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QUERVERWEIS AUF VERWANDE PATENTANMELDUNGEN
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Diese Patentanmeldung beansprucht den Zeitrang gemäß 35 U.S.C. 11 9(e) der vorläufigen
US-Patentanmeldung Nr. 63/454,407 , eingereicht am 24. März 2023, deren Gesamtheit durch Bezugnahme hierin aufgenommen wird.
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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese Erfindung betrifft die Zeheneinheit von Auslösebindungen für alpine Skitouren, auch „AT-Bindungen“ genannt. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf solche Zeheneinheiten, die die Spitze des Schuhwerks des Benutzers erfassen und eine Schwenkbewegung um die Spitze in Aufwärts-Vorwärts- und Abwärts-Rückwärtsrichtung im Allgemeinen parallel zu einer Längsachse einer Schneefahrhilfe ermöglichen, wenn die Ferse des Schuhwerks aus der Schneefahrhilfe gelöst ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Alpine Tourenbindungen ermöglichen es, die Ferse des Schuhwerks des Benutzers (beispielsweise einen Skischuh) an einer Schnee-Reisehilfe (beispielsweise einen Ski) zu verriegeln, um bergab zu gleiten (der „Abfahrtsmodus“), und ermöglichen das Lösen der Ferse zum Gehen und Klettern (der „Tourenmodus“). Durch die Auslösebindung kann sich das Schuhwerk im Falle eines Sturzes im Abfahrtsmodus von der Schneefahrhilfe lösen. Im Tourenmodus kann der Benutzer mit großem Freiheitsgrad klettern oder gehen, da das Schuhwerk in der Nähe der Schuhspitze schwenkbar mit dem Hilfsmittel in Eingriff steht, während sich die Ferse des Schuhwerks relativ zum Hilfsmittel frei nach oben und unten bewegen kann. Eine historische Sammlung solcher Bindungen kann im „Virtual Museum of Backcountry Skiing Bindings“ unter www.wildsnow.com besichtigt werden, verfasst von Louis Dawson.
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Alpintourenbindungen, die sich die Tatsache zunutze machen, dass moderne Alpintourenschuhe über eine starre Sohle verfügen, werden „Pin-Bindungen“ genannt. Bei Pin-Bindungen ist es nicht erforderlich, eine Stange, eine Platte oder eine andere Anordnung vorzusehen, die die Zehen- und Ferseneinheiten verbindet, wie es bei vielen anderen alpinen Tourenbindungen der Fall ist (siehe Patentveröffentlichungen
EP0199098 ,
EP0519243 ,
EP1559457 und
AT402020 ). Im Gegensatz zu anderen Auslösebindungen erfolgt die seitliche Auslösung bei Pin-Bindungen an der Ferse und nicht an der Spitze.
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Das Pin-Bindungssystem umfasst eine Zeheneinheit mit einem Satz seitlich ausgerichteter Backen. Solche Backen öffnen und schließen sich in einer Richtung im Allgemeinen senkrecht zur Längsachse eines Skis oder einer anderen Schneefahrhilfe, um so gegenüberliegende Seiten des Zehenbereichs des Schuhwerks des Benutzers zu ergreifen. Die Drehachse jeder Backe im Stiftbindungssystem ist im Allgemeinen parallel zur Längsachse der Schneefahrhilfe ausgerichtet.
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Die Zeheneinheit wird an einer geeigneten Stelle auf der Oberseite der Schneefahrhilfe montiert. Eine separate Ferseneinheit ist an einem bestimmten Bereich auf der Oberseite der Schneefahrhilfe hinter der Zeheneinheit montiert, deren Position durch die Länge der Schuhsohle bestimmt wird. Die Ferseneinheit besteht typischerweise aus zwei hervorstehenden Schäften (beispielsweise als entsprechende Schenkel eines einzelnen U-förmigen Fersenstifts ausgeführt), die sich nach vorne erstrecken, um mit gegenüberliegenden Seiten eines Beschlags in Eingriff zu kommen, der über einem Hohlraum in der Rückseite des Schuhabsatzes platziert ist. Beim Vorwärtslösen werden die Stiftschäfte gegen den Federdruck auseinandergedrückt, um sich von dem Beschlag zu lösen.
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Die seitliche Freigabe bei Stiftbindungssystemen wird dadurch erreicht, dass die Ferseneinheit auf einem im Allgemeinen vertikalen Pfosten drehbar ist, von dem sich die oben genannten Stiftschäfte nach vorne erstrecken, um den Fersenbeschlag des Schuhwerks aufzunehmen. Die Einstellung der seitlichen Freigabe erfolgt durch Veränderung des Rotationswiderstands der Ferseneinheit.
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Während sich die Backen der Zeheneinheit öffnen, tun sie dies mit einem relativ hohen Maß an Kraftwiderstand, um einen eingeschränkten Drehpunkt bereitzustellen, der als Drehpunkt für die seitliche Freigabefunktion des Bindungssystems fungiert. Daher gilt die Zeheneinheit einer Pin-Bindung nicht als seitlich auslösbare Zeheneinheit, wie es in anderen Bindungssystemen verwendet wird. Ein Beispiel für ein Bindungssystem, bei dem die Zeheneinheit eine seitlich auslösbare Zeheneinheit ist, die Backen zum Greifen des Zehs enthält, ist in
EP1907078B1 beschrieben. Das letztgenannte Bindungssystem funktioniert anders als die meisten Pin-Bindungssysteme, da die Zeheneinheit und nicht die Ferseneinheit für die seitliche Freigabe sorgt.
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In den meisten Stiftbindungen gibt es Vorspannelemente (typischerweise Schraubendruckfedern), die in die Backen integriert sind und sich somit mit diesen um die Drehpunkte der Backen drehen, um die durch den Verschluss derselben auf den Skischuh ausgeübte Greifkraft bereitzustellen. Es gab mehrere Versuche, die Anzahl der Vorspannelemente an der Spitze zu minimieren, die traditionell, wie zum Beispiel in
EP0199098 , vier Vorspannelemente aufwies. Neuere Bindungen haben die Anzahl der Vorspannelemente durch verschiedene Methoden auf zwei reduziert (
US10391383B2 ,
EP2815794B1 ), mit dem positiven Ergebnis von Gewichtseinsparungen und einer Vereinfachung der Montage. Kleinere Anpassungen, die zum Kalibrieren von Bindungen erforderlich sind, erfordern häufig das Hinzufügen von Unterlegscheiben, und das Hinzufügen von Unterlegscheiben auf jeder Seite zur Aufrechterhaltung der Symmetrie ist ein Nachteil der Vorspannelemente an beiden Backen.
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Ein Nachteil einer Backe, deren Vorspannelement darin integriert ist und sich somit mit dieser um die Schwenkachse der Backe dreht, besteht darin, dass der Momentarmabstand von der Mittellinie des Vorspannelements, entlang derer die Vorspannkraft ausgeübt wird, zur Schwenkachse der Backe eine feste Länge hat, wobei der Momentarm die Hebelwirkung bestimmt, die das Vorspannelement bereitstellt, um ein Drehmoment der Backe zu erzeugen, das sich direkt in eine Greifkraft am Skischuh umsetzt. Trägt man bei diesen Bindungen die Greifkraft über dem Zahnabstand der Backen auf, so ist diese durch einen steilen Kraftanstieg zwischen der Skiposition (geschlossene Backen) und der Freigabeposition (offene Backen) gekennzeichnet, was bedeutet, dass die Energieaufnahme nicht optimiert ist.
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Um mit Stiftbindungssystemen zwischen Touren- und Abfahrtsmodus zu wechseln, muss die Ferseneinheit so gedreht werden, dass der Fersenstift entweder nach vorne zeigt, um mit der Schuhferse in Eingriff zu kommen (Abfahrtsmodus), oder nach hinten von der Schuhferse weg zeigt (Tourenmodul). Wenn der Fersenstift von der Ferse des Schuhwerks weg zeigt, kann sich die Ferse des Schuhwerks frei nach oben und unten relativ zur Spitze des Schuhwerks bewegen, die schwenkbar mit der Zeheneinheit in Eingriff steht. Um vom Abfahrtsmodus in den Tourenmodul zu wechseln, ist es notwendig, entweder den Stift gewaltsam aus der Halterung an der Ferse des Schuhs zu lösen (nicht empfohlen) oder die Backen der Zeheneinheit von der Spitze des Schuhs zu lösen, damit das Schuhwerk vollständig aus dem gesamten Bindungssystem herausgehoben werden kann, woraufhin die Ferseneinheit in die Tourenmodus-Position gedreht werden kann. Anschließend ist ein erneutes Einführen der Zehe in die Zeheneinheit erforderlich. Dieser Vorgang ist zeitaufwändig und kann aus den unten erläuterten Gründen im Tiefschnee oder an einem steilen Hang schwierig durchzuführen sein.
