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Die Erfindung betrifft einen Zahnstangenantrieb zum Verschieben einer Zahnstange mit einem um ein Drehlager verdrehbar gelagerten Antriebszahnhebel in einer Verschieberichtung, eine Anschnallvorrichtung mit dem Zahnstangenantrieb und eine Snowboardbindung mit der Anschnallvorrichtung.
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Die
WO 01/83053 A2 offenbart einen Zahnstangenantrieb zum Verschieben einer Zahnstange mit einem um ein Drehlager verdrehbar lagerbaren Antriebszahnhebel in einer Verschieberichtung umfassend die Zahnstange mit einem sich in der Verschieberichtung erstreckenden Träger, der eine Unterseite und eine der Unterseite gegenüberliegende Oberseite aufweist, auf der winklig zur Verschieberichtung verlaufend ausgebildet sind und den Antriebszahnhebel mit einem Lagerelement, an dem der Antriebszahnhebel im Drehlager lagerbar ist, und mit einem beabstandet zum Lagerelement angeordneten Schiebeelement mit Antriebszähnen, wobei die Antriebszähne durch Drehen des Abtriebszahnhebels in Eingriff mit den Abtriebszähnen bringbar sind, um die Zahnstange in der Verschieberichtung zu drücken.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, den bekannten Zahnstangenantrieb zu verbessern.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Zahnstangenantrieb zum Verschieben einer Zahnstange mit einem um ein Drehlager verdrehbar lagerbaren Antriebszahnhebel in einer Verschieberichtung die Zahnstange mit einem sich in der Verschieberichtung erstreckenden Träger, der eine Unterseite und eine der Unterseite gegenüberliegende Oberseite aufweist, auf der winklig zur Verschieberichtung verlaufend und in einer Reihenanzahl von wenigstens zwei Reihen angeordnet Abtriebszähne ausgebildet sind, wobei die Reihen parallel und hinsichtlich der Abtriebszähne mit einem Versatz zueinander verlaufen sowie ferner den Antriebszahnhebel mit einem Lagerelement, an dem der Antriebszahnhebel im Drehlager lagerbar ist, und mit einer Schiebeelementanzahl von wenigstens zwei beabstandet zum Lagerelement und axial benachbart angeordneten Schiebeelementen mit je mindestens einem Antriebszahn, wobei die Antriebszähne durch Drehen des Abtriebszahnhebels in Eingriff mit den Abtriebszähnen bringbar sind, um die Zahnstange in der Verschieberichtung zu drücken.
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Dem angegebenen Zahnstangenantrieb liegt die Überlegung zugrunde, dass der Eingriff eines sich um das Drehlager drehenden Antriebszahnes zwischen zwei Abtriebszähnen der Antriebszahn, man spricht hier vom kämmen, mit einer möglichst hohen Profilüberdeckung erfolgen sollte, um eine kontinuierliche Übertragung des Drehmomentes vom Antriebszahn auf die Abtriebszähne zu gewährleisten. Da die Eingriffsstrecke grundsätzlich fest vorgegeben ist, lässt sich die Profilüberdeckung nur über eine erhöhte Eingriffsteilung erreichen. Die wird nach der Idee hinter dem angegebenen Zahnstangenantrieb virtuell dadurch erreicht, dass mehrere Zahneingriffe parallel nebeneinander, allerdings versetzt zueinander erfolgen. Auf diese Weise kann die Profilüberdeckung gesteigert werden.
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In einer Weiterbildung des angegebenen Zahnstangenantriebs beträgt der Versatz zwischen dem 0,1-fachen und dem 0,9-fachen der Länge eines Abtriebszahns in Verschieberichtung. Innerhalb dieses Bereichs lässt sich eine deutliche Steigerung der Profilüberdeckung erkennen.
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In einer zusätzlichen Weiterbildung des angegebenen Zahnstangenantriebs ist der Versatz der Quotient aus der Länge eines Abtriebszahns und der Reihenanzahl. Auf diese Weise werden die einzelnen Reihen genau mittig untereinander positioniert, was zu einer besonders effektiven Profilüberdeckung führt.
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In einer anderen Weiterbildung des angegebenen Zahnstangenantriebs liegen die Reihen aneinander an. Auf diese Weise werden keine axialen Zwischenräume zwischen den einzelnen Reihen an Abtriebszähnen benötigt, wodurch die axiale Breite des Zahnstangenantriebs minimal ausgebildet werden kann.
