DE3715108A1 - Laengenverstellbarer axialverbinder und damit ausgeruestetes steigeisen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen längenverstellbaren Axial­ verbinder gemäß der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ge­ nannten Art zum federnden Verbinden von zwei beliebig geformten Konstruktionsteilen, gekoppelt mit der Möglich­ keit, den Abstand der beiden Teile voneinander ohne Zuhil­ fenahme von Werkzeugen schnell und reproduzierbar zu fixieren.

Eine solche Aufgabe stellt sich in der Technik alltäglich und ist in den einzelnen Bereichen mit zum Teil sehr auf­ wendigen Konstruktionen unter Verwendung der unterschied­ lichsten mechanischen, hydraulischen oder elektrischen Bauelemente gelöst worden.

Für das hier speziell interessierende Einsatzgebiet eines längenverstellbaren Axialverbinders, nämlich das der Sport­ geräte, insbesondere Steigeisen und Schibindungen, redu­ ziert sich die Anzahl der an und für sich einsetzbaren längen­ verstellbaren Verbindungssysteme hauptsächlich aus Platz- und Kostengründen zwangsläufig auf relativ wenige Ausfüh­ rungsformen.

Einige verstellbare Verbindungsvorrichtungen für mehrtei­ lige Steigeisen sind kommerziell erhältlich. Sie dienen hauptsächlich dazu, diese an die jeweilige Schuhgröße anzupassen. Speziell bei mehrteiligen Steigeisen werden zur Verbindung der einzelnen Steigeisenrahmenteile ge­ bräuchlicherweise Loch- bzw. Zahnstangen verwendet.

Beispielsweise ist aus der US 32 29 389 A eine Lochstan­ gen-Verbindungsvorrichtung für Steigeisen bekannt, bei der die Lochstange am Sohlenteil angenietet ist, während der Abstand des Sohlenteils zum Absatzteil in durch den Lochabstand vorgegebenen Stufen durch Einhängen eines am Absatzteil angebrachten Hakens in ein entsprechendes Loch der Lochstange fixiert wird.

In der FR 25 70 258 A1 wird die Abstandsfixierung zwischen Sohlen- und Absatzteil des Steigeisens durch Umlegen eines Hebels und das damit bewirkte Einführen eines Blockier­ stiftes in eine passende Bohrung der Lochstange erreicht.

Ein Zahnstangen-Verbindungssystem hingegen wird in der US 36 85 173 A beschrieben. Die Verstellung des Abstands zwischen Sohlen- und Absatzteil erfolgt hier durch Ein­ führen des jeweiligen Zahnpaares der am Sohlenteil ange­ brachten Zahnstange in die komplementär gestalteten Aus­ sparungen im Absatzteil.

Diese gebräuchlichen Ausführungen der Verbindungsstange unterliegen aufgrund ihrer starren und biegesteifen Ge­ staltung hohen Biegebeanspruchungen. Aufgrund der konstruk­ tionsbedingten Sollbruchstellen (nämlich durch die Boh­ rungen bei den Lochstangen bzw. durch die Kerben bei den Zahnstangen) kommt es unter den harten Bedingungen des bestimmungsgemäßen Einsatzes häufig zu Verbiegungen bzw. Brüchen dieser starren Verbindungsstangen. Außerdem ist die minimale Verstellbarkeit durch den Loch- bzw. Zahn­ abstand begrenzt. Dieser Abstand kann aber aufgrund der oben angeführten Sollbruch-Problematik nicht allzu klein gewählt werden.

Ein weiterer Nachteil der konventionellen Konstruktionen besteht darin, daß aufgrund ihrer starren, inflexiblen Ausführung eine elastische, dynamische Anpassung der Steigeisenteile an Schuh und Gelände in der Regel nicht möglich ist.

Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen.

Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, löst die Aufgabe, ein bruchsicheres, ohne Zuhilfe­ nahme von Werkzeug in feinen Abstufungen verstellbares und elastisches Verbindungssystem für Steigeisen zu schaf­ fen, das ein schnelles und exaktes Anpassen des Steigeisens an den Schuh ermöglicht.

Der Einsatz einer glatten, unprofilierten Verbindungs­ stange anstelle einer Loch- oder Zahnstange führt durch Vermeidung von Kerben (und der dadurch verursachen Gefahr von Spannungsrissen) zu einer starken Verminderung des Bruchrisikos. Dieses wird zusätzlich minimiert durch die auf die Verbindungsstange aufgebrachte Schraubenfeder. Sie fungiert nämlich im erfindungsgemäßen Einsatz nicht nur als Ersatz für ein konventionelles, starres Schrauben­ gewinde, sondern wirkt auch als stoßdämpfendes Element durch Auffangen von Stößen (bei radialer Belastung) bzw. von Längsdehnungen und -stauchungen (bei axialer Beanspru­ chung). Im entspannten Zustand, d.h. vor dem Verbinden des Schuhs mit dem Steigeisen, ermöglicht die Schrauben­ feder des erfindungsgemäßen Axialverbinders in ihrer Funktion als Schraubengewinde das werkzeuglose Einstellen des gewünschten Abstands zwischen Absatz und Sohlenkörper des geteilten Steigeisens durch schraubendes Verdrehen des einen Teils gegen den anderen.

Ein zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Axialver­ binders besteht darin, daß ein einmal eingestellter Ab­ stand auch nach der Demontage des Schuhs vom Steigeisen im Gegensatz zu den meisten gebräuchlichen Ausführungen beliebig lange (z.B. auch während des Transports) erhal­ ten bleibt.

Dies beruht darauf, daß hier die Funktionen Abstands­ einstellung und Verbindung der Teile des mehrteiligen Steigeisens im Unterschied zu den konventionellen Kon­ struktionen räumlich getrennt ausgeführt sind. Dies be­ deutet in der Praxis: Eine Trennung des Schuhs nach erfolgtem Einsatz vom Steigeisen bzw. dessen Zerlegung zum Zwecke des raumsparenden Transports führt nicht auto­ matisch zum Verlust der einmal gewählten optimalen Justie­ rung.

Die Federeigenschaften des längenverstellbaren Axial­ verbinders lassen sich in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung unabhängig von der Schraubengewindefunktion verändern, indem mindestens noch eine weitere Schrauben­ feder auf der Verbindungsstange aufgebracht wird. Dies kann einmal so erfolgen, daß die weitere Feder vor bzw. hinter der hauptsächlich als Schraubengewinde fungieren­ den Schraubenfeder auf der Verbindungsstange aufgebracht ist. In der alternativen Anordnung befindet sich die wei­ tere Schraubenfeder - mit einem Innendurchmesser größer als der Außendurchmesser der als Schraubengewinde fungie­ renden Schraubenfeder - koaxial über dieser auf der Ver­ bindungsstange.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht eine Verstellmutter durch Schrauben auf einem Gewinde, das sich von einem Ende der Verbindungsstange bis unter die auf der Verbindungsstange aufgebrachte Schrauben­ feder erstreckt, die Erzeugung einer beliebigen Vorspan­ nung auf die Schraubenfeder.

Bei sorgfältiger Abstimmung der vielfältigen Einstell­ möglichkeiten eines erfindungsgemäßen Axialverbinders wird ein auch bei längerer Gebrauchsdauer funktions­ tüchtiger Steigeisen-Schuh-Verbund erreicht. Die Ursache dafür liegt zum einen darin, daß ein mit dem erfindungs­ gemäßen Axialverbinder ausgestattetes Steigeisen ein zwar festes, unter dynamischer Belastung dennoch ela­ stisches Gebilde darstellt im Gegensatz zu den konven­ tionellen vorwiegend starren Ausführungen. Die bei den gebräuchlichen Steigeisen durchwegs beobachteten Ablöse­ erscheinungen vom Schuh nach relativ kurzer Einsatz­ spanne, verursacht durch die Unvereinbarkeit zwischen dem starren Steigeisen und dem nachgiebigen Schuh, wird dadurch sicher vermieden.

