DE102024116950B3

DE102024116950B3 - Dämpfungselement zur Schwingungsbeeinflussung von sich längs einer langgestreckten Komponente ausbildenden Transversalschwingungen

Info

Publication number: DE102024116950B3
Application number: DE102024116950.8A
Authority: DE
Inventors: gleich Patentinhaber Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: WATSCHINGER, GERHARD, DR., AT
Priority date: 2024-06-17
Filing date: 2024-06-17
Publication date: 2025-10-02
Anticipated expiration: 2044-06-18

Abstract

Beschrieben wird ein Dämpfungselement zur Schwingungsbeeinflussung von sich längs einer langgestreckten Komponente ausbildenden Transversalschwingungen mit einem längs der Komponente fest verbundenen oder verbindbaren, plattenförmigen Längsgurt sowie einem zick-zack- oder wellenförmigen Flächenlängsprofil, das mit dem plattenartigen Längsgurt über quer zur Längserstreckung der Komponente orientierten Kontaktbereichen fest gefügt und ansonsten von diesem beabstandet ist.Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen wenigstens zwei Kontaktbereichen jeweils ein an den plattenartigen Längsgurt gefügtes und diesen lokal überragendes Abstandselement angeordnet ist, das ein dem Längsgurt ab- und dem Flächenlängsprofil zugewandtes sowie gegenüber dem Flächenlängsprofil lose gelagertes Elementende aufweist.

Description

Technisches Gebiet
Beschrieben wird ein Dämpfungselement zur Schwingungsbeeinflussung von sich längs einer langgestreckten Komponente ausbildenden Transversalschwingungen mit einem längs der Komponente fest verbundenen oder verbindbaren, plattenförmigen Längsgurt sowie einem zick-zack- oder wellenförmigen Flächenlängsprofil, das mit dem plattenartigen Längsgurt über quer zur Längserstreckung der Komponente orientierten Kontaktbereichen fest gefügt und ansonsten von diesem beabstandet ist.
Stand der Technik
Gattungsgemäße Dämpfungselemente zur Schwingungsbeeinflussung von sich längs einer langgestreckten Komponente ausbildenden Transversalschwingungen sind von zentraler Bedeutung für deren mechanische Belastbarkeit, Langlebigkeit und vor allem für deren Funktion, insbesondere bei sich auf die Komponenten einwirkenden dynamisch ändernden Belastungen.
Als langgestreckte Komponenten im Sinne der nachfolgenden Beschreibung werden grundsätzlich alle technischen Strukturen verstanden, die über eine Längs- und Quererstreckung verfügen, von denen die Längserstreckung signifikant größer als deren Quererstreckung ist, wie dies beispielsweise bei folgenden bekannten Strukturen der Fall ist: Strebe einer Tragwerksstruktur im Allgemeinen oder Strebe einer Tragwerkstruktur im Besonderen aus dem Hochbaubereich, dem Sportgerätebereich, dem Schiffs-, Flugzeug- und Kfz-Bau sowie aus dem Raumfahrtbereich.
Streben in Form von Hohlstreben oder aus Vollmaterial gefertigte Streben, Stäbe, Stangen oder Längsprofilstrukturen weisen eine Material- und Strukturinhärente Biegesteifigkeit quer zu deren Längserstreckung auf, die die grundsätzliche Ausbildung sowie das Maß von Transversalschwingungen längs der langgestreckten Komponente bei äußeren Krafteinwirkung wesentlich bestimmt.
Ohne Einschränkung auf die Vielzahl möglicher Ausgestaltungsformen wird im Weiteren ein bekanntes Prinzip der Schwingungsdämpfung an einem Ski als Beispiel für eine langgestreckte Komponente erläutert.
Neben der Torsionssteifigkeit eines Skis, d.h. Verwindungsneigung um die Skilängsachse, beeinflusst die Biegesteifigkeit im Wesentlichen die Fahreigenschaften eines Skis in Bezug auf Gleiteigenschaften, Laufruhe, Anpassungsmöglichkeiten an Bodenwellen etc.. Aus diesem Grund liegt ein Hauptaspekt bei der Skikonstruktion in der Ausbildung des Skikerns, der in verschiedenster Art ausgebildet sein kann, so auch in Form eines als Fachwerkstruktur zwischen Ober- und Untergurt des Skis ausgebildeten und eingesetzten Verbundkörpers, vorzugsweise in Form von Zick-Zack - oder Wellenprofilen, siehe bspw. die Druckschrift CH 575 769 A5 .
Die bekannten Skikernausbildungen, sei es in Form durchgehender Vollkörper oder zwischen Ober- und Untergurt des Skis angeordneter Fachwerkstrukturen, die in einer Materialmatrix bspw. Polyurethan- oder Acrylharzschäumen eingebettet sind, weisen eine gegenseitige, nahezu lineare Abhängigkeit der Biege- und Torsionseigenschaften auf, so dass biegeweiche und torsionssteife bzw. biegefeste und torsionsweiche Ski nicht ohne weiteres realisierbar sind.
