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Die Erfindung bezieht sich auf einen Ski nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 oder 2 oder 3.
In der DE-OS 2833393 ist ein Ski vorbeschrieben, dessen Fahreigenschaften ebenfalls veränderbar sind, wobei das Schwingungsverhalten (Dämpfung) des Ski auf elektronischem Weg verstellbar sein soll. Allerdings enthält diese Druckschrift lediglich einen Hinweis auf die Verwendung einer ein Messgerät aufweisenden elektronischen Steuereinrichtung, ohne konkrete Angaben bezüglich der technischen Ausgestaltung dieser Steuerung (vgl. Seite 15 erster Absatz, Seite 20, letzter Absatz). Insbesondere liegt kein Schaltbild für eine solche Steuerung vor.
Des weiteren offenbart die DE-OS 2014935 eine Zusatzvorrichtung für Sicherheitsskibindungen mit einem durch einen Computer gesteuerten Messfühler. Eine bei dem Gegenstand der Erfindung verwendbare Lehre kann dieser Druckschrift umso weniger entnommen werden, als elektronische Einzelheiten oder Schaltungen weder beschrieben noch gezeigt sind.
Aus der DE-OS 2736027 ist eine Einstellvorrichtung für eine Sicherheitsskibindung bekanntgeworden, wobei Einrichtungen zum Feststellen der beim Skifahren auftretenden Belastungen für die Skibindung vorgesehen sind. Als technische Verwirklichung wird gemäss dieser Druckschrift ein Ring verwendet, welcher elastisch ausgebildet und mit Reibung in der Bohrung des Gehäuses gleitbar angeordnet ist. Dieser Ring ist mit einem gewissen Freiheitsgrad auf der Achse des Kolbens zwischen den beiden Lagerflächen von Kolben und Feder gelagert. Diese bekannte Lösung weicht von der erfindungsgemässen, wie noch später erläutert werden soll, dem Wesen nach
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Ein bekannter Ski der eingangs genannten Art besteht nach der FR-PS Nr. 1. 304. 880 entwe- der aus einem metallenen Hohlprofil, in dem ein in Skilängsrichtung verlaufender Blechstreifen senkrecht zur Lauffläche des Ski verstellbar gelagert ist, oder aus zwei Gurten, welche durch eine Schicht aus gummielastischem Material voneinander getrennt sind. In beiden Fällen sind zur Veränderung der Biegesteifigkeit des Ski Schlitzschrauben bzw. mit einem Schlitz versehene Hutmuttern vorgesehen, welche von Hand verstellt werden müssen. Eine derartige Einstellung kann leicht zu Fehlern führen, da sich die Schneeverhältnisse unter Umständen auch während der Fahrt ändern. Es ist daher praktisch unmöglich, stets den richtigen Wert der Biegesteifigkeit des Ski einzustellen.
Gemäss einem betriebsinternen, nicht druckschriftlich vorveröffentlichten Vorschlag (A 2633/83) wird bei einem Langlaufski die Wölbung dadurch verändert, dass der Laufbelag im Bereich des mittleren Drittels des Ski am Skikörper lose aufliegt und mittels Druckschrauben vom Skikörper abgehoben werden kann.
Bei einem andern betriebsinternen, gleichfalls nicht druckschriftlich vorveröffentlichten Vorschlag (A 425/84) ist im Langlaufski ein sich in Skilängsrichtung erstreckender Hohlraum ausgespart, in dem ein Biegebalken an seinen beiden Enden gelagert ist. Dieser Biegebalken trägt in seiner Mitte einen Zapfen, dem ein Widerlager in Form eines mit einer Schrägfläche ausgestatteten Schiebers zugeordnet ist. Dieses Widerlager kann entweder einen vorgegebenen Abstand vom Zapfenende besitzen oder es kann am Zapfenende aufliegen oder es kann über den Zapfen den Biegebalken vorspannen. Je nachdem, welcher der drei Fälle vorliegt, ändert sich bei der Benutzung des Skis dessen Biegesteifigkeit bzw. dessen Wölbung.
