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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hinterbackenvorrichtung für eine Skibindung, insbesondere für eine Tourenskibindung. Ferner beschreibt die vorliegende Erfindung eine Skibindung, insbesondere eine Tourenskibindung, für einen Ski.
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Hintergrund der Erfindung
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Skibindungen für Ski, insbesondere für Tourenski, befestigen den Skischuh eines Skiläufers in einem Abfahrtsmodus fest mit einem Ski. Die Skibindungen weisen eine Sicherheitsauslösefunktion auf, sodass sich die Skibindungen in bestimmten Situationen, beispielsweise bei einem Sturz des Skiläufers, selbsttätig öffnen, um Verletzungen des Skiläufers zu verhindern.
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Gerade im Skitourenbereich muss eine Skibindung für Tourenski eine Vielzahl verschiedener Funktionen neben der Sicherheitsauslösefunktion erfüllen. Beispielsweise muss während des Skitourengehens bzw. im Laufmodus der Skibindung der Skischuh frei über seinen Zehenbereich relativ zu dem Ski schwenkbar sein, um ein Gehen mit dem Ski entlang eines Berghanges zu ermöglichen.
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Während des Abfahrens im Abfahrtsmodus muss die Skibindung den Skischuh fest auf der Oberfläche des Skis befestigen, so dass gerade keine relative Verschwenkung des Skischuhs über die Skispitze möglich ist. Während des Bergabfahrens muss die Skibindung die Sicherheitsauslösefunktionen erfüllen, damit bei einem Sturz des Skiläufers der Schuh von der Bindung freigegeben wird, um Verletzungen des Skiläufers zu vermeiden.
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Neben den oben beschriebenen Funktionen der Skibindung ist es erforderlich, dass die Skibindung komfortabel zu bedienen ist, so dass zwischen den einzelnen Modi, z. B. Skitourengehen und Bergabfahren, komfortabel und zügig gewechselt werden kann. Komplexe Umbauten an der Skibindung während des Wechselns zwischen den Modi sind unkomfortabel. Gleichzeitig muss die Systemkomplexität gering bleiben, damit eine Fehleranfälligkeit und ein Gewicht der Skibindung gering gehalten werden.
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Ferner weisen Skitourenbindungen an den Hinterbacken eine Steighilfe auf, welche ein Skitourengehen entlang eines Berghanges ergonomischer und kraftsparender gestaltet. Eine solche Steighilfe weist ein Plateau bzw. einen Auflagebereich für den Fersenbereich eines Skischuhs auf. Der Auflagebereich ist dabei beabstandet zu der Skioberfläche ausgebildet, so dass der Skiläufer beim Skitourengehen entlang eines steilen Hanges mit seinem Fersenbereich nicht auf die Skioberfläche zurückschwenkt, sondern auf dem Auflagebereich aufliegt. Somit kann er sich in einfacher und ergonomischer Weise während des Gehens mit der Ferse von dem Auflagebereich abstoßen, ohne dass der Fersenbereich zurück auf die Skioberfläche schwenken muss. Es ist bekannt, dass solche Steighilfen ein einstellbares Plateau bzw. Auflagebereich aufweisen.
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DE 10 2009 036 244 A1 offenbart eine Steighilfe für eine Tourenskibindung. Die Steighilfe weist einen Auflageabschnitt auf, auf welcher Auflagefläche ein Fersenabschnitt eines Skischuhs auflegbar ist. Der Auflageabschnitt ist schwenkbar auf einer Skioberfläche befestigt. Ein Stützhebel verbindet die Skioberfläche mit dem Auflageabschnitt. Der Stützhebel kann mittels eines losen Auflageendes entlang der Skioberfläche verschoben werden, so dass der Abstand der Auflagefläche des Auflageabschnitts in Richtung Ski verstellt werden kann. Ferner kann die Verstellung der Höhe der Auflagefläche mittels eines hydraulischen Stellenelements (z. B. einer Kolben-Zylinder-Anordnung) gesteuert werden. Ein Skiläufer kann den Abstand zwischen der Auflagefläche einstellen.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hinterbacken für eine Skibindung, insbesondere für eine Skitourenbindung, zu schaffen, wobei der Hinterbacken einen einfach einstellbaren und robusten Auflagebereich zur Auflage eines Skischuhs aufweisen soll.
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Diese Aufgabe wird mit einer Hinterbackenvorrichtung für eine Skibindung, insbesondere für eine Skitourenbindung, und einer Skibindung gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Hinterbackenvorrichtung für eine Skibindung, insbesondere für eine Tourenskibindung, beschrieben. Die Hinterbackenvorrichtung weist einen Grundkörper, ein Auflageelement, einen Einstellkolben und ein Kopplungselement auf. Der Grundkörper weist eine planare Grundfläche zur Auflage des Grundkörpers auf einer Oberfläche eines Skis auf. Das Auflageelement weist einen Auflagebereich auf, auf welchem eine Skisohle eines Skischuhs auflegbar ist. Das Auflageelement ist gegenüber dem Grundkörper um eine erste Drehachse schwenkbar an dem Grundkörper angeordnet. Das Kopplungselement ist um eine zweite Drehachse schwenkbar an dem Einstellkolben einerseits und um eine dritte Drehachse schwenkbar mit dem Auflageelement andererseits gekoppelt. Der Einstellkolben ist derart entlang einer Verstellrichtung translatorisch (innerhalb einer Ebene, welche parallel zu einer Grundflächenebene des Grundkörpers ausgebildet ist) verschiebbar an dem Grundkörper angeordnet, dass ein erster Abstand entlang der Verstellrichtung zwischen der ersten Drehachse und der zweiten Drehachse und ein zweiter Abstand zwischen dem Auflagebereich und der Grenzfläche einstellbar sind. Die Hinterbackenvorrichtung weist ferner ein Einstellelement auf, welches mit dem Einstellkolben derart gekoppelt ist, dass der Einstellkolben an einer bestimmten Position relativ zu dem Grundkörper entlang der Verstellrichtung selektiv (d. h. wahlweise) fixierbar ist bzw. lösbar ist. Das Einstellelement ist derart ausgebildet, dass das Einstellelement selbsttätig den Einstellkolben basierend auf einer räumlichen Orientierung des Grundkörpers selektiv fixiert und somit der zweite Abstand einstellbar ist.