Die Druckschrift EP 0 073 009 B1 offenbart eine Skikerneinlage in Art eines aus mindestens einem plattenförmigen Längsgurt und einem zick-zack- oder wellenförmigen Profil bestehenden Verbundkörper, bei dem das Profil und der Längsgurt unter quer zur Skilängsrichtung verlaufenden Linienberührungen fest miteinander verbunden sind und das Profil in ein elastisches Füllmaterial eingebettet ist. Auf diese Weise lässt sich einerseits durch die Ausgestaltung des Profil-Längsgurt-Verbundes die Torsionssteifigkeit und andererseits durch die Wahl des Längsgurtes sowie der Eigenschaften des Füllmaterials die Biegesteifigkeit innerhalb großer Bereiche unabhängig voneinander beeinflussen, wodurch das Schwingungsverhalten des Skis, insbesondere durch die einstellbare Biegefestigkeit beeinflussbar ist.
Die Druckschrift DE 22 54 279 C2 offenbart einen Fachwerkträger mit einem Ober- und Untergurt, die über parallel zueinander orientierte Gurtstäbe verbunden sind, zwischen denen schräg verlaufende Querstreben, jeweils mit V-förmigen Querschnitt angeordnet sind.
Die Druckschrift AT 282 154 B beschreibt einen Fachwerksträger mit parallelen Gurten und zwischenangeordneten Diagonalstreben, die Dreiecke einschliessen.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dämpfungselement zur Schwingungsbeeinflussung von sich längs einer langgestreckten Komponente ausbildenden Transversalschwingungen mit einem längs der Komponente fest verbundenen oder verbindbaren, plattenförmigen Längsgurt sowie einem zick-zack- oder wellenförmigen Flächenlängsprofil, das mit dem plattenartigen Längsgurt über quer zur Längserstreckung der Komponente orientierten Kontaktbereichen fest gefügt und ansonsten von diesem beabstandet ist, derart zu weiterzubilden, so dass die Bandbreite an Einstellmöglichkeiten für die Biegeelastizität der langgestreckten Komponente signifikant erweitert wird ohne dabei durch die zu ergreifende Maßnahme das Gesamtgewicht sowie die Einfachheit der konstruktiven Ausgestaltung des Dämpfungselementes negativ zu beeinflussen.
Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Den Erfindungsgedanken in vorteilhafter Weise weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der weiteren Beschreibung unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.
Das lösungsgemäße Dämpfungselement zur Schwingungsbeeinflussung von sich längs einer langgestreckten Komponente ausbildenden Transversalschwingungen mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen wenigstens zwei Kontaktbereichen jeweils ein an den plattenartigen Längsgurt gefügtes und diesen lokal überragendes Abstandselement angeordnet ist, das ein dem Längsgurt ab- und dem Flächenlängsprofil zugewandtes sowie gegenüber dem Flächenlängsprofil lose gelagertes Elementende aufweist.
Das den plattenartigen Längsgurt lokal überragende Abstandselement dient als mechanisches Schwingungsbegrenzungselement, das eine Durchbiegung des mit der langgestreckten Komponente verbundenen, plattenartigen Längsgurtes unterbindet, sobald das lose gelagerte Elementende des Abstandselement mit dem wellenförmig geformten Flächenlängsprofil in Kontakt kommt. Ein Anstoßen bzw. ein In-Kontakt-Treten des Elementendes des Abstandselementes an das zick-zack- oder wellenförmig geformten Flächenlängsprofil erfolgt, wenn der plattenartige Längsgurt eine zu Seiten des Abstandselementes orientierte konkave elastische Verformung erfährt. Dabei wölbt sich der plattenartige Längsgurt jeweils zwischen zwei Kontaktbereichen in Richtung des zick-zack- oder wellenförmig geformten Flächenlängsprofils, das sich seinerseits durch die feste Fügung an den Kontaktbereichen mit dem Längsgurt dem Längsgurt annähert. Je nach Ausbildung des Abstandselementes in Bezug auf seine Flächensteifigkeit wird bei In Kontakt treten eine weitere Verformung bzw. Durchbiegung des plattenartigen Längsgurtes abrupt oder in abdämpfender Form unterbunden.
Wird der mit der langgestreckten Komponente verbundene, plattenartige Längsgurt hingegen in einer zum vorstehenden Fall entgegengesetzten Orientierung durchbogen, d.h. der plattenartige Längsgurt erfährt eine zu Seiten des Abstandselementes orientierte konvexe elastische Verformung, so beeinflusst bzw. begrenzt das Abstandselement sowie auch das zick-zack- oder wellenförmig geformte Flächenlängsprofil den Verformungsvorgang nicht oder nicht wesentlich.
