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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erleichtern des Schifahrens mit einer Kniestütze, die aus zwei in ihrer Form dem Oberschenkel und dem Unterschenkel angepassten und im Bereich des Knies über eine Gelenkachse miteinander verbundenen Platten besteht.
Es sind bereits Beinschoner bekannt, welche aus einer der Form des Oberschenkels angepassten Platte und aus einer der Form des Unterschenkels angepassten Platte bestehen, welche Platten miteinander im Kniebereich gelenkig verbunden sind und am Bein fixiert werden können. Es ist auch bereits bekannt, einen den Kniebereich umgebenden Polster mit einer dem Unterschenkel angepassten Platte über einen nachgiebigen Teil zu verbinden.
Schliesslich ist es bekannt, den Unterschenkel von zwei miteinander verbindbaren Halbschalen aus steifem Material zu umgeben, wobei die vordere Halbschale über den Kniebereich hochgezogen ist und das Knie vorne und seitlich umgibt. Alle diese bekannten Ausführungen dienen lediglich als Beinschutz.
Es ist bekannt, dass beim Abwärtsschifahren, wo sich der Schifahrer in der Hockestellung befindet und daher Oberschenkel und Unterschenkel im Kniebereich abgewinkelt sind, die Schenkelmuskel durch das auf ihnen lastende Körpergewicht besonders beansprucht werden. Die sich daraus ergebenden Ermüdungserscheinungen sind häufig die Ursache von Stürzen, die Beinbrüche, Muskelzerrungen und dgl. zur Folge haben können.
Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zum Erleichtern des Schifahrens, und zwar in erster Linie des Schiabfahrtslaufes, zu schaffen, welche die Schenkelmuskulatur entlastet, insbesondere einen statischen Ausgleich des Körpergewichtes und das dynamische Auffangen aller durch die Unebenheiten des Geländes verursachten Stösse ermöglicht. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass zum Erleichtern des Schi-Abfahrtslaufes die beiden Platten in Richtung zur Gelenkachse durch Arme verlängert und über diese Arme mit der Gelenkachse verbunden sind, dass diese Arme durch eine Federeinrichtung mit unlinearer Federcharakteristik elastisch miteinander verbunden sind, die beim Beugen des Knies lediglich bis zu einem vorbestimmten Beugungswinkel spannbar ist,
dass eine manuell betätigbare Einrichtung zum Lösen der über die Federeinrichtung bewirkten elastischen Verbindungen der beiden Arme miteinander vorgesehen ist, und dass vorzugsweise die untere Platte auch nach unten hin eine Verlängerung zu ihrer Verbindung mit einem Schischuh aufweist.
Dadurch, dass die beiden gelenkig miteinander verbundenen Arme durch eine Federeinrichtung mit unlinearer Federcharakteristik elastisch miteinander verbunden sind, die beim Beugen des Knies lediglich bis zu einem bestimmten Beugungswinkel spannbar ist, wird innerhalb eines bestimmten Beugungswinkels des Knies das Körpergewicht zumindest teilweise von der Federeinrichtung kompensiert und eine Rückkehr der miteinander einen Beugungswinkel einschliessenden Schenkel (Oberschenkel und Unterschenkel) in die gestreckte Lage begünstigt Überschreitet jedoch der Beugungswinkel eine vorbestimmte Grösse, so erfolgt kein weiteres Spannen der Federeinrichtung und der erwähnte Rückholeffekt tritt nicht mehr auf, so dass ab einem bestimmten Beugungswinkel nur mehr eine teilweise Entlastung des Körpergewichtes erfolgt.
Unter bestimmten Umständen, beispielsweise beim Schreiten, ist es zweckmässig, die Federeinrichtung unwirksam zu machen. Dies kann über die manuell betätigbare Einrichtung erfolgen, durch welche die elastische Verbindung zwischen den beiden Armen gelöst werden kann.
Die Funktionsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung kann dadurch unterstützt werden, dass die untere Platte auch nach unten hin eine Verlängerung zu ihrer Verbindung mit einem Schischuh aufweist, so dass der Halt der erfindungsgemässen Vorrichtung am Bein verbessert wird.
Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Federeinrichtung eine im Bereich der Gelenkachse am jeweiligen Arm angeordnete Nocke auf, an deren Umfang ein Nockenfolgerhebel anlegbar ist, wobei der Nockenfolgerhebel zum Ermöglichen des manuellen Lösens der durch die Federeinrichtung bewirkten elastischen Verbindung um eine Exzenterscheibe schwenkbar gelagert ist, die über ihre Exzenterachse mit Hilfe einer Handhabe zum Abheben des Nockenfolgerhebels vom Umfang der Nocke um einen vorbestimmten Winkelbereich verdrehbar ist, wobei die Exzenterachse an einer der Platten gelagert und festgehalten, insbesondere innerhalb der Plattenstärke, untergebracht ist.
Diese Ausbildung ermöglicht auf einfache Weise die Bildung der unlinearen Federcharakteristik durch eine entsprechende Ausbildung und Anordnung der Nocke und des Nockenfolgerhebels, wobei durch Betätigung der Handhabe der Nockenfolgerhebel vom Umfang der Nocke abhebbar ist und dadurch die Federeinrichtung unwirksam gemacht werden kann.
Eine in konstruktiver Hinsicht einfache Ausführung ergibt sich dann, wenn erfindungsgemäss die elastische Verbindung der Federeinrichtung an einem Ende des die Verlängerung der unteren Platte bildenden Armes festgelegt ist. An dieser Stelle steht für die Unterbringung der Federeinrichtung hinreichend Platz zur Verfügung, ohne dass die Beweglichkeit des Schifahrers beeinträchtigt wird. Vorzugsweise ist hiebei zur Festlegung des einen Endes der elastischen Verbindung der Federeinrichtung an der unteren Platte ein nach unten gerichteter Fortsatz eines sowohl die Gelenkachse wie auch die Exzenterachse umschliessenden Verbindungsstückes befestigt, das sich nach aussen zu über dem Exzenterhebel befindet.
Zweckmässig ist das andere Ende der elastischen Verbindung der Federeinrichtung am Nockenfolgerhebel festgelegt, der beim Beugen des Kniegelenkes sich gegenüber dem Fortsatz entsprechend der Ausbildung der Nocke verschwenkt, so dass die erwünschte Federcharakteristik erzielt wird.
Die elastische Verbindung der Federeinrichtung kann verschiedenartig ausgebildet sein. Zweckmässig weist diese elastische Verbindung mehrere Ringe aus einem Elastomer auf, welche Ringe beim Dehnen die federnde
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Wirkung hervorrufen. Bei einem Verschleiss können diese Ringe leicht ausgetauscht werden, sie sind weiters unempfindlich hinsichtlich Vereisung.
Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung sind sich jeweils an das Knie anlegende, entsprechend konkav geformte Stützplatten vorgesehen, die entweder an der Gelenkachse oder im Bereich der Gelenkachse an der unteren Platte, insbesondere unterhalb der Gelenkachse, zweckmässig drehbar, befestigt sind. Diese Stützplatten gewährleisten gleichfalls einen richtigen Halt der erfindungsgemässen Vorrichtung am Bein und verbessern den Komfort dieser Vorrichtung.
Erfindungsgemäss weist die Verlängerung der unteren Platte in ihrem unteren Abschnitt eine selbsthaftende Verbindungseinrichtung für ihre Verbindung mit aufwärts ragenden Teilen des Schischuhes auf, so dass auf einfache Weise eine Verbindung dieser unteren Platte mit dem Schischuh hergestellt werden kann. Der Schischuh weist hiezu an seinen beiden Seiten je einen in seinem unteren Abschnitt mit ihm verbundenen, nach oben ragenden Fortsatz, insbesondere in Form einer entsprechend dem Unterschenkel gewölbten Platte auf, der an seinem oberen Abschnitt mit einer, zweckmässig selbsthaftenden, Verbindungseinrichtung für seine Verbindung mit der Verlängerung versehen ist.
In der Zeichnung ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt. Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine erste Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, wobei die Figuren 1 und 2 Seitenansichten und Fig. 3 ein Detail der Vorrichtung in grösserem Massstab darstellen. Die Figuren 4 bis 9 zeigen eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, wobei Fig. 4 eine Seitenansicht, Fig. 5 ein Detail im grösseren Massstab, Fig. 6 einen Schnitt in der Ebene der Gelenkachse und die Figuren 7 bis 9 Schnitte nach den Linien (7-7, 8-8 und 9 - 9) in Fig. 5 darstellen. Die Figuren 10 bis 14 zeigen eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, wobei die Figuren 10 und 11 Seitenansichten, Fig.
