EP0855202A2

EP0855202A2 - Gefederte Bindung für Skis, Big Foots und Snowboards

Info

Publication number: EP0855202A2
Application number: EP98810040A
Authority: EP
Inventors: Thomas Allmendinger
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-01-24
Filing date: 1998-01-26
Publication date: 1998-07-29

Abstract

Vorgeschlagen wird eine gefederte Schuh-Bindung für Skis und Snowboards, welche lediglich im Fersenbereich wirksam ist und einen minimalen Platzbedarf aufweist. Dies wird durch eine im wesentlichen u- oder v-förmige Blattfeder bzw. ein Blattfedernpaar (1) bewerkstelligt, wobei die beiden Schenkel am Ski bzw. am Snowboard sowie an der Fersenhalterung (2) befestigt sind und dadurch einen Zwischenraum aufspannen, welcher einem Schuhabsatz entspricht. Dabei ragt die Rundung des U bzw. die Spitze des V nach hinten und kommt ausserhalb des Schuhabsatzes zu liegen. Ausserdem ist im Zehenbereich des Schuhs eine Verbindung mit Scharnierfunktion (4) vorgesehen, welche im einfachsten Fall von einer konventionellen Schwenkplatte inkl. Vorderbacken übernommen werden kann. Die Fersenhalterung und die Schwenkstange werden dabei am besten auf einer Stange (5) vorgesehen. Die seitliche Stabilität lässt sich dadurch verbessern, dass eine in ihrem Biegungsbereich verstärkte, vorzugsweise v-förmige Blattfeder eingesetzt wird, welche sich einfacherweise durch Einfügen je zweier gewölbter Federbänder in einen starren Stab fixieren lassen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine gefederte Bindung für Skis, «Big Foots» und Snowboards nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie Blattfedern nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 9 und 10.

Alpin-Ski-Bindungen wurden bisher fast ausschliesslich hinsichtlich ihrer Sicherheitsfunktion optimiert, wobei eine Schwenkplatte bei der Schuhspitze und eine Fersenautomatik heute Standard darstellen. Bestrebungen, auch das Fahrverhalten über die Bindung zu beeinflussen, waren indessen weniger zu verzeichnen bzw. haben sich bisher kaum in marktfähigen Produkten niedergeschlagen. Erwähnenswert ist diesbezüglich immerhin die «Derbyflex»- bzw. «Deflex»-Platte (EP 104 185 B1 sowie EPA 574 640 A1), welche im wesentlichen aus einer Elastomerplatte besteht und Schläge etwas dämpft, insbesondere aber bei hohen Geschwindigkeiten Schwingungen des Skis absorbiert. Eine zweiteilige Abwandlung davon wird für Carving-Skis angeboten, wobei die Erhöhung des Schuhs infolge dieser Platten ein zusätzlicher Vorteil ist. Ferner wird im Handel neuerdings gemäss dem u.a. in der Patentanmeldung DE 91-4 112 299 dargelegten Prinzip eine Bindung angeboten, welche sowohl in der Verlängerung der Fuss-Spitze als auch in der Verlängerung der Fuss-Sohle je eine kleine (Spiral-)Feder enthält, wobei der Schuh im mittleren Sohlenbereich aufgestützt ist und somit leicht nach vorne wie auch nach hinten kippen kann. Die Federwege sind aber gering, sodass auch hier eher von einer Dämpfung als von einer eigentlichen Federung gesprochen werden muss.

Beim seit einiger Zeit in Mode gekommenen Snowboard ist die Bindungstechnik allgemein noch weniger weit entwickelt als beim Ski. Insbesondere werden dort Sicherheitsbindungen nur selten eingesetzt, nämlich nur bei sog. «Hard Boots». Da hier Sprunggelenkverletzungen häufiger zu verzeichnen sind als mit Skis, drängt sich die Frage nach einer Abfederung des Schuhs - und zwar mit relativ grossem Federweg - in besonderem Masse auf. Doch auch für den Carving-Ski und für normale Alpin-Skis könnte eine Federung des Schuhs bzw. der Bindung von Vorteil sein, lässt sie doch generell eine bessere Anpassung an die Piste - insbesondere bei Unebenheiten in Kurven - erwarten, sodass die Skis besser greifen. Ausserdem könnten Schläge infolge von Pistenunebenheiten aufgefangen werden, was zu einer Erhöhung des Fahrkomforts sowie zu einer Verminderung des Gesundheitsrisikos führt. Beim Carving-Ski kommt hinzu, dass die durch eine Federung bedingte Erhöhung des Schuhs gegenüber der Ski-Oberfläche bis zu einem gewissen Grad sogar einen zusätzlichen Vorteil bringt, indem die Lenkbarkeit verbessert wird. Allerdings darf der seitliche Halt des Schuhs nicht wesentlich beeinträchtigt werden, d.h. der Schuh darf nicht weggleiten.

