Sicherheitsskibindung
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsskibindung mit einem um eine im Absatzbereich angeordnete senkrechte Achse schwenkbaren vorderen Sohlenhalterglied, das gegen die Wirkung mindestens einer Feder in die Freigabestellung bewegbar und bis zum Erreichen der Freigabestellung durch die Feder bzw. Federn in die Normalstellung rückführbar ist.
Es sind Sicherheitsskibindungen verschiedener Bauart bekannt, die Seitenstösse abfangen und bei Überschreiten eines vorausbestimmten, für das Bein des Skiläufers gerade noch zulässigen Drehmomentes den Schuh freigeben. Diese bekannten Sicherheftsskibindengen haben aber den Nachteil, dass ihre Vorderbacken die Schwenkbewegung zum Auffangen von Seitenstössen um eine zur Skioberfläche senkrecht stehende, vor dem Fuss angeordnete Achse ausführen. Dabei ist es unvermeid lich, dass das Sohlenhalterglied, das um diese Achse geschwenkt wird, eine Kreisbahn beschreibt.
Dabei wird durch die in der Ausschwenkrichtung hintere Kante des Sohlenhaltergliedes zunächst der Schuh in Skilängsrichtung nach hinten gedrückt, und zwar gegen den von der Ferse her in Richtung zur Skispitze wirkenden Strammerzug. Überschreitet die in Ausschwenkrichtung hintere Kante der Stützfläche des Sohlenhaltergliedes die Skilängsmittellinie, so wird der Schuh, dem Sohlen halterglied folgend, stetig weiter unter der Wirkung der Strammerkraft nach vorn geführt. Soll danach die Normallage wieder erreicht werden, so muss dies gegen die Strammerkraft und gegen die zwischen Schuhsohle und Skioberfläche herrschende Reibung geschehen.
Ein Zurückschwenken in die Ausgangslage wird aber dadurch nicht nur erschwert, sondern häufig sogar unmöglich gemacht, so dass der Fuss, wenn keine zur Auslösung ausreichende Kraft auftritt, in einer Mittelstellung hängen bleibt. Ein weiterer Nachteil der bekannten Skibindung besteht darin, dass eine Verstelleinrichtung für die Stärke der Rückstellfeder notwendig ist, um eine Anpassung an Gewicht und Fahrweise des jeweiligen Benutzers zu ermöglichen.
Bei einer bekannten Skibindung der eingangs genannten Art ist das Sohlenhalterglied einerseits über einen Bolzen mit einer Sohlenplatte verbunden und anderseits auf einem vor der Sohlenplatte auf dem Ski befestigten Zapfen gelagert. Das Sohlenhalterglied besitzt eine Längsbohrung, in der eine Druckfeder vorgesehen ist, die einen Schieber nach aussen drückt. Die Feder ist also in bezug auf den Ski nicht mit einem ihrer Enden festgehalten, sondern ändert ihre Lage in Abhängigkeit von der Schwenkstellung der Sohlenplatte, um den Skischuh wieder in die Normalstellung zurückzuführen. Bei dieser Ausführung wird die Druckfeder proportional dem Ausschwenkweg der Sohlenplatte zusammengedrückt, so dass die Rückstellkraft mit zunehmender Ausschwenkbewegung grösser wird.
Der wesentliche Nachteil dieser bekannten Skibindung besteht darin, dass die Bewegungen in der Schwenkzone unmittelbar gegen die Kraft der Feder stattfinden müssen, wobei die Feder der Bewegung eine stetig ansteigende Kraft entgegensetzt. Dies bringt mit sich, dass die bekannte Skibindung in der Normalstellung verhältnismässig labil ist, also leicht geringfügig ausgelenkt werden kann, während für die Überwindung des vollen Freigabeweges eine relativ grosse Kraft notwendig ist, was unter Umständen eine Gefährdung des Benützers bedeutet. Würde die Halterung an der Mittelstellung verstärkt, so würde dies dazu führen, dass die Freigabe bei Auftreten einer zu grossen Torsionskraft beeinträchtigt werden würde.
Bei einer anderen bekannten vorderen Sicherheitsskibindung mit selbsttätiger Rückstellung in die Mittellage wirkt ein Rastelement nach dem Herausführen aus der Rastmulde mit einer schrägen Rückführfläche zusammen, wobei der auftretenden Seitenkraft zunächst eine gleichbleibende Kraft entgegengesetzt werden soll und wobei der Schuh erst nach Zurücklegen eines kleineren Schwenkweges, während welchen Weges der Vorderbacken durch eine Kurvenführung an der Rastvorrichtung noch in die Ausgangsstellung zurückführbar ist, vollkommen frei wird. Die Freigabe des Schuhes soll dabei nach Erreichen des Auslösepunktes schlag artig erfolgen.
