RS61878B1 - Jednosmerni frikcioni materijal - Google Patents

Description

Opis

[0001] Ovaj pronalazak odnosi se na materijal za obezbeđivanje jednosmerne frikcije, naročito za klizni sloj skije, koji obuhvata noseću tkaninu i pločaste strukture prikačene na noseću tkaninu.

[0002] FR 676067 A, CH 223797 A i FR 1170272 A opisuju materijal prema uvodnom delu patentnog zahteva 1 i upotrebu većeg broja pločastih struktura prema uvodnom delu patentnog zahteva 14.

[0003] Jednosmerni frikcioni materijali postoje u raznim oblicima i koriste se za različite primene, od kojih je za ovaj pronalazak najrelevantniji somot. Somotni materijal sastoji se od gusto tkane tkanine koja, protkivanjem i sečenjem, zadržava uspravna vlakna. Ta se uspravna vlakna češljaju tako da se prostiru u istom smeru, što znači da je u jednom smeru osećaj gladak dok je u suprotnom smeru grub. Međutim, problem takvih somotnih materijala leži u tome što razlika u ponašanju frikcione sile između kretanja unapred i unazad nije dovoljno velika za neke primene.

[0004] Drugi materijali koji na sličan način stvaraju usmerenu frikciju su u obliku čekinja, pri čemu nekoliko primena koristi polimerne ili metalne čekinje umetnute u čvrstu osnovu. Kako bi se dobila usmerenost, one se mogu umetnuti pod raznim uglovima. Neki primeri su glave četkica za zube i ručni češljevi.

[0005] Uz to, sistemi transportnih traka mogu iskoristi usmerenu frikciju bilo za pomoć u mogućnostima pomeranja, na primer, polimerni klinovi ili preklopljene ploče koji pomeraju materijal na uzdignuta mesta ili, u suprotnom smeru, za usporavanje kretanja i omogućavanje klizanja u slučaju blokiranja.

[0006] Pored toga, u oblasti robotike postoje napori da se emulira kretanje zmije. Ti se napori uglavnom fokusiraju na pokrete i sinhronizaciju segmenata, međutim neka su se istraživanja usredsredila na razvoj površine kože. Cilj je da se obezbedi mala frikcija u smeru kretanja, a prianjanje u suprotnom smeru kao i da se obezbedi zaštita protiv abrazivnih površina.

[0007] Nadalje se, u manjoj meri, laserskim teksturisanjem modifikuju površine materijala kako bi se uticalo na usmerenu frikciju.

[0008] Što se tiče skijanja, pločaste strukture za skijaški uspon dobro su poznate već dugi niz godina u sportu sa skijama za skijaško trčanje, sa grebenastom donjom površinom. Međutim, takve skije ne obezbeđuju željeni učinak pri spustu kao na primer alpske skije ili turno skije sa odvojivim kliznim slojem skije.

[0009] S obzirom na gore identifikovani problem, predmet ovog pronalaska je obezbeđivanje materijala, naročito za klizni sloj skije, pogodnog za obezbeđivanje što veće frikcije u jednom smeru i što manje u suprotnom smeru.

[0010] Prema jednom aspektu ovog pronalaska, taj predmet se ostvaruje materijalom prema patentnom zahtevu 1.

[0011] U poređenju sa somotnim strukturama, na primer, ovaj sklop povećava razliku između faza klizanja i prianjanja materijala. Drugim rečima, može se povećati razlika u ponašanju frikcione sile između kretanja materijala unapred i unazad. U poređenju sa savremenim rešenjima, otpor frikcije materijala, posebno pločastih struktura, biće znatno manji u smeru klizanja, a veći u smeru prianjanja. Dakle, smanjivanje frikcije tokom klizanja materijala (kretanja unapred) u smeru klizanja omogućava efikasnije kretnje unapred, a povećanje frikcije tokom prianjanja materijala u smeru prianjanja obezbeđuje bolje prianjanje materijala tako da se može obezbediti takozvana jednosmerna frikcija, to jest što veća frikcija u jednom smeru (smeru prianjanja) i što manja frikcija u suprotnom smeru (smeru klizanja). Takav se materijal može koristiti u oblastima sportova, naročito sportova na otvorenom, robotike kao i proizvodnje, a u nastavku se označava kao jednosmerni frikcioni materijal. Nadalje se, prema gorepomenutom aspektu, može kontrolisati nekoliko aspekata jednosmernog frikcionog materijala, npr. konstrukcija pločastih struktura (tj. veličina, oblik, debljina, materijal), materijal poleđine (noseća tkanina) i/ili sklop pločastih struktura.

