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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vordereinheit für eine Gleitbrettbindung, umfassend zwei Eingriffselemente, welche Eingriffsabschnitte aufweisen, die dafür eingerichtet sind, gegenüberliegende seitliche Abschnitte eines Gleitbrettschuhs in Eingriff zu nehmen, wobei die Eingriffselemente an der Vordereinheit schwenkbar gehalten sind, und eine Spanneinrichtung, welche eine elastische Kraft zum Vorspannen der Eingriffsabschnitte in Eingriffsrichtung erzeugt, wobei die Spanneinrichtung ein verschiebbar gehaltenes Spannelement aufweist. Darüber hinaus ist die Erfindung auf eine Tourenbindung sowie auf eine Skisprungbindung gerichtet, welche mit einer solchen Vordereinheit ausgestattet sind.
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Eine Vordereinheit einer Gleitbrettbindung hat im allgemeinen die Aufgabe, einen vorderen Abschnitt eines Gleitbrettschuhs am Gleitbrett zu halten, wobei die Gleitbrettbindung im allgemeinen ferner eine Ferseneinheit umfasst, welche für die Fixierung eines Fersenabschnitts des Schuhs verantwortlich ist. Bei Abfahrtsbindungen sind die seitlichen Eingriffselemente in Form eines linken und rechten Haltebackens ausgebildet, die eine Spitze des Gleitbrettschuhs übergreifen und zwischen sich aufnehmen und welche unter Überwindung einer Federkraft voneinander abspreizbar sind, so dass sie den Schuh im Falle eines Sturzes freigeben (Auslösen der Bindung). Bei Skisprungbindungen, Tourenbindungen oder Langlaufbindungen muss die Gleitbrettbindung dafür eingerichtet sein, einen Fersenabschnitt des Gleitbrettschuhs freizugeben, so dass er vom Gleitbrett abheben kann, während der Gleitbrettschuh an einem vorderen Abschnitt an der Vordereinheit um eine zur Gleitbrettlängsachse quer verlaufende Schwenkachse schwenkbar gehalten ist. Dazu weisen die Eingriffselemente von Skisprungbindungen und Tourenbindungen beispielsweise Lagermittel auf, welche in komplementäre Lagermittel an gegenüberliegenden seitlichen vorderen Abschnitten des Gleitbrettschuhs eingreifen, um ein Drehlager zu bilden. Diese Lagermittel sind im allgemeinen durch Vorsprünge gebildet, die in entsprechende Vertiefungen einrasten. Auch in diesen Bindungen sind die Eingriffsabschnitte in die Eingriffsstellung mit dem Gleitbrettschuh vorgespannt, um einerseits einen sicheren Eingriff der Lagermittel zu fördern und andererseits eine Sturzauslösung der Bindung zu gewährleisten.
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Spanneinrichtung bekannter Vordereinheiten verwenden zur Erzeugung der notwendigen Spannkraft Spiralfedern. Solche Federn haben den Vorteil, dass sie kaum Verschleiß unterliegen, preisgünstig herstellbar sind und ein gut definiertes Kraftverhalten zeigen. Da Spiralfedern jedoch eine lineare Bewegungscharakteristik haben und somit auf ein verschiebbar gehaltenes Spannelement wirken, ist eine Bewegungsumwandlung zwischen den Schwenkbewegungen der Eingriffselemente und der Verschiebungsbewegung des Spannelements erforderlich. Diese erfolgt im allgemeinen durch ein Abgleiten eines schwenkbeweglichen Hebels (beispielsweise des Eingriffselements) an einem linear verschiebbar geführten Verschiebungselement. Im Bereich des Anlagekontakts zwischen diesen Elementen kommt es zwangsläufig zu relativ hohen Reibungskräften, was einerseits den Verschleiß der Bindung beschleunigt und andererseits das Auslöseverhalten in schwer zu definierender Weise beeinflusst. Zudem ist eine lineare Führung des Verschiebungselements erforderlich, welche mit relativ hohem baulichem Aufwand verbunden ist und unvermeidlich mit weiteren Reibungsverlusten einhergeht. Zur Reduzierung des Verschleißes und der Reibungskräfte ist es bei herkömmlichen Bindungen somit stets erforderlich, die beweglichen Teile durch ein zusätzliches Gehäuse zu verkapseln und gegen das Eindringen von Schnee, Eis und Nässe zu schützen.
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Aus der
DE 29 07 359 A1 und der
US 4 348 036 A ist jeweils eine Gleitbrettbindung mit zwei seitlichen Eingriffselementen und einer Spanneinrichtung bekannt, wobei eine Umwandlung einer Verschiebebewegung der Spanneinrichtung in eine Schwenkbewegung der Eingriffselemente mittels eines Hebelmechanismus erfolgt.