In der Patentliteratur findet man verschiedene Ansatzpunkte zur Federung von Ski-Bindungen, von der Dämpfungsmöglichkeit durch Elastomerplatten oder sonstigen Elastomereinsätzen einmal abgesehen. Dabei wurde nicht nur an Federungen entlang der ganzen Schuhsohle bzw. in deren Mitte gedacht, sondern auch an solche, welche nur im Fersenbereich wirksam sind. Als federnde Elemente wurden nebst den bereits erwähnten Elastomer-Materialien Spiralfedern, pneumatische Federn, Torsionsfedern sowie Blattfedern eingesetzt. Da die hier vorgeschlagene Erfindung als federndes Element eine Blattfeder im Fersenbereich vorsieht, soll der Stand der Technik lediglich hinsichtlich verwandter Blattfederkonstruktionen eingehender dargelegt werden. Dabei ist der Tatsache Rechnung zu tragen, dass die Form sowie die Art und Weise der Befestigung bei Blattfedern essentiell ist. Der Begriff der Blattfeder ist somit - anders als beispielsweise derjenige der Spiralfeder - ohne zusätzliche Angaben hinsichtlich Form und dadurch bedingte Eigenschaften wie Wirkungsweise und Bruchanfälligkeit nicht hinreichend definiert.

In der DE OS 27 13 325 wird als Federelement eine Blattfeder vorgeschlagen, welche in einem Bereich vor der Schuhspitze auf der Ski-Oberfläche befestigt ist und, in spitzem Winkel vom Ski abhebend, unter dem Schuh nach hinten führt, also einen keilförmigen Spalt bildet. Die eigentliche Bindung für den Schuh wird auf bzw. entlang der Oberfläche dieser Blattfeder befestigt. Ähnlich der natürlichen Fussbewegung wippt somit der Fersenbereich des Schuhs auf und ab, während sich der Zehenbereich nur wenig bewegt. Der Schuhabsatz liegt indessen weit weg vom Befestigungsort der Feder und übt infolge des langen Hebels eine beträchtliche Kraft auf die Biegung der Blattfeder aus, was Materialprobleme mit sich bringt. Ausserdem ist wegen der möglichen Torsion der Feder die seitliche Stabilität gering, d.h. der Fersenbereich schert in Kurven leicht aus und kann hinten keine direkte Kraft auf den Ski ausüben. Um diesem Nachteil entgegenzuwirken, wird als Variante vorgeschlagen, zur Unterstützung der ersten Feder eine weitere Blattfeder vorzusehen. Diese wird unterhalb der Schuhmitte auf dem Ski befestigt und weist ebenfalls nach hinten, führt aber in einem etwas steileren Winkel nach oben und ist dort, und zwar im Fersenbereich des Schuhs oder knapp dahinter, an der ersten Blattfeder bzw. an einer Verlängerung davon befestigt. Aussserdem kann am hinteren Ende der Blattfeder(n) in Verbindung mit dem Ski noch eine Stellschraube vorgesehen werden, welche die Höhe der Auslenkung limitiert. Der erwähnte Nachteil dieser Konstruktion wird mit der zweiten Blattfeder zwar vermindert - auf Kosten einer Verkomplizierung -, nicht aber grundsätzlich beseitigt.

Auch in der DE OS 26 34 748 hebt sich eine mit einer Bindung versehene Platte gegen hinten keilförmig vom Ski ab, nur ist diese rückseitig mit einer ringförmig nach hinten weisenden Blattfeder abgestützt, die mit dem Plattenende über ein Scharnier verbunden ist. Allerdings handelt es sich dabei nicht um eine starre Platte, sondern um ein Federbrett, das vorne am Ort seiner Auflage zur Aufnahme eines elastischen Zylinders halbringförmig ausgebildet sein muss. Die Federfunktion wird somit teils von diesem Federbrett selbst und teils von der rückseitig angebrachten Blattfeder übernommen, wobei diese Kombination relativ kompliziert scheint und infolge der Torsionsmöglichkeit des Federbretts eine relativ grosse seitliche Instabilität vermuten lässt.

In der Patentanmeldung FR 2 637 192 - A1 wird u.a. jedoch eine Möglichkeit aufgezeigt - und zwar in Fig. 16 -, wie eine solche seitliche Instabilität bei einer keilförmigen Anordnung weitgehend vermieden werden kann. Dies ist dadurch möglich, dass der vordere Teil einer den Skischuh tragenden Grundplatte über ein Scharnier bzw. über eine drehbare Achse mit dem Ski verbunden ist, während der hintere Teil über eine Blattfeder angehoben wird. Die aus der Figur ersichtliche Blattfederform weist zwei geometrische Wendepunkte auf und lässt sich am besten mit der Seitenansicht eines knienden, den Oberkörper mit den Armen abstützenden Menschen vergleichen, wobei nur der Unterschenkel, das Knie, der Oberschenkel, das Gesäss und der Oberkörper zu betrachten sind, jedoch nicht die Arme und der Kopf, und wobei die Befestigung einerseits beim Unterschenkel und andererseits beim Oberkörper erfolgt. Das untere Ende der Feder weist somit entgegen der Fahrtrichtung nach hinten. Diese Blattfederform ist indessen äusserst problematisch, weist sie doch nicht nur eine hochgradig nichtlineare Kennlinie auf, sondern auch - in Form des deutlichen Knicks im Kniebereich - eine potentielle Bruchstelle.

