WO1991002571A1 - Aus mehreren schichten bestehender ski oder snowboard - Google Patents

Aus mehreren schichten bestehender ski oder snowboard Download PDF

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    • A63C5/04—Structure of the surface thereof
    • A63C5/056—Materials for the running sole

Definitions

  • Multi-layer ski or snowboard are Multi-layer ski or snowboard.
  • the invention relates to a cross-section of ski or snowboard; it affects 5 both Aipin cross-country and any type of special ski, e.g. B. a jump ski.
  • Boundary layer wave that arises when turbulence begins and dampens it. This suppresses those dangerous harbingers of turbulence.
  • the skin which is only around 1.5 mm thick, is optimally designed for this special task. It consists of a 0.5 mm thick, foldable membrane and an underlying 1 mm thick, elastically deformable damping layer, which consists of 80% water. This water can flow in the finest channels parallel to the surface. Underneath is the approximately 6 mm thick inner skin, which consists of very strong and tough tissue. Vibrations in the boundary layer are transferred to the damping layer via the soft outer skin, where the water flows through the narrow channels in the event of deformation other areas must flow. The tiny channel diameters slow down the inner flow of water in this layer and dampen the vibrations, similar to a car shock absorber. These are all passive processes that take place automatically under the current conditions and are not nervously influenced by the dolphin. "
  • the invention is based on the finding that processes similar to those of the dolphin moving in the water also take place in skiing. This is because a film of water forms on the tread of the ski, which is subject to turbulence and thus exerts a braking effect on the ski.
  • the formation of such turbulence can now be suppressed in a manner analogous to that of the dolphin if, in the case of a multi-layer ski or snowboard whose bottom layer forming the outsole covering is laterally delimited by the steel edges, according to the invention in order to maintain a laminar flow around the ski during an elastic insert simulating the flow-dampening skin of a dolphin is inserted between the outsole covering and the layered ski or snowboard body, thereby compensating for turbulence arising from the meltwater during the run on the outsole covering.
  • damping layers do not fulfill the task and solution on which the invention is based, which consists in a technical simulation of the dolphin skin to improve the flow behavior between the ski body and the base (snow).
  • the tread covering corresponds to the outer skin of the dolphin, the tension belt to the inner skin.
  • an elastic insert made of rubber or elastomer material, which can either be solid, perforated or profiled.
  • the chambers or channels formed can be filled with a compressible medium (gas or liquid); they are expediently designed in such a way that they are interconnected.
  • An elastic insert made of foam rubber or cellular rubber has proven to be particularly advantageous, two types of rubber which are built up in a cell-like manner like a sponge.
  • Foam rubber is primarily thought of as a product commercially available under the designation NR, while cell rubber is considered as a product commercially available under the designation NRB.
  • the Shore hardness A of this elastic insert should advantageously have a value between 10 and 90, preferably 35.
  • the elastic insert When using the proposed materials for the elastic insert, they can have a thickness of 0.5 to 3 mm, preferably between 1.5 and 2 mm. They are inserted, preferably glued, between the wide legs of the steel edge profiles. So that these strengths are practicable, it is further recommended that the layered ski or snowboard body on the side of the pull or lower flange of the ski or snowboard has a groove running in the longitudinal direction of the ski, into which the elastic insert is inserted or glued.
  • Such a tread structure can be provided in any length, up to a maximum of the entire ski length.
  • the elastic insert made of solid material z. B. from If there is foam rubber or cellular rubber, the flow turbulence occurring on the outsole covering is damped by displacing the air inclusions in the elastic insert (foam or cellular rubber) in the same way as the displacement of the water particles in the damping layer of the dolphin skin.
  • the elastic insert can also be designed as a hollow chamber profile, the cavities of which are preferably connected to one another.
  • the elastic insert can have a corrugated cross-sectional profile with cavities in the longitudinal direction of the ski; in this case too, the cavities are preferably interconnected.
  • the elastic insert can have a single-sided or double-sided nub cross-sectional profile, which can be regarded as particularly advantageous in terms of saving weight.
  • 1 is a cross section through a ski profile with a simple rubber insert made of solid material
  • FIG. 2 shows a cross section through a ski profile with an elastic insert designed as a hollow chamber
  • 3 is a ski profile with a corrugated design of the elastic insert
  • 4 is a ski profile with a nub-like design of the elastic insert
  • FIG. 6 shows a ski profile with a groove running in the longitudinal direction of the ski in the layered ski body.
