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I. Anwendungsgebiet
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Die
Erfindung betrifft eine Verbindungseinheit zum beweglichen Verbinden
von zwei in Längsrichtung
verlaufenden Gleitkufen.
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II. Technischer Hintergrund
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Es
sind heute viele verschiedene Wintersportgeräte auf dem Markt, die allesamt
dem Gleiten auf verschneiten bzw. vereisten, geneigten Flächen dienen.
Dabei muss zwischen Systemen mit einer Gleitkufe oder mit mehreren
Gleitkufen ebenso unterschieden werden, wie bei den Wintersportgeräten mit zwei
Gleitkufen danach, ob diese Gleitkufen vom Benutzer unabhängig von
einander bewegt werden können.
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Der
typische Fall eines Wintersportgerätes mit zwei unabhängig voneinander
zu bewegenden Gleitkufen ist das Paar Ski, bei dem jeweils ein Ski über eine
Bindung fest mit einem Fuß verbunden
ist. Hieraus wurde beispielsweise der mit nur einer Gleitkufe ausgestattete
Mono-Ski abgeleitet, bei dem beide Beine/Füße auf nur einer Gleitkufe
befestigt sind.
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Ein
weiterer Vertreter eines Wintersportgerätes mit nur einer Gleitkufe
ist das Snowboard, dessen Spur auf nur einer Kante gefahren wird.
Die fixierte Position der Füße auf dem
Mono-Ski wie auch auf dem Snowboard bringt aber zum Teil auch unangenehme
Nebeneffekte wie z. B. einseitige Beanspruchung der Musku latur mit
sich. Um die Faszination des Schwingens auf einer Kante mit dem
Komfort zwei unabhängiger
Ski zu verbinden, wurden Zwei-Ski-Systeme entwickelt, die die positiven
Effekte der unterschiedlichen Systeme in einer Synthese vereinen.
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Mit
der Idee zwei Kanten vereint wie in einer Spur zu führen, wurden
Verbindungseinheiten und -systeme entwickelt, die zwei Skier parallel
führen.
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Hier
lassen sich verschiedene Kategorien unterscheiden, die den unterschiedlichen
Ansprüchen
gerecht werden wollen:
- 1. Verbindungseinheiten
zum Parallelfähren
der Skispitzen und zur Vermeidung des Überkreuzens der Skier
- 2. Verbindungseinheiten zur parallelen Fixierung der Skier zu
einem Mono-Ski
- 3. Verbindungseinheiten zur parallelen Führung der Skier mit der Möglichkeit
des Aufkantens und der Schrittverschiebung in Richtung der Skilängsachse.
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Aus
der
EP 0 276 630 A1 sind
Verbindungseinheiten bekannt, die an den Skispitzen angebracht sind.
Eine steife Querstrebe ist an zwei Gummipfropfen eingehängt, die
wiederum an jeweils einer Skispitzen montiert sind. Diese Anordnung
erlaubt eine Führung
der Skier sowohl in. paralleler Position, wie auch in Pflugstellung
mit weit auseinander liegenden Enden. Der Nachteil dieser Verbindungseinheit
liegt in der eingeschränkten
Verwendungsmöglichkeit,
die sich nur für
den Bereich des Skianfängers
eignet. Dem gleichen Zweck dient die
AT-B-75963 E In der
FR 2553670 A1 dienen die
Verbindungseinheiten zur Blockierung der Skibewegungen gegeneinander
mit der Absicht, aus zwei Skiern einen Mono-Ski zu montieren. Diese
Art der Verbindung hat den Nachteil, dass bei einem Wechsel vom
Tiefschnee auf die Piste und umgekehrt, jeweils das Gerät neu montiert werden
muss.
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In
der
US-A-3 171 667 werden
je eine Verbindungseinheit vor und hinter der Skibindung angebracht,
mit der Absicht, die Skier im Wesentlichen parallel zu halten.
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Die
Ausformung der Verbindungsstrebe als Kugelkopf, welcher in einem
am Ski montierten Gehäuse
lagert, erlaubt Bewegungen des Aufkantens und zugleich der Schrittverschiebung
in Skilängsrichtung.
Die parallele Skiführung
ist hier dauerhaft hergestellt.
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Andere
Lösungen
für Verbindungseinheiten, die
bei paralleler Führung
der Ski sowohl das Aufkanten wie auch Schrittverschiebung in Ski-Längsrichtung
erlauben, bieten die
DE 26 53
701 ,
EP 0
274 333-B1 und
FR
2630 339-A1 . Hier wurde die Querstrebe zur Parallelführung der
Skier drehbar an den Befestigungselementen am Ski gelagert. Durch
die gleichzeitige Anordnung von einer Drehachse in Skilängsrichtung
und einer Drehachse senkrecht zur Skilängsachse werden die Bewegungen
der Skier dreidimensional wie bei einem Kugelgelenk ermöglicht.
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Solche
Wintersportgeräte
wurden auch aus dem Bedürfnis
heraus entwickelt, Trainingsgeräte
zur Verfügung
zu stellen, um die Skitechniken zu verbessern.
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Solche
Erweiterungen am Skimaterial bieten aber darüber hinaus auch neue Bewegungsqualitäten und
neue Fahrtechniken. Eine in der aktuellen Zeit herausragende Bewegungsqualität ist die
Bewegungsdynamik der, "wie
auf einer Schiene" gefahrenen "geschnittenen" Schwünge, die
als "Carving"-Schwünge bekannt
sind.
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Kennzeichnendes
Merkmal dieser Carving-Schwünge
ist die parallele Skiführung,
sowie die höhere
Geschwindigkeit und die starke bis extreme Kurvenlage.
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Diese
führen
zu einer starken Durchbiegung der Skier. Die durch die starke Durchbiegung
im Ski gespeicherte Energie stellt nun wiederum Rückstellkräfte zur
Verfügung,
die sehr gute Fahrer nutzen, um den Ski zu drehen.
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Das
Ausnutzen dieser Rückstellkräfte (die auch
Rebound genannt werden) ist eine äußerst ökonomische Schwungtechnik,
die aber hohes Bewegungskönnen
voraussetzt. Erst große
Aufkantwinkel und Fahrtwucht sorgen dafür, dass der Ski eine starke
Durchbiegung erfährt.