[0012] Pričvršćivanje tih struktura na tkaninu izvodi se pričvršćivanjem pločastih struktura na noseću tkaninu preko šavova, jer šavovi omogućavaju pričvršćivanje struktura na tkaninu koje nudi visoku stabilnost, uključuje nisku težinu i dodatno stvara male troškove.

[0013] Pločaste strukture se poželjno mogu naginjati na jednu stranu tako da su strukture pogodne za obezbeđivanje klizanja materijala preko površine u jednom smeru i obezbeđivanje prianjanja u odnosu na tu površinu u suprotnom smeru. Ukoliko se pločaste strukture mogu nagnuti samo na jednu stranu, moguće je da će samo u jednom smeru (smeru prianjanja) biti prisutna značajna frikcija između jednosmernog frikcionog materijala i površine podloge, npr. snega ili slično, to jest u smeru od strane pločastih struktura koja se može nagnuti ka strani pločastih struktura koja se ne može naginjati, koji odgovara smeru prianjanja. U tom smislu treba zapaziti da se pločaste strukture mogu izvesti tako da se strane svake od pločastih struktura usmerene u istom smeru konstruišu bilo kao nagibne ili nenagibne. Dakle, jedna strana pločastih struktura nizvodno od odgovarajuće konstrukcije u odnosu na smer klizanja može suštinski ravno ležati na radnoj površini tkanine, a suprotna strana pločastih struktura uzvodno od odgovarajuće konstrukcije u odnosu na smer klizanja može se podizati od radne površine tkanine.

[0014] Pločaste strukture se poželjno mogu rasporediti tako da se najmanje delimično međusobno preklapaju. Preklopni sklop pločastih struktura povećava mogući broj pločastih struktura koje se mogu prikačiti na noseću tkaninu i time povećava broj dodirnih tačaka sa površinom na koju treba prionuti, što obezbeđuje bolje prianjanje jednosmernog frikcionog materijala u smeru prianjanja.

[0015] S jedne strane, optimalna svojstva klizanja jednosmernog frikcionog materijala mogu se postići ukoliko je ugao između radne površine tkanine i pločastih struktura između 0° i 20°, poželjno između 0° i 10°, kada se frikciona sila ispoljava na strukture u smeru klizanja. Takav ugao između radne površine tkanine i pločastih struktura omogućava klizanje materijala preko površine podloge, na primer snega, ili obratno omogućava klizanje površine predmeta preko materijala sa minimumom otpora frikcije.

[0016] S druge strane, optimalna svojstva prianjanja jednosmernog frikcionog materijala mogu se postići ukoliko je ugao između radne površine tkanine i pločastih struktura između 5° i 60°, poželjno između 30° i 45°, kada se frikciona sila ispoljava na strukture u smeru prianjanja. Takav ugao između radne površine tkanine i pločastih struktura obezbeđuje maksimum otpora frikcije između materijala i površine podloge na koju treba prionuti, na primer snega, ili površine predmeta kog treba transportovati, ako se jednosmerni frikcioni materijal koristi kao, na primer, transportna traka ili slično.

[0017] U odgovarajućem načinu ostvarivanja, pločaste strukture mogu biti diskovi sa prečnikom između 3 mm i 100 mm, poželjno između 3 mm i 15 mm. Ispostavilo se da prečnici te veličine uključuju najbolji odnos između stabilnosti i svojstava prianjanja pošto diskovi premalog prečnika ne sadejstvuju dovoljno duboko sa površinom na koju trebaju prionuti, dok su diskovi prevelikog prečnika skloni tome da se lako lome, kada su male debljine pogodne za lagane konstrukcije, kao na primer pogodne za klizni sloj skije, i stoga ne nude dovoljnu stabilnost. U slučaju kliznog sloja skije, maksimalna širina pločastih struktura može biti jednaka ili manja od širine kliznog sloja skije.

[0018] U daljem načinu ostvarivanja, pločaste strukture mogu biti izrađene sa otvorom tako da na primer nit, konac, žica ili drugo sredstvo za pričvršćivanje može proći kroz takav otvor za pričvršćivanje struktura za tkaninu.