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Die Backen einer Zeheneinheit eines Stiftbindungssystems öffnen sich, indem sie sich von der Längsmittellinienachse einer Schneefahrhilfe nach außen ausbreiten. Jeder Backen hat einen Unterarm, der sich von einem jeweiligen Drehpunkt dieses Backen seitlich nach innen in Richtung der Mittellinienachse erstreckt, und einen Oberarm, der an einem äußeren Ende davon aufrecht vom Unterarm absteht. Jeder untere Arm hat ein inneres Ende, das Ende an Ende am inneren Ende des anderen unteren Arms anliegt, typischerweise mit einem konvex gerundeten Ende eines Unterarms, das in eine konkav gerundete Aussparung des anderen Unterarms eingreift, um eine Relativdrehung der Backen zueinander um ihre jeweiligen Drehpunkte zu ermöglichen. In jeder der offenen und geschlossenen Positionen befinden sich die inneren Enden der Unterarme des Backens in einer Position, in der sie über der Mitte zu einer seitlichen Referenzachse stehen, die die Schwenkachsen der beiden Backen schneidet. Die Vorspannelemente sind typischerweise in die Unterarme der beiden Backen integriert und spannen die inneren Enden der beiden Unterarme gegeneinander vor, was in jeder Übertotpunktposition dazu dient, die Backen in Richtung der jeweiligen vollständig geöffneten Position oder vollständig geschlossenen Position vorzuspannen. Jede Backe hat in der Nähe eines oberen Endes ihres Oberarms einen im Allgemeinen konischen „Zahn“, der seitlich in einen entsprechenden konkaven Beschlag eingreift, der an der Seite des Zehenbereichs der Schuhsohle eingebettet ist. Wenn die Backen geschlossen sind und ihre jeweiligen Zähne in diese konkaven Beschläge eingreifen, wird die Schuhspitze an der Oberseite der Schneefahrhilfe gehalten, aber das Schuhwerk kann, wenn es nicht auch durch die Ferseneinheit verriegelt wird, nach oben-vorne und nach unten-hinten um einen Drehpunkt an den Zahneingriffsbeschlägen, um das Gehen und Klettern zu erleichtern.
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Eine Sperre soll verhindern, dass sich die Backen unbeabsichtigt öffnen, wenn eine Kraft ausgeübt wird, die ausreicht, um den Federdruck zu überwinden. Sie wird verwendet, wenn sich die Zeheneinheit im Tourenmodus befindet. Im Abfahrtsmodus ist die Arretierung normalerweise gelöst, um das Lösen des Schuhwerks bei einem Sturz nicht zu verhindern. Der Benutzer betritt die Zeheneinheit, indem er die Schuhspitze vorsichtig zwischen den Backen positioniert, so dass die Zähne in die Zehenbeschläge eingreifen, wenn die Spitze an einem „Auslösepunkt“ eines Modushebels niedergedrückt wird, der, wenn er an dem „Auslösepunkt“ niedergedrückt wird, die Bewegung der Backen über ihre Übertotpunktposition hinaus in Schließrichtung der Backen antreibt. Dieser Prozess des Eingehens in die Bindung und des Erreichens einer Bindung wird im Allgemeinen als „Step-in“ bezeichnet. Dieses Einstiegsmanöver erfordert Geduld und Übung, da der „Auslösepunkt“ des Modushebels typischerweise etwa 10-12 mm breit ist, was eine relativ schmale und instabile Plattform zum Stützen der Schuhspitze darstellt und sicherstellt, dass die konkaven Beschläge im Schuhwerk beim Schließen der Backen an den Backenzähnen ausgerichtet sind. Ein Design, das durch einen breiteren Auslösepunkt als herkömmlicher Art gekennzeichnet ist, wird in
EP3878528 gezeigt, die eine Bereichsbreite von 30 bis 40 mm Breite am Auslösepunkt vorschlägt, um eine stabilere Plattform zum Betreten zu schaffen.
US11338192 hat außerdem einen Auslösepunkt, der etwas breiter ist als bei herkömmlichen Bindungen.
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Bei typischen Stiftbindungen, die einen weiteren Nachteil zumindest eines Großteils des Stands der Technik darstellen, sind alle Drehpunkte für die Backen und den Modushebel genietet, um sie gegen ein mögliches Lösen zu sichern. Dies macht es schwierig oder unmöglich, die Bindung zur Wartung oder zum Recycling zu zerlegen, wobei letzteres die Entkopplung von Teilen mit nicht übereinstimmender Materialzusammensetzung erfordert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Angesichts des oben zusammengefassten Standes der Technik besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Montage und Konstruktion von Skibindungsbackeneinheiten zu verbessern.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Verwendung von Skibindungs-Zeheneinheiten zu vereinfachen, indem der Einstieg für Benutzer vereinfacht wird.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, dafür zu sorgen, dass die Zeheneinheiten von Skibindungen mehr Energie zwischen der geschlossenen Position beim Skifahren und der offenen Position beim Lösen absorbieren.
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Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Zeheneinheiten von Skibindungen nachhaltiger zu machen, indem eine einfachere Demontage für die Wartung oder das Recycling am Ende ihrer Lebensdauer ermöglicht wird.
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Zu den bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung gehören neuartige Designelemente, die allein oder in Kombination die Erfüllung eines oder mehrerer der vorstehenden Ziele der Erfindung darstellen oder dazu beitragen können und auf diese Weise eine verbesserte Skibindungs-Zeheneinheit erreichen, deren Vorteile oder Verbesserungen eine einfachere Konstruktion, einen einfacheren Einstieg, eine höhere Energieabsorption und/oder eine nachhaltigere Herstellbarkeit umfassen können. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist eine Skibindungs-Zeheneinheit für eine Stiftbindung eine einzige zentrale Stelle für das Vorspannelement auf, die sich nicht mit den Backen dreht, sondern vielmehr über den gesamten Bereich der Backenbewegung eine gleichmäßig horizontale Ausrichtung beibehält und das Vorspannelement im Modushebel aufnimmt. Dadurch werden im Vergleich zu zumindest einem Großteil des Stands der Technik mehrere Vorteile erzielt, da die benötigten Komponenten reduziert werden und es möglich ist, eine Skibindungs-Zeheneinheit mit nur einem einzigen Vorspannelement zu konstruieren. Zusätzlich zu dieser Reduzierung der Komponenten sind weniger Unterlegscheiben für die Kalibrierung erforderlich und es kann eine Gewichtsreduzierung erreicht werden, da Vorspannelemente im Allgemeinen aus schwereren Materialien wie Stahl hergestellt werden. Darüber hinaus ermöglicht die Unterbringung des Vorspannelements im Modushebel eine breite Einstiegsplattform, die eine gute Rotationsunterstützung des Skischuhs unter der Spitze ermöglicht, um die Möglichkeit einer Fehlausrichtung des Schuhs und der Bindung beim Versuch, die beiden einzurasten, auszuschließen.