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Diese
faszinierende und ökonomische
Skitechnik ebenso einer großen
Zahl von Anfängern
und Fortgeschrittenen mit mittlerem Könnensstand zugänglich zu
machen ist eine Aufgabe der Erfindung.
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Aus
der
EP 0 663 844 A1 Anspruch
11, 20, 21, 22 und 23) und aus
WO 97/29816 A1 (Anspruch 13) sind Wintersportgeräte bekannt,
die durch die Anbringung von federnden Elementen die selbsttätige Rückstellung
von Skiern und Standplatte ohne von außen einwirkende Kräfte in die
neutrale Mittellage bewirken.
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Es
werden hierfür
diverse Federn in unterschiedlichen Anordnungen vorgeschlagen. Druckfedern,
Zugfedern und Torsionsfedern werden an den gelenkig gelagerten Hebeln
angebracht.
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Die
Drehbewegungen der Hebel um ihre Schwenklager sorgen für ein Spannen
der Feder, die mit ihrer Rückstellkraft
die Hebel und angekoppelten Skier und Standplatten in die Neutrallage
zurückdrehen
lässt.
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Durch
eine Schrägstellung
der Schwenkachsen an den Skiern und den Schwenklagern der Standplatten
sind das Aufkanten der Skier und die Schrittverschiebung in Längsrichtung
der Skier mechanisch voreingestellt. Der zuletzt beschriebenen Gruppe
entspricht auch die
DE
296 02 926-U1 , die auch den nächstreichenden Stand der Technik
darstellt.
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Eine
beliebig dreidimensionale Bewegung der Skier ist nicht möglich.
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Diese
Systeme sind in ihrer Funktionsweise eingeschränkt, weil zu jedem Aufkantwinkel
der Gleitkufen genau eine einzige (in Längsrichtung und Höhe) definierte
Position der Schrittverschiebung umgesetzt wird. Dies entspricht
jedoch nur, unzureichend den Anforderungen der Skifahrpraxis und
hat erhebliche Nachteile für
die harmonische Kurvensteuerung. Bei Veränderungen der Hangneigung und beim
Einnehmen der Kurvenlage sind für
die relative Bewegung der beiden Ski zueinander die Bewegungsfreiheitsgrade
in freier dreidimensionaler Richtung gefordert, abhängig von
den Veränderungen
der Geländeformen
und vom individuellen Fahrstil des Benutzers. Mit der vergrößerten Anzahl
der zu berücksichtigenden
Bewegungsfreiheitsgrade in der konstruktiven Lösung erhöht sich in technischer Hinsicht
auch die Komplexität
der Anforderungen an die Rückstellbewegung
und deren Qualität.
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Diese
Geräte
waren jedoch hinsichtlich ihrer rückfedernden Mechanik aufwendig
gestaltet. Obwohl diese Lösungen
die Anforderungen der gestellten Aufgabe effektiv erfüllen, so
sind hier doch einige Nachteile offensichtlich.
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Diese
Systeme zur mechanischen Rückstellung
der Skier in ihre Neutrallage sind nur durch einen hohen konstruktiven,
fertigungstechnischen und wirtschaftlichen Aufwand möglich. Die
Wirkung der Federn ist eindimensional entgegen der Bewegung der
angeordneten Hebel gerichtet und verändert ihre Rückstellkraft
mit der Lageänderung
der angebrachten Hebel.
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III. Darstellung der Erfindung
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a) Technische Aufgabe
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Es
ist daher die Aufgabe gemäß der Erfindung,
eine Verbindungseinheit zum beweglichen Verbinden von zwei in Längsrichtung
verlaufenden Gleitkufen zu schaffen, die einfach und kostengünstig herzustellen
ist, den Benutzer in seinen Bewegungsaktionen durch den Rückstellmechanismus
unterstützt und
dadurch die zwei Gleitkufen mit selbsttätigen Fahreigenschaften ausstattet,
und dennoch dem Benutzer eine Relativbeweglichkeit der beiden Gleitkufen
zueinander in allen drei Raumrichtungen ermöglicht.
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b) Lösung
der Aufgabe
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 und 23 gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Dadurch,
dass das oder die Rückstellelemente – im Folgenden
der Einfachheit halber immer nur in der Einzahl erwähnt, ohne
die Erfindung hierauf zu beschränken – auf jede
Art von Auslenkung und Relativbewegung der Verbindungseinheit reagiert,
d. h. sowohl auf ein Verschwenken eines Lagerbockes relativ zu dem
daran befestigten Ende der Querstrebe oder auf eine Relativbewegung
der beiden Querstreben zueinander und zwar sowohl in horizontaler
Querrichtung als auch in vertikaler Querrichtung, hat der Benutzer
im Prinzip eine volle dreidimensionale Beweglichkeit für jede einzelne
Gleitkufe, er muss dabei lediglich die Rückstellkraft des Rückstellelementes überwinden.
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Dementsprechend
muss die Rückstellkraft der
Rückstellelemente
so gewählt
werden, dass sie von dem entsprechenden Benutzer auch tatsächlich und
ohne allzu großen
Kraftaufwand überwunden werden
kann.
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Dennoch
reicht die Rückstellkraft
aus, um die einzelnen Teile der Verbindungseinheit immer wieder in
ihre Normallage zurückzubewegen,
so wie jedes Auto bei Loslassen des Lenkrades automatisch geradeaus
weiterfahren sollte.
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Auf
diese Art und Weise wird der Benutzer der Verbindungseinheit nicht
zu einem bestimmten Fahrstil oder Fahrverhalten gezwungen, jedoch
wird ein carvingartiger Fahrstil durch eine solche Verbindungseinheit
gefördert.
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Dennoch
ist der Benutzer in der Lage, aktiv auch jeden anderen Fahrstil
mit Hilfe einer solchen Verbindungseinheit zu realisieren.