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Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vordereinheit für eine Gleitbrettbindung bereitzustellen, welche einen einfachen Aufbau aufweist, mit geringerem Verschleiß arbeitet und Reibungsverluste zwischen den Eingriffselementen und dem Spannelement reduziert.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Vordereinheit für eine Gleitbrettbindung, umfassend zwei Eingriffselemente, welche Eingriffsabschnitte aufweisen, die dafür eingerichtet sind, gegenüberliegende seitliche Abschnitte eines Gleitbrettschuhs in Eingriff zu nehmen, wobei die Eingriffselemente an der Vordereinheit schwenkbar gehalten sind, und eine Spanneinrichtung, welche eine elastische Kraft zum Vorspannen der Eingriffsabschnitte in Eingriffsrichtung erzeugt, wobei die Spanneinrichtung ein verschiebbar gehaltenes Spannelement aufweist, wobei die Umwandlung zwischen den Schwenkbewegungen der Eingriffselemente und der Verschiebungsbewegung des Spannelements durch einen Hebelmechanismus erfolgt, welcher umfasst: zwei sich entsprechend den Eingriffselementen verschwenkende Hebel, einen sich entsprechend dem Spannelement verschiebenden Verschiebungsabschnitt und ein Gelenkelement, welches einen ersten und einen zweiten Schwenkpunkt aufweist, an welchen es schwenkbar mit den Hebeln verbunden ist, und welches einen zwischen dem ersten und dem zweiten Schwenkpunkt liegenden dritten Schwenkpunkt aufweist, an welchem es schwenkbar mit dem Verschiebungsabschnitt verbunden ist.
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Anzumerken ist an dieser Stelle, dass im Rahmen der vorliegenden Offenbarung unter einem Gleitbrett alle Arten von Skiern, Snowboards oder Splitboards (in Längsrichtung teilbare Snowboards) sowie andere brettartige Mittel zur Ankopplung an einem Schuh und zur Fortbewegung auf Schnee und Eis zu verstehen sind. Angaben innerhalb der vorliegenden Offenbarung wie etwa „oben”, „unten”, „seitlich”, „vorwärts”, „rückwärts” oder dergleichen sind auf einen normalen Verwendungszustand der Vordereinheit bezogen, in welchem die Vordereinheit bestimmungsgemäß an einem Gleitbrett montiert ist und ein Nutzer mit Gleitbrettschuh fahrbereit in die Gleitbrettbindung eingestiegen ist, wobei das Gleitbrett auf einer horizontalen Ebene aufliegt.
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Erfindungsgemäß erfolgt somit die Umwandlung zwischen der Schwenkbewegung der Eingriffselemente und der Verschiebungsbewegung des Spannelements durch einen Hebelmechanismus, der die Schwenkbewegung zweier Hebel und die Verschiebungsbewegung des Spannelements durch ein Gelenkelement ineinander überführt, das drei in einer Reihe angeordnete Schwenkpunkte zur Ankopplung der Hebel bzw. des Verschiebungsabschnitts aufweist.
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Der Effekt der besonderen Anordnung der Schwenkpunkte am Gelenkelement liegt darin, dass der so entstehende Hebelmechanismus eine Schwenkbewegung der Hebel stets in eine im Wesentlichen lineare Bewegung des Verschiebungsabschnitts umsetzt und, umgekehrt, eine im Wesentlichen lineare Verschiebungsbewegung des Verschiebungsabschnitts stets in eine Schwenkbewegung der Hebel umgesetzt wird. Insbesondere folgt diese Umsetzung aus der oben beschriebenen Anordnung der Schwenkpunkte am Gelenkelement im Verhältnis zu den Hebeln und dem Verschiebungsabschnitt und es ist keine Linearführung des Verschiebungsabschnitts notwendig. Der Hebelmechanismus gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet nach dem Grundprinzip eines Watt-Gestänges zur Umsetzung der Schwenkbewegung zweier jeweils an festen Ankerpunkten angelenkter Hebel in eine annähernd lineare Bewegung.
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Ein wichtiger Vorteil, der sich aus der Verwendung des erfindungsgemäßen Hebelmechanismus ergibt, liegt darin, dass die Bewegungsumsetzung vollständig ohne die Verwendung einer Linearführung sowie ohne die Verwendung von aneinander abgleitenden Elementen realisiert werden kann. Stattdessen sind die Elemente des Hebelmechanismus an Schwenkpunkten drehbar aneinander gelagert. Drehlager können mit hervorragenden Kraftübertragungseigenschaften und nur geringen Reibungsverlusten gefertigt werden. Zudem sind die Lagerflächen von Drehlagern im allgemeinen gegenseitig überdeckt, so dass ein Eindringen von Verunreinigungen, Schnee und Feuchtigkeit gehemmt ist und diese Lager somit geringeren Verschleiß aufweisen als Linearführungen, Nockenmechanismen, Steuerkurvenmechanismen oder dergleichen.