  • Ski body with l the pressure belt with 2, the tension belt with 3, the steel edges with 4 and the outsole covering with 5.
  • a rubber insert 7 is located between the tension belt 3 and the steel edges 4.
  • An elastic insert 6 is now inserted, preferably glued, between the outsole covering 5 and the tension belt 3, which in the embodiment according to FIG. 1 consists of foam or cellular rubber, which expediently has a Shore hardness between 10 and 90, preferably 35.
  • This elastic insert has a thickness between 0.5 and 3 mm, preferably between 1.5 and 2 mm.
  • the elastic insert 6 is designed as a hollow chamber profile
  • Hollow chambers are designated by 8. They are closed at their ends, but have connections between them.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which the elastic insert 6 is designed as a corrugated profile. In this case too, the cavities of the corrugated profile are interconnected.
  • 4 shows an embodiment in which the damping layer has knobs on one side, so that there are cavities 9 between the individual knobs. These knobs can also be arranged on both sides.
  • FIG. 5 shows an embodiment in which the elastic insert 6 is perforated.
  • the punched holes are labeled 10.
  • the ski body 1 is provided with a groove 11 running in the longitudinal direction of the ski, into which the lower flange 3 and then the elastic insert 6 is inserted. It can be glued in or just inserted.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen aus mehreren Schichten bestehenden Ski oder Snowboard, dessen unterste, den Laufsohlenbelag bildende Schicht seitlich von den Stahlkanten begrenzt wird. Nach der Erfinung ist zwecks Aufrechterhaltung einer laminaren Umströmung des Ski während des Laufes zwischen dem Laufsohlenbelag (5) und dem geschichteten Ski-oder Snowboardkörper (1, 2, 3) eine der strömungsdämpfenden Haut eines Delphin nachgebildete und entsprechend dimensionierte elastische Einlage (6) eingefügt, wodurch während des Laufes am Laufsohlenbelag (5) auftretende, im wesentlichen vom Schmelzwasser herrührende Turbulenzen kompensiert werden.

Description

Aus mehreren Schichten bestehender Ski oder Snowboard.
Die Erfindung betrifft einen im Querschnitt aus mehreren Schichten bestehenden Ski oder Snowboard; sie betrifft 5 sowohl Aipin-Langlauf- sowie jede Art eines Spezialski, z. B. einen Sprungski.
Bei beiden Skiarten ebenso wie bei Snowboards besteht das Bestreben, diese Skier schneller zu machen, d. h. ihren 10 Reibungswiderstand herabzusetzen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird auf Beispiele der Natur, im vorliegenden Fall auf den Delphin, zurückgegriffen. Es ist bekannt, daß Delphine erstaunlich hohe 15 Fortbewegungsgeschwindigkeiten erreichen, welche nicht durch die vorhandene Muskelleistung zu erklären sind. Dazu ist in dem Buch "Natur als Konstrukteur" von Klaus Wunderlich und Wolfgang Gloede, Edition Verlag Leipzig, 1977, auf Seite 54 wörtlich folgendes ausgeführt: "Tatsächlich ist es nun so, daß nicht die spezifische Muskelleistung (beim Delphin) abnorm hoch liegt, sondern daß der Strömungswiderstand durch natürliche "Vorrichtungen" auf etwa ein Zehntel des für den Delphinkörper theoretisch berechneten Wertes reduziert wird. Damit ist der Delphin der Technik weit voraus. In der Sprache der Strömungslehre ist ein geringer Strömungswiderstand gleichbedeutend mit voll laminarer Umströmung eines Gegenstandes - Strömung ohne Wirbelbildung in der Grenzschicht und hinter dem Körper.
Solange die Strömung laminar bleibt, wächst der Widerstand proportional zur Geschwindigkeit. Beim Einsetzen von Turbulenzen erhöht sich der Widerstand sprunghaft und steigt dann mit dem Quadrat der Geschwindigkeit."