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Durch
die Schrägstellung
der Schwenkachsen zur Fahrtrichtung, also der Längsrichtung der Gleitkufen – bei Seitenansicht
betrachtet – wird
das Aufkanten einer Gleitkufe, also das Verschwenken der Lagerböcke am einen
Ende der Verbindungseinheit, zu einer analogen parallelogrammartige
Aufkantbewegung am anderen Ende der Verbindungseinheit, d. h. bei
der anderen Gleitkufe, führen,
vor allem bei Verwendung zweier Verbindungseinheiten zwischen zwei
Gleitkufen.
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Dies
funktioniert besonders gut und mit geringem Kraftaufwand, wenn die
Schrägstellung
der beiden Schwenkachsen am selben Ende der Verbindungseinheit und
insbesondere an beiden Enden der Verbindungseinheit die Gleiche
ist.
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Vorzugsweise
können
die beiden Lagerböcke
für die
beiden Querstreben am gleichen Ende einer Verbindungseinheit in
einem gemeinsamen Lagerbock zusammengefasst sein.
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Dabei
sind die Schwenkachsen vorzugsweise dennoch nicht identisch, sondern
in Längsrichtung zueinander
beabstandet, um das beidseitige Aufkanten zu ermöglichen.
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Das
Rückstellelement
umfasst wenigstens ein Federelement, welches die Rückstellung
in die Normallage bewirkt, vorzugsweise jedoch auch ein Dämpferelement,
welches vorzugsweise mit dem Federelement funktionsvereinigt ist,
um die Weitergabe von vor allem externen Schwingungen von einer
Seite der Verbindungseinheit zur anderen zu vermeiden und insbesondere
auch Eigenschwingungen, die bei der Anwendung der Verbindungseinheit
entstehen, zu dämpfen.
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Eine
besonders einfache Bauform eines solchen federnden und dämpfenden
Rückstellelementes
ist ein Gummielement, insbesondere ein Gummi-Metallteil wie etwa
ein zylindrischer Gummiblock, insbesondere mit eingegossenen Befestigungselementen,
z. B. Befestigungsbuchsen, aus Metall, um in jede Stirnseite des
Gummiblocks ein Befestigungselement wie eine Schraube einzubringen
bzw. einschrauben zu können.
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Zwischen
den parallel verlaufenden Querstreben können ein oder auch mehrere
Rückstellelemente,
insbesondere Gummielemente angeordnet werden, die jeweils mit einer
ihrer Stirnseiten an einer der Querstreben verschraubt oder anderweitig
befestigt sind.
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Vorzugsweise
sind an den einzelnen Querstreben hierfür dezidierte Befestigungspositionen
in Form von Durchgangs-Bohrungen vorgesehen.
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Stattdessen
oder auch ergänzend
dazu können
Rückstellelemente
in Form von Torsionsfedern in den Gelenken der Lagerböcke angeordnet
sein.
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Indem
Rückstellelemente,
insbesondere Gummielemente, unterschiedlicher Härte und in unterschiedlicher
Anzahl zwischen den Querstreben einer Verbindungseinheit montiert
werden, kann die Rückstellcharakteristik
der Verbindungseinheit individuell eingestellt werden.
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Vor
allem muss die Federkennlinie der Rückstellelemente keine Gerade
sein, sondern die Rückstellkraft
kann mit zunehmender Auslenkung überproportional
zunehmen.
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Die
Rückstellkraft
ist dabei erzeugt durch das vom Benutzer zum Aufkanten – meist
hauptsächlich nur
einer der Gleitkufen – aufgebrachte
Drehmoment, um die auf dem Untergrund aufliegende Kante des aufzukantenden
Skis zu drehen und damit auch ein Drehmoment um die Schwenkachsen
zwischen den vorderen und hinteren Lagerböcken auf der Seite dieser Gleitkufe
zu erzeugen.
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Dieses
beim Aufkanten eingebrachte Drehmoment wird in Verformungsenergie
vor allem der Rückstellelemente,
aber auch der übrigen
Teile der Verbindungseinheit umgesetzt, die somit als Rückstellkraft
wiederum zur Verfügung
steht.
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Wie
groß die
Kraft zum Aufkanten und damit die erzeugte Rückstellkraft ist, hängt somit
von der Kraft des Benutzers und den geometrischen Gegebenheiten,
beispielsweise der Standhöhe
des Benutzers über
der Gleitfläche
der Gleitkufe, ab.
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Die
Querstreben selbst sind starre Querstreben und federn, insbesondere
in einer Richtung lotrecht zur Schwenkachse in den Lagerböcken nicht.
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Da
es absolute Starrheit in der Praxis ohnehin nicht gibt, bedeutet
dies, dass eine elastische Verformung in einer Richtung lotrecht
zu den Schwenkachsen bei den Querstreben so gering wir möglich gehalten
werden soll, während
in Richtung der Schwenkachsen ein Federn der Querstreben zulässig und
sogar erwünscht
sein soll.
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Eine
besonders kostengünstige
Bauform ergibt sich, wenn die Querstreben aus einem Flachmaterial,
z. B. aus Metall, etwa Federstrahl, gefertigt werden, deren große Querachse
parallel zur Querebene der Schwenkachsen in den Lagerböcken steht und
dabei die Querstreben in Längsrichtung
betrachtet bogenförmig
ausgebildet sind.
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Um
eine ausreichende Bewegungsfreiheit der Lagerböcke zu gewährleisten, reichen von den freien
Enden der Querstreben Fortsätze
nach unten zu den Lagerböcken,
die in der Ebene der bogenförmigen
Querschenkel verlaufen und insbesondere einstückig zusammen mit den Querschenkeln
ausgebildet sind.
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Bei
zwei Verbindungseinheiten zwischen zwei Gleitkufen als Wintersportgerät hat es
sich als vorteilhaft erwiesen, dass das durch Aufkanten der einen
Gleitkufe erzeugte Drehmoment zu mindestens 60%, besser 70% in ein
Drehmoment der Querstreben um die Drehachsen in den Lagerböcken auf der
Seite des aufgekanteten Skis umgesetzt wird, welches zugleich als
resultierendes Drehmoment die andere Gleitkufe nach unten gegen
den Untergrund presst, denn genau durch diese zusätzliche
Anpressung der anderen Gleitkufe erfolgt an dieser anderen Gleitkufe
eine Schwingungsdämpfung,
die wesentlich zur Fahrstabilität
des Wintersportgerätes
beiträgt.