Der Schwenkbewegung wird bis zum Auslösepunkt, der nach einem verhältnismässig geringen Verdrehwinkel erreicht wird, eine relativ grosse Kraft entgegengesetzt, die durch eine entsprechende Ausbildung der Rückstellkurve nach dem Auslösepunkt stark absinkt, wobei eine geringe Kraft übrigbleibt, die noch die selbsttätige Rückstellung ermöglicht.
Mit der vorgeschlagenen Ausführung ist jedbch der gewünschte Dämpfungseffekt nicht zu erreichen. Da der Schwenkbacken mittels eines Bolzens drehbar gelagert ist, also der vordere, die Schuhspitze erfassende Teil eine Kreisbewegung ausführt, sind auch bei dieser Ausbildung die bereits erwähnten Nachteile vorhanden. Auch hierbei ist also eine Zurückstellung in die Mittellage im allgemeinen nicht möglich, der Fuss bleibt vielmehr in einer Mittelstellung hängen, die einen Sturz herbeiführen kann. Die Grösse der einwirkenden Kräfte nimmt mit zunehmendem Ausschwenkwinkel und der sich dabei ergebenden Hebelwirkung immer mehr zu, da keine geeignete Kompensationsmöglichkeit vorhanden ist.
Die Rückführung in die Ausgangsstellung wird bei der bekannten Skibindung auf jeden Fall aus den bereits erwähnten Gründen erhebliche Schwierigkeiten bereiten wenn nicht gar unmöglich sein. Da zudem der Schwenkbereich, innerhalb dessen die Rückführung jeweils stattfinden soll, sehr eng gehalten ist, muss die Rastvorrichtung auf jeden Fall einstellbar sein, um eine vorzeitige Freigabe zu vermeiden. Damit werden aber die Gefahren, die sich durch unzulängliches Einstellen der Bindung ergeben können, nicht ausgeschaltet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Sicherheitsskibindung zu schaffen, welche die Nachteile der bekannten Bindungen vermeidet und bei der über den gesamten Schwenkbereich ein gleichbleibendes Widerstandsmoment gewährleistet wird.
Hiezu ist bei einer Skibindung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss vorgesehen, dass die Feder bzw. Federn mit einem Ende wenigstens mittelbar an einem (gegebenenfalls schwenkbaren) Widerlager anliegt bzw. anliegen, das eine Gleitbahn aufweist, gegen die sich das Sohlenhalterglied über mindestens einen Widerlagerteil (z. B. eine Rolle, einen Gleitvorsprung oder dergleichen) abstützt, wobei beim Ausschwenken des Sohlenhaltergliedes der Berührungspunkt zwischen Wideflagerteil und Widerlager ausserhalb der Wirkungslinie der Feder bzw. Federn liegt.
Hierdurch wird die Widerstandszunahme der Feder beim Ausschwenken durch Verlängerung des Weges zwischen Drehpunkt und dem Anlegepunkt des Widerlagerteils etwa ausgeglichen. Wesentlich ist hierzu, dass das Sohlenhalteglied bei der Ausschwenkbewegung bis zur Freigabe keine nach vorn gerichtete Bewegungskomponente hat, weil auf diese Weise die nach vorn wirkende Strammerkraft völlig neutralisiert wird und den Freigabevorgang bei Torsionsstürzen bzw. die Rückstellung bei geringeren Seiten stössen in keiner Weise beeinflusst. Dadurch wird es möglich, über einen grossen Schwenkbereich ein etwa gleichbleibendes Widerstandsmoment zu gewährleisten, so dass einerseits eine zu grosse Labilität in der Mittelstellung und anderseits ein zu starker Kraftanstieg bis zur Freigabe vermieden wird, und dass auf eine individuelle Einstellung der Federspannung verzichtet werden kann.
Die Feder wird bzw. die Federn werden nur noch durch das am Bein des Skiläufers auftreterrdè Drehmoment beansprucht. Hiermit ist die Voraussetzung gegeben, dass eine Feder oder mehrere Federn vorgesehen werden können, welche eine Verschwenkung beliebiger Grösse, maximal etwa bis zur halben Skibreite, zulässt, bevor dann durch ein Verschwenken des Stützbzw. Schrägbackens oder durch ein freies Schwenken der Bodenplatte um eine im Absatzbereich liegende Achse der Fuss freigegeben wird. Hierdurch können die Federn in ihrer Stärke so ausgelegt werden, dass die Kraft, die durch sie der Schwenkbewegung entgegengesetzt wird, bis zum Ende nur so gross ist, dass sie selbst für das Bein einer Frau mit geringem Gewicht und leichtem Knochenbau keine Gefahrenquelle wird.