Die vorliegende Erfindung stellt sich nun die Aufgabe, eine gefederte Bindung mit rückseitiger Blattfeder zu schaffen, welche die Nachteile der bereits bekannten Erfindungen nicht aufweist respektive die Vorteile einzelner bisheriger Erfindungen in sich vereinigt.
Die Aufgabe wird mit Hilfe der erfindungsgemässen Ausbildungsmerkmale des Patentanspruchs 1 bzw. der Patentansprüche 9 und 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der jeweils abhängigen Merkmale.

Die erfindungsgemäss gefederte Schuh-Bindung für Skis, «Big Foots» und Snowboards ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schuhsohle und Ski bzw. Snowboard im hinteren Bereich des Schuhs eine im wesentlichen u- oder v-förmige Blattfeder bzw. ein Blattfedernpaar vorgesehen wird, welches in Fortsetzung der Sohlenrichtung oder leicht dagegen abgewinkelt nach hinten ragt. Ferner ist im vorderen Bereich des Schuhs eine wenigstens teilweise flexible bzw. klappbare Verbindung vorgesehen, welche beim Federvorgang als Scharnier wirkt.
Eine Grundidee bei der vorgeschlagenen Konstruktion besteht somit darin, lediglich im Fersenbereich - also nicht auch im Zehenbereich - eine Federung vorzusehen und dabei den im Absatz vorhandenen spärlichen Zwischenraum fast vollständig für den Federweg auszunützen. Dies wäre beispielsweise bei einer Spiralfeder nicht der Fall, wird aber erfindungsgemäss durch Verwendung einer im wesentlichen u- oder v-förmigen Blattfeder bzw. eines Blattfedernpaares möglich, wobei die Schenkel des U bzw. des V am Fahrgestell sowie an der Schuhsohle befestigt sind und dadurch einen Zwischenraum aufspannen, welcher einem Schuhabsatz entspricht. Dabei ragt die Rundung des U bzw. die Spitze des V nach hinten, kommt also ausserhalb des Schuhabsatzes zu liegen. Die vorgeschlagene Federform weist im Unterschied zur in Kombination mit einer Scharnierplatte oder einer Scharnierstange bekannten Ausgestaltung keine oder nur geringfügige geometrischen Wendepunkte und insbesondere auch keine potentiellen, besonders heiklen Bruchstellen auf.

Die beiden Schenkel des U bzw. des V brauchen nicht gleich lang zu sein, d.h. die Feder kann asymmetrisch ausgestaltet sein. Bei Snowboards kommt allenfalls eine leicht abgewinkelte Ausrichtung der nach hinten ragenden Feder in Frage, denn hier verlaufen die Schuhsohlen ja nicht parallel zur Längsrichtung des Bretts, was eine Drehung der Kraftvektoren zur Folge hat. Auch sind die Platzverhältnisse anders als bei Skis.
Da die Federung ja vorzugsweise nicht Teil des Schuhs, sondern Teil der Bindung ist, bedarf es in den meisten Fällen zusätzlicher Zwischenstücke, welche eine Fixierung des Schuhs ermöglichen, d.h. als eigentliche Bindung dienen. Dabei kann man von konventionellen Sicherheitsbindungen ausgehen und die mit einer Halterung versehene Schwenkplatte inklusive Vorderbacken als Scharnierelement bei der Schuhspitze sowie die Fersenautomatik als Zwischenstück vorsehen, woran die Feder über ihren oberen Schenkel befestigt wird. Hierzu bedarf es bei der Schwenkplatte nicht unbedingt eines eigentlichen Scharniers mit drehbarer Achse; vielmehr weist die dort vorhandene Halterung in der Regel genügend Spielraum auf, um den Schuh im Fersenbereich etwas anheben zu können und dadurch den für die Feder erforderlichen Zwischenraum zu erzeugen. Vorausgesetzt wird dabei allerdings, dass die Schuhsohle hinreichend steif ist und dadurch gleichsam als Scharnierschenkel fungieren kann, und dass ausserdem der