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Bei
einem Abstand der Gleitkufen (von Mitte zu Mitte) von 260 mm bis
280 mm, insbesondere 270 mm, sollte sich bei einem eingebrachten
Drehmoment durch Aufkanten von 50 Nm ein Druck auf die andere Gleitkufe
von 140 Newton, besser mindestens 150 Newton, besser mindestens
160 Newton ergeben.
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Dabei
ist zu bedenken, dass abhängig
von der Richtung der Schwenkachsen die Verformung der Rückstellelemente
unterschiedlich ist:
Bei einem für den alpinen Fahrstil ausgelegten
Wintersportgerät,
bei dem bei der vorderen Verbindungseinheit die Schwenkachsen von
vorne nach hinten ansteigen und bei der hinteren Verbindungseinheit von
vorne nach hinten abfallen, verschieben sich die beiden Querstreben
jeder Verbindungseinheit relativ zueinander bei der hinteren Verbindungseinheit
wesentlich stärker
zueinander als bei der vorderen Verbindungseinheit.
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Dementsprechend
werden in diesem Fall bei der vorderen Verbindungseinheit kürzere und
härtere Rückstellelemente,
insbesondere Gummielemente verwendet und bei der hinteren deutlich
längere
und weichere Gummielemente.
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Bei
umgekehrt verlaufenden Schwenkachsen, also einer Auslenkung des
Wintersportgerätes für den Telemarkstil,
muss dies genau umgekehrt sein.
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Für ein gutes
Fahrverhalten des Wintersportgerätes
hat es sich ferner als vorteilhaft erwiesen, dass beim Verschwenken
des Lagerbockes aus der Normallage gegenüber der daran befestigten Querstrebe,
also das Aufkanten einer der Gleitkufen, über einen Aufkantbereich von
10° bis
70° das
notwendige aufzubringende Drehmoment im Wesentlichen gleich bleibt,
also das in diesem Bereich aufzubringende höchste Drehmoment nicht mehr
als 50%, insbesondere nicht mehr als 25% über dem minimal innerhalb dieses
Aufkantbereiches aufzubringenden Drehmoment liegt.
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Ferner
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass das aufzubringende Drehmoment
für das
Erzielen eines bestimmten Aufkantwinkels bei einer zugelassenen
Schrittverschiebung in Längsrichtung
der Gleitkufen zueinander das aufzubringende Drehmoment nur zwischen
30% und 60% desjenigen Drehmomentes beträgt, welches benötigt wird,
um die gleiche Aufkantbewegung zu erreichen, wenn zwangsweise die
Längsverschiebung
der Ski gegeneinander mechanisch blockiert wird.
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Dies
kann beispielsweise erreicht werden, indem zwischen den Querstreben
zwei oder drei Gummielemente verschraubt werden, die bei einem Durchmesser
von 20 mm bis 40 mm und einer axialen Länge von 15 mm bis 40 mm eine
Shore- Härte von
30 bis 70 aufweisen.
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Der
Versatz der Schwenkachsen in Längsrichtung
sollte sich dabei im Bereich von 10 bis 20 mm, vorzugsweise um die
15 mm bewegen.
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Die
einzelnen Lagerböcke
oder auch der für beide
Querstreben einzige, gemeinsame Lagerbock kann eine Basisplatte
aufweisen, die so ausgelegt ist, dass sie auch zum Verklemmen dieser
Basisplatte zwischen der Sohle eines Skischuhs und der Oberseite
der Bindung oder des Skis selbst geeignet ist.
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Dabei
ist die Verbindungseinheit so ausgelegt, dass beim Verschwenken
der Lagerböcke
gegenüber
den Querstreben aus der Normallage zusätzlich eine Schrittverschiebung,
also ein Versatz in Längsrichtung
der beiden Lagerböcke
zueinander, auftritt, die insbesondere einstellbar sein soll und auch
auf Null einstellbar sein soll.
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Da
die Rückstellkräfte u. a.
durch den Achsversatz der Schwenkachsen bewirkt wird, kann die Größe der Schrittverschiebung
durch Verstellen des Schwenkachsenabstandes reguliert werden.
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Die
vorbeschriebene Verbindungseinheit kann dazu benutzt werden, um
zwei parallele Gleitkufen, wie etwa zwei Carving-Ski, beweglich
miteinander zu verbinden, in dem je eine solche Verbindungseinheit
vor und hinter den Skibindungen, in denen die Skischuhe des Benutzers
jeweils gehalten werden, montiert wird.
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Vorzugsweise
sind die vordere und hintere Verbindungseinheit dabei identisch,
gegebenenfalls bis auf die Anzahl oder Härte der in ihnen verbauten Rückstellelemente,
die sich jedoch auch nachträglich austauschen
lassen.
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Die
Verbindungseinheiten sollten dabei möglichst schnell und einfach
zusätzlich
an den mit Bindungen ausgestatteten Gleitkufen montierbar sein, so
dass beispielsweise ein herkömmliches
Paar Carving-Ski durch zusätzliches
Anbringen der vorderen und hinteren Verbindungseinheit zu einem
neuen, gekoppelten Win tersportgerät ergänzt werden können und
durch Entfernen wieder als normales Paar Ski gefahren werden können.
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Für das grundsätzliche
Fahrverhalten des so gekoppelten Wintersportgerätes ist es zum einen relevant,
ob die Verbindungseinheiten so montiert werden kann, dass die Schrägstellungen
der Schwenkachsen der vorderen und hinteren Verbindungseinheiten
zur Skimitte hin abfallen oder ansteigen.
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Falls
sie zur Skimitte hin ansteigen, ergibt sich ein Schrittversatz des
kurveninneren Bergskis beim Aufkanten nach vorne entsprechend dem
derzeitigen alpinen Fahrstil, im umgekehrten Fall ein Schrittversatz
des Bergskis nach hinten entsprechend dem Telemark-Fahrstils.
