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Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsbindung für Ski mit wenigstens einem den Stiefel auf dem Ski haltenden Organ, einer Einrichtung zum Verriegeln dieses Organs, einer Einrichtung zum Auslösen der Verriegelung und einer elektrischen Hauptschaltung mit einem elektrischen Steuerkreis zum Betätigen der Auslöseeinrichtung, bei der der Steuerkreis Fühler zum Abtasten bzw.
Messen der auf das Bein des Skifahrers wirkenden Belastungen und zum Erzeugen eines elektrischen Signals als Funktion dieser Belastungen sowie einen Verarbeitungskreis für ein Signal zur Erzeugung eines Auslösebefehls für die Auslöseeinrichtung in Abhängigkeit von der Intensität der Belastung und ihrer Dauer aufweist, wobei eine Zusatzschaltung mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines vorgegebenen elektrischen Signals an mindestens einem Punkt der Hauptschaltung vorgesehen ist, das unabhängig von den beim Skifahren erzeugten Signalen ist.
Es sind bereits Sicherheitsbindungen für Ski bekannt, die ein oder mehrere elektrische Schaltungen, insbesondere eine Feststell-, Rechner- und Auslöseschaltung aufweisen. Bei dieser Bindungsart erfasst diese Schaltung die vom Skifahren herrührenden Belastungen, stellt dann eine Rechnung an und sendet schliesslich einen Befehl (oder auch nicht) zur Auslöseschaltung, die ein Verriegelungsorgan freigibt (oder auch nicht), entsprechend dem festgestellten Belastungsniveau und gegebenenfalls der Dauer dieser Belastung (vgl. z. B. die DE-OS 2416424).
Auf Grund des Vorhandenseins zahlreicher elektrischer Komponenten und einer von Batterieelementen ausgehenden elektrischen Versorgung ist es verständlich, dass es die verschiedenartigsten Störungsrisken bei solchen Bindungen gibt. Es sind bereits Bindungen der vorerwähnten Bauart bekannt, bei denen eine Signallampe vorgesehen ist, die eine Überwachung des Ladungszustandes der Batterieelemente ermöglicht (DE-OS 2519544). Diese Überwachung reicht jedoch nicht aus, da die Störungen auch andern Ursprungs sein können ; so könnten die Messeinrichtungen zum Feststellen der Belastungen beschädigt sein, die verschiedenen Verbindungsleitungen könnten unterbrochen sein, die elektronischen Bestandteile könnten beschädigt sein, usw.
Solche Störungen wären für den Skifahrer gefährlich, da er skifahren könnte, ohne zu wissen, dass seine Bindung nicht mehr in der gewünschten Weise, nämlich als Sicherheitsbindung, funktioniert.
Ziel der Erfindung ist es, diese Unzulänglichkeiten der bekannten Sicherheitsbindungen zu vermeiden und eine Sicherheitsbindung zu schaffen, in welcher besonders einfache Einrichtungen enthalten sind, die jederzeit eine Überwachung des einwandfreien Funktionszustandes der Bindung erlauben.
Dies wird bei der eingangs näher bezeichneten Sicherheitsbindung erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass durch das Signal entweder die Bindung geöffnet und/oder eine Anzeigeeinrichtung über den Zustand der Bindung betätigt wird, wobei die Zusatzschaltung einen Druckknopf aufweist, der vom Skifahrer betätigt werden kann, um die Bindung zu kontrollieren und/oder auszulösen, welcher Druckknopf einen Mehrfachunterbrecher steuert, bei dem zwei normalerweise offene Kontakte zwischen die die Zusatzschaltung bildenden Elemente und eine elektrische Versorgungsquelle der Bindung geschaltet sind, um die Zusatzschaltung unter Spannung zu setzen, wenn der Skifahrer den Druckknopf niederdrückt.