Und weiter heißt es auf der gleichen Seite:
"Der Oberhaut, an der sich die entscheidenden Strömungsvorgänge (beim Delphin) abspielen, fällt die wichtigste Rolle zu. Sie schwingt mit der
Grenzschichtwelle, die bei beginnender Turbulenz entsteht und dämpft sie. Dadurch werden jene gefährlichen Vorboten der Turbulenz unterdrückt. Für diese ihre Spezialaufgabe ist die nur rund 1,5 mm dicke Oberhaut bestens ausgebildet. Sie besteht aus einer 0,5 mm starken, faltbaren Membran und einer darunter liegenden 1 mm dicken elastisch verformbaren Dämpfungsschicht, die zu 80 % aus Wasser besteht. In feinsten Kanälchen kann dieses Wasser parallel zur Oberfläche strömen. Darunter liegt die etwa 6 mm starke Innenhaut, die aus sehr festem und zähem Gewebe besteht. Schwingungen in der Grenzschicht werden über die weiche Außenhaut auf die Dämpfungsschicht übertragen, wo bei Deformation das Wasser durch die engen Kanälchen in andere Bereiche strömen muß. Die winzigen Kanaldurchmesser bremsen das innere Strömen des Wassers in dieser Schicht und dämpfen so die Schwingungen, ähnlich wie in einem Autostoßdämpfer. Dies alles sind passive Vorgänge, die bei den entsprechenden Strömungsverhältnissen automatisch ablaufen und vom Delphin nervös nicht beeinflußt werden."
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß sich auch beim Skilaufen ähnliche Vorgänge abspielen wie bei dem im Wasser sich fortbewegenden Delphin. An der Lauffläche des Skis bildet sich nämlich beim Laufen ebenfalls ein Wasserfilm, der der Turbulenzbildung unterliegt und damit eine Bremswirkung auf den Ski ausübt. Die Bildung solcher Turbulenzen kann nun in einer dem Delphin analogen Weise unterdrückt werden, wenn bei einem aus mehreren Schichten bestehenden Ski oder Snowboard, dessen unterste den Laufsohlenbelag bildende Schicht seitlich von den Stahlkanten begrenzt wird, gemäß der Erfindung zwecks Aufrechterhaltung einer laminaren Umströmung des Ski während des Laufes zwischen dem Laufsohlenbelag und dem geschichteten Ski- oder Snowboardkörper eine der strömungsdämpfenden Haut eines Delphins nachgebildete elastische Einlage eingefügt wird, wodurch während des Laufes am Laufsohlenbelag auftretende, im wesentlichen vom Schmelzwasser herrührende Turbulenzen kompensiert werden.
Versuche mit einem solchermaßen aufgebauten Skiprofil haben die Richtigkeit der oben aufgestellten Hypothese bestätigt. Skier mit einer solchen Dämpfungsschicht waren erheblich schneller als vergleichbare andere Skier. Elastische Einlagen sind zwar im Skibau bekannt. So verwendet man beispielsweise elastische Einlagen zur Verbesserung der Klebefugen der aus mehreren Stücken bestehenden Stahlkanten zur Eliminierung der Bewegungen zwischen diesen Gliederkanten und Laufflächenbelag (DE-OS 18 11 071) , ferner zur Schwingungsdämpfung eines Ski bei elastischer Lagerung von Materialien mit hohem Elastizitätsmodul (DE-PS 24 34 423) , sowie zur Optimierung von Steighilfen bei Langlauf- und Tourenski (DE-OS 37 23 974) .
Aus DE-OS 32 16 654 ist ferner bekannt, unterhalb der Skibindung zum Abfangen von Stößen eine Dämpfungsplatte einzubauen und schließlich ist aus DE-OS 29 41 436 die Einlage einer gummiartigen Schicht zwischen Obergurt und Untergurt eines Ski bekannt, in welche in Skilängsrichtung verlaufende verdrillte Faserbündel großer Zugfestigkeit eingebettet sind. Damit will man einerseits eine Erhöhung des Dämpfungsvermögens, andererseits eine höhere Steifigkeit des Ski erreichen. Durch die Anordnung von Fasern in verseilten Bündeln wird das Dämpfungsvermögen des Skiaufbaus verbessert, weil die spiralförmigen Fasern in den verseilten Bündeln Energie aufnehmen.
