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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).
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The invention relates to a ski according to the preamble of claim 1 or 2 or 3.
A ski is described in DE-OS 2833393, the skiing characteristics of which can also be changed, and the oscillation behavior (damping) of the ski should be adjustable electronically. However, this document only contains a reference to the use of an electronic control device having a measuring device, without specific information regarding the technical design of this control (see page 15 first paragraph, page 20, last paragraph). In particular, there is no circuit diagram for such a control.
Furthermore, DE-OS 2014935 discloses an additional device for safety ski bindings with a sensor controlled by a computer. A teaching that can be used in the subject matter of the invention can be inferred from this publication all the less since electronic details or circuits are neither described nor shown.
From DE-OS 2736027 an adjustment device for a safety ski binding has become known, devices for determining the stresses occurring during skiing being provided for the ski binding. As a technical implementation, a ring is used according to this document, which is designed to be elastic and slidably arranged with friction in the bore of the housing. This ring is mounted with a certain degree of freedom on the axis of the piston between the two bearing surfaces of the piston and the spring. This known solution differs in essence from the inventive one, as will be explained later
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A known ski of the type mentioned at the outset, according to FR-PS No. 1. 304. 880, consists either of a metal hollow profile in which a sheet metal strip running in the longitudinal direction of the ski is adjustably mounted perpendicular to the running surface of the ski, or of two belts which are separated from each other by a layer of rubber-elastic material. In both cases, slotted screws or slotted cap nuts are provided to change the flexural rigidity of the ski, which have to be adjusted by hand. Such a setting can easily lead to errors, since the snow conditions can also change while driving. It is therefore practically impossible to always set the correct value for the flexural rigidity of the ski.
According to an in-house proposal (A 2633/83), which has not been published beforehand in printed form, the curvature of a cross-country ski is changed in that the tread lies loosely on the ski body in the area of the middle third of the ski and can be lifted off the ski body by means of pressure screws.
In another in-house proposal (A 425/84), which was also not previously published in printed form, a cavity extending in the longitudinal direction of the ski in which a bending beam is supported at both ends is left out in cross-country skis. This bending beam carries in its center a pin, to which an abutment in the form of a slide equipped with an inclined surface is assigned. This abutment can either have a predetermined distance from the end of the pin or it can rest on the end of the pin or it can pretension the bending beam via the pin. Depending on which of the three cases is present, the flexural rigidity or curvature changes when the ski is used.
However, the direction in which the ski is to be adjusted is not shown in these solutions. This makes it difficult to set the ski correctly.
The object of the invention is to bring about a preferably automatic optimization of the stiffness or curvature of the ski in different snow conditions and with different physical constitutions, different weights and running styles of the users. It uses the optimization principle of the trial and error method. Applied to the present field, this method essentially consists in measuring the ski when running in a specific setting according to criteria essential for running, then adjusting its setting by a predetermined step and in the new setting again according to the the same criteria is measured.
By comparing the results of the two measurements, it can be determined whether the adjustment of the ski has improved or worsened its running properties. Has an improvement through the adjustment
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B. counter --103--, which counts the number of cross-country steps, is assigned. A line leads from the step counter --103-- to a changeover switch - 104-- which, controlled by the step counter, feeds two memories --105 and 106 -. The values stored in the two memories --105 and 106 - are compared in a comparator --107-- and the result is sent to a computer --108--. The computer --108-- calculates the direction and the step size of the adjustment of the ski to be carried out from the result of the comparison element.
To the
Computer --108-- is connected on the one hand to the link --109--, which recognizes whether the direction of the new ski adjustment to be carried out corresponds to that of the previous one or not - the benefit - this link will be explained below - and on the other hand one of the
Computing device no longer associated digital-to-analog converter - 110 - connected. From the latter, a line leads via an amplifier --111-- to a display device --113--.
On the other hand, the link --109-- is followed by a counter --114-- for the number of changes in direction and a comparator --115-- for comparing this number with a preset value of changes in direction.
Link --102-- is also connected to an evaluation link --116-- for curve analysis, the structure of which is explained below. The buffer memory --101--, the link --102-- for curve analysis, the step counter --103-- for cross-country skiing steps, the evaluation link --116-- and the counter --114-- are connected via lines an on / off link --117-- connected, which is connected to a power source --118--. Depending on the equipment of the ski, the evaluation element --116-- is designed differently.
The first embodiment of the evaluation element --116--, which is connected to the element --102-- for curve analysis, comprises an integrator --120--, which is connected to a changeover switch --121--, which switches the determined values either to a third memory --122-- or a fourth memory --123--. Both memories --122 and 123-- are with the inputs of one
Quotient generator --124-- connected, the output of which leads to the switch --104--. The integrator --120--, the switch --121-- and the quotient generator --124-- are connected to the power source --118-- via the on / off element --117--.
The second embodiment of the evaluation element --116-- consists of two integrators --125 and 126--, which are connected in series, the second integrator --126-- being connected to the changeover switch --104--. In this embodiment, too, the two integrators - 125 and 126-- are connected to the power source via the on / off element --117--.