Allerdings wird bei diesen Lösungen die Richtung, in welche der Ski zu verstellen ist, nicht gezeigt. Dadurch wird die richtige Einstellung des Skis erschwert.
Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, bei verschiedenen Schneeverhältnissen und bei unterschiedlichen körperlichen Konstitutionen, unterschiedlichen Gewichten und Laufstilen der Benutzer eine vorzugsweise automatische Optimierung der Steifigkeit bzw. Wölbung des Skis herbeizuführen. Dabei bedient sie sich des Optimierungsprinzips der Versuchs- und Irrtum-Methode. Diese Methode besteht, angewandt auf das vorliegende Gebiet, im wesentlichen darin, dass der Ski beim Laufen in einer bestimmten Einstellung nach für das Laufen wesentlichen Kriterien gemessen wird, danach um einen vorgegebenen Schritt in seiner Einstellung verstellt wird und in der neuen Einstellung wieder nach den gleichen Kriterien messtechnisch beurteilt wird.
Durch Vergleich der Ergebnisse der beiden Messungen kann festgestellt werden, ob die Verstellung des Skis seine Laufeigenschaft verbessert oder verschlechtert hat. Hat sich durch die Verstellung eine Verbesserung
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B.zählwerk --103--, das die Anzahl der Langlaufschritte zählt, zugeordnet ist. Eine Leitung führt vom Schrittzählwerk --103-- zu einem Umschalter--104--, der, durch das Schrittzählwerk ge- steuert, zwei Speicher --105 und 106--speist. Die in den beiden Speichern --105 und 106--ge- speicherten Werte werden in einem Vergleichsglied --107-- verglichen, und das Ergebnis wird einem Rechner --108-- zugeleitet. Aus dem Ergebnis des Vergleichsgliedes errechnet der Rechner --108-- die Richtung und die Schrittgrösse der auszuführenden Verstellung des Skis.
An den
Rechner --108-- ist einerseits das Glied --109-- angeschlossen, das erkennt, ob die Richtung der durchzuführenden neuen Skiverstellung mit der der vorangegangenen übereinstimmt oder nicht - der Nutzen - dieses Gliedes wird weiter unten erläutert werden - und anderseits ein der
Recheneinrichtung nicht mehr zugehöriger Digital-Analogumwandler--110--angeschlossen. Von letzterem führt eine Leitung über einen Verstärker --111-- zu einer Anzeigeeinrichtung --113--.
Dem Glied --109-- hingegen sind ein Zähler --114-- für die Zahl der Richtungsänderungen und ein Vergleichsglied --115-- zum Vergleich dieser Zahl mit einem Vorgabewert von Richtungsän- derungen nachgeschaltet.
Ferner ist das Glied --102-- zur Kurvenanalyse auch an ein Auswerteglied --116-- ange- schlossen, dessen Aufbau nachstehend erläutert wird. Der Pufferspeicher --101--, das Glied --102-- zur Kurvenanalyse, das Schrittzählwerk --103-- für die Langlaufschritte, das Auswerte- glied --116-- und der Zähler --114-- sind über Leitungen an ein Ein-/Aus-Glied --117-- an- geschlossen, das mit einer Stromquelle --118-- verbunden ist. Je nach Ausrüstung des Skis ist das Auswerteglied --116-- unterschiedlich ausgestaltet.
Die erste Ausführungsform des Auswertegliedes --116--, das an das Glied --102-- zur Kur- venanalyse angeschlossen ist, umfasst einen Integrator --120--, der mit einem Umschalter --121-- verbunden ist, welcher die ermittelten Werte wahlweise einem dritten Speicher --122-- oder einem vierten Speicher --123-- zuleitet. Beide Speicher --122 und 123-- sind mit den Eingängen eines
Quotientenbildners --124-- verbunden, dessen Ausgang zum Umschalter --104-- führt. Dabei sind der Integrator --120--, der Umschalter --121-- und der Quotientenbildner --124-- über das Ein- /Aus-Glied --117-- an die Stromquelle --118-- angeschlossen.