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In einer noch anderen Weiterbildung des angegebenen Zahnstangenantriebs sind die Antriebszähne und/oder die Abtriebszähne an einer Seite angefast oder abgerundet, an die quer zur Verschieberichtung ein anderer Antriebszahn beziehungsweise Abtriebszahn angrenzt. Insbesondere im Fall ohne axiale Zwischenräume zwischen den einzelnen Reihen wird so vermieden, dass die Antriebszähne und/oder die Abtriebszähne zwischen den Reihen kollidieren und die Funktion des angegebenen Zahnstangenantriebs beeinträchtigen.
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In einer weiteren Weiterbildung des angegebenen Zahnstangenantriebs ist die Reihenanzahl zwei. Mit dieser Reihenzahl wird eine deutliche Steigerung der Profilüberdeckung erreicht, ohne dass eine allzu große Vergrößerung der axialen Breite notwendig ist.
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In einer zusätzlichen Weiterbildung des angegeben Zahnstangenantriebs besitzen die Reihen quer zur Verschieberichtung eine gleiche Breite. Auf diese Weise verteilen sich die mechanischen Schubbelastungen auf die einzelnen Antriebs- und Abtriebszähne gleichmäßig, so dass kein Zahn mehr belastet wird, als ein anderer.
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In einer noch bevorzugten Weiterbildung des angegebenen Zahnstangenantriebs sind die Schiebeelemente radförmig ausgebildet, wobei umfangsseitig auf jedem Schiebeelement mehrere Antriebszähne in Umfangsrichtung nacheinander angeordnet sind. Auf diese Weise lässt sich die Zahnstange mit einer einzelnen Umdrehung deutlich weiter bewegen, als wenn an das Schiebeelement nur einen einzigen Antriebszahn besitzen würde.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Anschnallvorrichtung eingerichtet mit zwei Enden in einer Snowbardbindung einen Strap gegen Rahmen der Snowboarbindung zum Festschnallen eines Schuhs in einer Zugrichtung zu ziehen. Die Anschnallvorrichtung umfasst den Strap, an dessen Strapenden je einer der angegebenen Zahnstangenantriebe gehalten ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Snowboardbindung zum Festschnallen eines Schuhs einen Rahmen, in den der Schuh einsetzbar ist, und eine angegebene Anschnallvorrichtung, mit der der Strap gegen den Rahmen ziehbar ist.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden verständlicherweise im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels und mit Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht einer Snowboardbindung in einer Perspektive,
- 2 eine schematische Ansicht einer Anschnallvorrichtung in der Snowboardbindung der 1 von einer Seite,
- 3 eine schematische Ansicht der Anschnallvorrichtung der 2 in einem Schnitt, und
- 4 eine schematische Ansicht der Anschnallvorrichtung der 2 und 3 in einer Draufsicht.
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In den Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben. Die Figuren sind rein schematisch und geben vor allem nicht die tatsächlichen geometrischen Verhältnisse wieder.
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Es wird auf 1 Bezug genommen die eine schematische Ansicht einer Snowboardbindung 2 aus einer Perspektive zeigt.
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Die Snowboardbindung 2 umfasst einen Rahmen 4 mit einer Bodenplatte 6, das mit einer Unterseite 8 auf einem nicht weiter gezeigten Snowboard befestigt werden kann. Auf die hierzu bekannten Befestigungsmöglichkeiten soll der Kürze halber nicht weiter eingegangen werden.
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Auf einer der Plattenunterseite 8 gegenüberliegenden Plattenoberseite 10 der Bodenplatte 6 lässt sich ein nicht weiter gezeigter Schuh mit seiner Schuhspitze zu einer Plattenvorderkante 12 des Sohlenteils 6 und seiner Schuhhacke zu einer der Plattenvorderkante 12 gegenüberliegenden Plattenrückkante 14 gerichtet aufsetzen. Auf die Bodeplatte 6 an der Plattenrückkante 14 ist ein Heelcup 16 aufgesetzt, der von der Plattenoberseite 10 abragt und an seinem der Plattenoberseite 10 gegeüberliegenden Ende einen Highback 18 hält, um eine Ferse des nicht weiter gezeigten Schuhs abzustützen.