Zum anderen wird die Lebensdauer eines mit dem erfindungs­ gemäßen Axialverbinder ausgerüsteten Steigeisens aufgrund der federnden Eigenschaften gegenüber konventionellen Aus­ führungen deutlich erhöht.

Neben der serienmäßigen Ausstattung bei der Neuproduktion kommt auch als Einsatzgebiet für den erfindungsgemäßen Axialverbinder z.B. die Nachrüstung von konventionellen geteilten Steigeisen in Frage.

Ein für die industrielle Serienfertigung sehr hoch einzu­ schätzender Vorzug des erfindungsgemäßen längenverstell­ baren Axialverbinders besteht darin, daß die Produktions­ kosten trotz der geschilderten zahlreichen Funktionen durch die Verwendung von genormten Großserien-Teilen niedrig gehalten werden können, da praktisch keine Sonder­ teile benötigt werden.

Es versteht sich, daß sich die Einsatzmöglichkeiten des erfin­ dungsgemäßen Axialverbinders über viele Gebiete der Technik erstrecken, sich also keineswegs auf Sportgeräte beschränken, wenngleich hier sicherlich im Bereich Steig­ eisen und Schibindungen ein besonders aktueller diesbe­ züglicher Bedarf vorliegt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen erläutert, die sich auf die Darstellung einer der mög­ lichen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen längen­ verstellbaren Axialverbinders bei Anwendung auf ein mehrteiliges Steigeisen beschränken.

Es zeigen:

Fig. 1 in Seitenansicht ein mit einem erfindungsgemäßen Axialverbinder ausgerüstetes Steigeisen, montiert auf einem Bergsteigerstiefel;

Fig. 2 im Längsschnitt einen Teil eines erfin­ gungsgemäßen Axialverbinders mit Vor­ richtung zum Einstellen einer Vorspan­ nung auf die Schraubenfeder.

In den Figuren ist für ein zweiteiliges Steigeisen ein längenverstellbarer Axialverbinder dargestellt, der in seinem grundsätzlichen Aufbau aus einer Verbindungs­ stange 1, aus einem auf diese aufgebrachten Federelement 2, einem Koppelglied 3 am Fersenteil 4 und einem Koppel­ element 6 an einem Ende der Verbindungsstange 1 zum lös­ baren Verbinden mit einem entsprechend gestalteten Koppel­ teil 7 am Sohlenteil 5 des geteilten Steigeisens besteht. Das auf der an der Oberfläche unprofilierten Verbindungs­ stange 1 aufgebrachte Federelement 2 besteht in der ein­ fachsten Version des erfindungsgemäßen längenverstell­ baren Axialverbinders aus einer ungeteilten Schrauben­ feder 2, die über die gesamte Länge mit gleicher Steigung und Federrate ausgestattet ist.

Um in ihrer Funktion als Schraubengewinde ausreichende Festigkeit gewährleisten zu können, muß die Schraubenfeder 2 - in Abhängigkeit von den Festigkeitswerten des Feder­ materials - eine gewisse Mindestdrahtstärke aufweisen. Dieser so vorgegebene Drahtdurchmesser bestimmt sodann (in Verbindung mit der Steigung) die Minimalabstufung der Verstellbarkeit des erfindungsgemäßen Axialverbinders.