Abgesehen von den diesem Stand der Technik zugrunde liegenden anderen Aufgabenstellungen erfüllen diese bekannten Dämpfungsschichten nicht die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe und Lösung, welche zur Verbesserung des Strömungsverhaltens zwischen dem Skikörper und der Unterlage (Schnee) in einer technischen Nachbildung der Delphinhaut besteht. Dabei entspricht der Laufflächenbelag der Außenhaut des Delphins, der Zuggurt der inneren Haut. Dazwischen liegt eine elastische Einlage aus Gummi oder Elastomerwerkstoff, die entweder als Vollmaterial, gelocht oder profiliert ausgebildet sein kann. Die dabei gebildeten Kammern oder Kanäle können mit einem komprimierbaren Medium (Gas oder FlüssigkeitJgefüllt sein; sie sind zweckmäßig so ausgebildet, daß sie untereinander verbunden sind.
Als besonders vorteilhaft hat sich eine elastische Einlage aus Moosgummi oder Zellgummi erwiesen, zwei Gummiarten, welche zellartig ähnlich einem Schwamm, aufgebaut sind.
Dabei wird bei Moosgummi in erster Linie an ein unter der Bezeichnung NR im Handel erhältliches Erzeugnis, bei Zellgummi an ein im Handel unter der Bezeichnung NRB erhältliches Erzeugnis gedacht. Die Shore-Härte A dieser elastischen Einlage soll zweckmäßig einen Wert zwischen 10 und 90, vorzugsweise 35, aufweisen.
Bei Verwendung der vorgeschlagenen Materialien für die elastische Einlage können diese eine Stärke von 0,5 bis 3 mm, vorzugsweise zwischen 1,5 und 2 mm aufweisen. Sie werden zwischen die breiten Schenkel der Stahlkantenprofile eingelegt, vorzugsweise eingeklebt. Damit diese Stärken praktikabel sind, empfiehlt es sich weiterhin, daß der geschichtete Ski- oder Snowboardkörper an der Seite des Zug- oder Untergurtes des Skis oder Snowboards eine in Skilängsrichtung verlaufende Nut aufweist, in welche die elastische Ei-tfnlage eingelegt oder eingeklebt wird.
Ein solcher Laufflächenaufbau kann in beliebiger Länge, bis maximal zur gesamten Skilänge, vorgesehen werden.
Sofern die elastische Einlage aus Vollmaterial z. B. aus Moosgummi oder Zellgummi, besteht, erfolgt die Dämpfung von an dem Laufsohlenbelag auftretenden Strömungsturbu¬ lenzen durch Verdrängung der Lufteinschlüsse in der elastischen Einlage (Moos- oder Zellgummi) in gleicher Weise wie die Verdrängung der Wasserpartikel in der Dämpfungsschicht der Delphinhaut.
Die elastische Einlage kann auch als Hohlkammerprofil ausgebildet sein, wobei deren Hohlräume vorzugsweise untereinander verbunden sind.
Weiterhin kann die elastische Einlage ein gewelltes Querschnittsprofil mit Hohlräumen in Skilängsrichtung aufweisen; auch in diesem Fall sind die Hohlräume vorzugsweise untereinander verbunden.
Schließlich kann die elastische Einlage ein ein- oder beidseitiges Noppen-Querschnittsprofil aufweisen, was hinsichtlich Gewichtsersparnis als besonders vorteilhaft anzusehen ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 ein Querschnitt durch ein Skiprofil mit einer einfachen Gummieinlage aus Vollmaterial,
Fig. 2 ein Querschnitt durch ein Skiprofil mit einer als Hohlkammer ausgebildeten elastischen Einlage,
Fig. 3 ein Skiprofil mit gewellter Ausbildung der elastischen Einlage, Fig. 4 ein Skiprofil mit noppenartiger Ausbildung der elastischen Einlage,
Fig. 5 ein Skiprofil mit einer gelochten elastischen Einlage,
Fig. 6 ein Skiprofil mit einer in Skilängsrichtung verlaufenden Nut im geschichteten Skikörper.
In allen Ausführungsbeispielen sind der Kern des
Skikörpers mit l, der Druckgurt mit 2, der Zuggurt mit 3, die Stahlkanten mit 4 und der Laufsohlenbelag mit 5 bezeichnet. Zwischen Zuggurt 3 und Stahlkanten 4 befindet sich eine Gummieinlage 7.