Die zweite Ausführungsform des Auswertegliedes --116-- besteht aus zwei Integratoren --125 und 126--, welche hintereinandergeschaltet sind, wobei der zweite Integrator --126-- mit dem Umschalter --104-- verbunden ist. Auch bei dieser Ausführungsform sind die beiden Integratoren - 125 und 126-- über das Ein-/Aus-Glied --117-- an die Stromquelle angeschlossen.
Im Diagramm gemäss Fig. 2 ist die Druckkraft P, die der Läufer auf den Ski ausübt, über die Zeit T aufgetragen. Zwischen den Zeitpunkten T, und T2 findet das Abstossen statt und zwischen den Zeitpunkten T 3 und T 4 das Gleiten. Der Zeitpunkt T 4 ist gleichzeitig der Beginn eines neuen Langlaufschrittes T..,. Mit P.. ist das Gewicht des Skiläufers bezeichnet, das während des Gleitens auf dem Ski lastet.
In den Fig. 2a und 2b sind zwei Varianten eines erfindungsgemässen Skis dargestellt. Der Ski gemäss Fig. 2a ist in seiner Gesamtheit mit --10-- bezeichnet. Er besitzt einen Skikörper --11-- und einen Laufbelag --12--. Zwischen dem Laufbelag --12-- und dem Skikörper --11-- ist, etwa im mittleren Drittel des Skis --10--, ein flächenförmiger Druckaufnehmer, u. zw. eine kapazitive Druckplatte --13--, beispielsweise aus gummielastischem Material, angeordnet.
Der Ski --20-- gemäss Fig.2b, der einen Skikörper --21-- und einen Laufbelag --22-- be- sitzt, ist mit einem Beschleunigungsaufnehmer --23-- ausgerüstet, der auf der Skioberseite angeordnet ist.
Die Arbeitsweise der oben beschriebenen Einrichtungen ist wie folgt :
Zunächst wird mit Hilfe des Messgerätes --100--, das entweder der in der Lauffläche befindliche Drucksensor oder der am Ski befestigte Beschleunigungsaufnehmer sein kann, der Verlauf des auf den Ski ausgeübten Druckes bzw. der Beschleunigung des Skis in Abhängigkeit von der Zeit über einen bestimmten Zeitabschnitt ermittelt. Diese Messkurven werden danach im Puffer- speicher --101-- gespeichert. Im Glied --102-- zur Kurvenanalyse erfolgt durch mathematische Ermittlung der Periodizitäten der Kurven, die denen der in Fig. 2 gezeigten Kurve analog verlaufen, die Bestimmung des Schritt-Taktes.
Wenn es für die weitere Auswertung der Kurven erforderlich ist, können auch die Zeitpunkte T, bis T,, die die Abstoss- und Gleitphase eines Lang-
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laufschrittes charakterisieren, im Glied --102-- ermittelt werden. Die so ermittelten Schritte des Läufers werden im Zählwerk --103-- gezählt, bis eine vorgegebene Schrittzahl erreicht ist. Das Zählwerk --103-- bestimmt somit auch jene Zeitpunkte, zwischen denen die im Puffer --101-- gespeicherten Kurven auszuwerten sind. Das Ergebnis der Auswertung für eine vorgegebene Anzahl von Langlaufschritten, das über die Güte einer Einstellung des Skis eine Aussage macht, wird
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tet usw.
Die Werte aus den beiden Speichern --105 und 106--werden dann jeweils vor jeder neuen Skiverstellung im Vergleichsglied --107-- miteinander verglichen.
Aus dem Ergebnis des Vergleiches stellt der Rechner --108-- fest, ob die jeweils letzte Ver- stellung des Skis ein gutes oder schlechtes Resultat für das Laufverhalten erbracht hat. In Ab- hängigkeit davon wird die Richtung sowie die Schrittgrösse der nächsten erforderlichen Verstellung des Skis bestimmt und die Anzeigeeinrichtung --113-- entsprechend angesteuert.