Damit die Schraubenfeder 2 die erste Funktion im Rahmen des erfindungsgemäßen Axialverbinders im Sinne eines Außengewindes der Verbindungsstange 1 zum quasi-stufen­ losen Verstellen des Abstands zwischen den Teilen 4 und 5 erfüllen kann, muß sie an ihren beiden Enden gegen Drehung und an mindestens einem Ende gegen axiale Ver­ schiebung relativ zur Verbindungsstange 1 gesichert sein. Dies kann beispielsweise durch Einlegen der Enden der Schraubenfeder 2 in eine Bohrung oder Nut der Verbin­ dungsstange 1 oder durch Anquetschen bzw. Anschweißen erreicht werden.

Die Erfüllung der zweiten Funktion der Schraubenfeder 2, nämlich die Herstellung einer federnden Verbindung zwi­ schen den Teilen 4 und 5, wird durch die freie axiale Verschiebbarkeit der Federwindungen auf der Verbindungs­ stange 1 relativ zueinander (bei fester Verbindung beider Federenden mit der Verbindungsstange 1) bzw. auch relativ zur Verbindungsstange 1 (bei Festlegung nur eines Feder­ endes) gewährleistet.

Das Koppelglied 3 wird im einfachsten Fall durch ein um 90° aus der Ebene nach unten gebogenes Stanzteil des Fer­ senteils 4 (bzw. alternativ des Sohlenteils 5) verkörpert. Wahlweise kann es speziell zum Nachrüsten konventioneller Steigeisen als L-förmiger Winkel zum Anschrauben, Annie­ ten oder Anschweißen an beispielsweise das Fersenteil 4 ausgebildet sein. In einer ersten Ausgestaltung weist das Koppelglied 3 eine Aussparung 8 (einen U-förmigen Einschnitt oder eine glatte Durchbohrung) mit einer lich­ ten Weite größer als der Durchmesser der Verbindungs­ stange 1, aber kleiner als der Außendurchmesser der Schraubenfeder 2, auf.

Diese Aussparung 8 dient zum axial formschlüssigen, aber durch schraubendes Drehen axial verstellbaren Eingreifen in die Schraubenfeder 2.

Soll der erfindungsgemäße Axialverbinder höheren Bean­ spruchungen gewachsen sein, wird die Ankopplung der Schrau­ benfeder 2 an das Koppelglied 3 vorzugsweise durch eine auf die Durchgangsbohrung 8 desselben aufgeschweißte Schraubenmutter 9 mit einem Innengewinde 10 gewährlei­ stet. Wahlweise kann diese Mutter 9 auch in einem als U-förmigen Trägerwinkel ausgebildeten Koppelglied 3 ein­ gequetscht sein. Alternativ kann bei ausreichender Wand­ stärke des Koppelglieds 3 ein Innengewinde 10 in der Aussparung 8 direkt eingeschnitten sein.

Die Flankenhöhe des Innengewindes 10 ist auf den Durch­ messer des Federdrahts der Schraubenfeder 2 so abgestimmt, daß ein Durchschrauben von Hand möglich ist. Die Steigung des Innengewindes 10 stimmt im einfachsten Fall mit der der Schraubenfeder 2 im entspannten Zustand überein.

Wird eine davon verschiedene Steigung des Innengewindes 10 gewählt, so kann der Schraubenfeder 2 beim Schrauben durch das Innengewinde 10 eine positive oder negative Vorspannung erteilt werden.

Die Schraubenfeder 2 erfüllt in einem erfindungsgemäßen längenverstellbaren Axialverbinder hauptsächlich folgende Funktionen:

• 1. axial verschiebbares Schraubenaußengewinde für die Verbindungsstange 1,
• 2. Kraftverteilung durch Belastungsausgleich im dynami­ schen Wechsel zwischen Zug- und Druckbelastung,
• 3. Auffangen von Stößen durch Aufnahme der Stoßenergie auf längeren Wegen,
• 4. Aufrechterhalten einer einstellbaren Vorspannung,
• 5. mechanischer Schutz der Verbindungsstange 1 vor Be­ schädigung durch äußere Einwirkungen.