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Der Schuh lässt sich am Rahmen 4 mit einer zehenseitigen Anschnallvorrichtung 20 und einer fersenseitigen Anschnallvorrichtung 22 festschnallen.
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Die zehenseitige Anschnallvorrichtung 20 weist einen Toestrap 24 auf, an dessen Strapenden 26 je ein herkömmlicher Zahnstangenantrieb 28 gehalten ist. Gegenüberliegend den Strapenden 26 befinden sich die Enden 30 der zehenseitigen Anschnallvorrichtung 20, die am Heelcup 16 des Rahmens 4 gehalten sind.
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In gleicher Weise weist die fersenseitige Anschnallvorrichtung 22 einen Anklestrap 32 auf, an dessen Strapenden 26 je ein Zahnstangenantrieb 34 nach einer Ausführung der Erfindung gehalten ist. Gegenüberliegend den Strapenden 26 befinden sich die Enden 30 der fersenseitigen Anschnallvorrichtung 20, die ebenfalls am Heelcup 16 des Rahmens 4 gehalten sind.
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Die Zahnstangenantriebe 28, 34 sind eingerichtet, die Strapenden 26 gegen den Heelcup 16 des Rahmens 4 zu ziehen, wodurch sich der nicht weiter dargestellte Schuh am Rahmen festschnallen lässt.
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Die zehenseitige Anschnallvorrichtung
20 ist aufgebaut, wie eine herkömmliche Anschnallvorrichtung, wie sie beispielsweise in der Druckschrift
WO 01/83053 A2 offenbart ist. Da der Aufbau an sich bekannt ist, soll auf Details hierzu verzichtet werden.
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Auf die fersenseitige Anschnallvorrichtung 22 mit den Zahnstangenantrieben 34 nach einer Ausführung der Erfindung soll nachstehend näher eingegangen werden. In der fersenseitigen Anschnallvorrichtung 22 kann der Anklestrap 32 grundsätzlich in beliebiger Weise nach dem Stand der Technik ausgeführt sein. Ein besonderer Aufbau zum Anschluss an die Zahnstangenantriebe 34 ist nicht notwendig.
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Der Aufbau der Zahnstangenantriebe 34 wird nachstehend beispielhaft an einem Beispiel erläutert, welches in den 2 bis 4 dargestellt ist.
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Der Zahnstangenantrieb 34 besitzt eine Zahnstange 36, die mit einem Antriebszahnhebel, oder Drehhebel 38 genannt, in einer Verschieberichtung 40 bewegbar und mit einem Sicherungsmechanismus 42 in einer bestimmten Position in der Verschieberichtung 40 fixierbar in einem Führungskäfig 44 gehalten ist.
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Die Zahnstange 36 erstreckt sich bandartig von einem Stangenanfang 46 entgegen der Verschieberichtung 40 bis zu einem Stangenende 48. Vom Stangenanfang 46 aus verbreitert sich die Zahnstange 36 quer zur Verschieberichtung 40 in einem Zungenbereich 50 und weist danach in einem Rumpfbereich 52 eine konstante Breite quer zur Verschieberichtung 40 auf. Die Zahnstange 36 weist ferner eine Stangenunterseite 54 und eine der Stangenunterseite 54 gegenüberliegende Stangenoberseite 56 auf.
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Die Zahnstange 36 besitzt auf ihrer Stangenoberseite 56 eine in der Verschieberichtung 40 verlaufende erste Reihe 58' mit ersten Abtriebszähnen 60'. Parallel zur ersten Reihe 58' verläuft eine zweite Reihe 58'' mit zweiten Abtriebszähnen 60". Von den Abtriebszähnen 60', 60'' sind in den 2 bis 4 aus Übersichtlichkeitsgründen nicht alle mit einem eigenen Bezugszeichen versehen. Alle Abtriebszähne 60', 60" besitzen in der Verschieberichtung 40 gesehen eine gleiche Länge 62. Die einzelnen Längen 62 der Abtriebszähne 60', 60" sind in den 2 bis 4 der Übersichtlichkeit halber nicht alle mit einem eigenen Bezugszeichen angedeutet. Ferner erstrecken sich alle Abtriebszähne 60', 60" von der Stangenoberseite 56 mit einer gleichen Höhe 64, die in den 2 bis 4 ebenfalls nicht für jeden Abtriebszahn 60', 60" mit einem eigenen Bezugszeichen angedeutet ist. Quer zur Verschieberichtung 40 besitzen die einzelnen Abtriebszähne 60', 60" je eine Zahnbreite 66. Im Bereich des Stangenanfangs 46 nimmt die Zahnbreite 66 entgegen der Verschieberichtung 40 zu und bleibt dann ab zirka einem Fünftel bis einem Viertel der Gesamtlänge der Zahnstange 36 konstant. Über die Länge des Rumpfbereiches 52 besitzen sich gegenüberliegende Abtriebszähne 60', 60" in den Reihen 58', 58" in etwa eine gleiche Zahnbreite 66.