Erfährt oder Unterliegt eine mit dem lösungsgemäßen Dämpfungselement versehene langgestreckte Komponente Transversalschwingungen, deren Schwingungsebene orthogonal zum plattenartigen Längsgurt orientiert ist, so vermag das Dämpfungselement die Transversalschwingungen im Wege einer Schwingungsbegrenzung in einer Schwingungsrichtung zu dämpfen, wohingegen eine Schwingungsbedingte Durchbiegung oder Verformung der langgestreckten Komponente in der entgegengesetzten Schwingungsrichtung nahezu unbeeinflusst bleibt.
Ohne Einschränkung technischer Anwendungen des lösungsgemäßen Dämpfungselementes zur Schwingungsbeeinflussung sei auf die Integration in einen Alpinski o.ä. verwiesen, bei dem sich der plattenartige Längsgurt samt des zick-zack- oder wellenförmig geformten Flächenlängsprofils und dem wenigstens einen Abstandselementes längs des Kernbereiches des Ski derart erstreckt, so dass der plattenartige Längsgurt parallel zu und zwischen dem Ober- und Untergurt des Skis angeordnet ist, wobei das zick-zack- oder wellenförmig geformte Flächenlängsprofil mit der dem Obergurt des Skis zugewandten Oberseite des plattenartigen Längsgurtes über die Kontaktbereiche verbunden ist. Das lösungsgemäße Dämpfungselement ermöglicht zum einen, dass sich der Ski ungehindert, bspw. bei Durchfahren von Mulden, konvex verformen kann, doch dämpft bzw. unterbindet das lösungsgemäße Dämpfungselement zum anderen entgegengesetzt orientierte SkiVerformungen, die ansonsten zu dem bekannten und die Skifahreigenschaften nachteilig beeinflussenden „Flattern“ führen. Neben dem genannten Alpinski lässt sich das lösungsgemäße Dämpfungselement ebenso in Touren-, Langlauf- oder Sprungski integrieren.
Selbstverständlich lässt sich das lösungsgemäße Dämpfungselement überall dort einsetzen, wo sich in langgestreckten Komponenten Transversalschwingungen ausbilden, die es gezielt zu beeinflussen bzw. zu dämpfen gilt. Neben dem bereits erläuterten Einsatz in Ski ist es möglich das Dämpfungselement längs Streben jedweder Art zu integrieren oder zu applizieren, bspw. in Streben einer Tragwerksstruktur aus dem Hochbaubereich, dem Sportgerätebereich, dem Schiffs-, Flugzeug- und Kfz-Bau sowie dem Raumfahrtbereich.
Die Dämpfungseigenschaften des lösungsgemäßen Dämpfungselementes lassen sich mit einer oder einer Kombination der nachfolgenden Maßnahmen und Ausgestaltungsformen optimieren:

Die Anordnung und Ausbildung des wenigstens einen Abstandselementes sind vorzugsweise derart gewählt, dass das Abstandselement eine den plattenförmigen Längsgurt orthogonal überragende Erstreckung besitzt, die in einem nicht verformten Zustand des Dämpfungselementes einem zwischen den zwei Kontaktbereichen maximalen lichten Abstand zwischen dem Flächenlängsprofil und dem Längsgurt entspricht. Vorzugsweise ist das Abstandselement mittig zwischen beiden Kontaktbereichen, vorzugsweise fest, an den Längsgurt gefügt. Im Falle eines zickzack-förmigen Flächenlängsprofils liegt das Elementende des Abstandselementes unmittelbar einem Knick im Flächenlängsprofil und im Falle eines wellenförmig geformten Flächenlängsprofils jeweils dem Ort eines lokalen Amplitudenmaximums gegenüber.

Das Abstandselement ist vorzugsweise als Flächenelement, bspw. rippenförmig ausgebildet, überragt den plattenförmigen Längsgurt in Richtung des zick-zack-förmigen oder wellenförmigen Flächenlängsprofils und verfügt vorzugsweise über ein linienartig ausgebildetes Elementende, das eine maximale Länge besitzt, die einer dem zick-zack- oder wellenförmigen Flächenlängsprofil quer zur Längserstreckung orientierten, zuordenbaren Breite entspricht. Auf diese Weise werden bei In-Kontakt-Treten des Abstandselementes mit dem zick-zack- oder wellenförmigen Flächenlängsprofil die im Wege der Schwingungs-Dämpfungswirkung auftretenden Abstützkräfte zwischen dem Abstandelement und dem Flächenprofil möglichst gleichmäßig verteilt übertragen.
