Technisches Gebiet

Die Erfindung bezieht sich auf Wasserski mit einem schwimmfähigen Skikörper dem neben einer Bindung ein Fahrantrieb zugeordnet ist, der eine Drehantriebseinheit mit einem Drehantrieb und einen damit antreibbaren Schraubenantrieb umfasst und mit einer Steuereinrichtung zur Vorgabe einer Antriebsleistung.

Stand der Technik

Derartige motorisierte Wasserskier, mit denen ohne Zugboot oder Wasserskilift auf Gewässern gefahren werden kann, sind beispielsweise aus der US 3646905 A, der US 31 13550 A und der EP 0169818 A1 bekannt. Die aus der EP 0169818 A1 bekannte Vorrichtung umfasst Wasserskier mit einem Propellerantrieb, wobei der Antrieb von einem in einem Rucksack angeordneten Motor her erfolgt, der über eine biegsame Welle mit der Propellerwelle antriebsverbunden ist. Bei Wasserskiern, die schwimmfähig sind, ist es üblich, dass das Wasserskiheck bei in einer Sitzposition befindlichem, mit einer Schwimmweste ausgestatteten Skifahrer unter Wasser absinkt, wohingegen die schaufelförmigen Skispitzen über die Wasseroberfläche vorragen. Betätigt der Skifahrer die Steuerung, dreht der Drehantrieb den Schraubentrieb, eine Schiffsschraube oder einen Jetantrieb hoch und beschleunigt die Skier. In Folge des mit zunehmender Geschwindigkeit zunehmenden Auftriebs der Wasserskier schwimmen diese auf die

Wasseroberfläche auf, bis sie in eine Gleitphase kommen, wonach der Skifahrer seine Fahrposition mit aufrechtem Oberkörper und leicht angewinkelten Knien einnehmen kann.

Eine surfbrettartige Vorrichtung mit Antrieb offenbart die DE 29919545 U1. Die US 3646905 A kommt von der Konstruktion her einem Katamaran mit zwischen den Rümpfen angeordnetem Außenbordmotor gleich. Bei der US 31 13550 A ist es vorgesehen Wasser unter den Skiern anzusaugen, über Leitungen einem Rucksack zuzuführen und das Wasser für den Vortrieb rucksackrückseitig auszustoßen.

Wesentlicher Nachteil der Rucksacklösungen ist, dass dieser die Bewegungsfreiheit während der Fahrt erheblich einschränkt. Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Wasserski der eingangs

geschilderten Art zu schaffen, welche die Bewegungsfreiheit des Skifahrers nicht einschränken und die mit einer intelligenten, gefährliche Fahrzustände

entschärfenden Steuerung ausgestattet sind. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Wasserskier eines Wasserskipaares je eine Drehantriebseinheit mit je wenigstens einem

Antriebssensor, einen zugeordneten Energiespeicher und eine

Kommunikationseinrichtung umfassen, welche die Drehantriebe beider Wasserskier in Abhängigkeit von Antriebssensordaten und von Vorgabedaten der

Steuereinrichtung abgleicht.

Damit werden Wasserskier geschaffen, welche die Bewegungsfreiheit des

Skifahrers nicht einschränken. Die beiden Wasserskier sind jeweils mit einem vorzugsweise Elektro- oder aber auch Verbrennungsmotor, einem Propeller- oder Jetantrieb und allen für den Antrieb erforderlichen Komponenten ausgestattet. Um gefährliche Fahrzustände zu vermeiden, gleichen die

Kommunikationseinrichtungen, die eine Schnittstelle zwischen der

Steuereinrichtung und den Drehantriebseinheiten darstellen, die Drehantriebe beider Wasserskier in Abhängigkeit von Antriebssensordaten und von Vorgabedaten der Steuereinrichtung ab. Der Antriebssensor kann beispielsweise ein Drehzahlsensor, ein Drehmomentsensor zur Feststellung der Antriebsleistung bzw. ein Kraftsensor zur Messung des Antriebsschubes der Drehantriebseinheit od. dgl. sein. Die Geschwindigkeit kann mit einer als Handgriff ausgestalteten

Steuereinrichtung vorgegeben werden, die beispielsweise drahtlos über ein

Funknetzwerk mit den Kommunikationseinrichtungen der beiden Skier verbunden ist. Um voll funktionsfähige und nicht bewegungseinschränkende motorisierte Wasserskier bereitstellen zu können, benötigt es ein intelligentes

Kommunikationssystem, mit dessen Hilfe die beiden Drehantriebseinheiten miteinander kommunizieren können, um ein sicheres und stabiles Fahren zu ermöglichen. Dadurch wird das Unfallrisiko minimiert, da die motorisierten

Wasserskier kontrollierte Bewegungen machen und unkontrollierbare Fahrzustände unterbunden werden können.