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Da das Vorspannelement unabhängig von der Backenposition in einer konsistenten Ausrichtung bleibt, variiert der Abstand des Momentarms von der Linie der vom Vorspannelement ausgeübten Vorspannkraft zu den Mittelpunkten der beiden Backendrehpunkte, was bedeutet, dass die Hebelwirkung, die das Vorspannelement auf die Backen ausübt, außerdem vorteilhafterweise zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position variiert. Dadurch kann in der aufgetragenen Kurve der Greifkraft über dem Abstand zwischen den Zähnen zwischen der geschlossenen und offenen Position ein viel flacheres oberes Profil erreicht werden. Um die Energieabsorption für eine Skibindung zu optimieren, wäre die aufgezeichnete Kraft-Weg-Kurve zwischen diesen beiden Zuständen theoretisch völlig flach, und dieser Aspekt der Erfindung bietet aufgrund der unterschiedlichen Hebellänge eine höhere Energieabsorption im Vergleich zu herkömmlichen Stiftbindungen, die eine feste Länge für die Hebelwirkung haben, da sich die Backe und das Vorspannelement bei solchen herkömmlichen Konstruktionen gemeinsam um den Backendrehpunkt drehen.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden zumindest für die Backen unter Verwendung von Zapfen mit Gewinde zusammengebaut, wobei die Backenzapfen mit Gewinde auf einzigartige Weise implementiert werden können, um ein unerwünschtes Lösen zu verhindern, ohne oder in Ergänzung zu herkömmlichen Maßnahmen zur Verhinderung der Entkopplung, wie Stellschrauben und Gewindesicherungsmasse. Durch die Verwendung von Gewindezapfen mit zueinander entgegengesetzter Links- und Rechtsgewindeausrichtung oder durch das Einsetzen von zwei Gewindezapfen mit gleicher Gewinderichtung in entgegengesetzter Ausrichtung hat der Anmelder herausgefunden, dass die Gewindezapfen selbst verhindern können, dass sie sich unter den Belastungsbedingungen, die bei der typischen Verwendung von Pin-Bindungen gesehen werden, lockern. Zusätzlich zu dieser neuartigen Lockerungs-/Rückfallverhinderung ermöglicht die Verwendung von Gewindezapfen eine einfache Demontage der Bindung zur Wartung und zum Recycling aller einzelnen Komponenten am Ende ihrer Lebensdauer.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Halten einer Schuhspitze an einer Schneefahrhilfe bereitgestellt, deren Längsachse eine Bewegungsrichtung der Schneefahrhilfe angibt, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst:
- ein Paar Backen, die um entsprechende Schwenkachsen, die so ausgerichtet sind, dass sie in Längsrichtung zur Schneefahrhilfe liegen, zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position schwenkbar sind;
- ein Paar Zähne, die jeweils auf den Backen getragen werden, um mit entsprechenden Konkavitäten in gegenüberliegenden Seitenabschnitten der Schuhspitze in Eingriff zu kommen, wenn die Backen geschlossen sind, um die Schuhspitze zu greifen und gleichzeitig eine schwenkbare Bewegung des Schuhwerks in Aufwärts-Vorwärts- und Abwärts-Rückwärtsrichtung zu ermöglichen, wobei die Zähne aus den Konkavitäten durch Öffnen der Backen ausrückbar sind; und
- mindestens ein Vorspannelement, das in betriebsfähiger Beziehung zu den Backen installiert ist, um diese in mindestens eine der offenen und geschlossenen Positionen vorzuspannen;
- wobei das mindestens eine Vorspannelement während der gesamten Bewegung der Backen zwischen der offenen und der geschlossenen Position auf eine gleichmäßig konsistente Ausrichtung beschränkt ist, die senkrecht zur Längsachse und unabhängig von der Backenposition und -ausrichtung ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Halten einer Schuhspitze an einer Schneefahrhilfe bereitgestellt, deren Längsachse eine Bewegungsrichtung der Schneefahrhilfe angibt, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst:
- ein Paar Backen, die um entsprechende Schwenkachsen schwenkbar sind, die in Längsrichtung der Schneetransporthilfe zwischen offenen und geschlossenen Positionen liegen; und
- ein Paar Zähne, die jeweils auf den Backen getragen werden, um mit entsprechenden Konkavitäten in gegenüberliegenden Seitenabschnitten der Schuhspitze in Eingriff zu kommen, wenn die Backen geschlossen sind, um die Schuhspitze zu greifen und gleichzeitig eine schwenkbare Bewegung des Schuhwerks in Aufwärts-Vorwärts- und Abwärts-Rückwärtsrichtung zu ermöglichen, wobei die Zähne aus den Konkavitäten durch Öffnen der Backen ausrückbar sind;
- wobei das Backenpaar schwenkbar durch ein entsprechendes Paar von Backenzapfen mit Gewinde getragen wird, die durch mindestens eine der folgenden Elemente gegen unbeabsichtigtes Lösen und Herausziehen geschützt sind:
- (a) ein Paar Rücklaufverhinderer, die jeweils in einen der Backenzapfen eingreifen oder dessen axiale Verschiebung blockieren; und/oder
- (b) Kennzeichnung der Backenzapfen mit Gewinde durch eines von:
- (i) entgegengesetzte Gewinderichtung; oder
- (ii) gleiche Gewinderichtung und entgegengesetzte Längsorientierung.
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In Ausführungsformen, die das Paar von Rücklaufverhinderern umfassen, können die Rücklaufverhinderer aus einer Gruppe ausgewählt werden, die Folgendes umfasst: jeweilige Ablagerungen von Gewindesicherungsmasse auf den jeweiligen Gewindegängen der Backenzapfen mit Gewinde, jeweilige Nylock-Muttern, die mit den jeweiligen Gewindegängen der Backenzapfen mit Gewinde in Eingriff stehen, jeweilige Stellschrauben, die radial gegen die mit Gewinde versehenen Backenzapfen in Eingriff stehen, oder jeweilige Blocker, die jeweils in einer zumindest teilweise überlappenden Beziehung mit einem Kopf eines jeweiligen Backenzapfens positioniert sind, um dessen axiale Verschiebung in einer Rückwärtsrichtung zu blockieren, die dem Lösen der Backenzapfengewinde entspricht.
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Gemäß noch einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Halten einer Schuhspitze an einer Schneefahrhilfe bereitgestellt, deren Längsachse eine Bewegungsrichtung der Schneefahrhilfe angibt, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst:
- ein Paar Backen, die um entsprechende Schwenkachsen, die in Längsrichtung der Schneefahrhilfe ausgerichtet sind, zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position schwenkbar sind;
- ein Paar Zähne, die jeweils auf den Backen getragen werden, um mit entsprechenden Konkavitäten in gegenüberliegenden Seitenabschnitten der Schuhspitze in Eingriff zu kommen, wenn die Backen geschlossen sind, um die Schuhspitze zu greifen und gleichzeitig eine schwenkbare Bewegung des Schuhwerks in Aufwärts-Vorwärts- und Abwärts-Rückwärtsrichtung zu ermöglichen, wobei die Zähne aus den Konkavitäten durch Öffnen der Backen ausrückbar sind;
- ein oder mehrere Vorspannelemente, die in betriebsfähiger Beziehung zu den Backen installiert sind, um diese in mindestens eine der offenen und geschlossenen Positionen vorzuspannen; und
- einen Modushebel, der betriebsfähig mit den Backen verbunden ist, um deren Bewegung zwischen der offenen und der geschlossenen Position zu bewirken; wobei der Modushebel durch mindestens eines der folgenden Merkmale gekennzeichnet ist:
- (a) eine Breite des Modushebels an einer Stelle, die über dem einen oder den mehreren Vorspannelementen liegt, beträgt mindestens 40 % eines Abstands zwischen den Schwenkachsen der Backen; und
- (b) die Breite des Modushebels in seinem breitesten Bereich beträgt mehr als 40 mm.
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Die oben genannten und andere Ziele, Aspekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der Betrachtung der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Offenbarung einbezogen sind und einen Teil davon bilden, veranschaulichen beispielhafte Aspekte, die zusammen mit den schriftlichen Beschreibungen dazu dienen, die Prinzipien dieser Offenbarung zu erläutern. Zahlreiche Aspekte werden in den schriftlichen Beschreibungen besonders beschrieben, hervorgehoben und vermittelt. Einige strukturelle und betriebliche Aspekte können noch besser verstanden werden, wenn man sich die schriftlichen Teile zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ansieht, von denen:
- 1 eine perspektivische Vorderansicht von oben einer herkömmlichen Zeheneinheit mit Stiftbindung in einer offenen Position ist.
- 2 eine perspektivische Vorderansicht von oben der herkömmlichen Stiftbindung an der Einheit aus 1 beim Anziehen des Schuhwerks eines Skifahrers ist.
- 3 eine isolierte perspektivische Vorderansicht von oben einer erfindungsgemäßen Stiftbindungs-Zeheneinheit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist.
- 4 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Zeheneinheit in einer offenen Position ist, und 4A ein Querschnitt davon entlang der Linie A - A ist.
- 5 eine weitere Draufsicht auf die erfindungsgemäße Einheit in der offenen Position ist, und 5A ein Querschnitt davon entlang der Linie A - A ist.