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Die Hinterbackenvorrichtung bzw. deren Elemente werden im Folgenden beispielhaft zum besseren Verständnis bezüglich einer Skilängsrichtung, einer Skiquerrichtung und einer Normalenrichtung der Skioberfläche bzw. der Grundfläche beschrieben. Die jeweiligen Richtungen sind jeweils rechtwinklig zueinander definiert und bilden ein räumliches Koordinatensystem. Dabei kann abstrakt die Skilängsrichtung als erste Richtung, die Skiquerrichtung als zweite Richtung und die Normalenrichtung als dritte Richtung verstanden werden. Die Hinterbackenvorrichtung sowie deren räumliche Ausbildungen sind somit auch unabhängig von der Montage bzw. unabhängig von einer relativen Lage zu einem Ski klar definiert.
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Der Ski weist eine Skilängsrichtung auf, welche zwischen dem Skiende und der Skispitze verläuft. Ferner weist der Ski die Skiquerrichtung auf, welche rechtwinklig zur Skilängsrichtung ausgebildet ist und die Seitenflächen des Skis verbindet. Ebenfalls ist die Skioberfläche dargestellt, auf welcher der Grundkörper der Hinterderbackenvorrichtung befestigbar ist. Die Skioberfläche verläuft in einer planaren Ebene, welche beispielsweise die Normale n aufweist, welche rechtwinklig zu der Skilängsrichtung und der Skiquerrichtung gebildet wird.
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Als erster Abstand wird der Abstand zwischen der ersten Drehachse und der zweiten Drehachse entlang der Verstellrichtung definiert. Der zweite Abstand definiert den Abstand zwischen dem Auflagebereich des Auflageelements und der Grundfläche des Grundkörpers. Der zweite Abstand ist abhängig von dem ersten Abstand aufgrund der Kopplung des Koppelelements zwischen dem Einstellkolben und dem Auflageelement. Zu jedem ersten Abstand wird ein entsprechend abhängiger zweiter Abstand eingestellt. Daraus folgt, dass abhängig von einer relativen Position des Einstellkolbens entlang der Verstellrichtung ein vorbestimmter erster Abstand und somit ein vorbestimmter zweiter Abstand einstellbar ist.
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Der Grundkörper beschreibt eine Trägerstruktur, an welcher die Kräfte zwischen dem Skischuh und dem Ski übertragbar sind. Der Grundkörper weist dazu insbesondere eine (planare) Grundfläche auf, mit welcher der Grundkörper auf einer Skioberfläche auflegbar ist und dort beispielsweise mittels Schrauben mit dem Ski befestigbar ist.
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Der Einstellkolben ist (insbesondere ausschließlich) translatorisch verschiebbar entlang einer Verstellrichtung an dem Grundkörper angeordnet. Die Verstellrichtung kann insbesondere parallel zur Skioberfläche (bzw. der planaren Grundfläche) bzw. im rechten Winkel zu einer Normalen der Skioberfläche (bzw. der planaren Grundfläche) ausgebildet sein. Insbesondere kann der Einstellkolben derart verschiebbar an dem Grundkörper angeordnet sein, dass die Verstellrichtung parallel zu einer Skilängsrichtung verläuft.
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Der Einstellkolben kann einen mehreckigen Querschnitt, einen runden oder einen ovalen Querschnitt aufweisen. Der Einstellkolben kann entlang der Verstellrichtung translatorisch verschoben werden und an einer gewünschten Position beispielsweise mittels eines weiter unten im Detail beschriebenen Einstellelements mit dem Grundkörper lösbar fixiert werden, so dass der Einstellkolben mit dem Grundkörper selektiv räumlich fixiert vorliegt.
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Das Auflageelement ist beispielsweise ein Hebel oder eine Platte, welches an einem Endbereich mit einem Drehbolzen an dem Grundkörper schwenkbar befestigt ist. Der Drehbolzen bildet die erste Drehachse, um welche sich das Auflageelement drehen kann. Die erste Drehachse ist somit räumlich fixiert an dem Grundkörper angeordnet, so dass keine translatorische Verschiebung der Drehachse möglich ist.
