 150 Grad, z.B. 220 (28), 580 (29) Grad oder sogar mehrere volle Winkelumdrehungen verbogen sein können, sodass man dann praktisch einen aufgewickelten Biegeträger vorliegen hat, wobei solche
Eigenschaften insbesondere durch das Zusammensetzen und Verbinden von Segmenten mit entsprechenden Federn praktisch ermöglicht wird.
8. Lastverteilungsstruktur nach einem oder mehreren der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein extrem vorgeformt und nachgiebig gestalteter Biegeträger in der Mitte, bzw. der Stelle seiner größten Krümmung, aufgeschnitten und dort fest eingespannt wird (21), und das gewünschte Verhalten der Erhaltung der günstigen Lastverteilung (2, 22) bei Formänderungen dann mit diesem halben Träger genutzt wird, wobei auch dieser halbe Träger durch einzelne, steife Segmente, die durch Federelemente verbunden sind, angenähert werden kann bzw. auch nur aus einem einzigen Segment (41) mit entsprechender Feder (38) bestehen kann.
9. Lastverteilungsstruktur nach einem oder mehreren der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zurückverformung nach einer Entlastung und/oder eine stärkere Verformung bei einer höheren als der vorgesehenen Belastung durch zusätzliche Elemente begrenzt wird, z.B. durch Zugseile, die entsprechend angebracht sind (64), oder Träger als Anschlag, die einer Form entsprechen, die nicht überschritten werden soll (65) und gegebenenfalls auch noch eine andere Funktion haben können, z.B. als Sitzschale bei einem Sattel, oder durch zusätzliche Einrich- tungen, wie z.B. auf ein Spannseil (83) aufgefädelte und mit dem Biegeträger verbundene Hülsen (82) mit entsprechenden Kopfflächen, die beim Spannen des Seils die Bildung einer begrenzenden Form bewirken, wobei allgemein diese verformungs- begrenzenden Einrichtungen auch nichtlineare Eigenschaften haben und dadurch zusätzlich schwingungsdämpfend wirken können.
10. Lastverteilungsstruktur nach einem oder mehreren der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass extrem vorgeformte und nachgiebige Biegeträger (25) in entsprechend flächiger Gestaltung als Trachten (62, 67, 94) in einem Reitsattel eingesetzt werden, wo sie den Rückentragebereich abdecken, und die Belastungskraft dann vom Sitzbereich (66) direkt, ähnlich einem baumlosen Sattel, oder indirekt, beispielsweise über entsprechend geformte und an einer Sitzschale (60) angebrachte Bereiche (63, 8, 95) oder weitere Elemente (97), in die Biegeträger, die die Trachten bilden, eingeleitet wird, wobei die Trachten bzw. Biegeträger dann so ausgelegt sind, dass sie im Betriebszustand der mittleren Zielform und der mittleren Zielbelastung zum Rückentragebereich hin einen gleichmäßigen oder annähernd gleichmäßigen Druck auf denselbigen ausüben, und eine solche Trachte auch aus einem oder mehreren extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern in Stabform (85) bestehen kann, die gegebenenfalls parallel angeordnet sind, und die die auf sie wirkende Belastung auf eine Reihe von unter ihnen angeordneten Trachtensegmenten (77) weiterleiten, wobei diese Trachtensegmente auch sehr schmal (86) sein und selbst aus extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern (87) bestehen können.
11. Lastverteilungsstruktur nach einem oder mehreren der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein extrem vorgeformter und nachgiebiger
Biegeträger in einem Segmentsattelbaum als Mittelachsenelement (44) eingesetzt wird, und an diesem dann symmetrische, nach beiden Seiten zeigende, doppelflügel- artige Ausleger aufgereiht sind, die den Rückentragebereich abdecken und die in der Mitte einen Formbereich (43) zur beweglichen Führung mit Freiheitsgraden haben, wobei diese Ausleger aus einstückigen Sattelbaumsegmenten (45) bestehen können, oder aus entsprechenden dreiteiligen Sattelbaumsegmenten (46, 47), oder aber auch, insbesondere im mittleren Bereich der Sattelbaumstruktur, in einem Stück mit dem Mittelachsenelement (44) gefertigt sein können.