Die erfindungsgemäss ausgestaltete Zusatzschaltung erlaubt es, durch Betätigen des Druckknopfes, bei entsprechend vorgegebenem elektrischen Signal, die Auslösung der Bindung zu bewirken. Darüber hinaus kann mittels der erfindungsgemässen Anordnung auch eine freiwillige Auslösung der Bindung herbeigeführt werden, was besonders interessant ist, da der Skifahrer jedesmal beim Abschnallen zwangsläufig seine Bindung kontrolliert und demnzufolge ihre einwandfreie oder mangelhafte Funktionsweise wahrnehmen kann.
Dabei ist es besonders zweckmässig, wenn gemäss einer erfindungsgemässen Weiterbildung eine Lichtsignalquelle und/oder ein Schallsignalapparat zur Kontrolle des Zustandes der Bindung vorgesehen ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In diesen zeigen : Fig. 1 ein Übersichtsschema einer elektrischen Hauptschaltung zum Erfassen der Belastungen, Berechnen und Auslösen, die mit einer Sicherheitsbindung verbunden ist, welche einen Stiefel auf einem Ski hält, sowie einer Zusatzschaltung, die mit der Hauptschaltung verbunden ist, und Fig. 2 einen elektrischen Schaltplan einer besonderen Ausführungsform der elektrischen Hauptschaltung und der Zusatzschaltung der Bindung.
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In Fig. 1 ist ein Stiefel --1-- dargestellt, der auf einem Ski --2-- durch einen vorderen Haltebacken --3-- und einen hinteren Haltebacken --4-- gehalten wird. Der hintere Haltebacken ist für das Skifahren durch ein Verriegelungsorgan --5-- verriegelt. Dieses Organ --5-- kann freigegeben werden, wenn die auf das Bein des Skifahrers ausgeübte Belastung für das Bein gefährlich sein kann, u. zw. durch eine Auslöseschaltung --6--, die durch ein elektrisches Signal gesteuert wird, das auf einem Leiter --7-- auftritt.
Das Erfassen der Belastungen wird durch eine Schaltung --8-- bewirkt, die über einen Leiter --9-- ein Signal zu einer Rechnerschal- tung --10-- überträgt. Wenn die Belastung unzulässig ist und insbesondere ein bestimmtes Niveau überschreitet, sendet diese Schaltung --10-- über den Leiter --7-- ein Signal zur Auslöseschaltung --6--, und es erfolgt die Entriegelung des Organs --5-- und die Freigabe des Stiefels --1--. Die Schaltung --8-- zum Erfassen und Feststellen der Belastungen, die Rechnerschaltung --10-- und die Auslöseschaltung --6--, die gemeinsam eine elektrische Hauptschaltung bilden, in welcher Signale beim Skifahren auftreten, sind mit einer elektrischen Versorgungsquel- le --11-- (z. B. Batterieelemente) über Leiter 30--verbunden.
Der soeben beschriebenen elektrischen Hauptschaltung, welche die Belastungen erfasst, eine Berechnung anstellt und ein Auslösesignal aussendet, ist eine Zusatzschaltung --13-- zugeordnet, die insbesondere zur Kontrolle des einwandfreien Zustandes der Hauptschaltung mit Hilfe eines Druckknopfes --14-- in Betrieb genommen werden kann. Dieser Druckknopf ermöglicht darüber hinaus das freiwillige Aufmachen der Bindung, wie sich aus dem Nachfolgenden ergibt. Die Zusatzschaltung --13-- ist mit der Schaltung --8-- zum Erfassen der Belastungen über einen Anschluss --16--, mit der Rechnerschaltung --10-- über Anschlüsse --17, 18-- und mit der Auslöseschaltung --6-- über einen Anschluss --19-- verbunden.
Die in Fig. 1 dargestellte Zusatzschaltung wird von der Versorgungsquelle --11-- der Hauptschaltung aus versorgt. Sie könnte jedoch auch mit einer unabhängigen Versorgungsquelle verbunden sein.