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Das Auflageelement weist einen Auflagebereich auf, auf welchem eine Skisohle eines Skischuhs, insbesondere eines Fersenbereichs eines Skischuhs, auflegbar ist. Während des Laufmodus einer Skitourenbindung kann das Auflageelement aufgestellt werden, so dass der Auflagebereich beabstandet zu dem Grundkörper bzw. zu dem Ski vorliegt. In dem Laufmodus schwenkt der Skiläufer seinen Zehenbereich um eine Drehachse an einer Vorderbackeneinrichtung der Skitourenbindung. In einem steilen Gelände kann vorteilhaft das Auflageelement derart ausgefahren werden, dass der Auflagebereich den zweiten Abstand zur Skioberfläche aufweist, bei welchem Abstand die Skischuhsohle im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, d. h. wenn die Skischuhsohle auf dem Auflageelement mit dem Fersenbereich aufliegt und mit der Skispitze an einen Vorderbacken der Skibindung eingespannt ist. In einer solchen horizontalen Orientierung kann sich der Skiläufer ergonomisch günstig mit seinem Fersenbereich von dem Auflageelement abstoßen und muss nicht den Achillesbereich überstrecken, um mit dem Fersenbereich auf die Skioberfläche während des Laufens zurückdrehen zu müssen. Somit kann ein ergonomisch günstiges Gehen entlang eines Berghanges mittels der Steighilfe bzw. der Beabstandung des Auflageelements von der Skioberfläche erzielt werden.
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Der Auflagebereich kann beispielsweise aus einem reibungsarmen Material bestehen, wie beispielsweise aus Teflon oder anderen geeigneten Materialien.
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Das Koppelelement ist beispielsweise ein Koppelhebel oder eine Koppelplatte, welches um die zweite Drehachse schwenkbar an dem Einstellkolben und um eine dritte Drehachse schwenkbar mit dem Auflageelement gekoppelt ist. Das Koppelelement beabstandet somit die zweite Drehachse von der dritten Drehachse. Wird der Einstellkolben entlang der Verstellrichtung bewegt, so verschiebt sich die zweite Drehachse translatorisch in Richtung der ersten Drehachse. Dadurch drückt oder zieht das Kopplungselement die dritte Drehachse entlang der Verstellrichtung und entlang einer Richtung parallel zu einer Normalen der Skioberfläche. Dadurch schwenkt das Auflageelement um die erste Drehachse, so dass die Position des Auflagebereichs relativ zu dem Grundkörper geändert wird.
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Während einer Verschiebung des Einstellkolbens entlang der Verstellrichtung verschiebt sich somit die zweite Drehachse translatorisch entlang der Verstellrichtung. Die erste Drehachse ist translatorisch unbeweglich und ändert die relative Position bezüglich dem Grundkörper oder dem Auflageelement nicht. Die dritte Drehachse verschiebt sich während einer Verschiebung des Einstellkolbens entlang einer Kreisbahn mit einem Radius zwischen der ersten Drehachse und der dritten Drehachse. Somit verschiebt sich die dritte Drehachse ebenfalls translatorisch zumindest in zwei Raumrichtungen bzw. zweidimensional.
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Mittels des oben beschriebenen mechanischen Hebelsystems bestehend aus dem Auflageelement, dem Einstellkolben und dem Kopplungselement wird eine Steighilfe bereitgestellt, bei welcher abhängig von einer bestimmten Einstellposition des Einstellkolbens eine gewünschte Höhe bzw. ein gewünschter zweiter Abstand zwischen dem Auflagebereich und dem Grundkörper bzw. dem Ski eingestellt werden kann.
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Da der Einstellkolben in dem Grundkörper integriert ist und insbesondere entlang der Verstellrichtung verschiebbar angeordnet ist, kann eine robuste Steighilfe bereitgestellt werden. Der Einstellkolben weist eine Längserstreckungsrichtung entlang der Verstellrichtung auf, wobei der Einstellkolben entlang einer planaren Verschiebeebene, welche parallel zu einer Ebene, in welcher die Grundfläche ausgebildet ist, liegt. Somit kann der Einstellkolben platzsparend in einem skinahen Bereich des Grundkörpers integriert werden.
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Zur Einstellung der Höhe des Auflageelements sind lediglich das Auflageelement, der Einstellkolben und das Kopplungselement notwendig, wobei jedes der Elemente robust ausgebildet werden kann und z. B. mittels an den entsprechenden Drehachsen ausgebildeten Drehbolzen eine robuste Drehverbindung ausgebildet werden kann.
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Wie unten im Detail beispielhaft beschrieben, kann das Einstellelement z. B. ein Hebelelement oder ein Abstandshalter darstellen. Mittels des Einstellelements kann eine gewünschte Position des Einstellkolbens relativ zu dem Grundkörper eingestellt werden. Somit kann mittels des Einstellelements eine bestimmte Position der zweiten Drehachse relativ zu der ersten Drehachse entlang der Verstellrichtung eingestellt werden, so dass dadurch eine abhängig von diesem ersten Abstand eingestellte Höhe bzw. zweiter Abstand zwischen dem Auflageelement und dem Grundkörper (bzw. seiner Grundfläche) eingestellt werden kann.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der Einstellkolben einen ersten Absatz auf und der Grundkörper einen zweiten Absatz auf. Der Einstellkolben kann entlang der Verstellrichtung derart verschoben werden, dass der erste Absatz den zweiten Absatz kontaktiert und somit ein weiteres Verschieben des Einstellkolbens verhindert. Das Einstellelement ist derart selektiv zwischen dem ersten Absatz und dem zweiten Absatz einklemmbar, dass eine Verschiebung des Einstellkolbens relativ zu dem Grundkörper entlang der Verstellrichtung mittels des Einstellelements blockierbar ist. Das Einstellelement selbst kann in seiner Größe veränderbar sein, so dass aufgrund der Größe (Dicke) des Einstellelements ein Abstand zwischen dem ersten Absatz und dem zweiten Absatz selektiv einstellbar ist und dadurch wiederum eine bestimmte Einstellhöhe bzw. ein bestimmter zweiter Abstand des Auflagebereichs mittels einer bestimmt eingestellten Position des Einstellkolbens einstellbar ist.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der Einstellkolben einen Einrastbereich mit zumindest einer ersten Rastposition und einer zweiten Rastposition auf. Die erste Rastposition und die zweite Rastposition sind entlang der Verstellrichtung beabstandet voneinander am Einstellkolben angeordnet. Das Einsatzelement ist selektiv mit der ersten Rastposition oder der zweiten Rastposition derart koppelbar, dass eine Verschiebung des Einstellkolbens relativ zu dem Grundkörper entlang der Verstellung mittels des Einstellelements blockierbar ist.