Um vorteilhafte, besonders kompakte und möglichst ungefährliche

Antriebsverhältnisse zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass die Drehantriebseinheit ein Jetantrieb ist, dessen Auslassdüse im Bereich des Wasserskiendes im Bereich einer Wasserlinie angeordnet ist. Die Auslassdüse des Jetantriebs kann um wenigstens eine Achse schwenkbar an einem Jetantriebskörper gelagert sein, um die Wasserskier gegebenenfalls entsprechend des Fahrkönnens des Skifahrers trimmen zu können. Diese Einstellung kann fest vorgenommen werden. Soll ein nachjustieren im Betrieb möglich sein, kann die Auslassdüse des Jetantriebs mit einem in Abhängigkeit von Vorgabedaten der Steuereinrichtung stellbaren Stelltrieb um wenigstens eine Achse schwenkbar an einem Jetantriebskörper gelagert sein.

Die Wasserskier können zur Erkennung der Wasserskilage am Wasser mit einem wenigstens einen Neigungswinkel um die Wasserskilängsachse messenden Sensor ausgestattet sein.

In Frage kommende Sensoren zur Erkennung der Wasserskilage am Wasser sind beispielsweise Inertial Sensoren, Beschleunigungssensoren, Gyrosensoren, Neigungs - oder auch Winkelsensoren u. dgl. Will der Wasserskifahrer zum Beispiel eine Linkskurve fahren, lehnt er sich nach links und fährt er nach links. Wird nun von den Sensoren beider Skier erkannt, dass ein gewisser Kippwinkel nach links durch den Skiläufer vorgegeben wird, so kann beispielsweise der rechte Ski gegenüber dem linken Ski beschleunigt werden, um die Kurvenfahrt zu erleichtern. Mit einem Beschleunigungssensor kann zudem erkannt werden, mit welcher Geschwindigkeit eine Bewegung gemacht wird, sprich es wird erkannt ob beispielsweise enge Kurvenmanöver gefahren werden möchten, wie es bei den Sportarten Surfen bzw. Wasserskifahren üblich ist. Fahrtrichtungsänderungen können auch durch eine entsprechende Ansteuerung der Auslassdüse mit dem zugeordneten Stelltrieb vorgenommen bzw. unterstützt werden.

Die beiden Skier kommunizieren über die Kommunikationseinrichtungen ständig miteinander, dies geschieht vorzugsweise drahtlos, beispielsweise über eine Bluetoothverbindung.

In den Wasserskiern können zudem diverse Sensoren verbaut sein, um zum

Beispiel einen Wassereintritt in einen der Ski oder nicht geplante

Temperaturveränderungen, Drehzahlveränderungen und andere Veränderungen des Motors erfassen zu können und so die Skier ständig kontrollieren zu können um für den Skifahrer gefährliche Fahrzustände zu vermeiden. Durch die Kommunikation der Skier wird sofort erkannt, falls Daten der beiden Skier voneinander abweichen und kann als Konsequenz gegebenenfalls ein Eingriff erfolgen oder ein Notbetrieb eingeleitet werden. Wird beispielsweise die Drehzahl oder Temperatur eines Skis zu hoch, kann unter anderem die Drehzahl beider Skier automatisch auf ein

entsprechend gleiches und niedrigeres Niveau gedrosselt werden. Mit weiteren Sicherheitssensoren, wie zum Beispiel einem Wasserkontaktsensor, kann bestimmt werden ob ein Ski während der Fahrt Wasserkontakt hat oder nicht und kann die Drehzahl der Skier bzw. eines Skis automatisch angepasst werden.

Eine weitere Sicherheitsmaßnahme ist die Verwendung von Notausschaltern, für den Fall eines Sturzes. Dazu kann in der Bindung ein Kontaktsensor vorgesehen sein, oder eine körperfeste Manschette über eine Reißleine mit dem Wasserski verbunden sein. Kommt der Fahrer zu Sturz, löst sich die Reißleine von den Skiern und der Drehantrieb wird sofort abgestellt.