Es wird im nachfolgenden unter Bezugnahme insbesondere auf Fig. 2 eine nichtbeschränkende Ausführungsform der Hauptschaltung und der Zusatzschaltung der Sicherheitsbindung beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform erfolgt das Unterspannungsetzen der Schaltungen beim Anschnallen der Bindung mit Hilfe eines Unterbrechers --12--, der mit der Versorgungsquelle --11-- verbunden ist. Der Unterbrecher --12-- ist normalerweise geöffnet und wird nur geschlossen, wenn der Stiefel auf dem Ski durch die Bindung gehalten wird. Das Schliessen des Unterbrechers --12-- überträgt sich durch das Anlegen von zwei Potentialen, nämlich einem positiven Potential V+ und einem negativen Potential V-, die an den Klemmen der Versorgungsquelle --11-- auftreten, auf die jeweiligen Versorgungsleitungen --30a, 15a-- für das Potential V+ und die Versorgungsleitun- gen --30b, 15b-- für das Potential V-.
Die Potentiale V+ und V- stehen ebenfalls dauerhaft jeweils auf Leitern --15d, 15c-- an, die ebenso wie die Leiter --15a, 15b-- mit einem Mehrfachun- terbrecher --14a-- verbunden sind, der von dem Druckknopf --14-- betätigt wird.
Die Schaltung --8-- zum Erfassen der Belastungen wird von einer Messbrücke --32-- gebil- det, welche vier Widerstände --33, 34,35 und 36-- aufweist. Diese Brücke wird über zwei An- schlüsse-53a, 53b-versorgt, die mit zwei gegenüberliegenden Brückenpunkten und jeweils mit einem Leiter --30a-- auf dem Potential V+ und einem Leiter --30b-- auf dem Potential V- ver- bunden sind.
Das von der Messbrücke --32-- kommende Signal, das der festgestellten Belastung entspricht, wird zur Rechnerschaltung --10-- übertragen, die aufeinanderfolgend von ihrem Eingang zu ihrem Ausgang einen Filterverstärker --20--, einen Gleichrichter --51--, einen Inverter --52--, einen Filter --21-- und eine Schwellwertschaltung --22-- aufweist. Die Schwellwertschaltung --22-weist ein Potentiometer --29-- auf, mit dessen Hilfe die Einstellung der Bindung erfolgen kann.
Die Schwellwertschaltung --22-- liefert ein Ausgangssignal, das über den Leiter --7-- zur Auslöseschaltung --6-- übertragen wird.
Die Auslöseschaltung weist z. B. eine Haltespule --23-- auf, welche das Verriegelungsorgan so lange hält, wie sie von einem Strom durchflossen wird, und die im Gegensatz hiezu das Verriegelungsorgan freigibt, wenn sie nicht mehr versorgt wird. Diese Spule --23-- ist in Reihe ge-
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schaltet mit einem Transistor --24--, an dessen Basis das auf dem Leiter --7-- anliegende Signal unter Zwischenschaltung eines Widerstandes angelegt ist. Wenn daher die Bindung ausgelöst werden soll, wird das auf dem Leiter --7-- anliegende Signal auf ein niedriges Potential gebracht, was die Sperrung des Transistors --24-- nach sich zieht, so dass die Spule --23-- nicht mehr unter Spannung steht.
Mit einer solchen Auslöseschaltung wird der Skifahrer gewarnt, wenn die Versorgungselemente --11-- nicht mehr einwandfrei sind, da in diesem Falle die Spule --23-nicht mehr versorgt wird und der Skifahrer seine Ski nicht mehr anschnallen kann, da die Verriegelung nicht mehr funktioniert.
Die andern Störungen der Hauptschaltung werden mit Hilfe der Zusatzschaltung --13-- fest- gestellt. Diese Schaltung wird elektrisch versorgt, wenn man den Druckknopf --14-- niederdrückt.
Der vom Druckknopf --14-- betätigte Mehrfachunterbrechner --14a-- weist zwei Kontakte auf, welche jeweils eine Verbindung zwischen den Leitern --45a und 45b-- und den jeweils auf dem Potential V+ und V- befindlichen Leitern --30a, 30b-- herstellen.