Das wenigstens eine Abstandselement ist vorzugsweise flächensteif bzw. inelastisch ausgeführt, wodurch eine maximale unidirektionale Schwingungsbegrenzung erzielbar ist. Alternativ sind auch elastisch verformbare Abstandelemente einsetzbar, die über eine federartige Nachgiebigkeit bzw. Flächenelastizität verfügen, sodass die Schwingungsunterdrückung mit einer wählbaren Dämpfung möglich ist.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des lösungsgemäßen Dämpfungselementes sieht jeweils ein Abstandelement zwischen sämtlichen Kontaktbereichen zwischen dem zick-zack- oder wellenförmigen Flächenlängsprofil und dem plattenförmigen Längsgurt vor, wodurch sich die Dämpfungswirkung längs der gesamten Längserstreckung des plattenförmigen Längsgurtes zu entfalten vermag. Die einzelnen Abstandelemente können jeweils über gleiche oder unterschiedliche elastische Verformungseigenschaften verfügen. Auch ist es möglich die Formen und Größen der einzelnen Abstandelemente gleich oder unterschiedlich zu wählen. So lassen sich beispielsweise die Abstände zwischen den Elementenden der Abstandselemente und dem zick-zack- oder wellenförmigen Flächenlängsprofil im nicht verformten Zustand des lösungsgemäßen Dämpfungselementes gleich oder unterschiedlich wählen, durch unterschiedliche Flächengrößen der einzelnen Abstandselemente. Auf diese Weise lassen sich längs des lösungsgemäßen Dämpfungselementes unterschiedliche Dämpfungswirkungen erzeugen, die zu unterschiedlichen Zeiten und Verformungsgraden längs des plattenförmigen Längsgurtes zu wirken einsetzen.
Eine weitere Möglichkeit längs des lösungsgemäßen Dämpfungselementes verteilt unterschiedliche Dämpfungswirkungen zu realisieren, besteht darin, dass das zickzack- oder wellenförmige Flächenlängsprofil in dessen Längserstreckung wenigstens zwei aneinandergrenzende Abschnitte aufweist, in denen sich eine der Zick-Zack- oder Wellen-Form zuordenbare Amplitude voneinander unterscheidet.
Vorzugsweise sind der plattenförmige Längsgurt und das zick-zack- oder wellenförmige Flächenlängsprofil sowie das wenigstens eine Abstandselement einstückig, d.h. monolithisch, ausgebildet. Nicht notwendigerweise muss das wenigstens eine Abstandselement jedoch fest am Längsgurt gefügt sein. Es sollten jedoch Maßnahmen ergriffen sein, dass das wenigstens eine Abstandselement dauerhaft und sicher am Ort zwischen dem plattenförmigen Längsgurt und dem zickzack- oder wellenförmigen Flächenlängsprofil zwischen zwei Kontaktebereichen verbleibt. Eine mögliche Maßnahme sieht das Verfüllen des von dem plattenförmigen Längsgurt und dem zick-zack- oder wellenförmigen Flächenlängsprofil jeweils beidseitig offen zur Längserstreckung des Längsgurtes begrenzten Hohlraum mit einem elastischen Füllmaterial vor, das das Abstandselement matrixförmig umschließt. Bei geeigneter Wahl kann das, vorzugsweise elastomere, Füllmaterial über zusätzliche, das lösungsgemäße Dämpfungselement in seiner Dämpfungswirkung unterstützende Dämpfungseigenschaften verfügen.
Um das lösungsgemäße Dämpfungselement hinsichtlich seiner Dämpfungseigenschaften möglichst robust, d.h. resilient gegenüber äußeren Einflüssen auszubilden und ferner mit möglichst guten Systemintegrationseigenschaften auszustatten sieht eine bevorzugte Ausbildungsform eine parallel zum plattenförmigen Längsgurt orientierte, flächenelastische Schicht vor, die jeweils über linienartige Kontaktbereiche abgewandt zum plattenförmigen Längsgurt an das zick-zack- oder wellenförmige Flächenlängsprofil gefügt ist.
Die zusätzliche flächenelastische Schicht soll die Verformungseigenschaften des lösungsgemäßen Dämpfungselementes nicht oder nur unwesentlich beeinträchtigen und dient in erste Linie der Abdeckung bzw. dem Schutz des zick-zack- oder wellenförmigen Flächenlängsprofils, insbesondere wenn das lösungsgemäße Dämpfungselement als integrale Komponente in eine Schwingungs-zu-dämpfende langgestreckte Komponente integriert wird.