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Die entsprechenden Rastpositionen können beispielsweise mittels beabstandeter Vertiefungen, wie beispielsweise Rastkerben, auf einer Oberfläche des Einstellkolbens ausgebildet werden. Alternativ können die entsprechenden Rastpositionen über Rastzähne ausgebildet werden, welche sich von der Oberfläche des Einstellkolbens erstrecken. Ebenfalls kann der Einstellkolben mit nur einer Rastposition ausgebildet werden.
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Das Einstellelement ist einerseits an dem Grundkörper befestigt und kann andererseits selektiv in eine der Rastpositionen eingreifen, um somit ein weiteres Verschieben des Einstellkolbens zu blockieren bzw. eine gewünschte Position des Einstellkolbens relativ zum Grundkörper und somit den ersten Abstand einzustellen.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das Einstellelement an dem Grundkörper derart translatorisch verschiebbar angeordnet, dass das Einstellelement relativ zum Einstellkolben verschiebbar ist und dass eine Verschiebung des Einstellkolbens relativ zu dem Grundkörper entlang der Verstellrichtung mittels des Einstellelements in einer gewünschten Stellung blockierbar ist. Beispielsweise kann das Einstellelement einen Schieber bzw. ein stangenförmiges bzw. stabförmiges Element darstellen. Das Einstellelement kann beispielsweise in eine erste Position verschoben werden, in welcher der Einstellkolben frei verschieblich entlang der Verstellrichtung ist. Ferner kann das Einstellelement derart an dem Grundkörper translatorisch verschiebbar angeordnet sein, dass das Einstellelement von der ersten Position in eine Einrastposition verschoben werden kann, um bei Eingriff in eine der Rastpositionen des Einstellkolbens eine relative Verschiebung des Einstellkolbens zu blockieren. Das Einstellelement kann hierbei beispielsweise mittels einer Feder vorgespannt sein, so dass das Einstellelement permanent in Richtung des Kolbens vorgespannt ist. Somit kann ein ungewolltes Lösen des Einstellelements aus einer Rastposition verhindert werden. Ein Greifbereich des Einstellelements kann die Bedienung des Einstellelements durch den Skiläufer ermöglichen.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform ist das Einstellelement an dem Grundkörper um eine vierte Drehachse derart schwenkbar angeordnet, dass das Einstellelement relativ zu dem Einstellkolben schwenkbar ist und dass eine Verschiebung des Einstellkolbens relativ zu dem Grundkörper entlang der Verstellrichtung mittels des Einstellelements in einer bestimmten Schwenkstellung des Einstellelements blockierbar ist. Mit anderen Worten kann das Einstellelement als drehbarer Hebel ausgebildet sein, wobei das Einstellelement in die Blockierstellung geschwenkt und von der Blockierstellung gelöst werden kann. Bei dieser Ausbildung des Einstellelements kann das Einstellelement ebenfalls mittels einer Feder vorgespannt werden, so dass das Einstellelement mit einem Drehmoment vorgespannt ist, welches das Einstellelement in die Rastposition drückt. Somit kann ein ungewolltes Lösen des Einstellelements bzw. ein Herausschwenken des Einstellelements aus einer der Rastpositionen des Einstellkolbens verhindert werden.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform kann die Schwenkstellung des Einstellelements manuell einstellbar sein.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann die Schwenkstellung des Einstellelements oder die relative Position des oben beschriebenen translatorisch verschiebbaren Einstellelements automatisch eingestellt werden. Unter einer automatischen Einstellung wird im Folgenden eine selbsttätige Einstellung des Einstellelements ohne aktive Beeinflussung des Skiläufers verstanden, bei welcher Einstellung das Einstellelement in eine gewünschte Rastposition des Einstellkolbens selbsttätig eingreift, um eine bestimmte Position des Auflageelements bzw. einen bestimmten zweiten Abstand des Auflagebereichs von der Grundfläche des Grundkörpers einzustellen. Mittels der selbsttätigen bzw. automatischen Einstellung des Einstellelements kann basierend auf einer gewünschten Hanglage bzw. Hangneigung ein gewünschter zweiter Abstand eingestellt werden. Insbesondere wird der zweite Abstand derart eingestellt, dass die Schuhsohle, welche in einem Vorderbereich an einem Vorderbacken der Skibindung eingeklemmt ist und mit einem Fersenbereich auf dem Auflagebereich aufliegt, im Wesentlichen in einer horizontalen Lage gehalten werden.
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Die automatische Einstellung kann beispielsweise mittels eines hydraulischen, pneumatischen oder elektrischen Verstellmechanismus, welche das Einstellelement entsprechend Steuern, umgesetzt werden. Beispielsweise können Lagesensoren eingesetzt werden, welche die räumliche Lage bzw. Orientierung der Grundfläche messen und daraufhin eine gewünschte Position des Einstellkolbens in eine Verstellrichtung, beispielsweise über einen Servomotor als Einstellelement, einstellen. Anstatt der Servomotoren können ebenfalls hydraulische Verstellmittel eingesetzt werden.