Ebenso können die Wasserskier zur Erkennung der gegenseitigen Position am Wasser mit einem Positionssensor ausgestattet sein. Verändert sich der Abstand zwischen beiden Skiern, seitlich bzw. in Folge eines Längsversatzes, soll dies insbesondere erkannt und gegebenenfalls durch entsprechende Steuerung des Antriebsschubes, bzw. der Auslassdüse korrigiert werden. Es gibt mehrere

Möglichkeiten für derartige Positionssensoren, z.B. Gyrosensoren die

Positionsveränderungen wahrnehmen, die entsprechend wieder ausgeglichen werden können. Zudem kann man die Skier auch mit DGPS Sensoren ausstatten, um entsprechende gegenseitige Positionsänderungen auszukorrigieren. Ebenso sind Lösungen mit starken Magneten, Kameralösungen, Echolot u. dgl. denkbar. Mithilfe eines beispielsweise der Bindung, insbesondere der Bindungsbodenplatte, zugeordneten Kraft- und/oder Drucksensors kann beispielsweise erfasst werden, wenn der Wasserskiläufer Druck nach links, rechts, hinten oder vorne ausübt.

Sprich, gerät der Wasserskiläufer während der Fahrt zum Beispiel durch

Wellengang in sturzgefährdende Positionen, wird dies über die Sensordaten erkannt und kann entsprechend gegengesteuert werden. Möchte der Fahrer den linken Ski etwas weiter nach hinten verlagern, beispielsweise um eine Kurvenfahrt einzuleiten, so drückt er den Ski nach hinten und dies wird vom Sensor erkannt und somit wird der linke Ski langsamer als der rechte, bis der Sensor wieder den normalen

Lastkollektiv hat. Die Bewegung wird also unterstützt. Dasselbe Prinzip funktioniert auch mit Geschwindigkeitssensoren. Wird beispielsweise der linke Ski langsamer, erkennt der Sensor, dass der Fahrer den Ski bremst, also den Ski weiter nach hinten bekommen möchte. Diese Bewegung wird solange unterstützt, indem der jeweilige Ski langsamer wird, bis die Geschwindigkeit wieder dieselbe wie die des anderen ist.

Für Fahranfänger, bzw. zum Erlernen des Gerätes kann es von Vorteil sein, wenn die Wasserskier mit einer Kopplungsvorrichtung mechanisch verbindbar sind. Die Drehantriebe beider Wasserskier wären dann vorzugsweise starr zu koppeln bzw. zu synchronisieren. Mittels der mechanischen Kopplungseinrichtung können die Wasserskier gegebenenfalls zu einer Art Monoski bzw. Surfboard verbunden werden. Mit einer mechanischen Kopplungsvorrichtung können die Skier einfach verbunden und auch wieder gelöst werden. Insbesondere das Lösen kann entweder über einen Schalter mittels der Fernsteuerung oder gegebenenfalls manuell erfolgen. Damit kann beispielsweise ein losfahren aus dem Wasser erleichtert werden. Wenn die Skier verbunden sind ist es wesentlich leichter sich über den Skiern zu positionieren und mit den Füßen in die Bindung zu schlüpfen bevor die Kopplungsvorrichtung vor oder nach einem Losfahren gelöst wird.

Für ein besonderes Fahrerlebnis können die Wasserskier mit einem Hydrofoil ausgestattet sein, wobei die Drehantriebseinheiten vorzugsweise im Bereich der Tragflächen der Hydrofoils angeordnet sind.

Es empfiehlt sich die Kommunikationseinrichtung zum Auslesen von Daten drahtlos mit einer Rechnereinheit koppelbar auszugestalten. Damit kann eine

Programmierung, beispielsweise eine Auswahl eines Betriebsmodus, jederzeit von außen vorgenommen werden.

Außerdem kann dem Wasserskipaar ein Skistockpaar zugeordnet sein, wobei die Skistöcke am den Griffstücken abgewandten Ende mit Schwimmern ausgestattet sind und wobei wenigstens einer der beiden Skistöcke mit einer Betätigung zur Bedienung der Steuereinrichtung ausgestattet ist.