[0019] U poželjnom načinu ostvarivanja, pločaste strukture mogu se izrađivati od krutog materijala, naročito od polimera, metala ili laminata od kombinacija polimera. Prema tome, od posebnog interesa je npr. za turno skijanje, polietilen, naročito polietilen velike gustine. Međutim, mogu se zamisliti i drugi materijali koji obezbeđuju dovoljno veliku krutost.

[0020] Noseća tkanina poželjno može biti izdužen element tako da je jednosmerni frikcioni materijal pogodan za mnogo različitih primena, npr. u industriji sportova ili sportova na otvorenom kao i u prenosu materijala.

[0021] Noseća tkanina se takođe može izrađivati od savitljivog materijala, naročito od tkanih, pletenih ili netkanih tkanina. Ovi materijali mogu biti sastavljeni od prirodnih, regenerisanih ili veštačkih vlakana i/ili fleksibilnih polimera kao što su gume ili njihova kombinacija.

[0022] U daljem poželjnom načinu ostvarivanja, noseća tkanina može biti pogodna za pričvršćivanje na noseći deo, naročito na kliznu površinu skije. Na taj način, noseća tkanina može obezbediti prianjanje samo u jednom smeru na bilo koji željeni deo, naročito na kliznu površinu skije.

[0023] Poželjna veza sa takvim nosećim delom ili skijom može se ostvariti ukoliko noseća tkanina obuhvata, naspram radne površine, lepljivu spojnu površinu pomoću koje je noseća tkanina pogodna za pričvršćivanje na noseći deo, naročito na skiju.

[0024] Nadalje je moguće da materijal može biti klizni sloj skije pošto upotreba jednosmernog frikcionog materijala kao kliznog sloja skije iziskuje mnoge prednosti poželjne u oblasti turno skijanja, gde što veća frikcija u jednom smeru i što manja u suprotnom smeru olakšava hodanje na turno skijama i podržava turno skijaša u bilo kom nagibu.

[0025] Prema daljem aspektu ovog pronalaska, gorepomenuti predmet postiže se pomoću većeg broja pločastih struktura prema patentnom zahtevu 14.

[0026] U poređenju sa upotrebom somotnih struktura, na primer, upotreba sklopa većeg broja pločastih struktura prikačenih za noseću tkaninu povećava razliku između faza klizanja i prianjanja materijala. Drugim rečima, može se povećati razlika u ponašanju frikcione sile između kretanja materijala unapred i unazad. Naročito će otpor frikcije koji deluje na materijal, posebno na pločaste strukture, biti manji u smeru klizanja, a veći u smeru prianjanja u poređenju sa savremenim rešenjima. Dakle, smanjivanje frikcije tokom klizanja materijala (kretanja unapred) u smeru klizanja omogućava efikasniju kretnju unapred, a povećanje frikcije tokom prianjanja materijala u smeru prianjanja obezbeđuje bolje prianjanje materijala tako da se može obezbediti takozvana jednosmerna frikcija, to jest što veća frikcija u jednom smeru (smeru prianjanja) i što manja u suprotnom smeru (smeru klizanja).

[0027] Sada će kao primer biti opisan poželjni način ostvarivanja ovog pronalaska uz pozivanje na pridružene crteže, na kojima

fig.1 predstavlja delimični bočni izgled materijala za obezbeđivanje jednosmerne frikcije prema načinu ostvarivanja ovog pronalaska, koji je prikačen na površinu skije;

fig.2 prikazuje veći broj pločastih struktura materijala u pogledu odozdo u dve različite konfiguracije; i

fig.3 prikazuje jednu od većeg broja pločastih struktura materijala u pogledu odozdo u dve različite konfiguracije.

[0028] Fig.1 prikazuje deo jednosmernog frikcionog materijala 10 prema načinu ostvarivanja ovog pronalaska, koji je prikačen na kliznu površinu 2 skije 1. Na primer, materijal 10 se može prikačiti na kliznu površinu 2 skije 1 pomoću lepljivih sredstava.

[0029] Materijal 10 obuhvata noseću tkaninu 12 sa spojnom površinom 14 pomoću koje se materijal pričvršćuje na kliznu površinu 2 skije 1 i radnu površinu 16 naspram spojne površine 14 kao i pločaste strukture 18 (u opisanom načinu ostvarivanja, diskove 18) prikačene na noseću tkaninu 12. Tu noseću tkaninu 12 može činiti bilo koji tkani, pleteni ili netkani materijal. Kao što je gore pomenuto, u ovde opisanom poželjnom načinu ostvarivanja pločaste strukture 18 su kruti diskovi 18 sa prečnikom od 3 mm do 15 mm, pri čemu su izrađeni sa otvorima 20 (vidi fig.2 i 3) izvedenim suštinski u sredini svakog diska 18. Ti su diskovi 18 postavljeni na tkaninu 12 tako da leže suštinski ravno na radnoj površini 16 tkanine 12 kada se frikciona sila ispoljava na diskove 18 u smeru A klizanja suštinski paralelnom sa radnom površinom 16 tkanine 12, a podižu se od radne površine 16 tkanine 12 na jednu stranu kada se frikciona sila ispoljava na diskove 18 u smeru B prianjanja suštinski suprotnom smeru A klizanja.