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Ferner besteht die Möglichkeit, die automatische Einstellung über eine mechanische Ausführung umzusetzen. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist das Einstellelement dabei derart ausgebildet, dass ein Schwerpunkt des Einstellelements beabstandet zu der vierten Drehachse des Einstellelements vorliegt. Der Schwerpunkt ist aufgrund der Ausbildung des Einstellelements relativ zu der vierten Drehachse derart angeordnet, dass die Schwenkstellung des Einstellelements schwerkraftbasierend einstellbar ist, so dass in Abhängigkeit der räumlichen Orientierung des Grundkörpers das Einstellelement die bestimmte Schwenkstellung einnimmt.
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Ändert sich die räumliche Orientierung bzw. Lage des Grundkörpers, beispielsweise aufgrund einer sich ändernden Hangneigung eines Hanges, auf welchem der Ski aufliegt, kann ein Abstand bzw. Hebel zwischen der vierten Drehachse und dem Schwerpunkt entstehen. Der Hebel ist eine virtuelle Verbindung einer Linie, welche orthogonal zu der Schwerkraftrichtung bzw. Gewichtskraftrichtung orientiert ist und den Abstand zwischen der resultierenden Gewichtskraft des Einstellelements und der vierten Drehachse definiert. Aufgrund des Hebels zwischen der resultierenden Gewichtskraft des Einstellelements und der vierten Drehachse wird ein Drehmoment um die vierte Drehachse gebildet, welche das Einstellelement so weit dreht, bis der Schwerpunkt des Einstellelements in einer Gravitationslinie mit der Drehachse steht, so dass die am Schwerpunkt angreifende Gravitationskraft bzw. Gewichtskraft des Einstellelements keinen Hebel zu der Drehachse aufweist, so dass kein Drehmoment erzeugt wird und das Einstellelement ausgerichtet ist. Entsprechend der Ausrichtung des Einstellelements kann eine vorbestimmte Rastposition des Einstellkolbens in Eingriff genommen werden, so dass abhängig von der schwerkraftbasierenden Ausrichtung des Einstellelements eine bestimmte Position des Einstellkolbens eingestellt wird.
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Somit kann basierend auf der Schwerpunktlage des Einstellelements ein Bezug zwischen der Orientierung der Grundfläche des Grundkörpers, bzw. des am Hang aufliegenden Skis, und einer bestimmten Rastposition, in welcher das Einstellelement eingreift, hergestellt werden. Abhängig von einer Hanglage der kann zweite Abstand zwischen dem Auflagebereich und der Skioberfläche selbsttätig eingestellt werden.
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Damit die schwerkraftbasierende Einstellung des Einstellelements in einer gewünschten Rastposition bei einem flacher werdenden und bei einem steiler werdenden Gelände besser unterstützt wird, kann eine Feder zwischen dem Kolben und dem Grundkörper angeordnet werden, welche bei Entlastung des Auflagebereichs den Einstellkolben in eine Initialposition entlang der Verstellrichtung drückt. Mit anderen Worten, kann die Feder den Einstellkolben derart vorspannen, dass eine Vorspannkraft der Feder den Einstellkolben in die Initialstellung verschiebt. Die Feder ist derart angeordnet, dass eine Gewichtskraft, welche bei Belastung des Auflagebereichs wirkt, der Federkraft bzw. der Vorspannkraft am Einstellkolben entgegenwirkt und den Einstellkolben entgegen der Richtung der Vorspannkraft entlang der Verstellrichtung verschiebt, bis das Eingriffselement in einer gewünschten Rastposition verrastet und der Einstellkolben entlang dieser Verstellrichtung blockiert wird.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform weist der Grundkörper eine Kammer auf, in welcher zumindest Teilbereiche des Einstellelements und/oder des Einstellkolbens angeordnet sind.
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Insbesondere kann es vorteilhaft sein, dass ein Koppelbereich zwischen dem Einstellelement und dem Einstellkolben in der Kammer angeordnet ist, so dass in diesem Bereich keine Verschmutzungen von außen die Kopplung stören. Beispielsweise kann verhindert werden, dass Schnee zwischen dem Einstellelement und dem Einstellkolben zwischengeschoben wird und eine Kopplung der beiden Elemente verhindert.
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Die Kammer kann beispielsweise mit einer Flüssigkeit gefüllt sein, wobei die Flüssigkeit mit einer vorbestimmten Viskosität ausgestattet ist. Je zäher bzw. je viskoser die Flüssigkeit, desto träger reagiert das Einstellelement, welches beispielsweise drehbar an dem Grundkörper angeordnet ist, auf Änderungen der Orientierung des Grundkörpers. Wird das Einstellelement beispielsweise schwerkraftbasierend wie oben beschrieben verstellt, so verschwenkt sich das Einstellelement langsamer durch die Viskoseflüssigkeit, bis es seine Neutralposition erreicht, in welcher die Drehachse und der Schwerpunkt des Einstellelements in einer Gravitationslinie liegen und kein Schwerkraftinduziertes Drehmoment auf das Einstellelement wirkt. Ferner können durch die Flüssigkeit Schwingungen gedämpft werden, so dass ein ungewolltes Lösen des Einstellelements aus einer der Rastpositionen aufgrund von Schwingungen verhindert wird.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform sind das Kopplungselement und der Einstellkolben derart gekoppelt, dass eine Position der zweiten Drehachse entlang des Einstellkolbens und/oder entlang des Kopplungselements selektiv einstellbar ist. Beispielsweise kann der Einstellkolben ein Langloch aufweisen und das Kopplungselement einen Drehbolzen, welcher in das Langloch eingreifen kann, oder umgekehrt. Mittels einer Einspannschraube kann die relative Position dieses Drehbolzens innerhalb des Langlochs eingestellt werden.