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Die
Verbindungseinheiten sollten dabei so mit Rückstellelementen bestückt sein,
dass die Rückstellkräfte in der
vorderen Verbindungseinheit größer sind
als in der hinteren Verbindungseinheit und dies insbesondere in
jedem Auslenkungszustand.
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Die
Lagerböcke
an den Enden, der Verbindungseinheiten sind dabei vorzugsweise ausgelegt zum
einfachen Befestigen entweder an den vorderen und hinteren Bindungsbacken
einer Skibindung und/oder an den vorderen oder hinteren Teilen einer zwischen
Bindung und Ski vorhandenen Bindungsplatte oder dem vorderen oder
hinteren Ende eines Skischuhs oder einer separaten, im Bereich unter
der Bindung nach vorn und hinten ragenden Längsstrebe.
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Dabei
ist zu beachten, dass im Moment bei Carving-Ski die Tendenz dahin
geht, die Vorder– und Hinterbacken
der Bindung nicht wie früher üblich direkt
auf dem Ski zu befestigen und auch nicht eine die Vorder- und Hinterbacken
verbindende, eventuell vorhandene, Grundplatte der Bindung.
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Vielmehr
ist zwischen der Grundplatte der Bindung und dem Ski eine erhöhende Bindungsplatte vorhanden,
um einerseits ein starkes Aufkanten zu ermöglichen, ohne dass die Seiten
des Skischuhs mit dem Untergrund kollidieren, aber auch, um das Durchbiegen
des Skis nicht zu behindern.
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Zu
diesem Zweck ist die Bindungsplatte zwar sowohl in ihrem mittleren
Bereich als auch an ihren Enden gegenüber dem Ski verschraubt, an
den Enden jedoch mit Hilfe von Langlöchern, so dass beim Durchbiegen
des Skis eine Relativverschiebung in Längsrichtung zwischen dem Ski,
also der Gleitkufe, und dem darüber
liegenden freien Endbereich der Bindungsplatte möglich ist.
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Analog
dazu ist auch die Bindung selbst nur in ihrem mittleren Bereich
mit der Bindungsplatte verschraubt und zwar die Mitte der Grundplatte
mit der Mitte der Bindungsplatte, so dass durch die weiter vorne
und hinten positionierten Bindungsbacken die Durchbiegung des Skis
in den dort darunter liegenden Bereichen nicht behindert wird.
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Eine
derzeit favorisierte Bauform der Bindungsplatte ist eine Längsschiene,
die insbesondere nach unten oder oben offen, U-förmig ausgebildet ist und meist
an ihren Außenseiten
Führungselemente aufweist,
auf die die Bindung mit entsprechenden Gegenführungselementen lediglich von
hinten in Längsrichtung
aufgeschoben und durch Verschrauben in Längsrichtung fixiert werden
muss, während die
Fixierung in allen Querrichtungen durch den Formschluss der Führungselemente
und Gegenelemente bewirkt wird.
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Für die Verbindungseinheiten
kommen daher bei einer solchen Lösung
mehrere Befestigungsmöglichkeiten
in Betracht:
Die Lagerböcke
der Verbindungseinheit können
an ihrer Unterseite mit den gleichen Gegenführungselementen wie die Skibindung
ausgestattet sein, so dass sie auf die Längsschiene aufgeschoben werden können.
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Da
diese Längsschienen
in der Regel einen Frontanschlag aufweisen und das Aufschieben von hinten
erfolgt, muss in diesem Fall zuerst die vordere Verbindungseinheit
aufgeschoben werden, dann die Skibindung und dann die hintere Verbindungseinheit.
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Das
Längspositionieren
der Skibindung erfolgt durch Verschrauben im mittleren Bereich gegenüber der
Längsschiene.
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Das
Positionieren der vorderen und hinteren Verbindungseinheiten kann
ebenfalls durch Verschrauben gegenüber der Längsschiene erfolgen oder durch
Positionieren in Längsrichtung
mit Hilfe eines in Längsrichtung
starren, in Querrichtung jedoch biegsamen Abstandshalters, der einerseits
an der Bindung und andererseits an der Verbindungseinheit befestigt
ist.
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Diese
Lösung
des Aufschiebens auf der Längsschiene
ist sehr einfach zu bewerkstelligen und ermöglicht vor allem ein sehr einfaches
nachträgliches
Montieren und Demontieren an einem vorhandenen Paar Carving-Ski,
vor allem, wenn von beiden Enden der Längsschiene aus ein Aufschieben
möglich
ist.
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in
kinematischer Hinsicht ist dies jedoch noch nicht die optimale Lösung, da
die Rückstellkräfte der
Verbindungseinheit über
die Längsschiene
in einen Längenbereich
vor und hinter der Bindung in die Gleitkufe eingeleitet werden,
in dem diese sich optimalerweise frei durchbiegen und verwinden
können
soll.
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Eine
weniger leicht montierbare bzw. ein Zusatzteil erfordernde Lösung besteht
deshalb darin, vom Mittelbereich des Skis, in dem ohnehin die Bindung über die
Bindungsplatte mit dem Ski fest verschraubt ist, vorzugsweise im
Bereich zwischen Grundplatte der Bindung und Bindungsplatte, beispielsweise
im Freiraum der U-förmigen
Längsschiene,
jeweils eine Längsstrebe
vom mittleren Bereich nach vorne und nach hinten frei auskragen
zu lassen, bis vor und hinter das vordere und hintere Ende der Bindung
und auf diesen vorstehenden Enden der Längsstreben dann die Lagerböcke der
Verbindungseinheiten zu befestigen.
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Vorzugsweise
werden die Lagerböcke
auch an den Längsstreben
lediglich aufgeschoben und verrastet oder zusätzlich verschraubt.
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Zur
weiteren Ausgestaltung eines solchen Wintersportgerätes kann
zwischen den beiden relativ weit voneinander beabstandeten Gleitkufen
eine mittlere dritte Gleitkufe gesetzt werden, die ebenfalls unter
den Verbindungseinheiten befestigt wird, jedoch eine geringere Länge und
größere Breite
als die übrigen
Gleitkufen besitzt.