In the diagram according to FIG. 2, the pressure force P that the runner exerts on the ski is plotted over time T. The repulsion takes place between the times T and T2 and the sliding takes place between the times T 3 and T 4. The time T 4 is also the beginning of a new cross-country step T ..,. P .. denotes the weight of the skier that is on the ski while sliding.
2a and 2b show two variants of a ski according to the invention. The ski according to Fig. 2a is designated in its entirety with --10--. It has a ski body --11-- and a tread --12--. Between the tread --12-- and the ski body --11-- there is a sheet-like pressure sensor, approximately in the middle third of the ski --10--. between a capacitive pressure plate --13--, for example made of rubber-elastic material.
The ski --20-- according to Fig.2b, which has a ski body --21-- and a tread --22--, is equipped with an accelerometer --23--, which is arranged on the top of the ski.
The facilities described above work as follows:
First, with the help of the measuring device --100--, which can either be the pressure sensor located in the tread or the acceleration sensor attached to the ski, the course of the pressure exerted on the ski or the acceleration of the ski as a function of time is measured over a period of time determined period of time. These measurement curves are then saved in the buffer memory --101--. In the link --102-- for curve analysis, the step cycle is determined by mathematically determining the periodicities of the curves, which are analogous to those of the curve shown in FIG. 2.
If it is necessary for the further evaluation of the curves, the times T, to T ,, which are the push-off and sliding phase of a long
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characterize the running step, be determined in the link --102--. The steps of the runner determined in this way are counted in the counter --103-- until a predetermined number of steps has been reached. The counter --103-- thus also determines those times between which the curves stored in the buffer --101-- are to be evaluated. The result of the evaluation for a predetermined number of cross-country skiing steps, which makes a statement about the quality of a setting of the ski
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tet etc.
The values from the two memories --105 and 106 - are then compared with each other in the comparator --107-- before each new ski adjustment.
From the result of the comparison, the computer --108-- determines whether the last adjustment of the ski produced a good or bad result for the running behavior. Depending on this, the direction and the step size of the next required adjustment of the ski is determined and the display device --113-- is activated accordingly.
In order to bring the gradual optimization of the ski to a meaningful convergence, an on / off link --117-- is provided which switches off the computing and measuring device or at least the display device --113-- when in the counter --114--, which registers the number of changes in direction of the adjustments, a predetermined number of changes in direction is exceeded. This, or in a similar way, means that the optimization process is ended when the change in the running properties of the ski becomes smaller than the personal running fluctuations of the cross-country skier due to the ever smaller adjustment steps.
Of course, it is conceivable in all exemplary embodiments that the optimization process is started again when the measuring and computing device operating continuously or intermittently detects a strong deviation from the optimal value of the last measurement series. For this purpose, the on / off switch --117-- could be equipped with a clockwork.
In the embodiment of the evaluation element --116-- shown in Fig. La, which belongs to a ski --10-- with pressure sensor --13-- according to Fig. 2a, the areas of the pressure curve over time correspond to the impulses , determined in the integrator --120-- and then sent to the switch --121--, which stores the impulses of the repulsion phase in the memory --122-- and those of the sliding phase in the memory --123-- (cf. previous statements on Fig. 2). The values from these two memories - 122 and 123 - are fed to the quotient generator - 124 -. The greater the ratio of the impulses during the push-off phase to those during the gliding phase for a cross-country step or a series of cross-country steps, the more efficient the ski.
If, however, as in FIG. 2b, an accelerometer is mounted on the ski, the circuit according to FIG. 1b is used. As is known, the integral of the acceleration over time gives the speed and the integral of the speed over time gives the path, which is used in this exemplary embodiment as a criterion for the optimization of the ski. The larger the distance for each cross-country skier's step, the better the ski meets the requirements and style of the skier, as well as the snow and wax conditions. To do this
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to the switch - 104--, which feeds series of, for example ten, cross-country steps of successive different ski settings to the memory --105 and 106 -.
Another embodiment to solve the task is shown in Fig. 3 in the block diagram. In this embodiment, in addition to the measuring device --200--, which is preferably a watch, there is also an electrical signal transmitter --230--, which can preferably be a switching element that can be actuated by the foot of the skier. The measuring device --200-- and the signal transmitter --230-are connected to a computing device --002--. The signal transmitter --230-- is on the one hand in active connection with the counter --203-- for the number of cross-country steps and on the other hand with the measuring device --200--.
The use of a separate signal transmitter --230-- makes it possible to dispense with a buffer memory, a link for curve analysis and an evaluation link, and to directly derive the periods of repulsion phase and sliding phase from the movement of the skier's foot.
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The rest of the structure of this block diagram largely corresponds to that of FIG. 1. Here too, the switch --204-- is followed by two memories --205 and 206 - which are connected to the comparator --207--. The latter sends the result to the computer --208--, to which the digital-to-analog converter --210-- is connected. From there, the signals go via the amplifier --211-- to the display device --213--.
A second line is connected to the computer --208--, which leads to the link --209- to detect a change in direction in the one to be carried out compared to the previous one
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output value is compared. Of course, the components --200, 203 and 215-- are connected to the power source --218-- via the on / off link --217--.