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Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform sind das Kopplungselement und das Auflageelement derart gekoppelt, dass eine Position der ersten Drehachse entlang des Auflageelements und/oder entlang des Kopplungselements selektiv einstellbar ist.
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Damit kann beispielsweise eine Vorjustage der relativen Positionen der verschiedenen Drehachsen zueinander vorgenommen werden, so dass der maximal zu erreichende zweite Abstand beispielsweise vorab einstellbar ist, wobei die z. B. die Feineinstellung mittels des Einstellelements vorgenommen werden kann.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Skibindung beschrieben, welche die oben beschriebene Hinterbackenvorrichtung aufweist. Ferner weist die Skibindung eine Vorderbackenvorrichtung auf. Die Hinterbackenvorrichtung ist derart auf dem Ski anbringbar, dass zwischen der Vorderbackenvorrichtung und der Hinterbackenvorrichtung in zumindest einem Betriebszustand (Abfahrtsmodus) der Skischuh einspannbar ist.
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Hierzu kann die Hinterbackenvorrichtung beispielsweise einen Fersenhebel aufweisen, welcher in einer ersten Position die Ferse des Skischuhs fix am Ski befestigt und in einer zweiten Position (Laufmodus) den Fersenbereich des Skischuhs freigibt, so dass der Skischuh um die Schuhspitze verschwenkbar ist.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im Folgenden werden zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben.
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1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Hinterbackenvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
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2 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Hinterbackenvorrichtung aus 1 in einer perspektivischen Ansicht.
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Detaillierte Beschreibung von exemplarischen Ausführungsformen
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Gleiche oder ähnliche Komponenten in den Figuren sind mit gleichen Bezugsziffern versehen. Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch.
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1 zeigt eine Hinterbackenvorrichtung 100 für eine Skibindung, insbesondere für eine Tourenskibindung. Die Hinterbackenvorrichtung 100 weist insbesondere einen Grundkörper 105 auf, welcher eine planare Grundfläche 106 zur Auflage des Grundkörpers 105 auf einer Skioberfläche 151 eines Skis 150 aufweist.
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Ferner weist die Hinterbackenvorrichtung 100 ein Auflageelement 120 mit einem Auflagebereich 121 auf. Eine Skisohle eines Skischuhs ist auf dem Auflagebereich auflegbar, insbesondere in einem Laufmodus der Skibindung.
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Das Auflageelement 120 ist gegenüber dem Grundkörper 105 um eine erste Drehachse 101 schwenkbar an dem Grundkörper 105 angeordnet. Die erste Drehachse 101 ist fest (translatorisch unbeweglich und unverschiebbar) an dem Grundkörper 105 angeordnet. Zur Bildung der ersten Drehachse 101 ist an dem Grundkörper 105 beispielsweise ein Bolzen ausgebildet, an welchem das Auflageelement 120 mittels einer Aufnahmeöffnung schwenkbar angeordnet ist. Entsprechend kann das Auflageelement 120 einen Drehbolzen aufweisen und in eine entsprechende Aufnahmeöffnung in den Grundkörper 105 eingreifen.
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Ferner weist die Hinterbackenvorrichtung 100 einen Einstellkolben 110 auf. Ein Kopplungselement 130 ist um eine zweite Drehachse 102 schwenkbar an dem Einstellkolben 110 einerseits und um eine dritte Drehachse 103 schwenkbar mit dem Auflageelement 120 andererseits gekoppelt.
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Die zweite Drehachse 102 ist bei einer Bewegung des Einstellkolbens 110 entlang der Verstellrichtung 107 translatorisch bewegbar. Die dritte Drehachse 103 ist in zumindest zwei Raumrichtungen translatorisch bewegbar.
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Der Einstellkolben ist derart entlang der Verstellrichtung 107 translatorisch verschiebbar an den Grundkörper 105 angeordnet, dass ein erster Abstand l1 entlang der Verstellrichtung 107 zwischen der ersten Drehachse 101 und der zweiten Drehachse 102 und ein zweiter Abstand l2 zwischen dem Auflagebereich 121 und der Grundfläche 106 einstellbar ist.
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Der Einstellkolben 110 ist insbesondere ausschließlich translatorisch entlang der Verstellrichtung 107, d. h. eindimensional, verschiebbar an dem Grundkörper 105 angeordnet. Die Verstellrichtung 107 beschreibt eine Richtung entlang der Grundfläche 106 bzw. entlang einer Richtung, welche orthogonal zu einer Normalen der planaren Grundfläche 106 des Grundkörpers 105 ist. Insbesondere ist die Verstellrichtung 107 derart ausgerichtet, dass die Verstellrichtung 107 entlang einer Skilängsachse bzw. parallel zu einer Skilängsachse ausgebildet ist. Der Einstellkolben 110 weist beispielsweise eine Mittelachse auf, welche parallel zu der Verstellrichtung 107 ausgebildet ist. Der Einstellkolben 110 kann selektiv entlang der Verstellrichtung 107 verschoben werden und an einer bestimmten Position befestigt werden.