Schuh gegen eine Verschiebung nach hinten arretiert ist; sei es an der Schuhspitze oder aber im Fersenbereich, indem die Blattfeder derart solide befestigt ist, dass sie nicht nach hinten kippen kann. Um eine Fixierung an der Schuhspitze zu gewährleisten, muss indessen ein spezieller Schuh zur Verfügung stehen, welcher vorne ähnlich ausgebildet ist wie ein Langlaufschuh.
Eine kompaktere Ausführungsform liegt dann vor, wenn der obere Scharnierschenkel durch eine separate Stange oder eine längliche Platte, vorzugsweise durch eine Stange, gebildet wird, welche vorne über ein Scharnier und hinten über die Feder mit dem Ski bzw. dem Snowboard verbunden ist und auf welcher sowohl Schwenkplatte inklusive Vorderbacken wie auch Fersenautomatik montiert sind. Insbesondere bei Verwendung einer Stange lässt sich die Bindung leicht dadurch an die Schuhgrösse anpassen, dass die Position der Fersenautomatik variiert wird, vorzugsweise mittels einer Stellschraube. Ein besonderer Vorteil dieser Ausführungsform besteht zudem darin, dass an der Stange bzw. der länglichen Platte auf einfache Weise herkömmliche Ski-Stopper vorgesehen werden können oder zumindest Stopper, welche den herkömmlichen ähnlich sind und lediglich längere Fortsätze aufweisen.
Die erfindungsgemässe Federung ist im Prinzip aber auch anwendbar auf Fälle, wo im Fersenbereich keine Fixierung des Schuhs erforderlich bzw. erwünscht ist, beispielsweise bei Langlaufskis, Tourenskis oder Skis zum Schanzenspringen. Die Oberseite der im wesentlichen u- oder v-förmigen Blattfeder dient dann als gefederte Plattform, auf welche der Schuhabsatz bei Belastung tritt.
Der obere Federschenkel wird mit Vorteil relativ weit oben bei der Fersenautomatik bzw. oberhalb einer allfälligen Scharnierstange vorgesehen, um eine optimale Spannweite der Feder zu gewährleisten.
Die Befestigung der Blattfederschenkel kann beispielsweise über Schrauben erfolgen. Denkbar sind aber auch Steckverbindungen oder Verbindungen über Bolzen und Kerben. Die Feder kann dabei auch an einer, vorzugsweise an der oberen, oder aber an beiden Befestigungsstellen drehbar gelagert sein. Dies geschieht vorzugsweise über je eine Achse. Insbesondere beim unteren Blattfederschenkel kann eine drehbare Lagerung aber beispielsweise auch dadurch zustande kommen - wenn auch weniger ausgeprägt -, dass am Ort der Befestigung zwischen Blattfederschenkel und Unterlage eine flexible Zwischenschicht aus einem elastomeren Material vorgesehen wird, sodass der Schenkel in der vertikalen Ebene etwas schwenkbar ist, während er in der horizontalen Ebene unverrückbar bleibt.

Die Feder kann ferner eine zusätzliche Sicherheitsfunktion im Sinne einer Sicherheitsbindung übernehmen, indem ihre Befestigung derart vorgesehen wird, dass sie bei übermässigem Zug nach oben ausklinkt. Dies kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, dass am Ende des oberen Federschenkels eine in Normallage ungefähr horizontale Kerbe vorgesehen wird, in welche ein am hinteren Ende der Bindung bzw. des Scharnierschenkels angebrachter Bolzen passt. Bei übermässigem Fersenzug, also wenn der Fahrer vornüber stürzt, kann der Bolzen ausklinken. Die Kombination Bolzen/Kerbe stellt zudem eine einfache Möglichkeit einer drehbaren Lagerung des oberen Blattfederschenkels dar.

Die Federstärke hängt u.a. von der Länge der Blattfederschenkel ab, da beim Federvorgang ja eine Hebelwirkung auftritt. Dies kann nun dazu ausgenützt werden, auf einfache Weise eine Verstellbarkeit der Federstärke zu bewerkstelligen, und zwar dadurch, dass die Schenkel der im wesentlichen u- oder v-förmigen Blattfeder in unterschiedlichem, verstellbarem Abstand von der Rundung des U bzw. der Spitze des V fixierbar sind. Werden zur Fixation beispielsweise Schrauben verwendet, so lässt sich dies leicht mittels Schlitzen oder Lochreihen bewerkstelligen, welche entweder in den Federschenkeln oder in den zu ihrer Befestigung dienenden Teilen, also im Fahrgestell oder in der Schuhsole, vorgesehen werden, wobei die Lage der Feder durch Anziehen der Schrauben fixiert werden kann. Auch sind Steckverbindungen mit Fixationsmöglichkeiten in verschiedenen Stellungen denkbar.
Soll sich der durch die Feder aufgespannte Zwischenraum beim Verstellen der Fixationspunkte nicht verändern, was in den meisten Fällen wünschenswert ist, so müssen die beiden Schenkel im Bereich ihrer Verstellbarkeit bzw. Verschiebbarkeit parallel, vorzugsweise horizontal, verlaufen. Dies kann durch eine entsprechende Formgebung der Blattfederschenkel bewerkstelligt werden.
Die Federstärke kann einfacherweise aber auch dadurch verändert werden, dass zwischen Ski bzw. Snowboard und unterem Schenkel des U bzw. des V ein Keil, vorzugsweise aus Gummi oder Kunststoff, eingeschoben wird, wobei mit einem Set von Keilen verschiedene Einstellungen möglich werden.