Die Erklärung dafür, dass ein solches Federelement anders seits aber auch genügend Halt für die sportliche Fahrweise eines schweren Skiläufers bietet, liegt darin, dass die normalerweise während einer Abt wahrt und seiht beim Slalom auftretenden Torsionskräfte immer nur kurzzeitig und stossweise auftreten. Die vorgeschlagene Lösung erlaubt die Abfederung dieser Stösse, während nur ein lang anhaltendes und kräftiges Drehmoment in der Lage ist, die Freigabe zu bewirken.
Im Gegensatz zu der bekannten Ausführung erfolgt bei der erfindungsgemässen Lösung im gesamten Schwenkbereich eine Relativbewegung zwischen Widerlager und Sohlenhalterglied, während die Feder bzw. die Federn mit ihren bzw. mit ihrem einen Ende in bezug auf den Ski festgehalten sind. Die Relativbewegungen ergeben in der Folge ein Bewegungsparailelogramm, wobei die verschiedenen Abstände ein Ausgleichen der Kräfte nach dem Hebelgesetz ermöglichen.
Die Erklärung für diese einstellfreie Sicherheitsskibindung, die mit relativ kleinen Kräften, dafür aber mit um so längeren Wegen arbeitet, ist recht einfach und einleuchtend. Aus den allgemein bekannten Beziehun gen: Arbeit: = Kraft x Weg und Leistung Arbeit: Zeit ist zu ersehen, dass mit einer kleinen Kraft und mit einem grossen Weg dieselbe Auslösearbeit geleistet werden kann wie sie bisher bei den bekannten Bindungen mit grosser Kraft auf kleinem Weg geleistet wurde.
Gleichzeitig ist aber auch zu ersehen, dass bei kurzzeitiger Krafteinwirkung die Leistung, die von der Bindung aufgenommen wird, bei beiden Bindungsarten gleich gross ist. Bei den bisherigen Ausführungen ergab sich eine grosse Kraft bei gleichzeitig kleinem Weg und kurzer Zeit, während bei der erfindungsgemässen Ausführung die grosse Kraft nicht wirksam werden kann, wodurch sich ein grösserer Weg ergibt. Die Leistung ist in beiden Fällen gleich. Wesentlich ist, dass die grosse Kraft, die ja allein für eine Verletzung massgebend sein kann, nicht wirksam werden kann.
Die Feder muss der Schwenkbewegung einen etwa gleichmässigen Widerstand über einen maximalen Weg von etwa halber Skibreite entgegeneetzen. Damit die entgegenwirkende Federkraft immer etwa die gleiche Grösse aufweist, muss bei der Konstruktion darauf geachtet werden, dass die durch Zusammen drücken und Ausein anderziehen sich erhöhende Federkraft durch geeignete Massnahmen kompensiert wird. Das kann durch Ver änderung der Hebelwege erreicht werden, die zwischen der Feder und dem schwenkbaren Sohlenhalterglied wirksam sind.
Durch entsprechende Ausgestaltung der Hebel ist es auch möglich, ausser einer genau gleichbleibenden Gegenkraft praktisch jeden gewünschten Verlauf der Federcharakteristik zu erzielen, beispielsweise einen leicht ansteigenden oder abfallenden Verlauf. Auch kann der Verlauf beispielsweise so ausgebildet werden, dass ihm am Ende der Ausschwenkbewegung, unmittelbar vor dem Auslösepunkt, noch eine kurze ansteigende Tendenz verliehen wird, um einen sogenannten Druckpunkt zu erreichen, der eine zusätzliche Sicherung gegen ungewolltes Auslösen der Bindung darstellen würde.
Die Erfindung ist in der nachstehenden Beschreibung an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der verschie dene Ausführungsformen erfindungsgemässer Skibindung gen dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen vorderen Sicherheits skibindun g in Darauf..
sicht,
Fig. 2 einen Vertikalschnitt der Skibindung nach Fig. 1,
Fig. 3 die Skibindung nach Fig. 1 und 2 in Draufsicht, in ausgeschwenkter Stellung kurz vor der Freigabe des Fusses,
Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen vorderen Skibindung in Draufsicht,
Fig. 5 die Skibindung nach Fig. 4 im Vertikalschnitt,
Fig. 6 die Skibindung nach Fig. 4 in Draufsicht in Freigabestellung,
Fig. 7 ein Kräftedreieck am Federelement der Ausführung nach Fig. 4 bis 6 in Mittel- und Endstellung,
Fig. 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen vorderen Skibindung in Draufsicht und
Fig. 9 einen Vertikalschnitt der Skibindung nach Fig. 8.