Es besteht die Möglichkeit für jeden der beiden Wasserskier eine eigene

Steuereinrichtung, eine in der linken und eine in der rechten Hand, zu haben. So kann man die Geschwindigkeit des linken Skis mit der Steuereinrichtung in der linken Hand steuern und den rechten Ski mit der in der rechten Hand liegenden Steuereinrichtung. Dadurch wird das Fahren von Kurven besonders erleichtert. Da man die Geschwindigkeit beider Skier nicht exakt gleich treffen kann, gibt es die Möglichkeit mit einem Knopf, an einer der beiden Fernsteuerungen, beide Skier gleichzeitig anzusteuern. Die Kommunikationseinrichtung vermeidet ungültige, insbesondere gefährliche Fahrzustände. Möchte der Fahrer nun, dass zum Beispiel einer der motorisierten Wasserskier schneller als der anderen fährt, so kann er die Drehzahl eines einzelnen nur um einen bestimmten Prozentsatz der aktuellen Drehzahl erhöhen. Durch eine programmierte Sperre wird ein versehentliches zu schnelles Fahren eines Skis, also das Auseinanderdriften der Skier, verhindert.

Grundsätzlich ist der Körper der motorisierten Wasserskier aus leichtem Material gebaut wie zum Beispiel Carbon oder Kunststoff u.a. Zudem können die Skier aus einem aufblasbaren Körper bestehen, in dem die Antriebstechnologie mit all ihren Komponenten integriert ist. Ein wesentlicher Vorteil dieser Bauweise ist, dass wenig Stauraum benötigt wird.

Es gibt zwei Varianten der Bauweise, eine davon ist die motorisierten Wasserski so auszulegen, dass der Fahrer auch wenn er nicht in Fahrt ist, auf der

Wasseroberfläche schwimmt. Die Skier können also sein Körpergewicht tragen. Die zweite Variante ist, dass die motorisierten Wasserski das Gewicht des Fahrers nicht tragen können, solange er nicht mit einer gewissen Geschwindigkeit unterwegs ist. Erst wenn die Wasserskier mit entsprechender Geschwindigkeit über das Wasser bewegt werden, wird die notwendige Auftriebskraft erreicht, um den Fahrer aus dem Wasser zu heben. Um die Stabilität bzw. die Auflagefläche der Wasserskier mit wenigen Flandgriffen verbessern zu können, um das Fahren für Kinder oder

Fahranfänger zu erleichtern, wird vorgeschlagen, einen eigenen aufblasbaren Körper, eine Art Schwimmreifen, vorzusehen, der den jeweiligen Wasserski umfänglich einfasst, bzw. in den der Wasserski einsetzbar ist.

Um die Sicherheit der Wasserskier zu erhöhen, kann der Bindung, insbesondere einer Bindungsplatte, der Skier ein Drucksensor zugeordnet sein. Solange ein Skiläufer ausreichend Druck auf den Drucksensor ausübt lassen sich die Skier in gewünschter Weise bedienen. Entfällt dieser Druck infolge eines Sturzes od. dgl. werden die Drehantrieb Leistungslos geschaltet, bzw. die Bindung gelöst, um ein unkontrolliertes weiterfahren der Skier zu verhindern. Des Weiteren ist es von Vorteil der Fernsteuerung einen Feuchtigkeitssensor zuzuordnen. Dieser erkennt ein Eintauchen der Fernsteuerung in das Wasser bei einem Sturz und schaltet wiederum den Drehantrieb Leistungslos.

Als weitere Zusatzfunktion kann ein personalisierte Entsperrmechanismus vorgesehen sein, um eine unbefugte Inbetriebnahme der Wasserskier durch Dritte unterbinden zu können. Mit diesem Entsperrmechanismus ist es möglich,

beispielswesie mittels eines Fingerabdrucksensors an der Fernsteuerung oder an den Skiern, die Steuerung freizuschalten, um sicherzustellen, dass die Skier nur von berechtigten bedient werden können.

Kurze Beschreibung der Erfindung

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 erfindungsgemäße Wasserskier in einer schematischen Schrägansicht,

Fig. 2 einen Wasserski in einer teilgeschnittenen Seitenansicht und

Fig. 3 bis 5 einen möglichen Bewegungsablauf bei einem Startvorgang.