Die naheliegendere Blattfederform ist die U-Form. Sie wird für andere Anwendungszwecke oder in Kombination mit anders beschaffenen Komponenten als den erfindungsgemässen mitunter bereits eingesetzt, wenn auch eher selten. Darunter wird hier ein Gebilde aus einem bandförmigen, federnden Material verstanden, welches einen runden Bereich sowie gerade auslaufende Enden aufweist oder zumindest keine solchen, welche entgegen der Fahrtrichtung nach hinten weisen. Dieses U muss allerdings nicht unbedingt völlig symmetrisch ausgebildet sein, sondern kann infolge unterschiedlich langer und/oder ausgeformter Schenkel auch eine Asymmetrie aufweisen, nicht zuletzt auch aus Gründen des Designs. Denkbar sind also auch von einem idealen U abgewandelte Formen von Blattfedern, insbesondere solche, wo der untere Schenkel des U von seiner Befestigungsstelle aus in einem spitzen Winkel nach hinten/oben weist, sodass auch im Anfangsbereich des unteren Schenkels eine Federwirkung entfaltet werden kann.
Eine U-Form ist indessen mit prinzipiellen Schwachstellen hinsichtlich seitlicher Verdrehungsmöglichkeiten (Scherbarkeit) verbunden, was nachteilig ist für den Halt auf den Skis. Je leichter die Feder nämlich seitlich auslenkbar ist, umso robuster muss das Scharnier an der Schuhspitze vorgesehen sein, d.h. umso mehr muss es bzw. müssen seine Befestigungsstellen sämtliche, notabene durch eine Hebelwirkung verstärkte Auslenkungen des Absatzes aufnehmen können.
Die Scherbarkeit einer u-förmigen Blattfeder lässt sich folgendermassen erklären: Nimmt man als Modell für das Blattfedermaterial einen länglichen Papierstreifen und legt diesen auf eine glatte Oberfläche, z.B. auf eine Tischplatte, so sind dessen beiden schmalen Enden praktisch nicht gegeneinander verschiebbar. Bildet man mit diesem Streifen dagegen ein U, d.h. eine im Gegensatz zur vorherigen, zweidimensionalen eine dreidimensionale Anordnung, so lassen sich die einander nun gegenüberliegenden Streifenenden unter weitgehender Beibehaltung ihres gegenseitigen Abstandes parallel gegeneinander auslenken, wobei sich die Rundung verdreht.
Es versteht sich von selbst, dass dieser Effekt durch eine allgemeine Verstärkung des Blattfedermaterials reduziert werden kann; nur reduziert man dann gleichzeitig auch die Weichheit der Feder.

Um diese Scheranfälligkeit einer u-förmigen Blattfeder herabzusetzen, wird vorgeschlagen, dass statt eines einzigen Federbandes zwei bandförmige, im Endeffekt Blätter verwendet werden und dass diese an ihrem einen Ende durch ein weiteres, fixierendes Element starr verbunden werden. Erfolgt diese Verbindung in einem spitzen Winkel, so entsteht ein V, an dessen Spitze das fixierende Element sitzt. Letzteres kann beispielsweise ein Stab aus einem harten Material sein, vorzugsweise aus einem Metall oder einem schlagzähen Kunststoff, welcher wenigstens gleich lang ist wie die Blätter breit sind und in welchem längs zwei Schlitze oder Kerben zur Fixierung der Blätter eingefügt sind. Der Stab kann einen runden oder einen anderen, vorzugsweise der Federform angepassten Querschnitt aufweisen.
Das Ganze, d.h. die Anordnung aus den beiden Blattfedernteilen und dem fixierenden Element, kann aber auch aus einem einzigen, zu einem Stück gegossenen oder geschweissten Material vorgesehen werden. Es sieht dann aus wie eine einzige Blattfeder mit einer Verstärkung bzw. Verdickung im Bereich der Krümmung. Dabei kann diese Verdickung in einer verfeinerten Ausführungsform auch in Richtung der Federenden hin auslaufend ausgestaltet sein.

Eine derart verstärkte Blattfeder weist im Vergleich zu einer unverstärkten derselben Form bei einer nahezu gleichen Federstärke bzw. -weichheit eine deutlich herabgesetzte Scheranfälligkeit auf, wobei das Verstärkungsprinzip nicht auf spitzwinklige, v-förmige Ausgestaltungen beschränkt ist, sondern sich folgerichtigerweise auch auf Formen mit grösseren öffnungswinkeln übertragen lässt.