- 6 eine Draufsicht der erfindungsgemäßen Zeheneinheit in einer geschlossenen Position ist, und 6A ein Querschnitt davon allein entlang der Linie A - A ist.
- 7 eine weitere Draufsicht auf die erfindungsgemäße Zeheneinheit in einer geschlossenen Position ist, und 7A ein Querschnitt davon allein entlang der Linie A - A ist.
- 8 eine weitere Draufsicht der erfindungsgemäßen Zeheneinheit in einer geschlossenen Position ist, wobei sich jedoch ein Tourenhebel davon in einem verriegelten Zustand befindet, und 8A ein Querschnitt davon allein entlang der Linie A - A ist.
- 9 eine Explosionsansicht der erfindungsgemäßen Zeheneinheit ist.
- 10 eine perspektivische Rückansicht eines Skis ist, der sowohl mit der erfindungsgemäßen Zeheneinheit als auch mit einer begleitenden Ferseneinheit ausgestattet ist, um gemeinsam eine voll funktionsfähige Stiftbindung des Skis zu bilden.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BESONDERER AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind nicht auf die beispielhaften Strukturdetails und Komponentenanordnungen beschränkt, die in dieser Beschreibung beschrieben und in den beigefügten Zeichnungen gezeigt werden. Viele Aspekte dieser Offenbarung können auf andere Aspekte anwendbar sein und/oder in verschiedenen Anwendungsvarianten, einschließlich der hier beschriebenen Beispiele, praktiziert oder ausgeführt werden.
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In den gesamten schriftlichen Beschreibungen werden spezifische Details dargelegt, um Durchschnittsfachleuten ein umfassenderes Verständnis zu vermitteln. Zur Vereinfachung und Vereinfachung der Beschreibung können einige bekannte Elemente konzeptionell beschrieben werden, um den Fokus dieser Offenbarung nicht unnötig zu verschleiern. In dieser Hinsicht sollten die schriftlichen Beschreibungen und begleitenden Zeichnungen als veranschaulichend und nicht als einschränkend und als ermöglichend und nicht als einschränkend interpretiert werden.
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1 zeigt eine frühere Zeheneinheit 10 mit Stiftbindung, die auf der Oberseite einer Schneefahrhilfe montiert ist, die im dargestellten Beispiel durch einen Ski 12 verkörpert wird. Die Zeheneinheit umfasst zwei Backen 14, die mit entsprechenden Zähnen 16 ausgestattet sind, die in einer geschlossenen Position der Zeheneinheit schwenkbar in konkave Beschläge 18 eingreifen, die in die Spitze kompatiblen Schuhwerks, insbesondere eines Skischuhs 20 im dargestellten Beispiel, an gegenüberliegenden Seiten davon eingebettet sind, wie oben im Hintergrund beschrieben. Der in 1 gezeigte Zustand ist stattdessen die offene Position der Zeheneinheit 10, in der die Oberarme der beiden Backen 14 auseinanderlaufen und die Zähne 16 in ihrer weitesten Beziehung zueinander platzieren, was die Platzierung der Spitze des Skischuhs 20 in diesen weit geöffneten Raum zwischen den Oberarmen der beiden Backen ermöglicht, um die konkaven Beschläge 18 mit den Zähnen 16 der Backen 14 auszurichten. Aus dieser von den Backen zugelassenen Position des Skischuhs 20 kann ein Benutzer einfach auf die Spitze des Skischuhs 20 nach unten auf einen Auslösepunkt 22 eines Modushebels 24 der Zeheneinheit 10 drücken, um das Schließen der Backen 14 voranzutreiben, und wenn während dieses Einstiegsvorgangs alles richtig ausgerichtet bleibt, dann greifen die Zähne 16 in die konkaven Anschlüsse 18 des Skischuhs 20 zum Skifahren oder Tourengehen. Aufgrund der typischerweise schmalen Breite des Auslösepunkts 22 des Modushebels 24 nach dem Stand der Technik kann sich der Skischuh 20 häufig leicht zur Seite neigen, was zu einer Fehlausrichtung zwischen den konkaven Beschlägen 18 und den Zähnen 16 führt, was auf fehlgeschlagene Versuche hinweist, den Skischuh 20 ordnungsgemäß in der Zeheneinheit 10 einzurasten. Dieses Kippen tritt typischerweise auf, weil nur die mittleren ~10 bis 12 mm des Skischuhs durch den typischerweise schmalen Auslösepunkt 22 des Modushebels gestützt werden und der Schuh daher frei von einer Seite zur anderen kippen kann, da es nichts gibt, was eine darunter liegende Unterstützung für die seitlich äußeren Bereiche des Skischuhs 20 bietet. 2 zeigt den Skischuh 20 im Begriff, mit der Zeheneinheit 10 in Eingriff zu kommen, wobei zu sehen ist, wie die Spitze des Skischuhs 20 nur ganz leicht an dünnen Mittelstreifen durch den schmalen Auslösepunkt 22 des Modushebels 24 abgestützt ist.
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Bei der Zeheneinheit 10 nach dem Stand der Technik der 1 und 2 dargestellt, gibt es vier Vorspannelemente 26 (Spiraldruckfedern), die mit den Zehenbacken 14 als Inline-Komponenten deren Unterarme in einer Menge von zwei Vorspannelementen pro Backe gekoppelt sind. Die vier Vorspannelemente 26 werden an den Backen durch zwei Federstößel 28 gehalten, die jeweils das jeweils innere Ende der jeweiligen Backe bezeichnen. Hier drehen sich die beiden Federstößel 8 während der Bewegung der Backen 14 über entsprechend gerundete Flächen aufeinander, an denen die beiden Federstößel an einer zentralen Stelle zwischen den beiden Oberarmen der Backen aneinanderstoßen, wo diese Federstößel von dem Modushebel 24 an dem hinteren Ende davon erfasst werden und somit mit dem Modushebel 24 auf- und abbewegen werden, während der Benutzer ihn betätigt. Der Tourenhebel 30 ist an seinem gegenüberliegenden vorderen Ende schwenkbar mit dem Modushebel 24 verbunden, und zwar an einer Stelle, die gegenüber einem Drehpunkt des Modushebels 24 von den Federstößeln 28 liegt. Dementsprechend kann der Tourenhebel 30 nach unten gedrückt werden, um den Modushebel 6 in einer Richtung zu drehen, in der die Federkolben 8 in eine angehobene Übertotpunktposition gehoben werden, in der die Vorspannelemente die Backen in die offene Position drücken, in der die Zähne 16 weit genug voneinander entfernt sind, um die Positionierung des Skischuhs 20 für den Eingriff zu ermöglichen, wie in 2 zu sehen ist. Von hier aus drückt der Benutzer die Spitze des Skischuhs 20 nach unten auf den Auslösepunkt 22 des Hebels, unter dem sich die Federstößel 28 befinden, und drückt so die Federstößel 28 nach unten in ihre abgesenkte Übertotpunktposition, in der die Vorspannelemente nun stattdessen die Backen 14 in ihre geschlossene Position drücken und so ihre Zähne 16 in die konkaven Anschlüsse 18 des Skischuhs 20 eingreifen.
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Nach der Beschreibung des Standes der Technik der 1 und 2 unter Bezugnahme auf die vorliegende Erfindung wird nun die Aufmerksamkeit auf die neuartige Zeheneinheit 110 der vorliegenden Erfindung gelenkt, die in den 3 bis 10 gezeigt ist, die, wie die Zeheneinheit 10 nach dem Stand der Technik, zwei schwenkbare Backen 114 mit jeweils einem oberen Arm 114A und einem unteren Arm 114B, einen entsprechenden Zahn 116 am oberen Arm 114Ajeder Backe 114 und einen Modushebel 124 mit einem hinten angeordneten Auslöser 122 zur Betätigung durch die Spitze des Skischuhs 20 und einen Tourenhebel 130 an einem gegenüberliegenden vorderen Ende des Modushebels 124 aufweist. Ein wesentlicher Unterschied besteht darin, dass die vier Vorspannelemente des vorhergehenden Stands der Technik durch eine geringere Anzahl von Vorspannelementen ersetzt sind, von denen es am vorteilhaftesten nur ein einzelnes Vorspannelement 126 (beispielsweise eine Schraubendruckfeder) in der dargestellten Ausführungsform gibt, das eindeutig innerhalb des Modushebels 124 an einer hinteren Querbohrung 132 oder in der Nähe eines hinteren Ende des Modushebels 124 untergebracht ist, wodurch das Vorspannelement über den gesamten Bewegungsbereich der Backen 114 auf eine einzige, einheitliche Ausrichtung beschränkt ist, wie weiter unten ausführlicher beschrieben wird.