Zwischen dem Laufsohlenbelag 5 und dem Zuggurt 3 ist nun eine elastische Einlage 6 eingefügt, vorzugsweise eingeklebt, welche in der Ausführungsform nach Fig. 1 aus Moos- oder Zellgummi besteht, welches zweckmäßig eine Shore-Härte zwischen 10 und 90, vorzugsweise 35 aufweist. Diese elastische Einlage weist eine Stärke zwischen 0,5 bis 3 mm, vorzugsweise zwischen 1,5 und 2 mm auf.
In der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die elastische Einlage 6 als Hohlkammerprofil ausgebildet, die
Hohlkammern sind mit 8 bezeichnet. Sie sind an ihren Enden geschlossen, weisen aber untereinander Verbindungen auf.
In Fig. 3 ist eine Ausführungsform gezeichnet, in welcher die elastische Einlage 6 als gewelltes Profil ausgebildet ist. Auch in diesem Fall sind die Hohlräume des gewellten Profils untereinander verbunden. In Fig. 4 ist eine Ausführungsform gezeichnet, bei der die Dämpfungsschicht einseitig Noppen aufweist, so daß zwischen den einzelnen Noppen Hohlräume 9 bestehen. Diese Noppen können auch beidseitig angeordnet werden.
Die in den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 2, 3 und 4 in der elastischen Einlage vorhandenen Hohlräume, welche normalerweise mit Luft gefüllt sind, können auch mit einer komprimierbaren Flüssigkeit gefüllt sein.
In Fig. 5 ist schließlich eine Ausführungsform dargestellt, bei der die elastische Einlage 6 gelocht ist. Die gestanzten Löcher sind mit 10 bezeichnet.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist der Skikörper 1 mit einer in Skilängsrichtung verlaufenden Nut 11 versehen, in welche zunächst der Untergurt 3 und daran anschließend die elastische Einlage 6 eingesetzt ist. Sie kann eingeklebt oder auch nur eingelegt sein.
Mit einer elastischen Einlage nach der Erfindung wird der gleiche Effekt erreicht, der anhand der Delphinhaut eingangs beschrieben ist. Damit werden Turbulenzen an der Unterseite des in der Regel aus Polyäthylen bestehenden Laufsohlenbelages weitgehend vermieden und der Ski kann schneller gefahren werden.

Claims

Patentansprüche.
1. Aus mehreren Schichten bestehender Ski oder Snowboard, dessen unterste, den Laufsohlenbelag bildende Schicht seitlich von den Stahlkanten begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Aufreσhterhaltung einer laminaren Umströmung des Ski während des Laufes zwischen dem Laufsohlenbelag (5) und dem geschichteten Ski- oder Snowboardkörper (1, 2, 3) eine der strömungsdämpfenden Haut eines Delphins nachgebildete und entsprechend dimensionierte elastische Einlage (6) eingefügt ist, wodurch während des Laufes am Laufsohlenbelag (5) auftretende, im wesentlichen vo , Schmelzwasser herrührende Turbulenzen kompensiert werden.
2. Ski oder Snowboard nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Einlage (6) aus Moosgummi oder Zellgummi besteht.
3. Ski oder Snowboard nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Einlage (6) eine Stärke von 0,5 bis 3 mm, vorzugsweise 1,5 bis 2 mm aufweist.
4. Ski oder Snowboard nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Einlage (6) eine Shore-Härte A zwischen 10 und 90, vorzugsweise 35 aufweist. t
5. Ski oder Snowboard nach Anspruch 1 bis^dadurch gekennzeichnet, daß der geschichtete Ski- oder Snowboardkörper (1) an der Seite des Zug- oder Untergurtes (3) eine in Skilängsrichtung verlaufende Nut (11) aufweist, in welche die elastische Einlage (6) eingelegt oder eingeklebt ist.
6. Ski oder Snowboard nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Einlage (6) als Hohlkammerprofil ausgebildet ist, deren Hohlräume (8) vorzugsweise untereinander verbunden sind.
7. Ski oder Snowboard nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Einlage (6) ein gewelltes Querschnittsprofil mit Hohlräumen in Skilängsrichtung aufweist (Fig. 3) , wobei diese Hohlräume vorzugsweise untereinander verbunden sind.
8. Ski oder Snowboard nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Einlage 63) ein ein- oder beidseitiges Noppen-Querschnittsprofil aufweist (Fig. 4) .
9. Ski nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlräume der elastischen Einlage (6) mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, gefüllt sind.
10. Ski nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Einlage (6) gelocht ist. (Fig. 5)
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