[0030] Stanje materijala 10 prikazano na fig.1 jeste stanje tokom faze prianjanja kada se frikciona sila ispoljava na diskove 18 u smeru B prianjanja, pri čemu je ugao između radne površine 16 tkanine 12 i diskova 18 otprilike 45°. U prikazanom načinu ostvarivanja, diskovi 18 su pomoću tehnike ušivanja pričvršćeni na radnu površinu 16 tkanine 12 niću 22.

[0031] Fig.2 i 3 prikazuju veći broj pločastih struktura 18 ili diskova 18 materijala 10 i jednu od pločastih struktura ili diskova 18 materijala 10, tim redom, u pogledu odozdo u različitim konfiguracijama.

[0032] Kao što je prikazano na fig.2, veći broj diskova 18 prikačen je na tkaninu 12 tehnikom ušivanja u preklopnom dizajnu tako da struktura prianja na površinu u jednom smeru, dok u suprotnom klizi preko nje. Šav 22 može se izvesti bilo ručno ili mašinom za vez, a ugao šavne niti 22 i napetost šava kontrolišu koliko će se svaki disk 18 podići tokom faze prianjanja jednosmernog frikcionog materijala 10 (frikcija se ispoljava u smeru B prianjanja). Stoga, poželjni ugao šava može biti veći od 20° i manji od 180°.

[0033] Osim toga, fig.2 i 3 prikazuju kako različiti aspekti konstrukcije mogu menjati svojstva frikcije jednosmernog frikcionog materijala 10.

[0034] Fig.3 naročito naglašava konstrukcioni aspekt različitih uglova šavne niti 22 pomoću koje se diskovi 18 prišivaju za tkaninu 12. Nit 22 se može provući kroz otvor 20 svakog od diskova 18, a sa druge strane otvora 20 prišiti za tkaninu 12, čime se stvara ugao između dva kraja niti 22 na suprotnim stranama otvora 20 svakog diska 18. Širi ugao šavne niti 22 prouzrokuje manji ugao između radne površine 16 tkanine 12 i pločastih struktura ili diskova 18, čime se ograničava podizanje na jednom kraju pločastih struktura ili diskova 18. Ukoliko je ugao šavne niti 22 manji, ugao između radne površine 16 tkanine 12 i pločastih struktura ili diskova 18 je širi, čime se kraj svakog diska 18 koji se podiže može više podići od radne površine 16 tkanine 12.

[0035] Time se nadalje može kontrolisati preklopnom konstrukcijom većeg broja diskova 18 prikazane na fig.2 kao i konstrukcijom same ploče ili diska, tako da jedna ploča ili disk 18 može ometati kretanje njemu susednih ploča ili diskova 18 ili obratno pokrenuti njihovo kretanje.

[0036] Dakle, kao što je gore opisano, može se kontrolisati nekoliko aspekata jednosmernog frikcionog materijala 10, npr. konstrukcija ploča ili diskova 18 (tj. veličina, oblik, debljina, materijal), šav 22 (tj. materijal, napetost, ugao u i iz ploče ili diska 18, grubost), materijal poleđine (tkanina 12) i sklop ploča ili diskova 18.

[0037] Treba primetiti da ovaj pronalazak nije ograničen na gorepomenute primerne načine ostvarivanja. Pločaste strukture 18 naročito mogu imati bilo koji oblik pogodan za suštinski ravno ležanje

Claims (14)

1. na radnoj površini 16 tkanine 12 kada se frikciona sila ispoljava u smeru A klizanja i za podizanje od radne površine 16 tkanine 12 na jednu stranu kada se frikciona sila ispoljava u smeru B prianjanja suštinski suprotnom smeru A klizanja i za obezbeđivanje male frikcije u smeru kretanja (smeru A klizanja) i prianjanja u suprotnom smeru (smeru B prianjanja). Pored toga, pričvršćivanje pločastih struktura 18 na tkaninu 12 nije ograničeno na tehnike ušivanja ili slično, a upotreba materijala 10 nije ograničena na primenu kao klizni sloj skije pošto su zamislive i primene u oblastima robotike i/ili proizvodnje.