Weg zur Ausführung der Erfindung

Die Wasserskier 1 eines Wasserskipaars umfassen je einen schwimmfähigen Skikörper 2 dem neben einer Bindung 3 ein Fahrantrieb zugeordnet ist, der eine Drehantriebseinheit mit einem Drehantrieb 4, einem Elektromotor, und einen damit antreibbaren Schraubenantrieb, im Ausführungsbeispiel einen Jetantrieb 5, umfasst. Zudem ist eine Steuereinrichtung 6 zur Vorgabe einer Antriebsleistung vorgesehen.

Die Wasserskier 1 des Wasserskipaares umfassen je eine Drehantriebseinheit mit je wenigstens einem Antriebssensor 7, beispielsweise einen Drehzahlsensor od. dgl., einen zugeordneten Energiespeicher 8, ein Akkupack, und eine

Kommunikationseinrichtung 9. Die Kommunikationseinrichtung 9 gleicht die

Drehantriebe 4 beider Wasserskier 1 in Abhängigkeit von Antriebssensordaten und von Vorgabedaten der Steuereinrichtung 6 ab und steuert die Wasserskier 1 entsprechend an. Beispielsweise für einen Start, für ein Kurvenfahren oder bei Geschwindigkeitsänderungen. Dazu kommunizieren die

Kommunikationseinrichtungen 9 beider Wasserskier 1 entsprechend über eine Funkstrecke, beispielsweise mittels Bluetooth. Zur Stabilisierung ist an der

Wasserskiunterseite, unterhalb der Bindung 3 eine Finne 10 am Wasserski 1 angeordnet.

Die Auslassdüse 1 1 des Jetantriebs 5 ist im Bereich des Wasserskiendes im

Bereich einer Wasserlinie angeordnet. Zudem kann die Auslassdüse 1 1 um die wenigstens eine Achse H, V schwenkbar an einem Jetantriebskörper 12 gelagert sein. Für dies Schwenkverstellung kann ein nicht näher dargestellter, Stelltrieb vorgesehen sein, mit dem die Auslassdüse 1 1 in Abhängigkeit von Vorgabedaten der Steuereinrichtung 6 schwenkverstellbar an einem Jetantriebskörper 12 gelagert ist. Der Jetantrieb 5 saugt das auszustoßende Wasser in üblicher Weise vor seinem Propeller (Impeller) an der Wasserskiunterseite an und stoßt es zwecks Erzeugung des Antriebsschubes hinter dem Propeller (Impeller) über eine Düse aus.

Zudem sind die Wasserskier 1 zur Erkennung der Wasserskilage am Wasser mit einem wenigstens einen Neigungswinkel um die Wasserskilängsachse L

messenden Neigungswinkelsensor 13 ausgestattet.

In einer möglichen Startposition sitzt der mit einer Schwimmweste ausgestattete Wasserskifahrer mit angeschnallten Skiern im Wasser (Fig. 3). Das Wasserskiheck sinkt dabei unter Wasser ab, wohingegen die schaufelförmigen Skispitzen über die Wasseroberfläche vorragen.

Betätigt der Skifahrer die Steuereinrichtung 6 per Fland, dreht der Drehantrieb 4 den Schraubentrieb des Jetantriebs 5 hoch und beschleunigt die Skier, wobei der Skifahrer zunächst in einer Sitzposition mit nach vorne verlagertem Körpergewicht verbleibt. Die schwenkverstellbare Düse kann dabei die Stabilität gewährleisten, indem sie in Abhängigkeit der Fahrgeschwindigkeit durch ein Verschwenken um die entsprechende Achse für mehr oder weniger zusätzlichen Auftrieb sorgt. Je nachdem ob der Jetstrahl das Skiende unter Wasser drücken oder aus dem Wasser heben soll (Fig. 4). In Folge des mit zunehmender Geschwindigkeit zunehmenden Auftriebs der Wasserskier 1 schwimmen diese auf die Wasseroberfläche auf, bis sie in eine Gleitphase kommen, wonach der Skifahrer seine Fahrposition mit aufrechtem Oberkörper und leicht angewinkelten Knien einnehmen kann (Fig. 5). In dieser Position können die schwenkverstellbaren Düsen zur Unterstützung von Fahrtrichtungsänderungen durch entsprechendes Auslenken herangezogen werden.