12 einen Schnitt in der Ebene der Gelenkachse und die Figuren 13 und 14 Schnitte nach den Linien (13 - 13 und 14 - 14) in Fig. 11 darstellen.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist zwei in ihrer Form dem Oberschenkel und dem Unterschenkel angepasste Platten (13,14) auf, die über beidseitig des Kniegelenkes angeordnete Verbindungseinrichtungen (1) miteinander verbunden sind. Jede dieser Verbindungseinrichtungen (1) besteht aus einem oberen Arm (2) und aus einem unteren Arm (3), welche Arme an den Platten (13,14) beispielsweise mittels Nieten (15) befestigt sind und die über eine Gelenkachse (4) miteinander gelenkig verbunden sind.
Das untere Ende (2b) des oberen Armes (2) weist eine Nocke (2c) auf, die vorzugsweise einstückig mit dem oberen Arm (2) ausgebildet ist. Die Nocke (2c) ist zwischen zwei parallelen Seitenplatten (6) angeordnet, die mit dem unteren Arm (3) verbunden sind und in welchen die Gelenkachse (4) befestigt ist.
Zwischen den beiden Seitenplatten (6) befindet sich unterhalb des oberen Armes (2) ein Exzenterhebel (Nockenfolgerhebel (7)), der auf einer Exzenterscheibe (8a) drehbar gelagert ist. Die Exzenterscheibe (8a) ist, beispielsweise über einen Vierkant (siehe Fig. 7), mit einer Exzenterachse (8) drehfest verbunden, die über eine Handhabe (11) verdreht werden kann.
Am Arm (7a) des Nockenfolgerhebels (7) ist eine Rolle (10) drehbar gelagert, die in der einen Endstellung der Handhabe (11) an der Nocke (2c) anliegt und somit beim Abwinkeln des Oberschenkels gegenüber dem Unterschenkel eine Verschwenkung des Nockenfolgerhebels (7) entsprechend der Kurve der Nocke (2c) bewirkt.
Wird die Handhabe (11) und damit die Exzenterscheibe (8a), an welcher der Nockenfolgerhebel (7) lagert, in die andere Endstellung verschwenkt, so nimmt der Nockenfolgerhebel (7) eine Lage ein, in welcher die Rolle (10) nicht mehr an der Nocke (2c) anliegt, so dass er der Bewegung der Nocke nicht mehr folgt.
Bei der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3 sind der Nockenfolgerhebel (7) und der Arm (3) über eine aus mehreren Federringen (12a) bestehende elastische Verbindung miteinander verbunden, welche Ringe sowohl den Nockenfolgerhebel (7) als auch den Arm (3) umschliessen.
Erfolgt eine Abwinkelung des Beines im Bereich des Knies, so wird durch die mit dem Arm (2), der an der oberen Platte (13) festgelegt ist, verbundene Nocke (2c) der Nockenfolgerhebel (7) um die Exzenterscheibe (8a) verschwenkt, wodurch die Ringe (12a) der Federeinrichtung (12) gespannt werden. Dies wirkt der Beugung des Knies entgegen und es wird durch den Druck auf die Nocke (2c) die Rückkehr des Beines in seine gestreckte Lage begünstigt. Die Nocke (2c) ist jedoch so geformt, dass dann, wenn ein bestimmter Beugungswinkel des Knies von etwa 900 überschritten wird, der Radius der Nocke (2c) konstant bleibt und dadurch der Rückholeffekt der Federeinrichtung (12) aufgehoben wird.
Die Ausführungsformen nach den Figuren 4 bis 14 unterscheiden sich von der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3 dadurch, dass an den Platten (13,14) keine gesonderten Arme (2,3) angeordnet sind, sondern dass die Arme von einstückig mit den Platten ausgebildeten Fortsätzen (13a, 13b) gebildet sind, die wieder beidseits des Knies über eine Gelenkachse (4) miteinander gelenkig verbunden sind.
Am Ende der oberen Arme (13a) ist eine Nocke (13b) vorgesehen, welche der Nocke (2c) der Ausführungsform nach den Figuren 1 bis 3 entspricht und deren Umfang wieder mit dem Nockenfolgerhebel (7) zusammenwirkt.