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Die beiden Reihen 58', 58" sind hinsichtlich ihrer Zähne 60', 60' zueinander mit einem Versatz 68 von größer Null angeordnet. In der vorliegenden Ausführung beträgt der Versatz 68 zwischen den beiden Reihen 58', 58" eine die Hälfte der Länge 62 eines Abtriebszahnes 60', 60". Grundsätzlich kann der Versatz 68 allerdings beliebig gewählt werden, sollte jedoch das 0,1-fache der Länge 62 eines Abtriebszahnes 60', 60" nicht unterschreiten und das 0,9-fache der Länge 62 eines Abtriebszahnes 60', 60" nicht überschreiten.
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Auf eine besondere Wirkungsweise des Versatzes wird an späterer Stelle noch einmal näher eingegangen. Zuvor soll allerdings die Funktion des Zahnstangenantriebs weiter beschrieben werden.
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Der Führungskäfig 44 weist eine die Zahnstange 36 tragende Bodenplatte 70 auf. Parallel zur Verschieberichtung 40 erheben sich beidseitig von der Bodenplatte 70 zwei Führungswände 71, zwischen denen sich die Zahnstange 36 in und entgegen der Verschieberichtung 40 geführt bewegen lässt.
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Auf einer von der Bodenplatte 70 aus gesehenen der Zahnstange 36 gegenüberliegenden Seite sind zwischen den Führungswänden 71 der Drehhebel 38 und der Sicherungsmechanismus gehalten.
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Der Drehhebel 38 umfasst eine Trommel 72, durch die ein Lagerelement in Form eines Drehhebellagerstiftes 74 geführt ist. Der Drehhebellagerstift 74 ist in Durchgangsöffnungen 73 durch die Führungswände 71 gehalten, so dass sich die Trommel 72 an den Führungswänden 71 gehalten um eine Antriebsachse 78 quer zur Verschieberichtung 40 drehe lässt. Auf die axialen Enden des Drehhebellagerstiftes 74 aus Sicht der Trommel 72 auf den gegenüberliegenden Seiten der Führungswände 71 ein Zugbügel 77 aufgesetzt, mit dem sich die Trommel 72 um die zuvor genannte Antriebsachse 78 drehen lässt. Auf einer Mantelseite der Trommel 72 sind in Umfangsrichtung um die Trommel 72 Antriebszähne 75', 75" angeordnet, die radial von der Trommel 72 abragen und durch das Drehen der Trommel 72 über den Antriebshebel 77 mit den Abtriebszähnen 60', 60" in Eingriff bringbar sind. Von den Antriebszähnen 75', 75" sind in 4 nicht alle mit einem eigenen Bezugszeichen versehen. Die Antriebszähne 75', 75" sind hierbei in Reihen 76', 76" angeordnet, die in Umfangsrichtung um die Trommel 72 verlaufen und die gleiche Breite besitzen, wie die Abtriebszähne 60', 60" in den Reihen 58', 58" im Rumpfbereich 52 der Zahnstange 36. Die Trommel 72 und die Antriebszähne 75', 75" sind in der vorliegenden Ausführung einstückig ausgebildet.
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Im Betrieb des Drehhebels 38 wird der Zugbügel 77 von der Zahnstange 36 weggezogen und um die Antriebsachse 78 gedreht. Auf diese Weise drehen sich ebenfalls die Antriebszähne 75', 75" um die Antriebsachse, greifen in die Abtriebszähne 60', 60" ein und schieben die Antriebszähne 60', 60" in der Verschieberichtung 40. Auf diese Weise wird die gesamte Zahnstange 36 in der Verschieberichtung 40 relativ zum Drehhebel 38 bewegt. In der Snowboardbindung 2 der 1 werden so die Strapenden 26 des Anklestraps 32 an den Heelcup 16 herangezogen, so dass ein in der Snowboardbindung 2 gehaltener Schuh gegen den Highback 18 des Rahmens 4 gedrückt wird.