Eine Weiterbildung eines mit der zusätzlichen, flächenelastischen Schicht versehenen lösungsgemäßen Dämpfungselementes sieht zwischen wenigstens zwei linienartigen Kontaktbereichen, an längs der der plattenförmige Längsgurt mit dem zick-zack- oder wellenförmigen Flächenlängsprofil verbunden ist, jeweils ein an der flächenelastischen Schicht gefügtes und diese lokal überragendes weiteres Abstandselement vor, das ein dem plattenförmigen Längsgurt zu- und der flächenelastischen Schicht abgewandtes sowie gegenüber dem Längsgurt lose gelagertes Elementende aufweist. Das wenigstens eine weitere, mit der flächenelastischen Schicht verbundene Abstandselement vermag eine zumindest begrenzt wirkende Dämpfungswirkung entfalten, die auch jene schwingungsbedingten Durchbiegungen bzw. Verformungen der mit dem lösungsgemäßen Dämpfungselement verbundenen langgestreckten Komponente zu beeinflussen vermag, die ansonsten nicht oder nicht wesentlich durch das lösungsgemäße Dämpfungselement beeinflusst werden.
Der plattenförmige Längsgurt sowie das zick-zack- oder wellenförmige Flächenlängsprofil sind vorzugsweise aus einem homogenen unstrukturierten Werkstoff gefertigt und verfügen über eine Form und Größe, die an die Schwingungs-zu-beeinflussende langgestreckte Komponenten angepasst sind. Der plattenförmige Längsgurt verfügt typischerweise über eine Länge, die gleich oder kleiner einer in Längserstreckung der Komponente orientierten Länge ist. Der plattenförmige Längsgurt ist vorzugsweise strangförmig ausgebildet und verfügt über einen rechteckförmigen Strangquerschnitt. Das zick-zack- oder wellenförmige Flächenlängsprofil ist bevorzugt bandförmig ausgebildet und verfügt über eine Profildicke, die vorzugsweise kleiner als die Dicke des Längsgurtes dimensioniert ist.
Alternativ können der plattenförmige Längsgurt und/oder das zick-zack- oder wellenförmige Flächenlängsprofil insbesondere aus Gewichts- und Ersparnisgründen gitterartig durchbrochen ausgebildet sein.
Das wenigstens eine Abstandselement ist vorzugweise als ein rippenartig über den plattenförmigen Längsgurt erhabenes Flächenelement ausgebildet, das über eine einheitliche Rippendicke verfügt. Gleichwohl kann das Abstandselement aus Stabilitätsgründen alternativ über eine in Richtung des Elementendes abnehmende Rippendicke verfügen, wodurch zum einen eine belastbare, vorzugsweise stoffliche Verbindung mit dem Längsgurt und zum anderen eine verbesserte Seitenstabilität des Abstandselementes verbunden sind.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen exemplarisch beschrieben. Es zeigen:

1a, b perspektivische Darstellung eines schematisiert ausgebildeten Dämpfungselementes mit a) wellenförmigem Flächenlängsprofil und b) zickzack-förmig ausgebildete Flächenlängsprofil,
2a, b, c Sequenzbilddarstellung zur Illustration der Funktionsweise des lösungsgemäß ausgebildeten Dämpfungselementes,
3 schematisiert dargestelltes Dämpfungselement mit bereichsweise unterschiedlich dimensioniertem zickzack-förmigen Flächenlängsprofil,
4 Darstellung einer Variation von unterschiedlich geformtem Abstandselement,
5 Ausführungsform mit einer parallel zum plattenförmigen Längsgurt flächenelastisch ausgebildeten Schicht, und
6a, b, c Ski mit einem lösungsgemäß ausgebildeten Dämpfungselement.

Wege zur Ausführung der Erfindung, gewerbliche Anwendbarkeit
1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen plattenförmigen Längsgurt 1, auf dessen Oberfläche 2 ein wellenförmig ausgebildetes Flächenlängsprofil 3 angeordnet ist. Das Flächenlängsprofil 3 ist fest über linienförmig ausgebildete Kontaktbereiche 4 mit dem plattenförmigen Längsgurt 1 verbunden. Vorzugsweise sind das wellenförmige Flächenlängsprofil 3 und der plattenförmige Längsgurt 1 aus dem gleichen Material gefertigt, beispielsweise Kunststoff oder Metall, wobei die Kontaktbereiche 4 jeweils stoffschlüssige bzw. monolithische Verbindungen darstellen.
Zwischen jeweils zwei Kontaktbereichen 4 ist ein Abstandselement 5 angeordnet, das nicht notwendigerweise jedoch vorzugsweise fest am plattenförmigen Längsgurt 1 befestigt ist und ein Elementende 6 besitzt, das lose gegenüber dem wellenförmigen Flächenlängsprofil 3 gelagert ist. Typischerweise sind die Höhe 7 des den plattenförmigen Längsgurt 1 überragenden Abstandselementes 5 und der maximale Abstand 8 des wellenförmigen Flächenlängsprofils 3 zum Elementende 6 derart bemessen, so dass gilt: Höhe 7 ≤ maximaler Abstand 8. Vorzugsweise gilt: Höhe 7 + a = maximaler Abstand 8, wobei a einem Abstandsmaß zwischen dem Elementende 6 und dem maximalen Abstand 8 des wellenförmigen Flächenlängsprofils 3 vom plattenförmigen Längsgurt 1 entspricht, wobei der plattenförmige Längsgurt 1 einen unverformten Zustand einnimmt. Das Abstandmaß a kann zwischen benachbart angeordneten Abstandelementen 5 längs des plattenförmigen Längsgurtes 1 variieren oder aber auch konstant gewählt sein.