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Vorzugsweise sind die beiden Hebel des Hebelmechanismus durch die Eingriffselemente selbst gebildet, d. h. die Eingriffselemente sind unmittelbar mit dem ersten bzw. zweiten Schwenkpunkt des Gelenkelements gekoppelt, so dass der erfindungsgemäße Hebelmechanismus mit einer geringen Anzahl von Teilen gefertigt werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Eingriffselemente um eine vertikale Achse (Z-Achse) schwenkbar gehalten, so dass die Eingriffselemente mit geringer Bauhöhe über dem Gleitbrett montiert werden können. Die Eingriffselemente können den vorderen Abschnitt eines Gleitbrettschuhs dann zangenartig von vorn in Eingriff nehmen.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass jedes der beiden Eingriffselemente an einem Lagerabschnitt schwenkbar an der Vordereinheit gelagert ist und einen sich vom Lagerabschnitt zum Eingriffsabschnitt erstreckenden ersten Hebelarm und einen sich vom Lagerabschnitt zum Gelenkelement erstreckenden zweiten Hebelarm aufweist. Es wird damit ermöglicht, das Gelenkelement an einer geeigneten Position vor dem Gleitbrettschuh zu positionieren, indem der zweite Hebelarm mit einer entsprechenden Länge und einem entsprechenden Winkel zum ersten Hebelarm konstruiert wird. Eingriffselemente dieser Art können insbesondere eine L-Form aufweisen und die zweiten Hebelarme können zu einer Längsmittelachse der Vordereinheit hin weisen. Eine solche Konstruktion erlaubt die Anordnung des Gelenkelements im Wesentlichen im Bereich der Längsmittelachse des Gleitbretts und insbesondere auch eine Verschiebungsbewegung des Verschiebungsabschnitts in etwa in Gleitbrettlängsrichtung, so dass der auf dem Gleitbrett zur Verfügung stehende Bauraum effektiv genutzt werden kann.
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Der Verschiebungsabschnitt des Hebelmechanismus kann vorzugsweise an dem Spannelement ausgebildet sein, so dass die durch den Hebelmechanismus erzeugte bzw. geforderte Verschiebungsbewegung des Verschiebungsabschnitts ohne weitere Bewegungsübertragung direkt für die Bewegung der Spanneinrichtung verwendet werden kann und sich somit ein einfacher Aufbau der Vordereinheit ergibt.
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Die Spanneinrichtung zum Vorspannen der Eingriffsabschnitte kann ein Federmittel aufweisen, welches sich an dem Spannelement abstützt, so dass die elastische Kraft insbesondere durch ein Federelement mit linearer Bewegungscharakteristik unmittelbar auf das verschiebbar angeordnete Spannelement übertragen werden kann. Das Federmittel kann sich dann einerseits an dem Spannelement und andererseits an einem Gleitbrettfesten Federlager abstützen. Dabei kann das Spannelement eine Ausnehmung des Federlagers durchsetzen, so dass das Spannelement sich in der Ausnehmung verschieben und somit platzsparend angeordnet werden kann. Vorzugsweise kann darüber hinaus das Spannelement auch das Federmittel durchsetzen, so dass der beanspruchte Bauraum auf dem Gleitbrett weiter reduziert werden kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vordereinheit ferner ein vom Nutzer manuell bedienbares Betätigungselement auf, zur Bewegung der Eingriffsabschnitte zwischen einer Eingriffsstellung, in welcher die Eingriffsabschnitte einen Gleitbrettschuh im Eingriff halten, und einer Öffnungsstellung, in welcher die Eingriffsabschnitte den Gleitbrettschuh freigeben. Mit einem solchen manuell zu bedienenden Betätigungselement, welches vom Nutzer z. B. per Hand oder unter Zuhilfenahme eines Skistocks bedienbar sein kann, ist es dann beispielsweise möglich, vor dem Einsteigen in die Bindung die Eingriffsabschnitte in eine Öffnungsstellung zu bewegen, d. h. insbesondere soweit voneinander zu entfernen, dass der Gleitbrettschuh zwischen den Eingriffsabschnitten positioniert werden kann. Darüber hinaus kann ein derartiges Betätigungselement dafür eingerichtet sein, das Aussteigen aus der Bindung zu erlauben, indem durch manuelle Bedienung des Betätigungselements die Eingriffsabschnitte in die Öffnungsstellung gebracht werden. Der Übergang von der Öffnungsstellung in die Eingriffsstellung kann in Varianten der Erfindung ebenfalls durch manuelle Bedienung des Betätigungselements erfolgen, beispielsweise durch Bedienung in entgegengesetzte Richtung im Vergleich zur Bedienung zur Verstellung in Öffnungsrichtung. Vorzugsweise kann die Vordereinheit zur erleichterten und beschleunigten Nutzung einen Einstiegsmechanismus aufweisen, der beim Einsteigen in die Bindung durch Ausübung einer Druckkraft vom Gleitbrettschuh auf die Vordereinheit eine teilweise oder vollständig automatische Verstellung der Vordereinheit von der Öffnungsstellung in die Eingriffsstellung bewirkt. Insgesamt kann die technische Wirkung des vorstehend genannten Betätigungselements darin liegen, die unter relativ hoher Vorspannung gehaltenen Elemente der Vordereinheit, insbesondere die Eingriffselemente und die Elemente des Hebelmechanismus, durch das Betätigungselement mit einer geeigneten Kraftverstärkung oder Hebelwirkung zwischen Eingriffsstellung und Öffnungsstellung zu bewegen, so dass eine komfortable Bedienung der Vordereinheit ermöglicht wird.