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c) Ausführungsbeispiele
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Ausführungsformen
gemäß der Erfindung sind
im Folgenden beispielhaft näher
beschrieben. Es zeigen:
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1a,
b: erfindungsgemäß das Wintersportgerät in der
Aufsicht und in der Seitenansicht,
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1c,
d: Schnittdarstellungen aus 1a, b,
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2a:
eine einzelne Verbindungseinheit von vorne bzw. hinten,
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2b:
eine einzelne Verbindungseinheit in der Aufsicht,
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2c:
die Verbindungseinheit in der Seitenansicht und
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2d:
einen Lagerbock in der Aufsicht,
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2e:
eine aufgekantete Verbindungseinheit,
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3:
eine Ansicht gemäß 2b bei
einer anderen Version der Verbindungseinheit und
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4:
eine vereinfachte Version eines Wintersportgerätes.
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Das
Wintersportgerät 1 besteht
aus zwei in Längsrichtung 10 parallel
nebeneinander verlaufenden Gleitkufen 2a, b, auf denen
der Benutzer mit jeweils einem Fuß, also Schuh, befestigt ist
und die über
zwei quer verlaufende Verbindungseinheiten 3a, b, eine
vor und eine hinter den Schuhen, miteinander verbunden sind.
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4 zeigt
eine einfache Ausführungsform einer
solchen Verbindungseinheit 3a, b – die nicht von der Erfindung
umfasst ist – auf
einem Wintersportgerät 1:
Die beiden Gleitkufen 2a, 2b tragen jeweils in
ihrem mittleren Bereich eine Bindung 15 für einen
Schuh, beispielsweise einen Skischuh, in diesem Fall beste hend aus
einer Bindungsplatte 14a, b, die auf der Oberseite der
Gleitkufe 2a, b befestigt ist, und darauf im hinteren und
vorderen Bereich der Bindungsplatte 14a, b jeweils aufgesetzte
vordere und hintere Bindungsbacken 15a, b, zwischen denen
der Schuh fixiert wird.
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Vor
dem vorderen Bindungsbacken 15a und hinter dem hinteren
Bindungsbacken 15b sind quer von der einen Gleitkufe 2a zur
anderen Gleitkufe 2b verlaufende Verbindungseinheiten 3a,
b angeordnet, die an beidseitigen Enden jeweils an einer der Gleitkufen,
nämlich
in diesem Fall den Bindungsplatten 14a, b, befestigt sind.
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Jede
der Verbindungseinheiten 3a, b besteht aus einer Querstrebe 5a,
in diesem Fall aus einem Flachmaterial, deren lange Querschnittsachse
etwa parallel zur Hauptebene der Gleitkufen 2a, b liegt.
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An
den Enden ist die Querstrebe 5a nach oben gekröpft, und
an die schräg
stehende Unterseite des gekröpften
Endes ist ein zylinderförmiges Gummielement 8 angesetzt
und vorzugsweise durch Verschrauben befestigt, welches mit seinem
anderen freien Ende an der Bindungsplatte 14a oder b befestigt
ist.
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Aufgrund
der Elastizität
der Gummielemente 8 ist sowohl ein Längsversatz der Gleitkufen 2a,
b zueinander möglich,
als auch ein Aufkanten der Gleitkufe 2a relativ zu den
Querstreben 5a und damit auch zu der jeweils anderen Gleitkufe 2b,
dadurch aber auch ein paralleles Aufkanten der beiden Gleitkufen 2a,
b zueinander. Durch die Eigenelastizität der Gummielemente 8 wird
jedoch immer eine Rückstellkraft erzeugt,
die eine Rückstellung
des ausgelenkten Teils in die Ausgangslage bewirkt.
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Die
Längsachsen 9 der
zylindrischen Gummielemente 8, die gleichzeitig auch als
Drehachsen wirken können,
steigen dabei von den Gleitkufen 2a, b aus zur Mitte zwischen
den Gleitkufen 2a, b hin an, und zwar vorzugsweise bei
der vorderen und hinteren Verbindungseinheit 3a, b im gleichen
Winkel.
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Zusätzlich ist
in 4 zwischen den beiden Gleitkufen 2a,
b, an denen die Enden der Verbindungseinheiten 3a, b angelenkt
sind, eine dritte, mittlere Gleitkufe 2c dazwischen befestigt,
die an die Unterseite der Querstreben 5a, b geschraubt
ist und von der vorderen zur hinteren Verbindungseinheit 3a,
b durchgeht und vorne und hinten über diese auch hinaussteht
sowie vorne und hinten aufgebogene Spitzen aufweist. Dadurch wird
vor allem das Fahren im Tiefschnee erleichtert.
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Die 1 bis 3 zeigen
eine gegenüber der 4 nochmals
verbesserte Bauform der Verbindungseinheit 3a, b und damit
des Wintersportgerätes,
diesmal nur mit zwei Gleitkufen 2a, b. Wie die 1a und
b sowie 2b und c am besten zeigen, besteht
der Unterschied gegenüber
der Lösung
der 4 darin, dass jede Verbindungseinheit 3a,
b zwei von der linken zur rechten Gleitkufe 2a, b verlaufende Querstreben 5a,
b aufweist, die mit ihren freien Enden 6a, b jeweils in
einem Lagerbock 7a, b schwenkbar gelagert sind, wobei jeder
Lagerbock auf einer der beiden Gleitkufen befestigt ist.
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Die
Schwenkachsen 17a, b der Enden 6a, b der Querstreben 5a,
b im Lagerbock 7a, b verlaufen dabei in Längsrichtung 10 der
Gleitkufen 2a, b, jedoch nicht parallel zur Gleitfläche 4a,
b der Gleitkufen 2a, b, sondern in einem, Winkel von ca.
30° bis
60° geneigt,
und zwar zur Skimitte, also zu der Bindung hin, in diesem Falle
ansteigend.
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Die
Rückstellelemente,
auch hier in Form von Gummielementen 8, sind dabei nicht
zwischen den Enden der Querstreben 5a, b und dem jeweiligen Lagerbock
bzw. der Gleitkufe 2a, b angeordnet, sondern zwischen den
beiden Querstreben 5a, b angeordnet z. B. in deren mittlerem
Bereich und mit jeweils einem Ende dieser beispielsweise zylindrischen
Gummielemente 8 an einer der Querstreben 5a, b
befestigt, insbesondere verschraubt, oder auch aufvulkanisiert.