Ein anderer Gedankengang, wonach die erfindungsgemässe v-förmige Blattfeder zustande kommt, lässt sich folgendermassen beschreiben:
Altbekannte Blattfedern, wie man sie z.B. bei Postkutschen vorfindet, bestehen aus zwei halbrunden, meist abgeflachten Blattfederteilen, welche an ihren Enden mittels Scharnieren verbunden sind. Das Ganze erhält dadurch die Form einer bikonvexen Linse im Querschnitt. Indem die Feder belastet wird, gräden sich die beiden Blätter, wobei ihre Enden nach beiden Seiten hin ausweichen und die Scharnierwinkel kleiner werden. Möchte man ein derartiges Blattfederpaar entlang einer Senkrechten halbieren, indem man die beiden Blattfederkomponenten in der Mitte zersägt, so stösst man auf Schwierigkeiten, weil dann nämlich die Stabilität verlorengeht. Fixiert man die Federenden jedoch starr, so ist eine Zweiteilung ohne weiteres möglich, wobei man die Grundform einer erfindungsgemässen v-förmigen Blattfeder erhält.

Die Stärke der Federwirkung hängt von der Form sowie vom verwendeten Material ab und kann durch die Dimensionierung, d.h. durch eine geeignete Wahl von Ausformung, Länge, Breite und Dicke, beeinflusst bzw. dem Gewicht des Benutzers angepasst werden. Möglich ist auch eine Perforierung bzw. eine streckenweise Verbreiterung oder Verschmälerung der Blattfedern, sei es aus Gründen des Designs oder zur gezielten Verminderung der Federstärke in gewissen Bereichen.
Als Materialien für die Blattfedern kommen Federstähle, aber auch spezielle Kunststoffe wie etwa POM (Polyoxymethylen) in Frage. Letztere bieten sich insbesondere für die einteilige Variante an, also für den Fall, wo die beiden Blattfederteile über eine integrierte Verbindung zusammengehalten werden.

Die Blattfeder bzw. die Blattfederteile können entweder vorgeformt sein, oder aber erst infolge der Befestigung am Fahrgestell und an der Fusssohle in eine gewölbte, gespannte Form gebracht werden.

Die vorgeschlagene gefederte Bindung sowie die dafür vorgesehenen Blattfedern werden im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Sie sind insbesondere auch in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1: die Bindung in einer möglichen Ausführung mit einer im wesentlichen v-förmigen Blattfeder (1) in Verbindung mit einer Fersenautomatik (2), wobei die Schwenkplatte mit Halterung (3) separat montiert ist;
Fig. 2: die Bindung in einer anderen, vorzugsweisen Ausführung mit einer im wesentlichen v-förmigen Blattfeder (1) in Verbindung mit einer Fersenautomatik (2), welche zusammen mit der Schwenkplatte (3) auf einer Scharnierstange (5) mit Drehachse (4) montiert ist;
Fig. 3: eine für ein Snowboard denkbare Anordnung von im wesentlichen u- oder v-förmigen Blattfedern (1), welche gegenüber der Schuhposition (6) leicht abgewinkelt nach hinten ragen (Aufsicht);
Fig. 4: eine mögliche Steckverbindung zwischen dem oberen Schenkel einer Blattfeder und dem Ende einer Scharnierstange (Fig. 4a: Längsschnitte, zusammengesteckt und einzeln; Fig. 4b: Aufsicht);
Fig. 5: vier denkbare Formvarianten von im wesentlichen u-förmigen Blattfedern, wobei die schwarzen Punkte Drehachsen darstellen (Seitenansicht);
Fig. 6: eine vorzugsweise Ausführungsform einer im wesentlichen v-förmigen Blattfeder unter Verwendung von vorgeformten Blättern (1b);
Fig. 7: eine weitere Ausführungsform einer im wesentlichen v-förmigen Blattfeder mit planaren Blättern (1c), welche erst bei der Montage aufgrund der Kräfte in Pfeilrichtung in eine gebogene Form gepresst werden;
Fig. 8: (Fig. 8a: Längsschnitt; Fig. 8b: Aufsicht) eine Ausführungsform einer im wesentlichen v-förmigen Blattfeder, deren Schenkel (ld) in ihrem Endbereich horizontal verlaufen;
Fig. 9: Möglichkeiten, wie ein fixierendes Element (schraffierter Bereich) bei einer im wesentlichen u-förmigen Blattfeder angebracht werden kann, und zwar in Fig. 9a mittels Kerben oder Schlitzen und in Fig. 9b durchgehend in Form einer Manschette; und
Fig. 10: vier Formvarianten von im wesentlichen v-förmigen (oben) oder u-förmigen (unten) Blattfedern, welche mit je einem fixierenden Element verstärkt sind, wobei die gerasterten Kreise oder Ovale die fixierenden Elemente und die schwarzen Punkte Drehachsen darstellen.