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In einer Vordereinheit, die mit einem vorstehend beschriebenen, manuell bedienbaren Betätigungselement ausgestattet ist, kann mit besonderem Vorteil vorgesehen sein, dass das Betätigungselement an einer ersten Betätigungsschwenkachse schwenkbar mit einem Gleitbrett-festen Abschnitt der Vordereinheit gekoppelt ist, dass das Betätigungselement an einer zweiten Betätigungsschwenkachse schwenkbar mit einem Betätigungsglied gekoppelt ist und dass das Betätigungsglied an einer dritten Betätigungsschwenkachse schwenkbar mit einem Element des Hebelmechanismus, mit einem der Eingriffselemente oder mit dem Spannelement verbunden ist, wobei bei einer Bewegung des Betätigungselements zwischen der Eingriffsstellung und der Öffnungsstellung die zweite Betätigungsschwenkachse eine Totstellung passiert, in der sie eine Verbindungslinie zwischen der ersten Betätigungsschwenkachse und der dritten Betätigungsschwenkachse schneidet. Durch eine solche Anordnung kann die durch die Spanneinrichtung erzeugte elastische Kraft nicht nur für die Vorspannung der Eingriffsabschnitte sondern auch für die zuverlässige Arretierung des Betätigungselements genutzt werden, und zwar sowohl in der Öffnungsstellung als auch in der Eingriffsstellung. In beiden Stellungen ist das Betätigungselement durch die Kraft der Spanneinrichtung sicher gehalten, wobei die Richtung der Kraftwirkung (zur Öffnungsstellung hin oder zur Eingriffsstellung hin) am Totpunkt umgekehrt wird.
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Die Erfindung ist ferner auf eine Tourenbindung gerichtet, welche eine Vordereinheit der vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Art umfasst. Bei Tourenbindungen spielt die Einsparung von Gewicht und Baugröße der Vordereinheit eine besonders wichtige Rolle, so dass der einfache und leichte Aufbau der erfindungsgemäßen Vordereinheit bei solchen Bindungen besondere Vorteile erzielt. Tourenbindungen unterliegen zudem besonders hohen wechselseitigen Belastungen beim Aufstieg und bei anschließender Abfahrt, so dass die verschleißarmen und aufgrund geringer Reibung gut definierten Bewegungseigenschaften der erfindungsgemäßen Bindung beim häufigen Wechsel zwischen Eingriffsstellung und Öffnungsstellung hier besonders vorteilhaft genutzt werden können. Dabei wird insbesondere an Tourenbindungen gedacht, die Eingriffsabschnitte mit jeweils einem vorstehenden Kopplungszapfen aufweisen, wobei die Kopplungszapfen der beiden Eingriffsabschnitte aufeinander zu weisen. Durch dieses an sich bekannte Kopplungsprinzip können Tourenschuhe an der Vordereinheit angekoppelt werden, welche in ihrem vorderen Sohlenabschnitt auf gegenüberliegenden Seiten jeweils entsprechende Eingriffslöcher aufweisen.
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Nach einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Skisprungbindung, welche eine Vordereinheit der oben beschriebenen Art aufweist. Beim Skisprungsport kommt den mechanischen Eigenschaften und den Funktionscharakteristiken der Gleitbrettbindung eine herausragende Rolle zu, die dem leistungssportlichen Charakter sowie der inhärenten Gefahr dieser Sportart geschuldet ist. Entscheidend für den Wettkampferfolg und für die Sicherheit des Skispringers sind somit die Zuverlässigkeit der Gleitbrettbindung sowie die Genauigkeit, mit welcher ein Eingriffszustand zwischen Schuh und Bindung und ein Auslöseverhalten der Bindung im Falle eines Sturzes definiert sind.
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Die oben aufgezeigten Vorteile erfindungsgemäßer Vordereinheiten kommen daher in einer Skisprungbindung mit einer solchen Vordereinheit besonders deutlich zum Tragen. So kann durch den erfindungsgemäßen Hebelmechanismus, welcher im Wesentlichen nur Schwenklager umfasst und somit sehr reibungsarm und verschleißarm arbeitet, die Eingriffskraft, mit welcher die Eingriffsabschnitte den Schuh festhalten, sehr genau definiert und eingestellt werden, so dass einerseits sichergestellt ist, dass der Ski während der Flugphase und auch bei einer Landung aus hoher Höhe sicher am Schuh gehalten ist, und andererseits im Falle eines Sturzes ein Auslösen der Bindung und Abkoppeln des Skis vom Schuh gewährleistet werden kann.