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In
Verlaufsrichtung der Querstreben 5a, b können dabei
mehrere solcher Gummielemente 8 angeordnet sein, wofür insbesondere
vorgefertigte Durchgangsbohrungen in den Querstreben 5a,
b vorhanden sein können.
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Dadurch,
dass die Schwenkachsen 17a, b der beiden Querstreben 5a,
b in den Lagerböcken 7a, b – wie in 2c und
d ersichtlich – zwar
jeweils in der Aufsicht betrachtet in Längsrichtung 10 verlaufen,
in der Seitenansicht betrachtet jedoch in Längsrichtung 10 zueinander
versetzt sind und vorzugsweise parallel zueinander verlaufen, stellt
jede Verbindungseinheit 3a, b mit ihren beiden Querstreben 5a, b
ein Kräfteparallelogramm
dar.
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Dies
hat zur Folge, dass beim Aufkanten einer der Gleitkufen, z. B. 2a,
also einem Verschwenken der Gleitkufe 2a um ihre Längsachse 10 relativ zu
den beiden daran befestigten Verbindungseinheiten 3a, b,
automatisch aufgrund des Kräfteparallelogramms
der Verbindungseinheit auch die andere Gleitkufe 2b im
gleichen Drehsinn aufgekantet, also um die Längsachse 10 verschwenkt,
wird, was den Praxiseinsatz vereinfacht.
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Die
Querstreben 5a, b bestehen dabei vorzugsweise aus einem
Flachmaterial, insbesondere aus Stahl, gegebenenfalls aus Federstahl.
Von den insbesondere bogenförmig
nach oben gekrümmten Querstreben 5a,
b reichen Fortsätze 16a,
b an den Enden nach unten an den Lagerbock 7a, b heran
und sind schwenkbar mit ihren freien Enden am Lagerbock 7a,
b gelagert.
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Die
zylindrischen Gummielemente 8 sind dabei mit ihrer Längsachse
parallel zu den Schwenkachsen 17a, b im Lagerbock 7 verlaufend
zwischen den flach ausgebildeten Querstreben 5a, b verschraubt,
an denen sie mit jeweils einer ihrer Stirnflächen anliegen. Somit weisen
die Gummielemente 8 die gleiche Schrägstellung ihrer Gummiachsen 9 auf wie
die Schwenkachsen 17a, b, und der Querschnitt der flachen
Querstreben 5a, b und ebenso die Fortsätze 16a, b weisen
eine umgekehrte Schrägstellung zur
Gleitkufe 2a, b auf, da sie im rechten Winkel zur Richtung
der Schwenkachsen 17a, b und den Gummielementen 8 verlaufen.
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Um
die Querstreben 5a, b auf fluchtende Lage bezüglich der
Längsachse
der Gummielemente 8 zu bringen, trotz des Versatzes der
Schwenkachsen 17a, b in Längsrichtung 10, sind
die Fortsätze 16a,
b der beiden Querstreben 5a, b unterschiedlich lang ausgebildet,
wie ebenfalls in 2c zu erkennen.
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Des
Weiteren zeigt die Aufsicht der 2d auf
einen Lagerbock 7, dass an einem Lagerbock 7 beide
Querstreben 5a, b einer Verbindungseinheit gemeinsam gelagert
werden können,
also die beiden Lagerböcke 7a,
b für die
beiden Querstreben 5a, b in einem Lagerbock 7 jeweils
zusammengefasst werden können.
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2a zeigt
eine Verbindungseinheit von vorne, sodass die leicht bogenförmig gekrümmte Querstrebe 5a,
b von ihrer Breitseite her sichtbar ist, mit den in diesem Fall
drei Bohrungen zum möglichen
Verschrauben von jeweils einem Gummielement 8.
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Jedes
Ende der Querstrebe 5a, b endet mit ihrem daran befestigten,
insbesondere einstückig ausgebildeten,
Fortsatz 16a, b in einem der Lagerböcke 7.
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2e zeigt
die Verbindungseinheit in gleicher Blickrichtung wie in 2a,
also von vorne, jedoch mit Lagerböcken 7, die schräg gestellt
sind, d. h. ausgelenkt sind, um die Schwenkachsen bezüglich der
Querstreben 5a, b und zwar analog schräg gestellt sind, wie es beim
Aufkanten eines Wintersportgerätes
mit zwei Gleitkufen der Fall, ist.
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In
der Aufsicht der 2b sind dabei zusätzlich auch
die zwischen den beiden Querstreben 5a, b verschraubten
in diesem Fall zwei Gummielemente 8 zu erkennen, wobei
die mittlere Befestigungsbohrung nicht benutzt wurde.
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Wie
am besten in der Seitenansicht der 1b zu
erkennen, ist beim Befestigen der Verbindungseinheiten 3a,
b auf den Gleitkufen 2a, b von der derzeit am häufigsten
anzutreffenden Situation einer Bindungsplatte 14a, b zwischen
der eigentlichen Skibindung und der Gleitkufe 2a, b ausgegangen
worden:
Dabei ist eine Bindungsplatte 14a, b, die
deutlich länger
ist als die eigentliche Skibindung, auf der Gleitkufe 2a oder
b befestigt, indem sie – in
der Seitenansicht betrachtet – in
der Mitte fest gegenüber
der Gleitkufe 2a oder b verschraubt ist.
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Die
vorderen und hinteren Enden der Bindungsplatte 14a, b sind
ebenfalls gegenüber
der Gleitkufe 2a, b verschraubt, um sie an der Gleitkufe zu
halten, jedoch kann sich der Schraubenkopf entlang der Oberseite
der Bindungsplatte 14a, b, beispielsweise in einer Längsnut,
bewegen, was dann notwendig ist, wenn die Gleitkufe 2a,
b in vertikaler Richtung durchgebogen wird, wodurch sich der Abstand
zwischen der mittleren Verschraubung und der vorderen bzw. hinteren
Verschraubung ändern
kann. Durch diese Ausformung wird die Gleitkufe 2a, b in ihrem
mittleren Bereich nicht unzulässig
versteift und kann auch dort nach wie vor vertikal verformt werden.