Zwei weitere Kontakte des Unterbrechers --14a-- stellen jeweils die Verbindung zwischen dem auf dem Potential V+ befindlichen Leiter --15d-- und dem Leiter --15a-- einerseits und zwischen dem auf dem Potential V- befindlichen Leiter --15c-- und dem Leiter --15b-- anderseits her, was zur Folge hat, dass der Unterbrecher --12-- kurzgeschlossen wird. Diese Beschreibung erlaubt es dem Skifahrer, seine Bindung zu kontrollieren, ohne seine Ski anschnallen zu müssen.
Die Zusatzschaltung --13-- weist einen genormten Widerstand --25-- auf, der zwischen einen Leiter --45a-- einerseits und den Anschluss --16--, der mit einem Messpunkt --37-- der Messbrücke --32-- verbunden ist, anderseits geschaltet ist, wobei dieser Messpunkt ebenfalls mit einem Eingang des Verstärkers --20-- verbunden ist.
Die Zusatzschaltung --13-- weist auch eine Anordnung auf, die zwei Schwellwerte, nämlich eine obere Spannung VB und eine untere Spannung VA, bestimt. Diese Anordnung enthält einen Spannungsteiler, der aus drei Widerständen --38, 39, 40-- besteht, die in Reihe zwischen den Leiter --45a-- und Masse geschaltet sind, und zwei Operationsverstärker --42 und 43--. Die ersten Eingänge dieser Operationsverstärker --42 und 43-- sind jeweils mit dem Verbindungspunkt B zwischen den Widerständen --38 und 39-- und dem Verbindungspunkt A zwischen den Widerständen --39 und 40-- verbunden. Die zweiten Eingänge dieser Verstärker sind gemeinsam über den Leiter --17-- mit dem Verbindungspunkt --55-- zwischen dem Inverter --52-- und dem Filter --21-- verbunden.
Die Ausgänge --56, 57-- der Verstärker --42 und 43-- sind jeweils mit den beiden Eingängen eines ODER-Gliedes --47-- verbunden, dessen Ausgang --58-- mit einem Eingang eines ODER- - Gliedes-48-- verbunden ist. Der Ausgang des ODER-Gliedes --47-- ist ebenfalls mit einem Eingang eines Nicht-UND (NAND)-Gliedes-49-verbunden, dessen anderer Eingang über den Leiter --18-- mit dem Ausgang der Schwellwertschaltung --22-- verbunden ist. Der Ausgang des Nicht-UND-Gliedes --49-- ist mit dem zweiten Eingang des ODER-Gliedes --48-- verbunden.
Die Zusatzschaltung --13-- weist darüber hinaus eine Signallampe --27-- auf, die zwischen den Ausgang --59-- des ODER-Gliedes --48-- und Masse geschaltet ist, sowie einen Schallsignalapparat --28--, der in Reihe mit einem Feldeffekttransistor --4-- geschaltet ist. Die Steuerelektrode des Transistors --44-- ist mit dem Ausgang --59-- des ODER-Gliedes --48-- verbunden, während seine Ausgangselektrode mit der Ausgangselektrode des Transistors --24-- der Auslöse- schaltung-6-, d. h. mit der Haltespule --23-- verbunden ist.
Im Nachfolgenden wird die Funktionsweise der Zusatzschaltung --13-- beschrieben.
Wenn der Skifahrer absichtlich seine Bindung auslösen oder den einwandfreien Zustand der Bindung kontrollieren will, drückt er auf den Druckknopf --14--. Hiedurch verursacht er die Versorgung der Schaltung --13-- und insbesondere die Einschaltung des geeichten Widerstandes --25--. Da dieser Widerstand mit dem Messpunkt --37-- der Messbrücke --32-- verbunden ist, wird diese Messbrücke, die vorher abgeglichen war, aus dem Gleichgewicht gebracht und es tritt eine Spannungsdifferenz zwischen den beiden gegenüberliegenden Punkten --37 und 54-auf. Diese Fehlanpassung ist eine Funktion der Grösse des Widerstandes --25-- und des einwandfreien Funktionszustandes der Messbrücke. Die Grösse dieses Widerstandes ist derart, dass seine Ein-
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fügung in die Schaltung die Auslösung der Bindung bewirkt.