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Skisprungbindungen der vorstehend genannten Art können insbesondere Eingriffsabschnitte mit jeweils einer Kopplungsaussparung zur Aufnahme eines von einem vorderen Abschnitt eines Skisprungschuhs seitlich vorstehenden Kopplungsvorsprungs aufweisen, so dass für die erfindungsgemäße Skisprungbindung das an sich bekannte Kopplungsprinzip zur schwenkbaren Lagerung des Skisprungskis verwendet werden kann. Beim Auslösen einer solchen Vordereinheit werden dann durch die auf die Bindung vom Schuh her einwirkenden Kräfte die Kopplungsvorsprünge aus den jeweiligen Kopplungsaussparungen hinausgedrängt, wobei die Eingriffsabschnitte gegen die Federkraft der Spanneinrichtung aufgespreizt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine perspektivische Ansicht einer Vordereinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Eingriffsstellung,
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2 eine perspektivische Ansicht der in 1 gezeigten Vordereinheit in einer Öffnungsstellung,
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3 eine Draufsicht auf die in 1 gezeigte Vordereinheit in der Eingriffsstellung,
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4 eine Draufsicht der in 1 gezeigten Vordereinheit in der Öffnungsstellung, und
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5 eine perspektivische Ansicht einer Vordereinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Eine allgemein mit 10 bezeichnete Vordereinheit gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist Teil einer Skisprungbindung, mit welcher ein Skischuh 12 an einem nicht dargestellten Skisprungski gehalten wird. In an sich bekannter Weise kann der Eingriff zwischen Schuh 12 und Vordereinheit 10 durch seitliche Vorsprünge 14L, 14R erfolgen, welche in zugeordnete Aussparungen 16L, 16R der Vordereinheit 10 eingreifen. Die Vorsprünge 14L, 14R greifen jeweils drehbar in die Aussparungen 16L, 16R ein, wobei beide Drehlager eine gemeinsame Drehachse haben, welche entlang einer quer zu einer Skilängsachse L verlaufenden Querachse Q gerichtet ist. Der Schuh 12 ist auf diese Weise um die Querachse Q schwenkbar an der Vordereinheit 10 gelagert.
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Wie für Bindungssysteme für den Skisprungssport an sich bekannt, können die Vorsprünge 14L, 14R des Schuhs 12 kugelförmig sein, um in entsprechend kugelschalenförmige Aussparungen 16L, 16R der Vordereinheit 10 einzugreifen (2 und 4). Vorzugsweise sind die Vorsprünge 14L, 14R durch gegenüberliegende Enden eines Stabs 18 gebildet, der entlang der Querachse Q an einem vorstehenden Sohlenabschnitt 20 des Schuhs 12 befestigt ist, insbesondere in eine Nut 22 des Sohlenabschnitts 20 eingelegt und mittels Schrauben 24, Nieten oder dergleichen am Sohlenabschnitt 20 befestigt ist.
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Die Vordereinheit 10 kann einen Basiskörper 26 umfassen, welcher mittels geeigneter Befestigungsmittel, insbesondere Schrauben 28, an einem Ski (nicht dargestellt) zu befestigen ist. Der Basiskörper 26 legt durch die Gestaltung seiner Befestigungsmittel zur Montage am Ski eine Skiebene fest, in Bezug auf welche eine vertikal von der Skiebene nach oben weisende Z-Richtung, eine parallel zur Skiebene in Richtung Skilängsachse L verlaufende X-Richtung sowie eine orthogonal zur X-Richtung und zur Z-Richtung verlaufende Y-Richtung definiert sind.
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Im Ausführungsbeispiel weist der Basiskörper 26 einen linken Lagerabschnitt 30L auf, an welchem ein linker Eingriffshebel 32L schwenkbar gelagert ist, und weist einen rechten Lagerabschnitt 30R auf, an welchem ein rechter Eingriffshebel 32R schwenkbar gelagert ist. An dem linken Eingriffshebel 32L ist ein linker Schuheingriffsabschnitt, hier gebildet durch die linke Aussparung 16L, vorgesehen, während am rechten Eingriffshebel 32R ein rechter Schuheingriffsabschnitt, hier gebildet durch die rechte Aussparung 16R, vorgesehen ist. An den Lagerabschnitten 30L, 30R sind die Eingriffshebel 32L, 32R schwenkbar so gelagert, dass sich die Aussparungen 16L, 16R aufeinander zu oder von einander weg bewegen können. Eine Schwenkachse S1 des linken Eingriffshebels 32L am linken Lagerabschnitt 30L sowie eine Schwenkachse S2 des rechten Eingriffshebels 32R am rechten Lagerabschnitt 30R weisen vorzugsweise in Z-Richtung, d. h. vertikal nach oben.
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Die Vordereinheit 10 umfasst ferner eine Spanneinrichtung 34, welche eine elastische Kraft zum Vorspannen der Aussparungen 16L, 16R in Eingriffsrichtung, d. h. zum Schuh 12 hin, erzeugt. Die elastische Kraft wird durch ein Federmittel 36, vorzugsweise eine Spiralfeder, erzeugt, welches sich einerseits an einem mit dem Basiskörper 26 fest verbundenen Federlager 38 und andererseits an einem zum Basiskörper 26 verschiebbar gehaltenen Spannelement 40 abgestützt ist. Das Spannelement umfasst dabei vorzugsweise einen Stababschnitt 42 und einen am Ende des Stababschnitts 42 befestigten oder ausgebildeten Kopfabschnitt 44. Der Stababschnitt 42 ist vorzugsweise durch eine Aussparung (nicht dargestellt) des Federlagers 38 durch das Federlager 38 hindurch geführt, so dass sich das Spannelement 40 entlang der Achse des Stababschnitts 42 verschieben kann.