Diese Funktionsvielfalt mit ihren zum Teil gegenläufigen konstruktiven Anforderungen erzwingt verständlicherweise Kompromisse bei der Auslegung der Schraubenfeder 2.

Werden hingegen diese Funktionen auf verschiedene Federn übertragen, lassen sich diese jeweils optimal auf ihre spezielle Aufgabe abstimmen.

Dieses Prinzip wird in einer wahlweisen Ausgestaltung der Erfindung durch Aufbringen mindestens einer weiteren Schraubenfeder mit Federeigenschaften, die sich von denen der Schraubenfeder 2 unterscheiden, auf die Verbindungs­ stange 1 verwirklicht.

Die Zusatz-Schraubenfeder kann bei gleichem Außendurch­ messer wie die Schraubenfeder 2 koaxial hintereinander­ geschaltet auf die Verbindungsstange 1 aufgebracht wer­ den und demgemäß auch bei entsprechender Gestaltung als Schraubengewinde im Sinne der oben genannten Funktion 1 wirken.

Diese Aufgabe entfällt bei der Wahl von Zusatz-Schrauben­ federn mit einem Innendurchmesser größer als der des Außendurchmessers der Schraubenfeder 2. Dadurch eröffnet sich jedoch die Möglichkeit, die Zusatz-Schraubenfeder über die Schraubenfeder 2 (jeweils von links bzw. rechts bis zum Koppelglied 3) zu schieben, und damit einen wesentlich längeren Federweg für die Zusatzfeder als bei der voranstehenden Ausführung zu gewinnen.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht eine Verstellmutter 11 auf einem Gewinde 12, das sich von einem Ende der Verbindungsstange 1 bis unter die Schrauben­ feder 2 bzw. bei einer Zusatzfeder bis unter diese erstreckt, durch axiales Verschieben die Einstellung einer Vorspan­ nung auf die Schraubenfeder 2 (bzw. die Zusatzfeder). Die Fixierung der einmal gewählten Vorspannung kann durch Wahl einer selbstsichernden Mutter gewährleistet werden. Zum Zwecke der Verstellbarkeit ohne Werkzeug wird vor­ zugsweise eine Rändel- oder Flügelmutter eingesetzt.

Das eine Ende der Verbindungsstange 1, das zum lösbaren Verbinden mit einem Teil des mehrteiligen Steigeisens vorgesehen ist, wird vorzugsweise als Haken 6 zum Ein­ hängen in eine entsprechende Öse 7 am Sohlenteil 5 des Steigeisens ausgeführt.

Alternativ kann das diesbezügliche Ende der Verbindungs­ stange 1 auch als Öse ausgebildet sein. Die kraftschlüs­ sige Verbindung erfolgt dann durch Einführen in einen entsprechenden Haken. Wahlweise kann auch mittels eines Gewindestifts und passender Mutter die lösbare Verbin­ dung mit einer entsprechenden Öse am Sohlen- bzw. Fer­ senteil des geteilten Steigeisens hergestellt werden.

Claims (12)

1. Längenverstellbarer Axialverbinder zum miteinander Verbinden von zwei Konstruktionsteilen, bestehend aus einer Verbindungsstange (1) und einer koaxial auf dieser drehgesichert axial verschiebbar angeordneten Schraubenfeder (2), die im Betriebszustand an zumin­ dest einem ihrer Enden auf der Verbindungsstange (1) auch gegen eine Axialverschiebung gesichert ist, wo­ bei ein erstes (5) der beiden miteinander zu verbin­ denden Konstruktionsteile an einem über die Schrau­ benfeder überstehenden Teil (6) der Verbindungsstange (1) angekoppelt ist, während das andere, zweite Kon­ struktionsteil (4) an der Schraubenfeder (2) ange­ koppelt ist, gekennzeichnet durch ein mit dem zweiten Konstruktionsteil (4) verbundenes Koppelglied (3), das auf der Verbindungsstange (1) frei verschiebbar ist und axial formschlüssig, aber durch Schrauben axial verstellbar, in die Schraubenfeder (2) eingreift.