Die in Fig. 3 skizzierte Variante für eine Anordnung einer erfindungsgemäss gefederten Bindung für ein Snowboard zeigt auf, wie die Federung noch zu einem weiteren positiven Effekt ausgenützt werden kann. Indem die Blattfeder (1) nämlich leicht schräg zur Schuhposition (6) vorgesehen wird, ist sie infolge der kürzeren Hebelwirkung auf einer Seite etwas härter als auf der anderen (in der Zeichnung jeweils auf der oberen Seite). Dadurch neigt sich der Schuh bei Belastung etwas in Pfeilrichtung, zumindest wenn das zur Bindung gehörende Scharnier seitlich etwas nachgibt, wozu es entsprechend vorzusehen ist. Dies bedeutet, dass sich der Fussknöchel respektive das Bein des Fahrers entgegen der Fahrtrichtung, also bergwärts, neigt, was für die Körperhaltung vorteilhaft ist.

Die in Fig. 4 wiedergegebene Steckverbindung zwischen dem oberen Schenkel einer Blattfeder und dem Ende einer Scharnierstange (5) enthält einerseits ein Verbindungsstück (7) und andererseits einen seitlich vorstehenden Bolzen (8), welcher in die Kerbe (9) hineinpasst. Das Verbindungsstück ist mittels Schrauben (10) am oberen Schenkel der Blattfeder (1b) befestigt. Eine solche Steckverbindung schnappt bei übermässigem Zug nach oben aus und übernimmt daher eine Sicherheitsfunktion im Sinne einer Sicherheitsbindung. Der Bolzen (8) dient zugleich auch als Drehachse.

Fig. 5 zeigt einige mögliche Abwandlungen von der klassischen U-Form, wobei allerdings die erste davon (links oben) gegenüber Scherkräften sehr empfindlich ist. Eine platzsparende, allenfalls leicht nach oben gerichtete Feder kann insbesondere bei Snowboards von Vorteil sein. Alle in dieser Figur dargestellten Blattfedern weisen wenigstens an ihrem oberen Schenkel eine Drehachse auf, was aber kein zwingendes Erfordernis ist. Diese obere Drehachse kann jeweils gemäss der in Fig. 4 dargestellten Weise vorgesehen sein. Dasselbe trifft zu auf die Blattfedern in Fig. 10.

Bei der in Fig. 6 dargestellten v-förmigen Blattfeder ist anzumerken, dass die Befestigungsvorrichtungen an den Schenkeln hier nicht eingezeichnet sind. (1a) stellt das der Fixierung dienende Element dar. Anstelle eines Rundstabes ist auch ein Stab mit einem anderen Querschnitt denkbar.

Bei der in Fig. 8 dargestellten Feder ist ein Verstellen der Federlänge und damit -stärke möglich, ohne dass sich der durch die Feder aufgespannte Zwischenraum verändert. Die in Fig. 8b erkennbare Lochreihe ermöglicht eine Fixation mittels Schrauben in verschiedenen, in diesem Fall in drei Positionen. Werden anstelle der Lochreihen Schlitze vorgesehen, so ist eine stufenlose Einstellung möglich.

Zur Herstellung einer Blattfeder in U-Form kann beispielsweise ein 2,5 mm dickes, 20 bis 40 mm breites und 80 bis 160 mm langes Stahlfederband verwendet werden. Zur Herstellung einer Blattfeder in V-Form können beispielsweise zwei bandförmige, vorzugsweise 2,5 mm dicke, 20 bis 40 mm breite und 50 bis 80 mm lange Blätter aus Federstahl an ihrem einen Ende durch ein fixierendes Element aus Stahl in einem spitzen Winkel starr verbunden werden.

Die vorgeschlagene gefederte Ski-Bindung weist gegenüber den bekannten gefederten Bindungen, insbesondere denjenigen auf Basis von Blattfedern, erhebliche Vorteile auf:

Indem eine nur den Fersenbereich abfedernde, nach hinten ragende und im wesentlichen u- oder v-förmige Blattfeder vorgesehen wird, kann der zur Verfügung stehende Federweg voll ausgenützt werden. Die erfindungsgemässen Federformen enthalten keine Bereiche, wo übermässige Beanspruchungen auftreten, insbesondere keine potentiellen Bruchstellen. Dabei sind besonders platzsparende, auch ästhetisch ansprechende Varianten möglich. Ferner besteht die Möglichkeit, u.a. durch Veränderung der wirksamen Federlänge die Federstärke auf einfache Weise zu verstellen. Überdies kann das vorgeschlagene Federungssystem noch für andere Effekte ausgenützt werden, und zwar einerseits im Sinne einer Sicherheitsbindung, indem es bei Stürzen vornüber ausklinkt, und andererseits zur Erzeugung einer optimaleren Fuss- bzw. Beinstellung bei Snowboards. Schliesslich erlaubt es das vorgeschlagene Bauprinzip, weitgehend von herkömmlichen Bindungen auszugehen, insbesondere von Tourenbindungen mit Scharnierstange. Infolgedessen ist keine aufwendige, in allen Teilen neu zu entwickelnde Konstruktion erforderlich.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt indessen darin, dass durch eine Verstärkung im Rundungsbereich der Blattfeder eine erhebliche Verminderung der Scheranfälligkeit und damit eine Verbesserung der seitlichen Stabilität erzielt werden kann. Eine derartige Verstärkung lässt sich einfacherweise dadurch erreichen, dass die beiden gewölbten Federbänder in einen Stab aus hartem Material eingefügt werden und so eine im wesentlichen v-förmige Blattfeder bilden.