Alternativ zur Ausbildung des wellenförmigen Flächenlängsprofils 3 sieht 1b die Ausbildung eines zickzack-förmig ausgebildeten Flächenlängsprofils 3' vor, wobei sämtliche übrigen Komponenten jener der in 1a beschriebenen Komponenten entsprechen, weshalb auf eine wiederholte Erläuterung der Komponenten mit den bereits eingeführten und erklärten Bezugszeichen verzichtet wird.
2 zeigt das dem lösungsgemäßen Dämpfungselement zugrunde liegende Wirkprinzip. 2a illustriert vergleichbar jener in 1b gezeigten Ausführungsform einen unverformten plattenförmigen Längsgurt 1, auf dessen Oberfläche 2 ein zickzack-förmig ausgebildetes Flächenlängsprofil 3' angeordnet ist. Zwischen jeweils zwei Kontaktbereichen 4 ist ein Abstandselement 5 mit einem vorgegebenen Abstand a zwischen dem Elementende 6 und dem Flächenlängsprofil 3' darstellt.
Im Falle einer durch Biegung des plattenförmigen Längsgurtes 1, wie in 2b ersichtlich, die zu einer konkaven Krümmung der Oberfläche 2 des plattenförmigen Längsgurtes 1 führt, nähert sich das Elementende 6 dem zickzack-förmigen Flächenlängsprofil 3' an und tritt mit diesem in Kontakt, wie in 2b dargestellt, wodurch eine weitere Durchbiegung des plattenförmigen Längsgurtes 1 mechanisch unterbunden wird.
Demgegenüber führt eine umgekehrt orientierte Verformung des plattenförmigen Längsgurtes 1, wie in 2c dargestellt, bei der die Oberfläche 2 des plattenförmigen Längsgurtes 1 eine konkave Krümmung einnimmt, dazu, dass der Abstand a zwischen dem Elementende 6 und dem zickzack-förmigen Flächenlängsprofil 3' zunimmt. Eine derartige Verformung des plattenförmigen Längsgurtes 1 wird durch die lösungsgemäße Vorkehrung, bestehend aus dem Abstandselement 5 und dem zickzack-förmig ausgebildeten Flächenlängsprofil 3', weder begrenzt noch beeinträchtigt.
Im Ergebnis führt das lösungsgemäß ausgebildete Dämpfungselement dazu, dass Transversalschwingungen des plattenförmigen Längsgurtes 1 orthogonal zu dessen Längserstreckung 9 sowie Flächenebene E, siehe 2a, in einer Schwingungsrichtung unterbunden bzw. stark gedämpft werden, siehe 2b, und in der dazu entgegengesetzt gerichteten Schwingungsrichtung unbeeinflusst bleiben, siehe 2c.
Basierend auf diesem Schwingungsbegrenzungs- bzw. Dämpfungs-Prinzip kann das lösungsgemäße Dämpfungselement in unterschiedlichen Ausführungsformen ausgeführt werden.
3 stellt einen plattenförmigen Längsgurt 1 dar, auf dessen Oberfläche 2 ein zickzack-förmig ausgebildetes Flächenlängsprofil 3' angeordnet ist, das über drei voneinander unterscheidbare Bereiche 10, 11 und 12 verfügt. In den Bereichen 10 und 12 sind die zickzack-förmig ausgebildeten Flächenlängsprofile 3' jeweils gleich dimensioniert ausgebildet und in ihrer maximalen Höhe 8 gegenüber dem plattenförmigen Längsgurt 1 kleiner ausgebildet als das zickzack-förmige Flächenlängsprofil im Bereich 11. Auf diese Weise können unterschiedliche Dämpfungswirkungen längs eines plattenförmigen Längsgurtes 1 erzielt werden. Selbstverständlich können die Bereiche 10, 11, 12 beliebig in Bezug auf deren Anzahl und Längen sowie in Bezug auf Amplituden und Anzahl der einzelnen Wellen- oder Zick-zack-Strukturen pro Bereich skaliert werden.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform zur Ausgestaltung eines lösungsgemäß ausgebildeten Dämpfungselementes mit einem wellenförmigen Flächenlängsprofil 3 sowie einen mit diesem über die Kontaktbereiche 4 verbundenen plattenförmigen Längsgurt 1. Die Abstandselemente 5 stellen rippenartige, über den plattenförmigen Längsgurt 1 erhabene Konturen dar, deren Rippenbreite r mit zunehmendem Abstand zum Längsgurt 1 abnehmen.