Um die so bewirkte schrittweise Optimierung des Skis zu einer sinnvollen Konvergenz zu bringen, ist ein Ein-/Aus-Glied --117-- vorgesehen, das die Rechen- und Messeinrichtung oder zumindest die Anzeigeeinrichtung --113-- abschaltet, wenn im Zähler --114--, der die Anzahl der Richtungsänderungen der Verstellungen registriert, eine vorgegebene Anzahl von Richtungs- änderungen überschritten wird. Damit, oder auf ähnlichem Weg, wird erreicht, dass der Optimierungsvorgang dann beendet wird, wenn die Veränderung der Laufeigenschaft des Skis durch die immer kleiner werdenden Verstellschritte kleiner wird als die persönlichen Laufschwankungen des Langläufers.
Selbstverständlich ist in allen Ausführungsbeispielen denkbar, dass der Optimierungsvorgang wieder neu in Gang gesetzt wird, wenn die durchlaufend oder intermittierend arbeitende Mess- und Recheneinrichtung eine starke Abweichung vom Optimalwert der letzten Messserie feststellt. Zu diesem Zweck könnte der Ein-/Aus-Schalter --117-- mit einem Uhrwerk ausgestattet sein.
Bei der in Fig. la dargestellten Ausführungsform des Auswertegliedes --116--, die zu einem Ski --10-- mit Drucksensor --13-- gemäss Fig. 2a gehört, werden die Flächen des Druckverlaufes über die Zeit, die Impulsen entsprechen, im Integrator --120-- ermittelt und dann dem Um- schalter --121-- zugeleitet, der die Impulse der Abstossphase im Speicher --122-- und die der Gleitphase im Speicher --123-- speichert (vgl. die vorangehenden Ausführungen zu Fig. 2). Von diesen beiden Speichern --122 und 123--werden die Werte dem Quotientenbildner--124--zuge- führt. Je grösser das Verhältnis der Impulse während der Abstossphase zu denen während der Gleitphase für einen Langlaufschritt oder eine Serie von Langlaufschritten ist, um so effizienter ist der Ski.
Ist jedoch, wie in Fig. 2b, ein Beschleunigungsaufnehmer am Ski montiert, so gelangt die Schaltung gemäss Fig. lb zur Anwendung. Bekanntlich ergibt das Integral der Beschleunigung über die Zeit die Geschwindigkeit und das Integral der Geschwindigkeit über die Zeit den Weg, der in diesem Ausführungsbeispiel als Kriterium für die Optimierung des Skis verwendet wird. Je grösser der Weg bei jedem Langlaufschritt des Skiläufers ist, desto besser entspricht der Ski den Anforderungen und dem Laufstil des Läufers sowie den Schnee- und Wachsbedingungen. Um dies
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zum Umschalter--104--, welcher Serien von, beispielsweise zehn, Langlaufschritten aufeinanderfolgender unterschiedlicher Skieinstellungen wahlweise dem Speicher --105 und 106--zuführt.
Eine andere Ausführung, die gestellte Aufgabe zu lösen, ist in Fig. 3 im Blockschaltbild wiedergegeben. Bei dieser Ausführungsform ist ausser dem Messgerät --200--, das vorzugsweise eine Uhr ist, noch ein elektrischer Signalgeber --230-- vorhanden, der vorzugsweise ein vom Fuss des Skiläufers betätigbares Schaltglied sein kann. Das Messgerät --200-- und der Signalgeber --230-sind an eine Recheneinrichtung --002-- angeschlossen. Der Signalgeber --230-- steht einerseits mit dem Zählwerk --203-- für die Anzahl der Langlaufschritte und anderseits mit dem Messgerät --200-- in Wirkverbindung.
Die Verwendung eines getrennten Signalgebers --230-- macht es möglich, auf einen Pufferspeicher, auf ein Glied zur Kurvenanalyse sowie auf ein Auswerteglied zu verzichten, und die Zeiträume von Abstossphase und Gleitphase von der Bewegung des Fusses des Skiläufers direkt abzuleiten.
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Der übrige Aufbau dieses Blockschaltbildes entspricht weitgehend dem von Fig. 1. Auch hier sind dem Umschalter --204-- zwei Speicher --205 und 206--nachgeschaltet, welche an das Ver- gleichsglied --207-- angeschlossen sind. Letzteres leitet das Ergebnis dem Rechner --208-- zu, an den der Digital-Analogumwandler --210-- angeschlossen ist. Von diesem gelangen die Signale über den Verstärker --211-- zur Anzeigeeinrichtung --213--.