Claims

Gefederte Schuh-Bindung für Skis, «Big Foots» und Snowboards, dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen Schuhsohle und Ski bzw. Snowboard im hinteren Bereich des Schuhs eine im wesentlichen u- oder v-förmige Blattfeder bzw. ein Blattfederpaar vorgesehen wird, welche(s) in Fortsetzung der Sohlenrichtung oder leicht dagegen abgewinkelt nach hinten ragt; und dass im vorderen Bereich des Schuhs eine wenigstens teilweise flexible bzw. klappbare Verbindung vorgesehen wird, welche beim Federvorgang als Scharnier wirkt.
Bindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder an ihrem oberen Schenkel mit einer Halterung für den Schuhabsatz verbunden wird, vorzugsweise mit einer Fersenautomatik; und dass als flexible Verbindung im vorderen Bereich des Schuhs eine Fixierung für die Schuhspitze vorgesehen wird, vorzugsweise in Form einer Schwenkplatte mit Vorderbacken.
Bindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder an ihrem oberen Schenkel mit dem einen Ende einer Stange oder einer länglichen Platte verbunden wird, vorzugsweise einer Stange, deren anderes Ende über ein Scharnier mit dem Ski bzw. dem Snowboard verbunden wird; und dass auf dieser rückseitig gefederten Scharnierstange bzw. -platte vorne eine Fixierung für die Schuhspitze vorgesehen wird, vorzugsweise in Form einer Schwenkplatte mit Vorderbacken, und hinten eine vorzugsweise verstellbare Halterung für den Schuhabsatz, vorzugsweise eine der Schuhgrösse anpassbare Fersenautomatik.
Bindung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder an einer, vorzugsweise an der oberen, oder an beiden Befestigungsstellen drehbar gelagert ist, vorzugsweise über je eine Achse.
Bindung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder eine zusätzliche Sicherheitsfunktion im Sinne einer Sicherheitsbindung übernimmt, indem ihre Befestigung derart vorgesehen wird, dass sie bei übermässigem Zug nach oben ausklinkt.
Bindung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine einfache Verstellbarkeit der Federstärke der im wesentlichen u- oder v-förmigen Blattfeder dadurch vorgesehen wird, dass deren Schenkel in unterschiedlichem, verstellbarem Abstand von der Rundung des U bzw. von der Spitze des V fixierbar sind.
Bindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schenkel der Blattfeder im Bereich ihrer Verstellbarkeit parallel, vorzugsweise horizontal, verlaufen, sodass sich der durch die Feder aufgespannte Zwischenraum beim Verstellen der Fixationspunkte nicht verändert.
Bindung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine einfache Verstellbarkeit der Federstärke einer im wesentlichen u- oder v-förmigen Blattfeder durch Einschieben eines Keils, vorzugsweise aus Gummi oder Kunststoff, zwischen Ski bzw. Snowboard und unterem Schenkel des U bzw. V vorgesehen wird.
U- oder v-förmige Blattfeder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Federschenkel ungleich lang bzw. asymmetrisch sind.
U- oder v-förmige Blattfeder nach wenigstens einem der Ansprüche 1 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwei bandförmige Blätter aus einem federnden Material an ihrem einen Ende durch ein weiteres, fixierendes Element starr verbunden sind.
Blattfeder nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als fixierendes Element ein Stab aus einem harten Material, vorzugsweise einem Metall oder einem schlagzähen Kunststoff, verwendet wird, welcher wenigstens gleich lang ist wie die Blätter breit sind, und dass längs dieses Stabes zwei Schlitze oder Kerben angebracht sind, in welche die bandförmigen Blätter eingefügt werden.
U- oder v-förmige Blattfeder nach wenigstens einem der Ansprüche 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, dass das fixierende Element aus demselben Material besteht wie die Blätter, dass also die Blattfeder aus einem einzigen, zu einem Stück gegossenen oder geschweissten Material besteht.
Blattfeder nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als federndes Material ein Federstahl verwendet wird.
Blattfeder nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass als federndes Material ein Kunststoff, vorzugsweise POM (Polyoxymethylen), vorgesehen wird.
Blattfeder nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Blattfedern vorgeformte Werkstücke verwendet werden.
Blattfeder nach wenigstens einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Blattfedern in ihrer Grundform planare Werkstücke verwendet werden, welche erst infolge der Befestigung am Ski und an der Halterung für den Schuhabsatz bzw. am hinteren Ende der Scharnierstange/ -platte in eine gewölbte, gespannte Form gebracht werden.