5 zeigt eine Ergänzung der in 1a dargestellten Ausführungsform mit einer zusätzlichen flächenelastischen Schicht 13, die parallel zum plattenförmigen Längsgurt 1 angeordnet und in Form und Größe identisch zum plattenförmigen Längsgurt 1 ausgebildet ist. Die flächenelastische Schicht 13 ist über linienartige Kontaktbereiche 4' abgewandt zum plattenförmigen Längsgurt 1 an das Flächenlängsprofil 3 gefügt. Die flächenelastische Schicht 13 dient in erster Linie zur mechanischen Abdeckung des wellenförmig oder zickzack-förmig ausgebildeten Flächenlängsprofils 3 sowie zur verbesserten Integrationsfähigkeit in eine Schwingungs-zu-dämpfende bzw. Schwingungs-zu-beeinflussende langgestreckte Komponente.
Ferner sieht das in 5 illustrierte Ausführungsbeispiel optional zwischen wenigstens zwei linienartigen Kontaktbereichen 4' der flächenelastischen Schicht 13 ein weiteres Abstandselement 5' vor, das mit der flächenelastischen Schicht 13 einseitig verbunden ist und das ein dem plattenförmigen Längsgurt 1 zugewandtes und gegenüber dem Längsgurt 1 lose gelagertes Elementende 6' aufweist.
In 6 ist ein Ski 14 dargestellt, in dessen Kernbereich ein lösungsgemäß ausgebildetes Dämpfungselement angeordnet ist, das einen plattenförmigen Längsgurt 1, ein zickzack-förmiges Flächenlängsprofil 3' sowie Abstandselemente 5 zur Schwingungsbegrenzung aufweist. Zur besseren Integrationsfähigkeit des lösungsgemäßen Dämpfungselementes ist zusätzlich eine flächenelastische Schicht 13 vorgesehen.
Das lösungsgemäße Dämpfungselement erlaubt Durchbiegungen des Skis 14 in der in 6b illustrierten Formgebung, wie sie beispielsweise beim Durchfahren von Mulden auftritt, verhindert jedoch entgegengesetzt orientierte Skiverformungen, wie in 6c illustriert, da hier, wie die Detaildarstellung zeigt, die Abstandselemente 5 am zick-zack-förmigen Flächenlängsprofil 3 anstoßen und einer weitere Durchbiegung des Skis 14 unterbinden.
Im Skibau stehen drei „Leistungskriterien“ im Vordergund, die da heißen: Biegesteifigkeit/ Härte, Torsionssteifigkeit/ Kantengriff sowie Schwingungsabsorption/ Laufruhe. Diese drei Leistungskriterien können durch die vorliegende konstruktive Erfindung größtenteils unabhängig voneinander, je nach sportlichem Verwendungszweck, feindosiert eingestellt und realisiert werden.
Die vorstehenden Ausführungsbeispiele können in beliebiger Weise miteinander kombiniert ausgeführt werden und stellen für sich genommen keine, den Erfindungsgedanken beschränkende Ausführungsbeispiele dar.
Bezugszeichenliste

1: plattenförmiger Längsgurt
2: Oberfläche des Längsgurtes
3: Wellenförmiges Flächenlängsprofil
3': zickzack-förmiges Flächenlängsprofil
4: Kontaktbereiche
4': Kontaktbereiche
5: Abstandselement
5': weiteres Abstandselement
6: Elementende
7: Höhe des Abstandselementes
8: Maximaler Abstand zwischen dem Flächenlängsprofil und dem Längsgurt
9: Längserstreckung
10,11,12: Bereiche
13: flächenelastische Schicht
14: Ski
E: Flächenebene

Claims

Dämpfungselement zur Schwingungsbeeinflussung von sich längs einer langgestreckten Komponente ausbildenden Transversalschwingungen mit einem längs der Komponente fest verbundenen oder verbindbaren, plattenförmigen Längsgurt (1) sowie einem zick-zack- oder wellenförmigen Flächenlängsprofil (3, 3'), das mit dem plattenartigen Längsgurt (1) über quer zur Längserstreckung (9) der Komponente orientierten Kontaktbereichen (4, 4') fest gefügt und ansonsten von diesem beabstandet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen wenigstens zwei Kontaktbereichen (4, 4') jeweils ein an den plattenartigen Längsgurt (1) gefügtes und diesen lokal überragendes Abstandselement (5) angeordnet ist, das ein dem Längsgurt (1) ab- und dem Flächenlängsprofil (3, 3') zugewandtes sowie gegenüber dem Flächenlängsprofil (3, 3') lose gelagertes Elementende (6) aufweist.