An den Rechner --208-- ist noch eine zweite Leitung angeschlossen, welche zum Glied --209-zur Erkennung einer Richtungsänderung bei der durchzuführenden gegenüber der vorangegangenen
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gabewert verglichen wird. Selbstverständlich sind die Bauteile --200, 203 und 215-- über das Ein-/Aus-Glied --217-- an die Stromquelle --218-- angeschlossen.
Zum Blockschaltbild der Fig. 3 ist beispielhaft ein Ski in Fig. 4 dargestellt. Der Ski --30-zeichnet sich dadurch aus, dass an seiner Oberseite unterhalb der Ferse des Skischuhs --36-ein Pedal --35-- angeordnet ist, unter dem sich ein Taster --34-- befindet. Weiters befindet sich am Ski --30-- ein Messgerät --33-- in Form einer Uhr. Bei dieser Ausführung dient die Zeit von beispielsweise zehn Langlaufschritten als Kriterium für die Skioptimierung : je länger diese Zeit ist, je stärker also der Abstoss und je länger in der Folge der Gleitschritt im Mittel ist, desto effizienter ist die zugehörige Skieinstellung für den entsprechenden Läufer.
Ein weiteres Blockschaltbild ist in Fig. 5 dargestellt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind ein Messgerät --300-- und ein Signalgeber --330-- vorhanden, denen eine Recheneinrichtung
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dem Signalgeber --330-- das Zählwerk --303-- für die Anzahl der Langlaufschritte. Vom Zählwerk --303-- und vom Auswerteglied --316-- führt je eine Leitung zu einem Umschalter --304--, dem zwei Speicher --305 und 306-- nachgeschaltet sind. Die Ausgänge dieser Speicher --305 und 306-- sind an das Vergleichsglied --307-- angeschlossen. Von diesem Vergleichsglied --307-- weg entspricht die Schaltung derjenigen der Fig. 1 oder 3, so dass sich ein näheres Eingehen auf die weiteren Einzelheiten erübrigt.
Das Auswerteglied --316-- ist der Fig. la oder 1b entsprechend ausgestaltet.
Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch einen Ski --40--, der ausser einer kapazitiven Druckplatte --43--, die zwischen dem Skikörper --41-- und dem Laufbelag --42-- gelagert ist, auf seiner Oberseite einen Taster --44-- trägt, der von einem Pedal --45-- betätigt wird, das unterhalb der Ferse des Skischuhs --46-- angeordnet ist.
Von dieser Ausführungsform unterscheidet sich das Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 7 dadurch, dass am Ski --140--, im Bereich der Langlaufbindung, als Messgerät ein Beschleunigungsaufnehmer --143-- vorgesehen ist. Die übrige Ausbildung des Skis --140-- entspricht der vorhergehenden. Auch er besitzt an der Oberseite einen Taster --144--, der von einem Pedal --145-betätigt wird, das unterhalb der Ferse des Skischuhs --146-- an der Skioberseite gelenkig gelagert ist.
Die schrittweise Optimierung des Skis auf die Anforderungen des Langläufers erfolgt bei den letztgenannten Ausführungen in der bereits vorangehend beschriebenen Weise. Die zur Optimierung des Skis erforderlichen Verstellungen werden vom Skiläufer händisch durchgeführt, indem die Verstellung gemäss dem von der Anzeigeeinrichtung --113, 213-- angezeigten Wert in die vorgegebene Richtung erfolgt. Die Verstellungen können auch halb- oder vollautomatisch durchgeführt werden. Die Verstellvorrichtungen selbst bilden jedoch nicht den Gegenstand der Erfindung.