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Typischerweise umfasst die erfindungsgemäße Zeheneinheit 110 ein Chassis 134 zur bündigen Platzierung auf einem Ski 112 und zum Befestigen der Zeheneinheit daran über Montageschrauben 136, die durch geeignet angeordnete Befestigungslöcher des Chassis 134 festgezogen werden können. Auf jeder Seite des Chassis 134 sind ein Paar Backenvorsprünge 138 vom Chassis 134 nach oben abgewinkelt, um eine schwenkbare Halterung einer jeweiligen der Backen 14 zwischen den beiden Backenvorsprüngen 138 an einem entsprechenden Backendrehzapfen 140 mit Gewinde zu ermöglichen, der durch ausgerichtete Löcher in den beiden Backenvorsprüngen 138 und in die jeweilige Backe 114 eingesetzt ist. Unter Bezugnahme auf 10 zur Richtungsreferenz definiert eine Längsmittellinienachse 142 des Skis 112 eine Längsrichtung, wobei die Begriffe „vorne“ und „hinten“ hier verwendet werden, um in Längsrichtung entgegengesetzte Richtungen zu unterscheiden. Eine Ausrichtung senkrecht zur Längsrichtung wird hierin als seitliche Ausrichtung bezeichnet, wobei die Begriffe „innen“ und „außen“ zwischen relativ naher und weiter entfernter seitlicher Nähe zur Längsmittellinienachse 142 unterscheiden. Die beiden mit Gewinde versehenen Backenzapfen 140 sind in Längsrichtung parallel oder ungefähr parallel zur Längsmittellinienachse 142 ausgerichtet und liegen symmetrisch zueinander auf gegenüberliegenden Seiten davon. Das Chassis 134 wird in Längsrichtung durch die Längsmittellinienachse 142 halbiert, wobei im Verhältnis zu dieser Achse 142 jedes Paar von Backennasen 138 symmetrisch zueinander angeordnet ist, um die Backen 114 auf jeweils gegenüberliegenden Seiten der Längsmittellinienachse 142 schwenkbar zu stützen. Die Längs- und Querrichtungen können hier als horizontale Richtungen bezeichnet werden, in dem Sinne, dass sie horizontal gemessen würden, wenn der Ski 112 auf einer horizontalen Oberfläche ruht. Der Verweis auf eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung bezieht sich hier also auf eine Bewegung orthogonal zur Längs- und Querrichtung, das heißt auf die Oberseite des Skis zu und von dieser weg im installierten Kontext der Zeheneinheit 110.
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Der Modushebel 124 ist schwenkbar am Chassis 134 an einem Paar Modushebelansätzen 144 gelagert, die aufrecht vom Chassis 134 an oder in der Nähe seines vorderen Endes 146 abstehen. Ein Schaft 148 des Modushebels 124 wird zwischen diesen Modushebelansätzen 144 aufgenommen und ragt davon nach vorne und über das vordere Ende 146 des Chassis 134 hinaus. Ein Modushebelzapfen 150 mit Gewinde ist seitlich durch ausgerichtete Löcher in den Modushebelansätzen 144 und in dem Modushebelschaft 148 installiert, um eine schwenkbare Bewegung des Modushebels 124 um eine Querachse vor den Backen 14 zu ermöglichen. In der Nähe eines vorderen terminalen Endes des Modushebels 124 ist der Tourenhebel 130 schwenkbar mit dem Modushebel 124 durch einen mit Gewinde versehenen Tourenhebelzapfen 152 in paralleler Beziehung zum Modushebelzapfen 150 verbunden, wodurch eine relative Drehung zwischen dem Modushebel 124 und dem Tourhebel 130 ermöglicht wird. Angesichts dieser Anordnung der Backen 114, Backenansätze 138, Modushebel 124, Modushebelansätze 144 und Tourenhebel 130 versteht es sich, dass die allgemeine Öffnungs- und Schließbewegung der Backen 114 erfolgt und deren Steuerung über die Manipulation der Modus- und Tourenhebeln 124, 130 steht nicht im Widerspruch zu denen des oben im Hintergrund beschriebenen Standes der Technik, so dass das oben im Hintergrund beschriebene Einstiegsverfahren hier nicht in seiner Gesamtheit wiederholt werden muss und stattdessen durch Bezugnahme zu einer solchen Hintergrundbeschreibung abgeleitet werden kann. Vor diesem Hintergrund wendet sich die detaillierte Beschreibung nun stattdessen den besonders markanten und vorteilhaften Neuerungen zu, die in der erfinderischen Zeheneinheit 10 enthalten sind.
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Wie bereits erwähnt, besteht eine dieser Neuheiten darin, dass das Vorspannelement 126 durch den Modushebel 124 getragen wird, anstatt ein oder mehrere Vorspannelemente durch eine oder mehrere Backen zu tragen. Wie am besten in den Querschnitten der 4A und 6A zu sehen ist das Vorspannelement 126 nicht in den unteren Arm 114B einer der Backen 114 in einer Position integriert, in der die inneren Enden der beiden Backen 114 zusammengedrückt werden, sondern das Vorspannelement 126 ist stattdessen in den Modushebel 124 in einer Position integriert, in der die inneren Enden der beiden Backen 114 voneinander weggedrückt werden. Das Vorspannelement 126 wirkt auf zwei Federkolben 128, von denen jeder ein entsprechendes Ende des Vorspannelements 126 abdeckt und mit dem inneren Ende des unteren Arms 114B einer jeweiligen der Backen 114 eine Hälfte eines Drehgelenks 129 an einer Stelle direkt innerhalb eines jeweiligen Endes der Querbohrung 132 des gleichen Modushebels bildet, in der das Vorspannelement 126 untergebracht ist. Der Durchmesser dieser Querbohrung 132 entspricht im Allgemeinen der Größe des Außendurchmessers des Vorspannelements 132, wodurch das Vorspannelement durch seine Aufnahme in der horizontalen Querbohrung 132, die seitlich durch den Modushebel 124 dringt, auf eine konsistente horizontale Ausrichtung beschränkt wird. Wie gezeigt, kann jeder Federstößel 128 einen äußeren Kopf 128A haben, der sich außerhalb des wendelförmigen Körpers des Vorspannelements 126 befindet und an dessen jeweiligem Ende anliegt, und einen inneren Schaft 128B mit kleinerem Durchmesser, der sich innerhalb des wendelförmigen Körpers des Vorspannelements 126 befindet. In dem dargestellten Beispiel wird die Bildung einer Drehverbindung 129 zwischen jedem Federstößel 128 und der jeweiligen Backe 114 durch Einschluss einer konkav (kugelförmig oder zylindrisch) abgerundeten Aussparung 129A im äußeren Kopf 128A des Federstößels erreicht und einen konvex (kugelförmig oder zylindrisch) gerundeten Abschluss 129B am inneren Ende der jeweiligen Backe 114, der sich drehbar mit der abgerundeten Aussparung 129A des Federstößels verbindet, um eine relative Drehung zwischen der Backe 114 und dem Federstößel 128 während der Drehung der Backe 114 um den jeweiligen Backenzapfen 140 zu ermöglichen.