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Die
eigentliche Bindung in Form der vorderen und hinteren Bindungsbacken 15a,
b werden dann lediglich auf der Bindungsplatte 14a, b fest
verschraubt, die Verschraubung reicht jedoch nicht bis in die Gleitkufe 2a,
b hinein.
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Dadurch,
dass die Bindungsplatte 14a, b länger ist als die eigentliche
Bindung, werden die Verbindungseinheiten 3a, b im Bereich
vor und hinter der Bindung auf den Bindungsplatten 14a,
b aufgesetzt, falls eine solche vorhanden ist.
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Das
Befestigen der Verbindungseinheiten 3a, b auf der Gleitkufe
ist dadurch einfacher:
Denn häufig sind die Bindungsplatten 14a,
b so gestaltet, dass die Bindungsbacken 15a, b in Längsrichtung,
z. B. von hinten, auf die auf der Gleitkufe bereits verschraubten
Bindungsplatten 14a, b lediglich aufgeschoben werden müssen und
dann in allen Querrichtungen 11 dadurch bereits formschlüssig fixiert sind,
indem die Bindungsplatte 14a, wie in 1d ersichtlich,
einen wannenförmigen,
nach oben offenen Querschnitt besitzt, mit dessen Unterseite sie
auf der Gleitkufe 2a oder b aufgeschraubt ist.
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Dabei
weist die Wannenform nach unten gekröpfte äußere Ränder auf, die nicht ganz die
Oberseite der Gleitkufe 2a, b erreichen, sodass eine entsprechend
nach unten offene, C-förmige
Kontur der Unterseite der Bindungsbacken 15a, b – wie in 1c dargestellt – diesen
nach unten gekröpften Rand
formschlüssig
untergrei fen kann, und damit sowohl in der horizontalen Querrichtung 11 als
auch in der vertikalen Richtung formschlüssig fixiert ist.
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Zum
Fixieren in Längsrichtung 10 genügt dann
ein Einschrauben einer Klemmschraube 13a, b durch dieses
Profil des Bindungsbackens 15a, b und Verklemmen gegenüber der
Bindungsplatte 14a, b.
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In
gleicher Weise, also mit dem gleichen C-förmigen Profil zum Aufschieben
in Längsrichtung 10 auf
die Bindungsplatte 14a, b, kann auch jeder Lagerbock 7 der
Verbindungseinheit 3a, b ausgestattet sein, so dass auch
die Verbindungseinheiten 3a, b einfach in Längsrichtung 10 auf
die Bindungsplatten 14a, b aufgeschoben werden können und
an der gewünschten
Position lediglich durch Einbringen einer vertikalen Klemmschraube 13a,
b gesichert werden.
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Falls – was ebenfalls
häufig
der Fall ist – das Aufschieben
nur in einer Richtung, z. B. von hinten möglich ist, da das vordere Ende
der Bindungsplatte 14a, b als Anschlag ausgebildet ist,
muss die vordere Verbindungseinheit 3a, b natürlich vor
den Bindungsbacken 15a, b aufgeschoben werden.
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Vorzugsweise
wird jedoch eine Bindungsplatte 14a, b verwendet, bei der
das Aufschieben von vorne und hinten möglich ist, so dass auch bei
bereits montierten Bindungsbacken 15a, b die Verbindungseinheiten 3a,
b jeweils von vorne bzw. hinten nachträglich aufgeschoben und fixiert
werden können, was
eine Umrüstung
zweier einzelner Gleitkufen 2a, b zu einem erfindungsgemäß verbundenen
Wintersportgerät
und umgekehrt sehr schnell ermöglicht.
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3 zeigt
eine Lösung,
bei der die Querstreben 5a, b jeder Verbindungseinheit 3a,
b nicht aus einem Flachmaterial bestehen, sondern aus einem Rundstahl
von beispielsweise 10 mm Durchmesser, und die Querstreben 5a,
b im mittleren Bereich auch nicht bogenförmig nach oben gekrümmt sind,
sondern gerade ausgebildet sind.
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Die
seitlichen Fortsätze 16a,
b nach unten sind dabei einstückig
mittels Biegen aus dem gleichen Rundmaterial hergestellt. Die Gummielemente 8 sind
in diesem Fall vorzugsweise nicht durch Bohrungen im Rundmaterial
gegenüber
diesem verschraubt, sondern mit Hilfe von Klemmlaschen oder anderen
Hilfsmitteln daran befestigt, die einerseits mit den Gummielementen 8 verschraubt
sind und die andererseits auf dem Außenumfang des Rundmaterials
klemmen.
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Dennoch
ist die Bauform der Querstreben 5a, b aus Flachmaterial,
in Fahrtrichtung 10 betrachtet insbesondere bogenförmig gekrümmt, zu
bevorzugen, da durch den länglichen
Querschnitt des Flachmaterials eine Durchbiegung in Richtung der langen
Querachse praktisch nicht möglich
ist, in Richtung der kurzen Querachse dagegen – abhängig von Dimensionierung und
Materialwahl – ermöglicht werden
kann, was ein Federn in Richtung der Gummiachsen 9 der
Gummielemente 8 zusätzlich
ermöglicht
und damit ein besonders kräfteschonendes
Fahren mit dem Wintersportgerät.
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- 1
- Wintersportgerät
- 2a,
b, c
- Gleitkufe
- 3a,
b
- Verbindungseinheit
- 4a,
b
- Gleitfläche
- 5a,
b
- Querstrebe
- 6a,
b
- freies
Ende
- 7a,
b
- Lagerbock
- 8
- Gummielement
- 9
- Gummiachse
- 10
- Längsrichtung
- 11
- Querrichtung
- 12a,
b
- Drehgelenk
- 13a,
b
- Klemmschraube
- 14a,
b
- Bindungsplatte
- 15a,
b
- Bindungsbacken
- 16a,
b
- Fortsatz
- 17a,
b
- Schwenkachse
- 21
- Führungselemente
- 22
- Fegenelemente