Die in ihrer Form dem Unterschenkel angepasste untere Platte (14) weist zwei seitlich am Bein des Schiläufers anliegende, nach unten ragende Verlängerungen (14c) auf, die mit einem Schischuh (25) verbindbar sind, um den Halt der erfindungsgemässen Vorrichtung zu verbessern.
Die Exzenterscheibe (8a), an der der Nockenfolgerhebel (7) schwenkbar gelagert ist, ist über eine
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Abflachung mit der Exzenterachse (8) drehfest verbunden, die drehbar in der unteren Platte (14) gelagert ist. Am einen Ende weist die Exzenterachse (8) die Handhabe (11) auf, am anderen Ende ist die Exzenterachse (8) durch eine Schraubenmutter (23) gesichert (siehe Fig. 8). Die Exzenterscheibe (8a) ist zwischen der Platte (14) und einem profilierten Verbindungsstück (24) angeordnet, in dem eine Auflagefläche (8b) der Exzenterachse (8) gelagert ist. Das Verbindungsstück (24) ist abnehmbar an der unteren Platte (14) angeordnet und mit der oberen Platte (13) über die Gelenkachse (4) schwenkbar verbunden (siehe die Figuren 5 bis 7).
An seinem vorderen Teil besitzt das Verbindungsstück einen Fortsatz (24a), an dem die elastische Verbindung der Federeinrichtung (12) festgelegt ist. Diese elastische Verbindung besteht bei der Ausführungsform nach den Figuren 4 bis 14 aus einer Schlaufe aus einem Elastomer, die einen nach unten gerichteten Fortsatz (24a) und einen Teil des Nockenfolgerhebels (7) umschliesst.
Auch bei diesen Ausführungsformen kann durch ein Verdrehen der Handhabe (11) und damit der Exzenterscheibe (8a), an welcher der Nockenfolgerhebel (7) gelagert ist, dieser Nockenfolgerhebel derart verschwenkt werden, dass er nicht mehr mit der Nocke (13b) zusammenwirkt.
Die beiden Platten (13,14) sind, wie aus Fig. 4 hervorgeht, über nicht dehnbare Gurten (17), die mit selbsthaftenden Einrichtungen (18) ausgestattet sind, am Bein des Schifahrers befestigt.
Wie aus Fig. 7 hervorgeht, können beiderseits des Knies angeordnete, um die Gelenkachse (4) schwenkbare Stützplatten (16) vorgesehen sein, um den richtigen Halt der Vorrichtung und den Komfort bei der Verwendung derselben zu verbessern.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung ist in den Figuren 10 bis 14 dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform sind die konkaven Stützplatten (16) nicht mehr konzentrisch zur Gelenkachse (4) angeordnet, sondern unabhängig von dieser Gelenkachse unterhalb und vor derselben. Durch diese Änderung wird der Platzbedarf der erfindungsgemässen Vorrichtung im Bereich des Beins an jenen Stellen verringert, wo der freie Raum durch den Schischuh begrenzt ist, und es wird eine bessere Anpassung der Vorrichtung an die Form des Beines ermöglicht.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann in Verbindung mit verschiedenen Schischuhen (25) eingesetzt werden. Zweckmässig wird jedoch eine Ausführung gewählt, wie sie in den Figuren 11 bis 14 dargestellt ist. Der dort gezeigte Schischuh (25) besitzt einen Schaft mit zwei seitlich angebrachten, entsprechend dem Unterschenkel gewölbten Platten (25a, 25b), welche seitlich abgespreizt werden können. Diese Platten (25a, 25b) tragen an der Innenseite einen Teil einer selbsthaftenden Verbindungseinrichtung, wobei der andere Teil sich an der Aussenseite der Verlängerungen (14c) der Platte (14) befindet. Der Schischuh (25) weist einen Innenschuh (26) auf, der dem Verlauf der Verlängerungen (14c) angepasst ist, wobei sich diese Verlängerungen ausserhalb des Innenschuhs befinden (siehe die Figuren 11 und 14).
Die Verwendung derartiger Schischuhe bringt den Vorteil mit sich, dass ein besserer Zusammenhalt zwischen der erfindungsgemässen Vorrichtung und dem Schischuh gegeben ist und der Komfort erhöht wird.
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