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An einem dem Kopfabschnitt 44 abgewandten Ende trägt der Stababschnitt 42 vorzugsweise einen Federanschlag 46, an welchem sich das Federmittel 36 abstützt. Der Federanschlag 46 kann besonders bevorzugt in seiner Position am Stababschnitt 42 einstellbar sein, z. B. ein Innengewinde aufweisen, welches mit einem Außengewinde des Stababschnitts 42 in Eingriff ist, so dass durch Drehen des Federanschlags 46 eine Vorspannung des Federmittels 36 einstellbar ist. Ferner ist in den Figuren zu erkennen, dass der Stababschnitt 42 das Federmittel 36 in axialer Richtung durchsetzen kann. Durchläuft der Stababschnitt 42 dann sowohl das Federmittel 36 als auch das Federlager 38, so kann sich das Federmittel 36 an dem Federlager 38 beispielsweise an einem inneren, ringförmigen Absatz einer Stufenbohrung im Federlager 38 abstützen oder in einer Ringnut des Federlagers 38 gehalten sein.
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Das Federmittel 36 weist lineare Bewegungscharakteristik auf, d. h., das vom Federmittel 36 beaufschlagte Spannelement 40 bewegt sich im Wesentlichen in linearer Richtung vor und zurück. Die Umwandlung zwischen dieser Verschiebungsbewegung und den Schwenkbewegungen der Eingriffshebel 32 erfolgt durch die Verwendung eines Hebelmechanismus, welcher nach dem Prinzip eines Watt-Gestänges arbeitet. Der Hebelmechanismus umfasst ein Gelenkelement 48, an welchem der linke Eingriffshebel 32L um eine Schwenkachse S4 schwenkbar gelagert ist, der rechte Eingriffhebel 32R um eine Schwenkachse S5 schwenkbar gelagert ist und das Spannelement 40, insbesondere der Kopfabschnitt 44 des Spannelements 40, um eine Schwenkachse S6 schwenkbar gelagert ist. Die Schwenkachsen S4, S5 und S6 sind voneinander verschieden, verlaufen parallel zueinander und liegen vorzugsweise im Wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene. Mit anderen Worten sind ein Schwenklager 50 (Schwenkpunkt), an welchem der linke Eingriffshebel 32L am Gelenkelement 48 gelagert ist, ein Schwenklager 52 (Schwenkpunkt), an welchem das Spannelement 40 am Gelenkelement 48 gelagert ist, und ein Schwenklager 54 (Schwenkpunkt), an welchem der rechte Eingriffhebel 32R am Gelenkelement 48 gelagert ist, an dem Gelenkelement 48 in einer Reihe nebeneinander angeordnet, wobei das Schwenklager 52 für das Spannelement 40 zwischen den beiden anderen Schwenklagern 50, 54, insbesondere gerade in der Mitte zwischen den Schwenklagern 50, 54, angeordnet ist. Vorzugsweise verlaufen die drei Schwenkachsen S4, S5 und S6 in Z-Richtung.
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Das Gelenkelement 48 kann zwei parallel zueinander verlaufende Plattenabschnitte 56, 58 aufweisen, um die Eingriffshebel 32L, 32R zwischen sich aufzunehmen, so dass insbesondere Lagerachsen (nur eine Lagerachse 60 des rechten Eingriffshebels 32R ist in den Figuren dargestellt) der Eingriffshebel 32L, 32R stabil auf beiden Seiten der Eingriffshebel 32L, 32R in den Plattenabschnitten 56, 58 gelagert bzw. gehalten sein können. Im Ausführungsbeispiel ist ferner der Kopfabschnitt 44 gabelartig ausgebildet und umfasst zwei parallel zueinander verlaufende Plattenabschnitte 62, 64, zwischen denen das Gelenkelement 48 aufgenommen sein kann und am Schwenkpunkt 52 schwenkbar gelagert sein kann. Der gabelartige Kopfabschnitt 44 umgreift somit das Gelenkelement 48 und, abhängig von der Drehstellung des Gelenkelements 48, gegebenenfalls teilweise auch einen der beiden Eingriffshebel 32L, 32R (hier ein Ende des linken Eingriffshebels 32L am Schwenkpunkt 50). Auch durch den gabelartigen Kopfabschnitt 44 kann eine stabile Lagerung am zweiten Schwenkpunkt 52, insbesondere unter Vermeidung einer einseitigen Lagerung, ermöglicht werden.
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Die Vordereinheit 10 des illustrierten Ausführungsbeispiels umfasst ferner einen Betätigungsmechanismus 66 zur Verstellung der Vordereinheit 10 zwischen einer Öffnungsstellung und einer Eingriffsstellung. Die Betätigungsanordnung 66 umfasst ein manuell bedienbares Betätigungselement 68 in Form eines Hebels, welcher um eine Schwenkachse S7 schwenkbar am Basiskörper 26 oder einem fest mit dem Basiskörper 26 verbundenen Teil gelagert ist. Im Ausführungsbeispiel ist das Betätigungselement 68 am Federlager 38 angelenkt und die Schwenkachse S7 verläuft vorzugsweise in Y-Richtung.