12. Lastverteilungsstruktur nach einem oder mehreren der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass extrem vorgeformte und nachgiebige Biegeträger bzw. funktionsgleiche Elemente oder Baugruppen nur in einzelnen Bereichen oder Abschnitten einer Tragestruktur bzw. eines Sattelbaums eingesetzt werden, z.B. nur im Bereich des Vorderzwiesels (42) und/oder des Hinterzwiesels in Form eines Sattelbaumsegments, sodass sie die Wirkung einer Gesamtstruktur nur teilweise beeinflussen, und dass im Wirkungsfluss einer Gesamtstruktur der Einsatz von extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgern auch wiederholt werden kann, sodass sich, wie beim Beispiel der Trachte (88) oder der Kombination von zentralem Biegeträger (44) und Trachtensegmentbrücken (76), die gewünschten Effekte überlagern.
13. Lastverteilungsstruktur nach einem oder mehreren der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung bzw. Konfiguration eines extrem vorgeformten und nachgiebigen Biegeträgers für eine spezielle Zielbelastung dieser aus mehreren einzelnen Biegeträgern, die parallel angeordnet oder aufeinander gestapelt sein können, zusammengesetzt wird, wobei insbesondere auch ein
Hauptbiegeträger für eine Grundbelastung und ein oder mehrere
Ergänzungsbiegeträger mit anderen Belastungswerten und Abmessungen möglich sind, und die Reibung zwischen diesen Elementen entweder gezielt minimiert, oder gezielt gefördert und zur Schwingungsdämpfung ausgenutzt wird.
14. Lastverteilungsstruktur nach einem oder mehreren der vorangegangen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Struktur oder ein Teil davon in einem mehrschichtigen Taschensystem aus flexiblem Material enthalten ist, und dieses Taschensystem dann die einzelnen Elemente in Position hält, wobei einzelne Taschen auch frei zur Aufnahme von zusätzlichen oder ergänzenden Biegeträgern und Bauteilen vorgesehen sein können, um das Gesamtsystem an eine Belastung oder Aufgabe anzupassen, und die einzelnen Taschen alle oder zumindest teilweise so ausgeführt sind, dass sich einzelne Elemente der Struktur leicht austauschen oder zusätzlich einfügen lassen, indem sie sich z.B. an den Enden oder der Länge nach öffnen lassen und mit Verschlüssen, die sich leicht öffnen und wieder verschließen lassen, z.B. Klettverschlüssen, ausgestattet sind.
15. Reit- oder Tragesattel, aufweisend eine Lastverteilungs- struktur für die Verteilung einer punktuellen mechanischen Kraft, dadurch gekennzeichnet, dass die
Lastverteilungs struktur in einem unbelasteten Zustand entgegen der Richtung der zu erwartenden mechanischen Kraft eine Biegung mit einem definierten kleinsten Biegeradius aufweist und dass die Lastverteilungsstruktur in einem belasteten Zustand einen Biegeradius in einem Bereich aufweist, der größer als der kleinste Biegeradius ist.
PCT/EP2016/058463 2015-04-17 2016-04-15 Lastverteilungsstruktur, insbesondere für den einsatz als sattelbaum in einen reitsattel, basierend auf extrem vorgeformten und nachgiebigen biegeträgern WO2016166351A1 (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180162718A1 (en) * 2015-05-12 2018-06-14 Ergon Equine Limited Saddle
EP3224194B1 (de) * 2014-11-24 2021-01-06 Thomas Loeffler Sich dynamisch anpassender sattelbaum für einen reit- oder tragesattel

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3111132A1 (fr) * 2020-06-04 2021-12-10 Bruno Rolo Structure interne auto-adaptative pour selle équestre et selle d’équitation intégrant ladite structure

Citations (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2375C (de) F. RIEDEL in Schleswig Militärbocksattel mit Kugelcharnier
DE73370C (de) J. M. burnup in London S.W., 23 Carlisle Mansions Victoria Str Unterlagplatte für Reit- und Saumsättel
DE591C (de) 1877-08-01 G. Passier in Hannover Sattel mit'Luftkissen
DE31451C (de) 1884-11-06 1885-05-11 F."MARTENS & Co. in Stralsund Stellbare trachten für bocksättel
DE50434C (de) 1889-08-10 1890-01-18 G. MERKER in Potsdam, Lennestrafse 15 Sattelbock mit federnden trachten
AT4466B (de) 1899-06-23 1901-06-25 Edward Locke Elliot
DE151609C (de) 1904-06-01 1904-06-01 Johann Peter Bleses Luftkussen zur gleichmässigen unterstützung des sattels
DE151584C (de) 1902-07-30 1904-06-02 Johann Peter Bleses Gerippe für einen durch luftpolster unterstützen sattel
GB191418567A (en) 1914-08-11 1915-08-11 Patrick Douglas Stewart Improvements in or relating to Saddles.