Wenn sich in der Schaltung nichts verschlechtert hat, löst die durch ein Niederdrücken des Druckknopfes --14-- ausgelöste Kontrolle darüber hinaus den Betrieb des Schallsignalapparates --28-- aus. Wenn es im Gegensatz hiezu
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das vom Inverter --52-- ausgehende Signal ausreicht, um die Auslösung der Bindung unabhängig von der Einstellung der Schwellwertschaltung --22-- zu bewirken. Das Ausgangssignal des Inverters --52--, das am Verbindungspunkt --55-- auftritt, ist nunmehr ein Prüfpotential V T, derart, dass dieses Potential zwischen den beiden Schwellwerten VB und VA, die durch den Spannungs-
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schaltet sind, ist so ausgewählt, um dies zu bewirken.
Wenn beim Skifahren ein Messwiderstand beschädigt wird, ist der Verstärker --20-- im Sättigungszustand, wodurch die Auslösung der Bindung verursacht wird. Auf jeden Fall kann man in diesem Fall nicht wissen, ob es sich um eine normale Auslösung oder um eine Störung der elektrischen Schaltung oder der Versorgungsquelle handelt.
Um den Zustand seiner Bindung zu kontrollieren, drückt der Skifahrer nunmehr den Druck- knopf --14-- nieder. Wenn die elektrische Schaltung in Ordnung ist, befindet sich das am Verbindungspunkt --55-- anstehende Signal auf dem Prüfpotential VT ebenso wie der Leiter --17--, der mit den beiden Eingängen der Operationsverstärker --42 und 43--verbunden ist. Da das
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keinerleiODER-Glied --48-- an seinem Ausgang --59--. Demzufolge wird die Signallampe --27-- nicht versorgt und der Feldeffekttransistor --44-- bleibt leitend. Der Schallsignalapparat --28-- wird versorgt, da der Leiter --45a-- sich auf dem Potential V+ befindet.
Es wird daher ein Schallsignal ausgesendet, während die Signallampe --27-- sich nicht erleuchtet, was dem Skifahrer anzeigt, dass die Schaltungen der Bindung in einwandfreiem Zustand sind. Da das am Verbindungspunkt --55-- anliegende Signal auf dem Potential VT ist, ist es ausreichend, um die Auslösung der Bindung zu verursachen. Wenn daher zusammengefasst in den Schaltungen nichts beschädigt ist, erfolgt ein absichtliches Auslösen der Bindung und das Aussenden eines Schallsignals durch den Signalapparat --28--, wogegen die Störsignallampe --27-- dunkel bleibt.
Wenn im Gegensatz hiezu die Auslösung auf der Beschädigung eines Messwiderstandes beruht, geht der Verstärker --20-- in den Sättigungszustand über und das am Ausgang --55-- des In- verters --52-- anliegende Signal hat das Potential V+. Wenn in diesem Falle der Skifahrer auf den Druckknopf --14-- drückt, um eine Kontrolle durchzuführen, wird dieses Potential V+ über den Leiter --17-- zu den zweiten Eingängen der Operationsverstärker --42 und 43--geleitet.
Da sich der Leiter --17-- daher auf dem Potential V+ befindet, das oberhalb des oberen Poten-
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schädigung der Messbrücke --32-- auf Grund der Tatsache informiert, dass die Störsignallampe --27-- erleuchtet ist und der Schallsignalapparat --28-- nicht funktioniert.
Ein anderer Störgrund der Schaltung ist die Sperrung der Messbrücke --32-- im Null-Zustand (z. B. bei einem Kurzschluss). Wenn der Skifahrer den Druckknopf --14-- niederdrückt, kann die Messbrücke --32-- nicht aus dem Gleichgewicht gebracht werden, obowhl der Widerstand --25-vorhanden ist, auf Grund der Tatsache, dass sie auf Null blockiert ist. Demzufolge ist das am Ausgang --55-- des Inverters --52-- anliegende Signal im Zustand Null, also auf einem Niveau, das unter dem unteren Potentialschwellwert VA liegt.