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Durch das oben beschriebene mechanische System bestehend aus dem Auflageelement 120, dem Einstellkolben 110 und dem Kopplungselement 130, sowie insbesondere deren Kopplungen untereinander, ist der erste Abstand l1 mittels des Einstellkolbens 110 einstellbar, wobei in Abhängigkeit von dem ersten Abstand l1 der zweite Abstand l2 einstellbar ist. Mittels der Einstellung des zweiten Abstands l2 wird der Auflagebereich 121 eingestellt, welcher ein Auflagebereich für einen Fersenbereich des Skischuhs bildet. Bevorzugterweise kann der zweite Abstand l2 derart eingestellt werden, dass der Auflagebereich 121 so ausgebildet ist, dass bei Auflage eines Fersenbereichs des Skischuhs auf dem Auflagebereich 121 und bei Einspannung der Skischuhspitze in einen Vorderbacken der Skibindung die Skischuhsohle im Wesentlichen horizontal ausgerichtet ist, wenn ein Ski, auf welchem der Grundkörper 105 montiert ist, aufliegt. Somit kann effizient und ergonomisch eine Steighilfe während eines Laufmodus einer Tourenskibindung bereitgestellt werden.
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Im Laufmodus ist der Skischuh um die Skischuhspitze schwenkbar an einen Vorderbacken der Tourenskibindung angeordnet. Ferner weist eine Tourenskibindung einen Abfahrtsmodus auf, in welcher der Skischuh zwischen der Vorderbackenvorrichtung und der Hinterbackenvorrichtung 100 fest eingespannt ist und die Skischuhsole auf der Skioberfläche 151 aufliegt bzw. parallel zu ihr ausgerichtet ist. Hierzu kann die Hinterbackenvorrichtung 100 einen an dem Grundkörper 105 schwenkbar angeordneten Fersenhebel 160 aufweisen, welcher selektiv in einen Abfahrtsmodus verstellt werden kann, um den Skischuh mit dem Fersenbereich am Ski 150 zu befestigen und in einen Laufmodus verschwenkt werden, in welchem der Fersenhebel 160 kontaktfrei zu dem Skischuh vorliegt, wenn dieser im Vorderbackenbereich schwenkbar eingespannt ist.
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In 1 ist der Fersenhebel 160 in eine Position verschwenkt, in welcher ein Laufmodus der Skitourenbindung eingestellt ist.
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Zur Befestigung des Einstellkolbens 110 wird ein Einstellelement 140 eingesetzt, welches in der beispielhaften Ausführungsform in 1 als Hebelelement schwenkbar um eine vierte Drehachse 104 an dem Grundkörper 105 befestigt ist. Alternativ kann das Einstellelement 140 auch beispielsweise translatorisch verschiebbar an dem Grundkörper 105 angeordnet werden.
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Das in 1 dargestellte schwenkbare Einstellelement 140 weist beispielsweise eine Eingriffsspitze auf, welche in eine entsprechende erste Rastposition 113 oder zweite Rastposition 114 in einem Einrastbereich 112 des Einstellkolbens 110 eingreifen kann. Die Eingriffsposition des Einstellelements 140 in eine bestimmte Rastposition 113, 114 kann beispielsweise manuell erfolgen.
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Alternativ kann das Einstellelement 140 schwerkraftbasierend und selbsttätig, das heißt ohne Einwirkung des Skiläufers, in eine bestimmte Rastposition 113, 114 des Einstellkolbens 110 eingreifen. Die schwerkraftbasierende Einstellung beruht auf einer relativen Lage des Schwerpunkts S des Einstellelements 140 relativ zu der vierten Drehachse 104. Diese relative Position des Schwerpunkts S zu der vierten Drehachse 104 ist wiederum abhängig von der Orientierung des Grundkörpers 105 bzw. des Skis 150, welcher auf einem Hang aufliegt. Je nach Hangneigung weist der Schwerpunkt S eine unterschiedliche Position zu der vierten Drehachse 104 auf, wobei abhängig von der Orientierung des Grundkörpers 105 ein Hebel (Abstand) zwischen dem Schwerpunkt S und der vierten Drehachse 104 vorliegen kann. Dadurch wird ein Drehmoment erzeugt und das Einstellelement 140 verschwenkt in eine Position, in welcher der Schwerpunkt S und auf einer Gravitationslinie zur vierten Drehachse 104 liegt bzw. in welcher der Schwerpunkt S exakt unter der vierten Drehachse 104 liegt.
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Somit ist mittels einer solchen Schwerkraftsteuerung eine automatische Einstellung des Einstellelements 140 möglich.
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Ändert sich die räumliche Orientierung bzw. Lage des Grundkörpers 105, beispielsweise aufgrund einer sich ändernden Hangneigung eines Hanges, auf welchem der Ski aufliegt, kann ein Abstand bzw. Hebel zwischen der vierten Drehachse 104 und dem Schwerpunkt S entstehen. Der Hebel ist eine virtuelle Verbindungslinie, welche orthogonal zu der Schwerkraftrichtung bzw. Gewichtskraftrichtung orientiert ist und den Abstand zwischen der resultierenden Gewichtskraft (Schwerpunkt S) des Einstellelements 140 und der vierten Drehachse 104 definiert. Aufgrund des Hebels zwischen dem Schwerpunkt S des Einstellelements 140 und der vierten Drehachse 104 wird ein Drehmoment um die vierte Drehachse 104 gebildet, welche das Einstellelement 140 so weit dreht, bis der Schwerpunkt S des Einstellelements 140 in einer Gravitationslinie mit der Drehachse 104 steht, so dass die am Schwerpunkt S angreifende Gravitationskraft bzw. Gewichtskraft des Einstellelements keinen Hebel zu der Drehachse 104 aufweist, so dass kein Drehmoment erzeugt wird und das Einstellelement 140 ausgerichtet ist. Entsprechend der Ausrichtung des Einstellelements 140 kann eine vorbestimmte Rastposition 113, 114 des Einstellkolbens 110 in Eingriff genommen werden, so dass abhängig von der schwerkraftbasierenden Ausrichtung des Einstellelements 140 eine bestimmte Position des Einstellkolbens 110 eingestellt wird.