DE316260C (de) 1918-05-02 1919-12-04 Rudolf Guilleaume Sattelbaum aus blech
DE477195C (de) 1929-06-03 Georg Max Reinhardt Verstellbarer Sattelbock
DE682847C (de) 1938-01-08 1939-10-23 Anna Schulte Geb Schmidtmann Reitsattel mit verstellbaren Trachten
DE723068C (de) 1939-10-25 1942-07-29 Rudolf Guilleaume Elastischer Sattelbaum
DE2313939A1 (de) 1973-03-21 1974-09-26 Bosch Gmbh Robert Wischanlage zum reinigen von runden, gewoelbten scheiben
DE2737438A1 (de) 1976-08-25 1978-03-02 Henri Verdier Sattelbaum und auf diesem aufgebauter reitsattel
GB2305592A (en) * 1995-09-30 1997-04-16 James Lawrence Connolly Adjustable saddle
DE19805802A1 (de) 1998-02-12 1999-08-19 Woerz Anpaßzwischenlage für satteltragende Tiere
DE10162424A1 (de) 2001-12-18 2003-07-03 Peter Grasl Sattel für Reittiere
WO2003089366A1 (de) * 2002-04-19 2003-10-30 Stefan Wanek Reitsattel und verfahren zur anpassung eines reitsattels
DE102004001620A1 (de) 2003-01-14 2004-08-19 Christoph Rieser Sattel mit einem einstückigen Sattelbaum und Verfahren zur Herstellung eines Sattelbaums aus einem Vollmaterialkörper
DE69915136T2 (de) 1998-12-11 2004-12-02 Pegase Saddlery Inc., Nobleton Sattelbaum
DE10306226B4 (de) 2003-02-13 2005-06-02 Thorsten Fichtbauer Sattelbaum
DE102004022048A1 (de) * 2004-05-03 2005-11-24 Grassl, Peter Sattel für Reittiere
EP1336589B1 (de) 2002-02-13 2006-10-04 Vasquez Martin, Lucas Flexibler Sattelbaum
WO2009009744A2 (en) * 2007-07-12 2009-01-15 Ferrand Robert J Load-bearing-frame apparatus for pack animals
WO2011101102A1 (de) 2010-02-22 2011-08-25 Patrick Hauser Vorrichtung zum verteilen von lastkräften, insbesondere tracht für einen sattel, sowie sattel für ein reittier mit einer solchen vorrichtung
EP2013136B1 (de) 2006-05-03 2013-07-03 David Kempsell Sattelbaum
EP2660189A2 (de) 2012-04-13 2013-11-06 dt Saddlery GmbH design & technik Vorrichtung für eine Sitzauflage eines Reit- oder Transporttieres
DE102014017363A1 (de) 2014-11-24 2016-05-25 Thomas Loeffler Sich dynamisch anpassender Sattelbaum für einen Reit-oder Tragesattel

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2827088C2 (de) * 1978-06-21 1983-03-17 R. Stahl Gmbh & Co, 7000 Stuttgart Biegeträger
NO325289B1 (no) * 2006-09-05 2008-03-17 Equine Fusion As Salanordning for ridning eller baering av annen last

Patent Citations (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE477195C (de) 1929-06-03 Georg Max Reinhardt Verstellbarer Sattelbock
DE73370C (de) J. M. burnup in London S.W., 23 Carlisle Mansions Victoria Str Unterlagplatte für Reit- und Saumsättel
DE2375C (de) F. RIEDEL in Schleswig Militärbocksattel mit Kugelcharnier
DE591C (de) 1877-08-01 G. Passier in Hannover Sattel mit'Luftkissen
DE31451C (de) 1884-11-06 1885-05-11 F."MARTENS & Co. in Stralsund Stellbare trachten für bocksättel
DE50434C (de) 1889-08-10 1890-01-18 G. MERKER in Potsdam, Lennestrafse 15 Sattelbock mit federnden trachten
AT4466B (de) 1899-06-23 1901-06-25 Edward Locke Elliot
DE151584C (de) 1902-07-30 1904-06-02 Johann Peter Bleses Gerippe für einen durch luftpolster unterstützen sattel
DE151609C (de) 1904-06-01 1904-06-01 Johann Peter Bleses Luftkussen zur gleichmässigen unterstützung des sattels
GB191418567A (en) 1914-08-11 1915-08-11 Patrick Douglas Stewart Improvements in or relating to Saddles.