Das Potential Null, das auf dem Lei-
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ter --17-- anliegt, wird nunmehr den zweiten Eingängen der Verstärker --42 und 43--zugeführt und der Verstärker --43-- liefert an seinem Ausgang --57-- ein Signal 1. Die beiden ODER-Glieder --47, 48-- übertragen dieses Signal 1 wie im vorhergehenden, so dass die Signallampe --27-erleuchtet wird und der Schallsignalapparat --28-- nicht arbeitet. Der Skifahrer wird immer noch darüber informiert, dass es in den elektrischen Schaltungen ein Problem gibt.
Wenn der Verstärker --20-- beschädigt ist, ist das Signal, das am Verbindungspunkt --55-auftritt, wenn der Druckknopf --14-- niedergedrückt wird, nicht auf dem normalem Prüfpotential V. r. Entsprechend dem jeweiligen Fall ist es nunmehr der Operationsverstärker-42 oder 43--, der ein Signal 1 aussendet und wie im vorhergehenden wird die Signallampe --27-- erleuch- tet und der Schallsignalapparat --28-- nicht versorgt. Der Vorgang ist der gleiche für den Fall einer Beschädigung in den Schaltungen --51 und 52--.
Für den Fall, in welchem der Filter --21-- beschädigt ist (wenn z. B. der Kondensator kurzgeschlossen ist), wird beim Niederdrücken des Druckknopfes --14-- die vorgesehene Fehlanpassung
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--55-- istgen --56 und 57-- sind im Zustand Null, ebenso wie das Signal am Ausgang --58-- des ODER- - Gliedes --47--. Parallel hiezu wird die Schwellwertschaltung --22-- nicht gekippt und ihr Ausgang befindet sich im Zustand Null. Diese Information wird nunmehr über den Leiter --18-zu dem NAND-Glied --49-- übertragen. Da die beiden Eingänge dieses Gliedes gleichzeitig im Zustand Null sind, ist das Signal an seinem Ausgang --50-- im Zustand 1. Daraus folgt, dass das Signal am Ausgang --59-- des ODER-Gliedes --48-- ebenfalls im Zustand 1 ist.
Die Signallampe --27-- wird daher erleuchtet und der Schallsignalapparat --28-- arbeitet nicht.
Wenn die Spule --23-- unterbrochen wird, erfolgt eine Auslösung der Bindung, aber die Rückkehr über den Leiter --19-- erfolgt nicht und demzufolge wird der Schallsignalapparat --28-nicht versorgt.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Sicherheitsbindung für Ski mit wenigstens einem den Stiefel auf dem Ski haltenden Organ, einer Einrichtung zum Verriegeln dieses Organs, einer Einrichtung zum Auslösen der Verriegelung und einer elektrischen Hauptschaltung mit einem elektrischen Steuerkreis zum Betätigen der Auslöseeinrichtung, bei der der Steuerkreis Fühler zum Abtasten bzw.
Messen der auf das Bein des Skifahrers wirkenden Belastungen und zum Erzeugen eines elektrischen Signals als Funktion dieser Belastungen sowie einen Verarbeitungskreis für ein Signal zur Erzeugung eines Auslösebefehls für die Auslöseeinrichtung in Abhängigkeit von der Intensität der Belastung und ihrer Dauer aufweist, wobei eine Zusatzschaltung mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines vorgegebenen elektrischen Signals an mindestens einem Punkt der Hauptschaltung vorgesehen ist, das unabhängig von den beim Skifahren erzeugten Signalen ist, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Signal entweder die Bindung geöffnet und/oder eine Anzeigeeinrichtung über den Zustand der Bindung betätigt wird, wobei die Zusatzschaltung (13) einen Druckknopf (14) aufweist, der vom Skifahrer betätigt werden kann, um die Bindung zu kontrollieren und/oder auszulösen, welcher Druckknopf (14)
einen Mehrfachunterbrecher (14a) steuert, bei dem zwei normalerweise offene Kontakte zwischen die die Zusatzschaltung (13) bildenden Elemente und eine elektrische Versorgungsquelle (11) der Bindung geschaltet sind, um die Zusatzschaltung (13) unter Spannung zu setzen, wenn der Skifahrer den Druckknopf (14) niederdrückt.