Dämpfungselement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandselement (5) eine den Längsgurt (1) orthogonal überragende Erstreckung besitzt, die einem zwischen den zwei Kontaktbereichen (4, 4') maximalen lichten Abstand zwischen dem Flächenlängsprofil (3, 3') und dem Längsgurt (1) entspricht.
Dämpfungselement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandselement (5) inelastisch ist.
Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Elementende (6) des Abstandselementes (5) linienartig ausgebildet ist und eine maximale Länge besitzt, die einer dem zick-zack- oder wellenförmigen Flächenlängsprofil (3, 3') quer zur Längserstreckung (9) orientierten, zuordenbaren Breite entspricht.
Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zick-zack- oder wellenförmige Flächenlängsprofil (3, 3') in dessen Längserstreckung (9) wenigstens zwei aneinandergrenzende Abschnitte aufweist, in denen sich eine der Zick-Zack- oder Wellen-Form zuordenbare Amplitude voneinander unterscheidet.
Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstandselement (5) fest an den Längsgurt (1) gefügt ist.
Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der plattenförmige Längsgurt (1) und das zick-zack- oder wellenförmige Flächenlängsprofil (3, 3') einstückig ausgebildet sind.
Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der plattenförmige Längsgurt (1), das zick-zack- oder wellenförmige Flächenlängsprofil (3, 3') sowie das zwischen den wenigstens zwei Kontaktbereichen (4, 4') angeordnete Abstandselement (5) einstückig ausgebildet sind.
Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der plattenförmige Längsgurt (1), das zick-zack- oder wellenförmige Flächenlängsprofil (3, 3') sowie das zwischen den wenigstens zwei Kontaktbereichen (4, 4') angeordnete Abstandselement (5) jeweils beidseitig quer zur Längserstreckung (9) offene Hohlräume begrenzen, die mit einem elastischen Füllmaterial gefüllt sind.
Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der plattenförmige Längsgurt (1) über eine Länge verfügt, die gleich oder kleiner einer in Längserstreckung (9) der Komponente orientierten Länge ist.
Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine parallel zum plattenförmigen Längsgurt (1) orientierte, flächenelastische Schicht (13) jeweils über linienartige Kontaktbereiche (4, 4') abgewandt zum plattenförmigen Längsgurt (1) an das zick-zack- oder wellenförmige Flächenlängsprofil (3, 3') gefügt ist.
Dämpfungselement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen wenigstens zwei linienartigen Kontaktbereichen (4) jeweils ein an der flächenelastischen Schicht (13) gefügtes und diese lokal überragendes weiteres Abstandselement (5') angeordnet ist, das ein dem Längsgurt (1) zu- und der flächenelastischen Schicht (13) abgewandtes sowie gegenüber dem Längsgurt (1) lose gelagertes Elementende (6) aufweist.
Dämpfungselement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der plattenförmige Längsgurt (1) sowie das zickzack- oder wellenförmige Flächenlängsprofil (3, 3') aus einem homogenen unstrukturierten Werkstoff gefertigt oder gitterartig durchbrochen ausgebildet sind.
Verwendung des Dämpfungselementes nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Schwingungsdämpfung von sich längs einer langgestreckten Komponente ausbildenden Transversalschwingungen, wobei die Komponente eine der nachfolgenden Komponenten darstellt: Ski (14), Strebe einer Tragwerksstruktur aus dem Hochbaubereich, dem Sportgerätebereich, dem Schiffs-, Flugzeug- und Kfz-Bau sowie dem Raumfahrtbereich.
Ski (14) mit einem Dämpfungselement zur Schwingungsbeeinflussung von sich längs des Skis ausbildenden Transversalschwingungen mit einem längs des Skis (14) fest verbundenen oder verbindbaren, plattenförmigen Längsgurt (1) sowie einem zick-zack- oder wellenförmigen Flächenlängsprofil (3, 3'), das mit dem plattenartigen Längsgurt (1) über quer zur Längserstreckung (9) der Komponente orientierten Kontaktbereiche fest gefügt und ansonsten von diesem beabstandet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen wenigstens zwei Kontaktbereichen jeweils ein an den plattenartigen Längsgurt (1) gefügtes und diesen lokal überragendes Abstandselement (5) angeordnet ist, das ein dem Längsgurt (1) ab- und dem Flächenlängsprofil (3, 3') zugewandtes sowie gegenüber dem Flächenlängsprofil (3, 3') lose gelagertes Elementende (6) aufweist.
Ski (14) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement durch ein Merkmal nach einem der Ansprüche 2 bis 12 weitergebildet ist.
Ski (14) nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Ski (14) ein Alpin-, Touren-, Langlauf- oder Sprungski ist.