   Patentni zahtevi

   1. Materijal (10) za obezbeđivanje jednosmerne frikcije, naročito kliznog sloja skije, koji obuhvata:

   noseću tkaninu (12); i

   pločaste strukture (18) prikačene na noseću tkaninu (12);

   pri čemu su pločaste strukture (18) postavljene na tkaninu (12) tako da suštinski ravno leže na radnoj površini (16) tkanine (12) kada se frikciona sila ispoljava na strukture (18) u smeru (A) klizanja suštinski paralelnom sa radnom površinom (16) tkanine (12), a podižu se od radne površine (16) tkanine (12) na jednu stranu kada se frikciona sila ispoljava na strukture (18) u smeru (B) prianjanja suštinski suprotnom smeru (A) klizanja,

   naznačen time, što

   su pločaste strukture (18) preko šavova (22) prikačene na noseću tkaninu (12).
2. 2. Materijal (10) prema zahtevu 1, naznačen time, što se pločaste strukture (18) mogu nagnuti na jednu stranu tako da su strukture (18) pogodne za obezbeđivanje klizanja materijala (10) preko površine u jednom smeru i obezbeđivanje prianjanja u odnosu na tu površinu u suprotnom smeru.
3. 3. Materijal (10) prema zahtevu 1 ili 2, naznačen time, što su pločaste strukture (18) raspoređene tako da se najmanje delimično međusobno preklapaju.
4. 4. Materijal (10) prema bilo kom od prethodnih zahteva,

   naznačen time, što je ugao između radne površine (16) tkanine (12) i pločastih struktura (18) između 0° i 20°, poželjno između 0° i 10°, kada se frikciona sila ispoljava na strukture (18) u smeru (A) klizanja.
5. 5. Materijal (10) prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time, što je ugao između radne površine (16) tkanine (12) i pločastih struktura (18) između 5° i 60°, poželjno između 30° i 45°, kada se frikciona sila ispoljava na strukture (18) u smeru (B) prianjanja.
6. 6. Materijal (10) prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time, što su pločaste strukture (18) diskovi (18) sa prečnikom između 3 mm i 100 mm, poželjno između 3 mm i 15 mm.
7. 7. Materijal (10) prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time, što su pločaste strukture (18) izrađene sa otvorom (20).
8. 8. Materijal (10) prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time, što su pločaste strukture (18) izrađene od krutog materijala, naročito od polimera, metala ili laminata od kombinacija polimera.
9. 9. Materijal (10) prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time, što je noseća tkanina (12) izdužen element.
10. 10. Materijal (10) prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time, što je noseća tkanina (12) izrađena od savitljivog materijala, naročito od tkanih, pletenih ili netkanih tkanina.
11. 11. Materijal (10) prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time, što je noseća tkanina (12) pogodna za pričvršćivanje na noseći deo (1), naročito na kliznu površinu (2) skije (1).
12. 12. Materijal (10) prema bilo kom od prethodnih zahteva, naznačen time, što noseća tkanina (12) obuhvata, naspram radne površine (16), lepljivu spojnu površinu (14) pomoću koje noseća tkanina (12) postaje pogodna za pričvršćivanje na noseći deo (1), naročito na skiju (1).
13. 13. Materijal (10) prema bilo kom od prethodnih zahteva,

    naznačen time, što je materijal (10) klizni sloj skije.
14. 14. Upotreba većeg broja pločastih struktura (18) prikačenih na noseću tkaninu (12) za obezbeđivanje jednosmerne frikcije, naročito za klizni sloj skije,

    pri čemu su pločaste strukture (18) postavljene na tkaninu (12) tako da suštinski ravno leže na radnoj površini (16) tkanine (12) kada se frikciona sila ispoljava na strukture (18) u smeru (A) klizanja suštinski paralelnom sa radnom površinom (16) tkanine (12), a podižu se od radne površine (16) tkanine (12) na jednu stranu kada se frikciona sila ispoljava na strukture (18) u smeru (B) prianjanja suštinski suprotnom smeru (A) klizanja,

    naznačena time, što

    su pločaste strukture (18) preko šavova (22) prikačene na noseću tkaninu (12).