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Somit kann basierend auf der Schwerpunktlage S des Einstellelements 140 ein Bezug zwischen der Orientierung der Grundfläche 106 des Grundkörpers 105, bzw. des am Hang aufliegenden Skis 150, und einer bestimmten Rastposition 113, 114, in welcher das Einstellelement 140 eingreift, hergestellt werden. Somit kann abhängig von einer Hanglage der zweite Abstand l2 zwischen dem Auflagebereich 121 und der Skioberfläche 151 selbsttätig eingestellt werden.
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Ferner weist der Grundkörper 105 einen zweiten Absatz 108 auf, in welchem ein erster Absatz 111 des Einstellkolbens 110 bei einer bestimmten Verstellposition des Einstellkolbens 110 relativ zu dem Grundkörper 105 anstößt. Zwischen dem ersten Absatz 111 und dem zweiten Absatz 108 kann ein Abstandshalter als Einstellelement (nicht dargestellt) eingeschoben werden, um eine relative Position des Einstellkolbens 110 und somit einen davon abhängigen Betrag des zweiten Abstands l2 einzustellen.
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Ferner kann der Einstellkolben 110 mittels einer Feder vorgespannt sein, so dass bei einer Entlastung des Auflagebereichs 121 und somit einer Entlastung des gesamten mechanischen Systems, der Einstellkolben 110 in eine Initialposition verschoben wird. In 1 würde die Federkraft entgegen der Verstellrichtung 107 wirken und den Einstellkolben 110 nach rechts, das heißt in Richtung Skispitze verschieben, bis der Einstellkolben 110 die Initialposition erreicht hat.
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Ferner kann, wie in 1 dargestellt, das Einstellelement 140 vollständig, oder zumindest teilweise, innerhalb einer Kammer 109 angeordnet sein. Der Koppelbereich zwischen dem Einstellelement 140 und dem Einstellkolben 110 befindet sich somit ebenfalls innerhalb der Kammer 109, so dass dieser Koppelbereich von äußeren Einflüssen, wie beispielsweise Schnee, geschützt vorliegt. Die Kammer 109 kann somit mit einer Flüssigkeit mit einer gewünschten Viskosität gefüllt sein.
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Wie in 1 dargestellt, weist die Kammer 109 zwei Öffnungen auf, durch welche der Einstellkolben 110 verschiebbar durchgeführt ist. Zwischen dem Einstellkolben 110 und dem Grundkörper 105 können im Bereich der Öffnungen Dichtungen angeordnet sein, so dass das Innere der Kammer 109 vor Verschmutzung geschützt ist bzw. ein Austreten einer eventuell eingefüllten Flüssigkeit abgedichtet ist.
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Ferner kann das Kopplungselement 130 und der Einstellkolben 110 derart gekoppelt sein, dass eine Position der zweiten Drehachse 102 entlang des Einstellkolbens 110 und/oder entlang des Kopplungselements 130 selektiv einstellbar ist. Wie in 1 dargestellt, kann der Einstellkolben 110 ein Langloch 115 aufweisen, welches sich entlang der Verstellrichtung 107 erstreckt. Das Kopplungselement 130 weist einen Drehbolzen 131 auf, welcher in dem Langloch 115 drehbar gekoppelt ist. Der Drehbolzen 131 kann innerhalb des Langlochs 115 in eine gewünschte Position verschoben werden und beispielsweise mittels Klemmschrauben in dieser Position vor einem weiteren Verrutschen innerhalb des Langlochs 115 gesichert werden. Alternativ können beabstandete Bohrungen entlang der Verstellrichtung 107 in dem Einstellkolben 110 ausgebildet werden, wobei der Drehbolzen 131 des Kopplungselements 130 selektiv in eine gewünschte Bohrung eingebracht werden kann. Somit kann eine Justage bzw. ein Verhältnis des zweiten Abstands l2 in Abhängigkeit von dem ersten Abstand l1 voreingestellt werden. Die Feinjustage erfolgt über die Verstellung des Einstellkolbens 110 entlang der Verstellrichtung 107.
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2 zeigt zur besseren Übersicht die Hinterbackenvorrichtung 100 aus 1 in einer perspektivischen Darstellung. Die Hinterbackenvorrichtung 100 in 2 weist dieselben Merkmale wie die Hinterbackenvorrichtung 100 aus 1 auf.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Hinterbackenvorrichtung
- 101
- erste Drehachse
- 102
- zweite Drehachse
- 103
- dritte Drehachse
- 104
- vierte Drehachse
- 105
- Grundkörper
- 106
- Grundfläche
- 107
- Verstellrichtung
- 108
- zweiter Absatz
- 109
- Kammer
- 110
- Einstellkolben
- 111
- erster Absatz
- 112
- Einrastbereich
- 113
- erste Rastposition
- 114
- zweite Rastposition
- 115
- Langloch
- 120
- Auflageelement
- 121
- Auflagebereich
- 130
- Kopplungselement
- 131
- Drehbolzen
- 140
- Einstellelement
- 150
- Ski
- 151
- Skioberfläche
- 160
- Fersenhebel
- S
- Schwerpunkt
- G
- Gewichtskraft