2. Längenverstellbarer Axialverbinder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein als Koppelglied dienendes, quer zur Längsachse der Verbindungsstange stehendes Blech (3), das mit einer U-förmigen oder kreisförmigen Aussparung (8) versehen ist, deren lichte Weite größer als der Durchmesser der Verbindungsstange (1), aber kleiner als der Außendurchmesser der Schraubenfeder (2) ist.

3. Längenverstellbarer Axialverbinder nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Koppelglied (3) mit einem zur Aufnahme der Schrau­ benfeder (2) geeignetem Innengewinde (10), dessen Flankenhöhe auf den Durchmesser des Federdrahts der Schraubenfeder (2) abgestimmt ist.

4. Längenverstellbarer Axialverbinder nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steigung des Innengewindes (10) des Koppel­ glieds (3) verschieden von der der Schraubenfeder (2) im entspannten Zustand ist.

5. Längenverstellbarer Axialverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch mindestens eine zusätzliche, als Abstimmfeder dienende Feder, die mit der als Koppelfeder dienenden Schrau­ benfeder gekoppelt ist.

6. Längenverstellbarer Axialverbinder nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch mindestens eine auf die Schraubenfeder (2) und/oder die Abstimmfeder einwirkende Vorspannmutter (11).

7. Mehrteiliges Steigeisen, bestehend aus einem Hacken­ teil (4) und einem gegebenenfalls mehrteiligen Sohlen­ teil (5), die untereinander durch einen längenverstell­ baren Axialverbinder verbunden sind, gekennzeichnet durch einen längenverstellbaren Axialverbinder, der aus einer Verbindungsstange (1) und einer koaxial auf dieser drehgesichert axial verschiebbar angeordneten Schraubenfeder (2) besteht, die im Betriebszustand an zumindest einem ihrer Enden auf der Verbindungs­ stange (1) auch gegen eine Axialverschiebung gesichert ist, wobei ein erstes (5) der beiden miteinander zu verbindenden Konstruktionsteile an einem über die Schraubenfeder überstehenden Teil (6) der Verbindungs­ stange (1) angekoppelt ist, während das andere, zweite Konstruktionsteil (4) an der Schraubenfeder (2) ange­ koppelt ist, und durch ein mit dem zweiten Konstruk­ tionsteil (4) verbundenes Koppelglied (3), das auf der Verbindungsstange (1) frei verschiebbar ist und axial formschlüssig, aber durch Schrauben axial verstellbar, in die Schraubenfeder (2) eingreift.

8. Mehrteiliges Steigeisen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelglied (3) am Hackenteil befestigt ist.

9. Mehrteiliges Steigeisen nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein Koppelglied (3) mit einem zur Aufnahme der Schrau­ benfeder (2) geeigneten Innengewinde (10), dessen Flankenhöhe auf den Durchmesser des Federdrahts der Schraubenfeder abgestimmt und dessen Steigung gleich oder verschieden von der der Schraubenfeder (2) im entspannten Zustand ist.

10. Mehrteiliges Steigeisen nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch mindestens noch eine weitere Schraubenfeder auf der Verbindungsstange (1) mit einer Federrate, die sich von der der Schraubenfeder (2) unterscheidet.

11. Mehrteiliges Steigeisen nach einem der Ansprüche 8 bis 10, gekennzeichnet durch mindestens noch eine weitere Schraubenfeder mit einem Innendurchmesser gleich oder größer dem der Schrau­ benfeder (2).

12. Mehrteiliges Steigeisen nach einem der Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet durch mindestens eine auf einem mindestens an einem Ende der Verbindungsstange (1) aufgebrachten Außengewinde (12) axial verschieb- und festsetzbare Verstell­ mutter (11).