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Die in der zuvor beschriebenen Weise angezogene Zahnstange 36 wird dann durch den Sicherungsmechanismus 42 in der bestimmten Position in der Verschieberichtung 40 fixiert. Der Sicherungsmechanismus 42 weist hierzu eine erste Rastnase 79' und quer zur Verschieberichtung gesehen neben der ersten Rastnase 79' angeordnet eine zweite Rastnase 79" auf, die beide um eine gemeinsame Rastnasenachse 80 drehbar gelagert sind. Jede Rastnase 79', 79" besitzt einen drehbar um die Rastnasenachse 80 gelegten und an den Führungswänden gehaltenen zylindrischen Tragekörer 81. Von diesem Tragekörper 81 ragt in der ersten Rastnase 79' eine erste Haltefeder 82', während in der zweiten Rastnase 79" vom Tragekörper 81 eine zweite Haltefeder 82" abragt. Beide Haltefedern 82', 82" werden durch ein nicht weiter dargestelltes Rückstellelement in Umfangsrichtung um die Rastnasenachse 80 gegen die Zahnstange 36 gedrückt. Auf diese Weise greift die erste Haltefeder 82' in die Abtriebszähne 60' der ersten Reihe 58' auf der Zahnstange 36 ein, während die zweite Haltefeder 82" in die Abtriebszähne 60" der zweiten Reihe 58" eingreift. Um einen möglichst stabilen Halt zu erreichen, kann eine der beiden Haltefedern 82', 82" um den Versatz 68 länger als die entsprechend andere Haltefeder 82', 82" ausgebildet sein.
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Die Abtriebszähne 60', 60" drücken so auf die Haltefedern 82', 82" in radialer Richtung. Da die beiden Rastnasen 79', 79" allerdings an der Rastnasenachse 80 drehbar gelagert sind, nimmt diese die Druckkräfte aus den Abtriebszähnen 60', 60" auf, so dass sich die Zahnstange 36 nicht entgegen der Verschieberichtung 40 bewegen kann, und in der oben genannten durch die Drehung des Drehhebels 38 bestimmten Position fixiert bleibt. So wird vermieden, dass sich der in der Snowboardbindung 2 angeschnallte Schuh aus dieser lösen kann.
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Um den in der Snowboardbindung 2 angeschnallten Schuh gewollt zu lösen, besitzen die beiden Rastnasen 79', 79" auf ihrer der Haltefeder 82', 82" je eine Schulter 83', 83" am jeweiligen Tragekörper 81. Durch Drücken dieser Schultern 83', 83" lässt sich der Drehhebel 38 entgegen dem oben erwähnte Rückstellelement drehen, wodurch die Haltefedern 82', 82" aus ihrem Eingriff mit den Abtriebszähnen 60', 60" gelöst werden und die Zahnstange 36 frei zwischen den Führungswänden 71 geführt werden kann.
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Zum Drücken der Schultern 83', 83" ist in der vorliegenden Ausführung ein um eine dritte Drehachse 84 drehbar angeordneter einarmiger Hebel 85 mit einem daran ausgebildeten Drucknocken 86 vorhanden.
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Wenn die Zahnstange 36 mit dem Drehhebel 38 in der oben erläuterten Weise in der Verschieberichtung bewegt wird, dann werden die Haltefedern 82', 82" in den Reihen 58', 58" von den entsprechenden sich unter den Haltefedern 82', 82" hindurchbewegenden Abtriebszähnen 60', 60" angehoben. Sobalt ein Abtriebszahn 60', 60" eine Haltefeder 82', 82" passiert hat, drückt das Rückstellelement die entsprechende Haltefeder 82', 82" gegen die Zahnstange 36 und sie schlägt auf den folgenden Abtriebszahn 60', 60" auf. Die Folge dieses Aufschlagens ist ein Aufschlagton. Durch den Versatz 68 zwischen den beiden Reihen 60', 60" lässt sich eine Folge dieser Aufschlägtöne in charakteristischer Weise verändern und zwar hinsichtlich der Anzahl der Töne pro Zeiteinheit als auch in der Art der Abfolge.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 0183053 A2 [0002, 0025]