Sie können in bekannter Weise ausgebildet sein.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die in den Zeichnungen dargestellten und im vorstehenden beschriebenen Ausführungsbeispiele gebunden. Vielmehr sind verschiedene Abänderungen derselben möglich, ohne den Rahmen des Schutzumfanges zu verlassen. Beispielsweise kann der in Fig. 2a dargestellte flächenförmige Druckaufnehmer durch einen oder mehrere punktförmige Druckaufnehmer ersetzt werden. Des weiteren kann das als eine Uhr ausgestaltete Messgerät gemäss den Fig. 3 und 4 auch als ein Bestandteil der Recheneinrichtung vorgesehen sein, indem beispielsweise der in dieser vorhandene Taktgeber gleichzeitig zum Messen der massgeblichen Zeitdauer verwendet wird. Schliesslich könnten Pedal und Taster in allen drei Ausführungen
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nach den Fig. 4, 6 und 7 auch im Ballenbereich des Schuhs angeordnet sein.
In Fig. 3 wurde an- gedeutet, dass der Rechner --208-- auch unmittelbar an die Anzeigeeinrichtung --213-- ange- schlossen werden kann. Diese funktioniert in diesem Fall als ein Digitalanzeiger. Eine solche Schal- tung kann auch in Verbindung mit der in Fig. 1 gezeigten Ausführung Verwendung finden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ski, dessen Biegeeigenschaften mittels eines Verstellmechanismus händisch veränderbar sind, wobei der Ski mit einer ein Messgerät aufweisenden elektronischen Einrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine Recheneinrichtung (001) ist, welche ein
Glied (102) zur Analyse jener Kurve umfasst, welche den vom Skifahrer auf den Ski ausgeübten
Druck in Abhängigkeit von der Zeit darstellt, dass das Messgerät (100) entweder ein an oder in der Lauffläche des Skis angeordneter Sensor (13), vorzugsweise ein Drucksensor, oder ein Be- schleunigungsaufnehmer (23) ist, dass dem Messgerät (100) ein Zählwerk (103) nachgeschaltet ist, in dem eine einstellbare Anzahl von Langlaufschritten gezählt wird, und dass der Recheneinrich- tung (001) eine Anzeigeeinrichtung (113)
zur Bewertung der vorgenommenen händischen Betätigung des Verstellmechanismus, in Abhängigkeit der Langlaufschritte pro Zeiteinheit nachgeschaltet ist (Fig. l, 2a, 2b).
2. Ski, dessen Biegeeigenschaften mittels eines Verstellmechanismus händisch veränderbar sind, wobei der Ski mit einer ein Messgerät aufweisenden elektronischen Einrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine Recheneinrichtung (002) ist, welche an einen vom Fuss des Skiläufers, bespielsweise mittels eines Pedals (35) betätigbaren elektrischen Signalgeber (230) angeschlossen ist, dass das Messgerät (200) eine Uhr (33) ist, welche die Impulse zur Bestimmung der Messdauer vom Signalgeber (230), vorzugsweise unmittelbar, erhält, dass dem Signalgeber (230) ein Zählwerk (203) nachgeschaltet ist, in dem eine einstellbare Anzahl von Langlaufschritten gezählt wird, und dass der Recheneinrichtung (002) eine Anzeigeeinrichtung (213) zur Bewertung der vorgenommenen händischen Betätigung des Verstellmechanismus,
in Abhängigkeit der Langlaufschritte pro Zeiteinheit nachgeschaltet ist (Fig. 3 und 4).
3. Ski, dessen Biegeeigenschaften mittels eines Verstellmechanismus händisch veränderbar sind, wobei der Ski mit einer ein Messgerät aufweisenden elektronischen Einrichtung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine Recheneinrichtung (003) ist, welche an einen vom Fuss des Skiläufers, beispielsweise mittels eines Pedals (45,145) betätigbaren elektrischen Signalgeber (330) angeschlossen ist, wobei dem Signalgeber (330) ein Zählwerk (303) nachgeschaltet ist, in dem eine einstellbare Anzahl von Langlaufschritten gezählt wird, dass das Messgerät (300) entweder ein an oder in der Lauffläche des Skis angeordneter Sensor, vorzugsweise ein Drucksensor (43), oder ein Beschleunigungsaufnehmer (143) ist, und dass der Recheneinrichtung (003) eine Anzeigeeinrichtung (113,213) zur Bewertung der vorgenommenen händischen Betätigung des Verstellmechanismus,
in Abhängigkeit der Langlaufschritte pro Zeiteinheit nachgeschaltet ist (Fig. 5 bis 7).