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Durch die Verlagerung des Vorspannelements 126 in den Modushebel 124 und den Verzicht auf die Integration von Vorspannelementen in die unteren Arme 114B der Backen selbst können die unteren Arme 114B der Backen 114 relativ kurz und der Modushebel 124 an seinem hinteren Bereich deutlich breiter gemacht werden, der nun sowohl das Vorspannelement 126 beherbergt als auch an der Oberseite des Modushebels als einzigartig breiter Auslöser 122 des Modushebels 124 dient. Dieser breite Auslöser 122 dient als stabile Einstiegsplattform für das Herunterdrücken der Schuhspitze, damit das Schuhwerk in die Einheit 110 eingreift. In der dargestellten Ausführungsform umfasst der Schaft 148 des Modushebels 124 einen Großteil der Länge des gesamten Modushebels 124, über den der Schaft 148 eine einheitliche Breite haben kann, die kleiner ist als die größere Auslöserbreite W am vergleichsweise breiten Auslöser 122. Wie hier verwendet, bezieht sich die Länge des Modushebels 124 auf dessen Abmessung in Längsrichtung und die Breite auf dessen gemessene Abmessung senkrecht zur Länge in seitlicher Richtung. Im dargestellten Beispiel ist der Modushebel 124 an seinem hinteren Ende am breitesten, und die Breite W des Auslösers 122 nimmt vom vorderen Ende des Schafts 148 allmählich bis zur maximalen Breite des Auslösers am hinteren Ende des Modushebels 124 zu. Wie gezeigt, kann diese aufgeweitete, allmähliche Vergrößerung der Auslöserbreite W in mehreren Stufen ausgeführt werden, wobei sie sich zunächst in einem aggressiven Winkel zum Schaft in einem proximalen Bereich 122A des Auslösers, der dem Schaft 138 am nächsten ist, nach außen erweitert und sich dann weiter nach außen erweitert, jedoch bei einem weicheren Winkel an einem distalen Bereich 122B des Auslösers, der am weitesten vom Schaft entfernt ist, an dem die Querbohrung 132 und das hintere Endende des Modushebels 124 ausgebildet sind.
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Im dargestellten Beispiel ist der Modushebel Y-förmig und nicht T-förmig, da der distale Bereich 122B des Auslösers in der Draufsicht gegabelt ist und somit durch eine nach vorne vertiefte Mittelkerbe am terminalen hinteren Ende des Modushebels 124 gekennzeichnet ist, wobei die Querbohrung 132 somit über eine teilweise axiale Länge des Vorspannelements offen ist, wodurch ein zentraler Abschnitt des Vorspannelements 126 freiliegt, obwohl dies in anderen Ausführungsformen nicht unbedingt der Fall sein muss. Es wurde festgestellt, dass der Y-förmige Modushebel eine höhere Festigkeit als ein T-förmiges Design aufweist, obwohl beide vom Schutzumfang der vorliegenden Erfindung umfasst sind. Im dargestellten Beispiel beträgt die maximale Breite W des Auslösers 122 am terminalen Rückende des Modushebels 124 unter Verwendung des seitlich gemessenen Abstands zwischen den Mittelpunkten der beiden Backendrehpunkte 140 als Referenzabstand D ( ) etwa 60 % des Referenzabstands, die Breite des Auslösers 122 etwa in der Längsmitte seines distalen Bereichs, der über der Mittellinie des Vorspannelements 126 liegt, beträgt etwa 50 % des Referenzabstands D, und die Breite des Auslösers 122 direkt vor dem Vorspannelement 126 an einer Vorderwand der Querbohrung 132, wo sich die proximalen und distalen Bereiche des aufgeweiteten Auslösers 122 treffen, beträgt ungefähr 40 % des Referenzabstands D. Dies bedeutet insbesondere eine deutliche Vergrößerung gegenüber den Modushebelbreiten des Standes der Technik in dem Bereich davon, der über dem Vorspannelement 126 liegt, wo die Modushebel des Standes der Technik schmal gehalten werden mussten, um eine Behinderung durch von Backen getragene Vorspannelemente zu vermeiden, die sich mit den Backen drehen würden. Bei dem speziellen Teil des oben genannten Standes der Technik mit einem atypisch breiten Auslöser von bis zu 40 mm Breite wurde diese Breite nur dadurch erreicht, dass der Modushebel nach hinten weit über die Vorspannelemente hinaus verlängert wurde, wobei eine solche Verbreiterung des Auslösers keine störende Beziehung zu den von Backen getragenen Vorspannelementen dieser Bauart hatte. Bei der vorliegenden Erfindung kann die maximale Breite W des Auslösers 122 leicht 40 mm überschreiten und beispielsweise bis zu oder sogar mehr als 45 mm oder sogar 50 mm erreichen, wenn das Vorspannelement in den Modushebel integriert ist.
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In der Zwischenzeit kann, was einen weiteren Unterschied zum Großteil des Standes der Technik darstellt, nur ein einziges Vorspannelement 126 anstelle von zwei oder vier Vorspannelementen verwendet werden, die typischerweise bei Bindungen des in den 1 und 2 gezeigten Typs zu finden sind, mit dem neuartigen Ergebnis, dass das seitlich ausgerichtete Vorspannelement 126 während des gesamten Bereichs der Backendrehung zwischen der offenen Position zum Lösen und der geschlossenen Position für das Skifahren oder Tourengehen die gleiche horizontale Ausrichtung senkrecht zur Längs- oder Bewegungsrichtung des Skis 112 bleibt.
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Die 4 und 4A zeigen eine Draufsicht und einen Aufriss im Vertikalschnitt durch die Backen 114 an der Mittellinie des Vorspannelements 126, wobei sich die Backen 114 in der offenen Position befinden. Es ist zu erkennen, dass die Oberarme 114A der Backen 114 und die Zähne 116 darauf auf eine Breite gespreizt sind, in der eine Spitze des Skischuhs 20 in die Zeheneinheit eingeführt werden kann. Wenn an diesem Punkt der Auslöser 122 dann durch die Unterseite der Schuhsohle nach unten gedrückt wird, werden die unteren Arme 114B der Backen 114 nach unten geschwenkt, da ihre inneren Enden in der Querbohrung 132 desselben Rückseitenbereichs des Modushebels, der den Auslöser 122 darstellt, festsitzen. Diese durch den Hebel angetriebene Abwärtsbewegung der unteren Arme 114B der Backen bewirkt, dass sich die oberen Arme 114A der Backen 114 nach innen drehen, wodurch die Zähne 116 in die konkaven Beschläge 18 des Skischuhs 20 eingreifen. Während dieser Bewegung bleibt das Vorspannelement 126, das in der Querbohrung 132 des Modushebels 124 eingespannt ist, konstant horizontal und übt eine seitlich nach außen gerichtete Kraft gegen die Federkolben 128 aus, wo die Backen 114 an dem Drehgelenk 129 angelenkt sind, zusammenwirkend gebildet durch die abgerundeten Schnittstellen 129A, 129B dieser Komponenten. Wie in der geöffneten Position von 4A gezeigt, liegen die Mittellinie des Vorspannelements 126 und die zusammenfallenden Mittelpunkte der Drehgelenke 129 knapp über einer seitlichen Referenzachse 154, die die Mittelpunkte der beiden Backendrehpunkte 140 schneidet, was bedeutet, dass die Backen 114 durch die über die Mitte angehobene Position des Vorspannelements 126 offen vorgespannt werden. Der Grad der Backenöffnung in dieser vorgespannten offenen Position wird durch die Anlage eines Anschlags 156 am Tourenmodushebel 124 an einer Oberseite des Chassis 134 bestimmt, wie in 5A gezeigt. Dadurch kann die maximale Öffnungsweite zwischen den Zähnen 116 genau gesteuert werden, so dass man leicht in die Zeheneinheit 110 hineinsteigen kann, die erhöhte Übertotpunktposition über der seitlichen Referenzachse 154 jedoch fest gehalten wird, so dass die Backen sich nicht schließen, wenn nicht ein ausreichender Druck von der Schuhspitze auf den Auslöser 122 ausgeübt wird.