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Das Betätigungselement 68 wirkt direkt oder indirekt auf bewegliche Teile der Vordereinheit 10 ein, so dass entsprechend der Bewegung des Betätigungselements 68 die Aussparungen 16L, 16R aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden. Insbesondere ist das Betätigungselement 68 an einer Schwenkachse S8 schwenkbar mit einem Betätigungsglied 70 verbunden, welches wiederum um eine Schwenkachse S9 mit dem Spannelement 40, hier insbesondere mit dem Kopfabschnitt 44, verbunden ist. Dabei liegt die Schwenkachse S8 zwischen der Schwenkachse S7 und der Schwenkachse S9 und kann in Abhängigkeit von der Stellung des Betätigungselements 68 eine Totpunktlage durchlaufen, in welcher die Schwenkachse S8 gerade auf einer Verbindungslinie zwischen den Schwenkachsen S7 und S9 liegt, d. h. insbesondere alle drei Schwenkachsen S7, S8 und S9 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Die Totpunktlage ist eine labile Lage, so dass außerhalb dieser Totpunktlage die Schwenkachse S8 aufgrund der Kraft des Federmittels 36 von der Totpunktlage weg gedrängt wird. Das Betätigungselement 68 kann somit beiderseits der Totpunktlage in zwei unterschiedliche stabile Positionen bewegt und kraft des Federmittels 36 dort arretiert werden.
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Nachfolgend wird eine Funktions- und Betriebsweise der Vordereinheit 10 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert.
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1 und 3 zeigen eine Eingriffsstellung der Vordereinheit 10, in welcher die Aussparungen 16L, 16R soweit aufeinander zubewegt sind, dass ein Skischuh 12 sicher im Eingriff mit der Bindung 10 gehalten werden kann. Dieser Zustand ist der normale Betriebszustand während des Skispringens. 2 und 4 zeigen dagegen einen Öffnungszustand der Vordereinheit 10, in welchem die Aussparungen 16L, 16R soweit voneinander weg bewegt sind, dass der Skischuh 12 aus dem Eingriff mit der Vordereinheit 10 gelöst ist. In dieser Stellung ist die Vordereinheit 10 insbesondere vor dem Einsteigen in die Bindung bzw. nach dem Aussteigen aus der Bindung.
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Die Verstellung zwischen Eingriffsstellung und Öffnungsstellung kann durch manuelle Bedienung des Betätigungselements 68 erfolgen (manuelles Öffnen und Schließen der Vordereinheit 10). Dazu kann im Ausführungsbeispiel das Betätigungselement 68 aus der in 1 und 3 gezeigten Position angehoben und zum Schuh 12 hin gezogen werden, wodurch über die Bewegung des Betätigungsglieds 70 der Kopfabschnitt 44 des Spannelements 40 zum Schuh hin gedrängt wird. Bei dieser Bewegung wird das Federmittel 36 komprimiert, so dass der Bedienung des Betätigungselements 68 bis zum Erreichen der Totpunktlage der Schwenkachse S8 die Kraft des Federmittels 36 entgegenwirkt. Die Verschiebung des Spannelements 40 verschiebt das daran gehaltene Gelenkelement 48 und verschwenkt die am Gelenkelement 48 angekoppelten Eingriffshebel 32L, 32R derart, dass sich die Aussparungen 16L, 16R voneinander entfernen. Nach Durchlaufen der Totpunktlage bewegt sich das Spannelement 40 wieder ein Stück weit in entgegengesetzter Richtung, d. h. vom Schuh 12 weg, wobei diese Bewegung der Kraftwirkungsrichtung des Federmittels 36 entspricht, so dass das Betätigungselement 68 durch die Kraft des Federmittels 36 ebenfalls weiter bewegt wird, bis es durch einen Anschlag gestoppt wird (Öffnungsstellung). Im Ausführungsbeispiel ist der Anschlag zwischen dem Betätigungselement 68 und dem Betätigungsglied 70 vorgesehen, d. h. ein Schwenkwinkel zwischen Betätigungselement 68 und Betätigungsglied 70 ist durch Anlage der beiden Teile einseitig begrenzt. Der Anschlag ist dabei so gewählt, dass trotz der geringfügigen Rückbewegung des Spannelements 40 nach Durchlaufen der Totpunktlage der Abstand zwischen den Aussparungen 16L, 16R der Eingriffshebel 32L, 32R noch immer ausreichend groß ist, um den Schuh 12 freizugeben bzw. ein Einsetzen des Schuhs 12 zwischen den Aussparungen 16L, 16R zu erlauben.
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Zur Verstellung der Vordereinheit 10 von der Öffnungsstellung in die Eingriffsstellung kann das Betätigungselement 68 in entgegengesetzter Richtung bewegt werden, so dass es im Ausführungsbeispiel nach unten zum Gleitbrett hin (vom Skischuh 12 weg) verschwenkt wird. Nach Durchlaufen der Totpunktlage wirkt das Federmittel 36 wiederum in Sinne einer Unterstützung dieser Schwenkbewegung und drängt das Betätigungselement 68 weiter in Richtung Eingriffsstellung, bis es an einem geeigneten Anschlag, hier beispielsweise am Spannelement 40, gestoppt wird (Eingriffsstellung). Durch die Kraft des Federmittels 36 wird das Betätigungselement 68 dann sicher gegen diesen Anschlag gedrückt und somit ist die Eingriffsstellung arretiert.