DE316260C (de) 1918-05-02 1919-12-04 Rudolf Guilleaume Sattelbaum aus blech
DE682847C (de) 1938-01-08 1939-10-23 Anna Schulte Geb Schmidtmann Reitsattel mit verstellbaren Trachten
DE723068C (de) 1939-10-25 1942-07-29 Rudolf Guilleaume Elastischer Sattelbaum
DE2313939A1 (de) 1973-03-21 1974-09-26 Bosch Gmbh Robert Wischanlage zum reinigen von runden, gewoelbten scheiben
DE2737438A1 (de) 1976-08-25 1978-03-02 Henri Verdier Sattelbaum und auf diesem aufgebauter reitsattel
GB2305592A (en) * 1995-09-30 1997-04-16 James Lawrence Connolly Adjustable saddle
DE19805802A1 (de) 1998-02-12 1999-08-19 Woerz Anpaßzwischenlage für satteltragende Tiere
DE69915136T2 (de) 1998-12-11 2004-12-02 Pegase Saddlery Inc., Nobleton Sattelbaum
DE10162424A1 (de) 2001-12-18 2003-07-03 Peter Grasl Sattel für Reittiere
EP1336589B1 (de) 2002-02-13 2006-10-04 Vasquez Martin, Lucas Flexibler Sattelbaum
WO2003089366A1 (de) * 2002-04-19 2003-10-30 Stefan Wanek Reitsattel und verfahren zur anpassung eines reitsattels
DE102004001620A1 (de) 2003-01-14 2004-08-19 Christoph Rieser Sattel mit einem einstückigen Sattelbaum und Verfahren zur Herstellung eines Sattelbaums aus einem Vollmaterialkörper
DE10306226B4 (de) 2003-02-13 2005-06-02 Thorsten Fichtbauer Sattelbaum
DE102004022048A1 (de) * 2004-05-03 2005-11-24 Grassl, Peter Sattel für Reittiere
EP2013136B1 (de) 2006-05-03 2013-07-03 David Kempsell Sattelbaum
WO2009009744A2 (en) * 2007-07-12 2009-01-15 Ferrand Robert J Load-bearing-frame apparatus for pack animals
WO2011101102A1 (de) 2010-02-22 2011-08-25 Patrick Hauser Vorrichtung zum verteilen von lastkräften, insbesondere tracht für einen sattel, sowie sattel für ein reittier mit einer solchen vorrichtung
EP2660189A2 (de) 2012-04-13 2013-11-06 dt Saddlery GmbH design & technik Vorrichtung für eine Sitzauflage eines Reit- oder Transporttieres
DE102014017363A1 (de) 2014-11-24 2016-05-25 Thomas Loeffler Sich dynamisch anpassender Sattelbaum für einen Reit-oder Tragesattel

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3224194B1 (de) * 2014-11-24 2021-01-06 Thomas Loeffler Sich dynamisch anpassender sattelbaum für einen reit- oder tragesattel
US20180162718A1 (en) * 2015-05-12 2018-06-14 Ergon Equine Limited Saddle
US10773946B2 (en) * 2015-05-12 2020-09-15 Ergon Equine Limited Saddle

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DE102015004942A1 (de) 2016-10-20
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