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Die 6 und 6A zeigen eine Draufsicht und eine Aufrissansicht, vertikal geschnitten entlang der Längsmittellinienachse 142, mit den Backen 114 in der geschlossenen Position zum Skifahren oder Skitourengehen. Hier wurde das Vorspannelement 126 durch Niederdrücken des Modushebelauslösers 122 nach unten verschoben, ohne von seiner horizontalen Ausrichtung abzuweichen, und blieb während des gesamten Übergangs der Backen 114 von der offenen Position in die geschlossene Position konstant horizontal. Hier liegt die Mittellinie des Vorspannelements 126 in der geschlossenen Position unterhalb der seitlichen Referenzachse 154, die die Mittelpunkte der beiden Backendrehpunkte 140 markiert, was zur Folge hat, dass das Vorspannelement 126 eine seitlich nach außen gerichtete Kraft gegen die Federstößel 128 ausübt, was wiederum dazu führt, dass die Backen 114 in eine Drehschließrichtung in Richtung einer maximal geschlossenen Position gezwungen werden. Durch diese Vorspannung können die Zähne 116 an den konkaven Beschlägen 18 des Skischuhs 20 greifen und ermöglichen entweder Skifahren (mit eingerasteter Ferse) oder Skitouren (mit nur eingerasteter Spitze). 7 und 7A zeigen auch die Zeheneinheit 110 in der geschlossenen Position, und es ist ersichtlich, dass, wenn das vordere Ende des Modushebels 124 über den Tourenhebel 130 vorne nach unten gedrückt wird, dadurch der hintere Bereich des Modushebels angehoben wird, wodurch die Backen 114 geöffnet werden, um den Skischuh 20 freizugeben. Und bei ausreichendem Niederdrücken des vorderen Endes des Modushebels wäre ein Benutzer in der Lage, die Zeheneinheit 110 in den vorgespannten offenen Zustand zurückzusetzen, indem er den hinteren Bereich über die seitliche Referenzachse 154 hinaus nach oben anhebt in die angehobene Übertotpunktposition. Die mittlere oder neutrale Position in diesem Mechanismus ist die instabile Position, in der die Mittellinie des Vorspannelements 126 und die dadurch geschnittenen Zentren der Drehgelenke 129 auf der gleichen Höhe wie die Backendrehzentren liegen und somit mit der seitlichen Referenzachse 154 übereinstimmen. Theoretisch werden die Backen 114 zu diesem Zeitpunkt weder zwangsweise geöffnet noch geschlossen, aber praktisch gesehen ist dies eine sehr instabile Position, und selbst bei einer sehr kleinen Kraft nach oben oder unten neigen die Backen dazu, sich unter der Wirkung des Vorspannelements 126 zu öffnen oder zu schließen. Der Begriff „Übertotpunkt“ wird verwendet, um andere Positionen als diese Mittel- oder Neutralposition zu beschreiben, unabhängig davon, ob diese bestimmte Position tatsächlich „über“ oder „unter“ der Mittel-/Neutralposition liegt, und daher werden die Begriffe erhöhter Übertotpunkt und abgesenkter Übertotpunkt verwendet, um zu beschreiben, wo sich solche Übertotpunktpositionen in der Höhe relativ zur Mittel-/Neutralposition befinden, die durch die seitliche Referenzachse 154 bezeichnet wird.
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Da das Vorspannelement 126 vom Modushebel 124 und nicht von einer der Backen 114 getragen wird, ist der Momentarmabstand von der Mittellinie des Vorspannelements 126 zur Mitte jedes Backendrehpunkts 140 (das heißt der senkrechte Abstand von der Mittellinie des Vorspannelements 126 zur seitlichen Referenzachse 154) nicht wie im Stand der Technik fixiert, wie aus dem Vergleich der visuell ersichtlich ist. In der offenen Backenposition von 4A ist der Momentarmabstand erheblich geringer als in der geschlossenen Backenposition von 6A, was bedeutet, dass das Backendrehmoment pro Federkrafteinheit vom Vorspannelement in 4A, mit dem die Backen 114 in vorgespannt werden, viel geringer ist als das Drehmoment der Backen, das pro Federkrafteinheit vom Vorspannelement in 6A ausgeübt wird, um die Backen 114 in die geschlossene Position vorzuspannen. Beim Übergang von der Position gemäß 4A in die Position gemäß 6A verringert sich dieser Drehmomenthebel pro Krafteinheit zunächst, wenn sich das Vorspannelement 126 der Mittel-/Neutralposition nähert, wo dieser Drehmomenthebel Null ist, und sobald die Mittel-/Neutralposition überschritten wird, nimmt der Drehmomenthebel pro Krafteinheit allmählich zu, wenn sich das Vorspannelement 126 von der Mittel-/Neutralposition weiter nach unten bewegt. Unterdessen bezeichnet die Mittel-/Neutralposition den Punkt der maximalen axialen Kompression des Vorspannelements und somit auch seine größte ausgeübte Vorspannkraft, und je weiter sich das Vorspannelement 126 über die Mittel-/Neutralposition hinaus bewegt, desto mehr dehnt sich das Vorspannelement 126 axial aus und umso geringer ist die Vorspannkraft, die es auf die Backen 114 ausübt. Andererseits nimmt die Drehmomenthebelwirkung mit der Entfernung über die Mittel-/Neutralposition hinaus zu und trägt so dazu bei, die verringerte Vorspannkraft zu kompensieren. Das Ergebnis ist eine flachere Kraft-Weg-Kurve im Diagramm der ausgeübten Greifkraft der Backen 114 auf den Skischuh als Funktion des Abstands zwischen den Zähnen 116 im Vergleich zum Stand der Technik, dessen Drehmomentarme fixiert sind, da die Vorspannelemente sich auf den Backen befinden.
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Um Skitourengehen zu können, während die Zeheneinheit 110 an der Spitze des Skischuhs 20 angebracht ist, ohne dass die Ferse angeschlossen ist, müssen die Backen 114 am Öffnen gehindert werden. Wenn der Skischuh 20 um eine vertikale Achse verdreht wird, sind die Backen 114 so konstruiert, dass sie sich bei einem definierten Drehmoment öffnen und dabei die Vorspannkraft des Vorspannelements 126 überwinden, um einen seitlichen Freigabemechanismus bereitzustellen. Um die Zeheneinheit 110 in den Tourenmodus zu schalten, während die Zehe eingerastet ist, hebt der Benutzer den Tourenhebel 130 an der Vorderseite des Modushebels 124 nach oben und durch relatives Schwenken des Tourenhebels 130 um den Tourenhebel-Drehpunkt 152 bringt ein abgerundetes hinteres Ende 130A des Tourenhebels 130 in störenden Kontakt mit einem Widerlager 158 an der Vorderseite des Fahrgestells 134, wobei das Widerlager 158 relativ zu einem Rest des vorderen Endes 146 des Fahrgestells 134 nach vorne ragen kann. Ein Benutzer muss dann das vordere Ende des Tourenhebels 130 weiter anheben, um eine leichte vertikale Biegung des Modushebels 124 zu ermöglichen und das abgerundete hintere Ende 130A des Tourenhebels nach vorne über den ersten Interferenzpunkt mit dem Widerlager 158 hinaus zu verschieben, um über das Widerlager in Kontakt mit dem Ski 112 zu gleiten, was für einen Verriegelungseffekt sorgt. 8A zeigt diesen verriegelten Zustand, der oft als Tourenmodus bezeichnet wird, wobei der Eingriff des Tourenhebels 130 mit dem Ski 112 an der Vorderkante des Widerlagers 158 das vordere Ende des Modushebels 124 am Absenken hindert und somit das Anheben des gegenüberliegenden hinteren Endes des Modushebels 24 blockiert, wie dies erforderlich wäre, damit sich die Backen 114 öffnen und den Skischuh 20 freigeben. Um die Zeheneinheit 110 aus diesem Tourenmodus zu verlassen, kehrt der Benutzer einfach die Richtung des Tourenhebels 130 durch Drücken desselben nach unten und vorne um, um das abgerundete kreisförmige hintere Ende 130A des Tourenhebels 130 über den Anschlag 158 in die in der 7 gezeigten Position zu stecken.
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9 zeigt eine Explosionsansicht der Zeheneinheit und veranschaulicht, wie die Komponenten zusammengebaut werden. Es ist ersichtlich, dass alle Verbindungen so konzipiert sind, dass sie für Wartungs- oder Recyclingzwecke demontiert werden können. Die Backenzapfen 140, der Modushebelzapfen 150 und der Tourenhebelzapfen 152 haben alle Gewindeenden, um mit ihren Gegenkomponenten, dem Chassis 134 bzw. dem Modushebel 124, in Eingriff zu kommen. Damit sich diese Gewindekomponenten während des Gebrauchs nicht lösen, können ein oder mehrere verschiedene Mittel eingesetzt werden, um ein Lösen der Gewinde und ein damit verbundenes Herausdrehen des Gewindezapfens zu verhindern. Zu diesen möglichen Mitteln zur Verhinderung eines Lockerns/Rückrutschens gehört die Verwendung eines Blockierelements, wie etwa die dargestellten Drehpunktsperren 160, die jeweils in einer Ausrichtung von 90 Grad zu einem jeweiligen Backendrehpunkt 140 an der jeweiligen Backenlasche 138 angebracht sind, an dem sich der Kopf dieses Backenzapfens befindet. Jeder Drehpunktblocker 160 kann ein Bolzen mit Außengewinde sein, der in eine Aufnahmebohrung mit Innengewinde am Chassis 134 eingebaut ist, nachdem der jeweilige Backendrehpunkt installiert wurde, und der nach der Installation aus seiner Aufnahmebohrung 162 in einer Position hervorsteht, die den Kopf des jeweiligen Backenzapfens zumindest teilweise überlappt, um sicherzustellen, dass sich der Backenzapfen 140 nicht physisch lösen und zurückziehen kann. Auf die Drehzapfensperren 160 kann ebenso wie auf die Backenzapfen mit Gewinde eine Gewindesicherungsmasse aufgetragen werden, um zu verhindern, dass sie sich selbst lösen und herausdrehen. Die perspektivischen Ansichten der 3 und 9 verdeutlichen am besten die Anordnung und den Zweck der Drehzapfen 160 im Verhältnis zum Chassis 134 und den Backenzapfen 140. Eine weitere Möglichkeit, das Lösen der Gewindezapfen 140, 150, 152 zu verhindern, könnte die Verwendung eines Schraubensicherungsmaterials an den Gewindeenden davon sein, wobei es sich um ein Produkt wie Loctite oder Nylock handeln kann, welches die Gewinde mit einem Material umhüllt, das Widerstand gegen Lockerung bei Vibrationen oder Belastung bietet. Es ist zu beachten, dass ein Blockierelement 160 und ein Schraubensicherungsmittel zusammen verwendet werden könnten, um eine noch höhere Sicherheit zu bieten. Andere Ausführungsformen könnten auch eine Nylock-Mutter beinhalten, um die oben erwähnten Drehzapfen zu halten.