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Während der oben genannten Verstellung der Vordereinheit 10 erfolgt die Kraftübertragung im Wesentlichen nur an Drehlagerabschnitten, d. h. insbesondere an den Schwenkachsen S1 bis S9. Durch die besondere Bewegungsgeometrie der Elemente, welche nach dem Vorbild eines Watt-Gestänges angeordnet sind, wird die Schwenkbewegung der Eingriffshebel 32L, 32R zwangsläufig in eine im Wesentlichen lineare Verschiebungsbewegung des Spannelements 40 umgesetzt, ohne dass hierzu eine besondere Linearführung oder dergleichen notwendig wäre. Insbesondere durchsetzt zwar das Spannelement 40 das Federlager 38; an dieser Stelle ist jedoch keinerlei Führung oder Eingriff vorgesehen. Der Stababschnitt 42 kann das Federlager 38 insbesondere mit großem Spiel und während des gesamten Betriebs quasi berührungsfrei durchsetzen. Die Gefahr einer Verkantung eines linear beweglichen Elements in einer Führung und das Auftreten von Reibungsverlusten können somit vermieden werden.
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Durch die oben beschriebene Anordnung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Aussparungen 16L, 16R in der Eingriffsstellung durch die Kraft des Federmittels 36 gegeneinander vorgespannt, um den Schuh 12 sicher in Eingriff zu halten. Dies bedeutete jedoch andererseits, dass bei Überwindung einer vorbestimmten Auslösekraft, die vom Schuh 12, z. B. während eines Sturzes, auf die Aussparungen 16L, 16R ausgeübt wird, die Aussparungen 16L, 16R nachgeben und gegen die Kraft des Federmittels 36 voneinander weg gedrängt werden können. Der Schuh 12 kann dann aus der Vordereinheit 10 auslösen, um Verletzungen des Sportlers zu verhindern.
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Dieser Auslösevorgang kann zum einen durch Einstellung der Vorspannung des Federmittels 36, insbesondere durch Verstellen des Federanschlags 46, beeinflusst werden. Auswirkung auf die Auslösecharakteristiken haben jedoch ferner auch die Konturen der Aussparungen 16L, 16R sowie die Konturen der damit zusammenwirkenden Vorsprünge 14L, 14R des Schuhs 12. Zu erkennen ist insbesondere in 2, dass die schalenförmigen Vertiefungen der Aussparungen 16L, 16R an einem Rand am freien Ende der Eingriffshebel 32L, 32R Austrittsnuten 72 aufweisen können, d. h., dass die Aussparungen 16L, 16R im Bereich dieser Austrittsnuten 72 einen eingekerbten Rand aufweisen, so dass die Vorsprünge 14L, 14R an den Austrittsnuten 72 abhängig von der Tiefe der Austrittsnuten 72 mehr oder weniger leicht aus den Aussparungen 16L, 16R herausgleiten können. Durch Vorgabe der Richtung der Austrittsnuten 72 im Verhältnis zum Zentrum der Aussparungen 16L, 16R kann ferner eine bevorzugte Auslöserichtung vorgegeben werden. Im Ausführungsbeispiel erfolgt eine Auslösung somit vorzugsweise parallel zur Skiebene, was einer Mz-Auslösung, d. h. einer Auslösung bei Drehung des Schuhs 12 um eine Achse in Z-Richtung, entspricht.
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5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, in welcher eine Vordereinheit 110 als Vordereinheit einer Tourenskibindung ausgebildet ist. Dementsprechend können Eingriffsabschnitte 116L, 116R zum schwenkbaren Halten eines Tourenskischuhs nach innen vorstehende Zapfen 174L, 174R aufweisen, insbesondere Zapfen mit konisch zulaufender Spitze, welche in entsprechende seitliche Öffnungen 176 an einem vorderen Abschnitt eines Tourenskischuhs 112 eingreifen können. Alle übrigen Elemente und Funktionen der Vordereinheit 110 entsprechen vorzugsweise den jeweiligen Elementen und Funktionen des unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung und werden daher im folgenden nicht erneut beschrieben. Mit anderen Worten unterscheidet sich das zweite Ausführungsbeispiel vom ersten Ausführungsbeispiel lediglich in der vorstehend beschriebenen Gestaltung der Eingriffsabschnitte 116L, 116R.
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Nachzutragen ist, dass in den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen insbesondere die kraftübertragenden Lager der Vordereinheit an den Drehachsen S1, S2, S4 bis S9 grundsätzlich durch alle dem Fachmann bekannten Typen von Drehlagern realisiert werden können. Vorzugsweise werden Zylinderlager eingesetzt, die eine Drehung um nur eine Drehachse erlauben. Solche Lager können kostengünstig und verschleißfest als Stiftlager ausgebildet sein, bei welchen ein mit einer entsprechenden Beschichtung oder Schmierung an seiner Zylinderaußenfläche versehener Lagerstift in einer passenden Lagerbohrung drehbar gelagert ist.