For the block diagram of FIG. 3, a ski is shown as an example in FIG. 4. The ski --30-is characterized by the fact that a pedal --35-- is located on its top below the heel of the ski boot --36-, under which there is a button --34--. There is also a measuring device --33-- on the ski in the form of a watch. In this version, the time of, for example, ten cross-country skiing steps serves as a criterion for ski optimization: the longer this time, the stronger the push-off and the longer the glide step is on average, the more efficient the associated ski setting is for the corresponding runner.
Another block diagram is shown in FIG. 5. In this exemplary embodiment too, a measuring device --300-- and a signal transmitter --330-- are present, to which a computing device
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the signal transmitter --330-- the counter --303-- for the number of cross-country steps. One line leads from the counter --303-- and from the evaluation element --316-- to a changeover switch --304--, which is followed by two memories --305 and 306--. The outputs of these memories --305 and 306-- are connected to the comparator --307--. From this comparator --307-- away the circuit corresponds to that of Fig. 1 or 3, so that there is no need to go into further details.
The evaluation element --316-- is designed according to Fig. La or 1b.
Fig. 6 shows a longitudinal section through a ski --40--, which, apart from a capacitive pressure plate --43--, which is mounted between the ski body --41-- and the tread --42--, has one on its top Button --44-- carries, which is operated by a pedal --45--, which is arranged below the heel of the ski boot --46--.
The embodiment according to FIG. 7 differs from this embodiment in that an acceleration sensor --143-- is provided on the ski --140-- in the area of the cross-country ski binding as a measuring device. The rest of the ski --140-- corresponds to the previous one. It too has a button --144-- on the top, which is operated by a pedal --145-which is articulated on the top of the ski below the heel of the ski boot --146--.
The gradual optimization of the ski to the requirements of the cross-country skier takes place in the last-mentioned versions in the manner already described above. The adjustments required to optimize the ski are carried out manually by the skier by making the adjustment in the specified direction according to the value indicated by the display device --113, 213--. The adjustments can also be made semi or fully automatically. However, the adjustment devices themselves do not form the subject of the invention.
They can be designed in a known manner.
Of course, the invention is not restricted to the exemplary embodiments shown in the drawings and described above. Rather, different modifications of the same are possible without leaving the scope of the scope of protection. For example, the sheet-like pressure sensor shown in FIG. 2a can be replaced by one or more point-like pressure sensors. Furthermore, the measuring device designed as a clock according to FIGS. 3 and 4 can also be provided as a component of the computing device, for example by using the clock generator present in it at the same time for measuring the relevant time period. Finally, the pedal and button could be in all three versions
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4, 6 and 7 can also be arranged in the ball area of the shoe.
In Fig. 3 it was indicated that the computer --208-- can also be connected directly to the display device --213--. In this case, it functions as a digital indicator. Such a circuit can also be used in connection with the embodiment shown in FIG. 1.
PATENT CLAIMS:
1. Ski, the bending properties of which can be changed manually by means of an adjustment mechanism, the ski being provided with an electronic device having a measuring device, characterized in that the device is a computing device (001) which a
Link (102) for the analysis of the curve that includes the one that the skier exerts on the ski
Pressure as a function of time represents that the measuring device (100) is either a sensor (13) arranged on or in the tread of the ski, preferably a pressure sensor, or an accelerometer (23) that the measuring device (100) Counter (103) is connected downstream, in which an adjustable number of cross-country steps is counted, and that the computing device (001) has a display device (113)
for evaluating the manual operation of the adjustment mechanism, depending on the cross-country steps per unit of time (Fig. l, 2a, 2b).
2. Ski, the bending properties of which can be changed manually by means of an adjustment mechanism, the ski being provided with an electronic device having a measuring device, characterized in that the device is a computing device (002) which is attached to one of the skier's feet, for example by means of a Pedal (35) operable electrical signal transmitter (230) is connected, that the measuring device (200) is a clock (33), which receives the pulses for determining the measurement duration from the signal transmitter (230), preferably immediately, that the signal transmitter (230) a counter (203) is connected downstream, in which an adjustable number of cross-country steps is counted, and that the computing device (002) has a display device (213) for evaluating the manual actuation of the adjustment mechanism,
depending on the cross-country steps per time unit (Fig. 3 and 4).
3. Ski, the bending properties of which can be changed manually by means of an adjusting mechanism, the ski being provided with an electronic device having a measuring device, characterized in that the device is a computing device (003) which is attached to one of the skier's feet, for example by means of a Pedals (45, 145) operable electrical signal transmitter (330) is connected, the signal transmitter (330) being followed by a counter (303), in which an adjustable number of cross-country steps is counted, so that the measuring device (300) either on or in the tread of the ski arranged sensor, preferably a pressure sensor (43), or an acceleration sensor (143), and that the computing device (003) has a display device (113, 213) for evaluating the manual actuation of the adjustment mechanism,
depending on the cross-country steps per time unit (Fig. 5 to 7).