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Allerdings wurde bei der Entwicklung und Erprobung der neuartigen Zeheneinheit 110 durch den Anmelder auch eine alternative Lösung zur Lockerung/Rückfallverhinderung der beiden Backenzapfen 140 entdeckt, bei der ein Backenzapfen mit einem Rechtsgewinde und ein Backenzapfen mit Linksgewinde verwendet werden. Unter Bezugnahme auf die perspektivische Explosionsansicht von hinten in 9 und im Kontext des dargestellten Szenarios, in dem jeder Backenzapfen 140 während seiner Gewindeinstallation nach vorne durch die Backenansätze 138 und die Backe 114 in einer nach vorne weisenden Ausrichtung eingeführt wird, befindet sich der Backenzapfen 140 mit Gewinde auf der rechten Seite der Zeheneinheit 110 (von hinten gesehen) für die entsprechende rechte Seitenbacke, deren Schließrichtung entgegen dem Uhrzeigersinn (von hinten gesehen) ist, ist im dargestellten Szenario vorzugsweise durch ein Linksgewinde gekennzeichnet, während sich der Backenzapfen 140 mit Gewinde auf der linken Seite der Zeheneinheit 110 (von hinten gesehen) für die entsprechende linke Seitenbacke, deren Schließrichtung im Uhrzeigersinn (von hinten gesehen) ist, ist vorzugsweise durch ein Rechtsgewinde gekennzeichnet. Wenn die Einsteckrichtung der beiden Gewindezapfen umgekehrt wäre, dann könnten auch die bevorzugten Gewinderichtungen umgekehrt sein.
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Ohne sich auf eine spezielle Theorie zu beschränken, warum sich herausstellte, dass diese Verwendung von Backenzapfen mit entgegengesetztem Gewinde ein Lösen eines der beiden Gewindezapfen verhindert, wird davon ausgegangen, dass da während des Einstiegsvorgangs zum Schließen der Backen 114 eine vom Benutzer ausgeübte Kraft auf den Modushebel 124 ausgeübt wird, die Schließbewegung der Backen 114 mehr Reibung auf die Backenzapfen 140 ausübt als die Öffnungsbewegung der Backen 114, und daher es für jede Wiederholung eines Backenschließens und anschließenden Wiederöffnens der Backen (kurz: ein Öffnungs-Schließ-Zyklus) bei jedem Backendrehpunkt in der Schließrichtung der jeweiligen Backe einen stärkeren reibungsbedingten Rotationseffekt gibt als in der Öffnungsrichtung. Wenn ein herkömmliches Rechtsgewinde an dem nach vorne eingesetzten rechten Backenzapfen von 9 verwendet würde, würde die Schließrichtung der rechten Backe im Gegenuhrzeigersinn (von hinten) durch Reibung in die Lockerungsrichtung dieses mit Gewinde versehenen Backenzapfens 140 wirken, was zu einer Lockerung davon mit der Zeit durch wiederholte Öffnungs-Schließ-Zyklen führen würde. Im Gegensatz dazu würde bei Verwendung eines herkömmlichen Rechtsgewindes am nach vorne eingesetzten linken Backenzapfen von die Schließrichtung der linken Backe im Uhrzeigersinn (von hinten) durch Reibung in die Anzugsrichtung dieses Backenzapfens wirken, so dass eine allmähliche Lockerung des Backenzapfens 140 im Laufe der Zeit verhindert würde. Als Alternative zur Verwendung von zwei mit Gewinde versehenen Backenzapfen 140 mit umgekehrter Gewinderichtung können alternativ zwei mit Gewinde versehene Backenzapfen mit passender Gewinderichtung in entgegengesetzter Längsausrichtung installiert werden. Beispielsweise kann der linke Backenzapfen aus 9 mit einem herkömmlichen Rechtsgewinde in der dargestellten Richtung von hinten nach vorne (das heißt nach vorne zeigende Ausrichtung) eingebaut werden, und der rechte Backenzapfen ebenfalls mit einem herkömmlichen Rechtsgewinde, stattdessen in einer Richtung von vorne nach hinten installiert (das heißt nach hinten zeigende Ausrichtung). Oder wenn die beiden Backenzapfen übereinstimmende Linksgewinde hätten, könnten die Einsteckrichtungen (Zeigeausrichtungen) umgekehrt werden, wobei der linke Backenzapfen von vorne nach hinten (nach hinten zeigende Ausrichtung) und der rechte Backenzapfen in die Richtung von hinten nach vorne (nach vorne gerichtete Ausrichtung) eingebaut ist.
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Während die Prinzipien der vorliegenden Offenbarung hier unter Bezugnahme auf veranschaulichende Aspekte für bestimmte Anwendungen beschrieben werden, ist die Offenbarung nicht darauf beschränkt. Der Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet und der Zugang zu den hier bereitgestellten Lehren werden erkennen, dass zusätzliche Modifikationen, Anwendungen, Aspekte und der Ersatz von Äquivalenten alle in den Umfang der hier beschriebenen Aspekte fallen. Dementsprechend ist die vorliegende Offenbarung nicht als durch die vorstehende Beschreibung eingeschränkt anzusehen.
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Eine stiftgebundene Zeheneinheit zum Halten einer Schuhspitze an einer Schneefahrhilfe kann über ein Paar schwenkbarer Backen mit entsprechenden Zähnen zum Eingriff in Hohlräume an den Seiten der Schuhspitze und ein Vorspannelement, das die Backen in die offene und geschlossene Position vorspannen kann, verfügen. Im Gegensatz zum herkömmlichen Einbau mehrerer Vorspannelemente in die Backen kann das Vorspannelement stattdessen ausschließlich im Modushebel untergebracht sein, durch den die Backen geöffnet und geschlossen werden können, und in dieser untergebrachten Beziehung zum Modushebel kann das Vorspannelement auf eine gleichmäßige horizontale Ausrichtung über den gesamten Bewegungsbereich des Backens gezwungen sein. Die Montage wird vereinfacht, die Drehmomenthebelwirkung auf die Backen wird vorteilhafterweise innerhalb des Bereichs der Backenbewegung variiert, um die Energieabsorption zu verbessern, und der Auslöser des Modushebels ist einzigartig verbreitert, um dem Benutzer den Einstieg zu erleichtern. Gewindezapfen ermöglichen die Demontage von Komponenten für die Wartung und das Recycling am Ende ihrer Lebensdauer mit den beiden Backenzapfen mit Gewinde dadurch gekennzeichnet, dass sie eine entgegengesetzte Gewinderichtung oder entgegengesetzte Einführrichtung aufweisen, um ein selbständiges Lösen der Backenzapfen mit Gewinde bei wiederholten Öffnungs-/Schließzyklen zu verhindern.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 63454407 [0001]
- EP 0199098 [0004, 0009]
- EP 0519243 [0004]
- EP 1559457 [0004]
- AT 402020 [0004]
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- EP 2815794 B1 [0009]
- EP 3878528 [0013]
- US 11338192 [0013]