Fig. 1 bis 3 zeigen eine erfindungsgemässe Skibindung, bei der eine langgestreckte Schwenkplatte 5 um eine Achse 6, die fect auf dem Ski 19 montiert ist und eflva im Absatzbereich liegt, drehbar angeordnet ist.
Ein Sohlenhalter 7 mit Rolle 8, der mit einer Haltewulst 21 die Sohlenvorderkante eines Skischuhles von vorn übergreift, ist fest auf der Platte 5 befestigt.
Als Widerlager dient eine Kurvenscheibe 10 mit einer Kurve 24, die durch eine Druckfeder 15 über eine Rolle
18, die auf einem Zapfen 16 gelagert ist, in ihrer Aus gangsstellunggehaften wird. Hiebei sind die Lagerzapfen 11, 12 der Kurvenscheibe 10 in der Endstellung ihrer zugehörigen Führungsschlitze 22, 23. Wird die Schwenkplatte 5 um einen bestimmten Winkel geschwenkt, so dreht sich die Kurvenscheibe 10 um einen der Lagerzapfen 11, 12, wobei der zweite Lagerzapfen in seinem jeweiligen Führungsschlitz 22, 23 entsprechend weitergleitet. Die Rolle 9 rollt dabei gegen die Kurve 24 ab. Durch die Drehbewegung der Kurvenscheibe 10 wird die Feder 15 zusammengedrückt, so dass eine erhöhte Federkraft auf die Kurvenscheibe 10 wirksam wird.
Da der Anlagepunkt der Rolle 9 an der Kurve aber gleichzeitig nach aussen verlagert wird, kommt die erhöhte Federkraft wegen des gleichzeitig grösseren Hebelarmes und der verschobenen Wirkungslinie nicht zur Auswirkung, d. h. sie wird kompensiert.
Nach der Freigabe kann die Schwenkplatte 5 frei um die Achse 6 schwenken. Damit die Platte 5 mit ihrer Rolle 9 wieder leicht in das in die Ausgangsstellung zurückspringende Widerlager 10 eingesetzt werden kann, ist ein Teil 8, in dem die Rolle 9 gelagert ist, um eine quer zum Ski liegende Achse 20 lotrecht verschwenkbar.
Die Fig. 4 bis 7 zeigen eine andere erfindungsge inässe Ausbildung einer Skibindung. Auch hier schwenkt eine langgestreckte Schwenkplatte 5 um eine Achse 6, die z. B. in Höhe der Knöchelachse liegt. Der Sohlenhalter 7 ist auf der Platte 5 um eine Achse 39 schwenkbar angeordnet und stützt sich über Führungsteile 41, 42 gegen eine Kurve 43 eines fest auf dem Ski montier- ten Teiles 30 ab, so dass ein Verschwznken des Sohlenhaltergliedes vor der Freigabe stellung verhindert wird.
Die Feder ist in diesem Falle als Torsionsfeder 34 ausgebildet, die durch einen Bolzen 44 geführt und durch Anschläge 35, 36 in ihrer vorgespannten Lage gehalten wird. Beim Verschwenken der Schwenkplatte 5 wird jeweils ein Anschlag 37, 38 gegen eines der beiden Federenden geführt, so dass die Feder weiter gespannt wird. Durch veränderten Hebelarm bzw. durch geeignete Ausgestaltung der Form der Federenden wird die ansteigende Federkraft kompensiert. In Fig. 7 sind die Kräftedreiecke dler Ausgangsstellung und der Schwenkendstellung gezeigt.
Entscheidend ist, dass die Kraft P2, in jedem Schwenkpunkt so angreift, dass die gewünschte gleichmässige Tangentialkraft Ps erhalten leib. Die hiebei sich ergebende Kraft P. bzw. Pa' muss der jeweiligen Federkraft entsprechend der Federcharakteristik gleich sein.
Die Schwenkplatte 5 ist weiters in einer Aussparung 40 des festen Teiles 30 geführt, wobei der Anschlag 33 der Schwenkplatte 5 in der Schwenkendstel lung gegen jeweils einen Anschlag 31, 32 des festen Teiles 30 zu liegen kommt so dass die Platzte 5 nicht frei ausschwenken kann. Dafür kommt aber in der Schwenkendstellung jeweils einer der Führungsteile 41, 42 von der Kurve 43 frei, so dass jetzt das Sohlenhalterglied 7 um die Achse 39 nach vorn schwenken kann.
Fig. 6 zeigt die entsprechende Stellung. Die Torsionsfeder 34 bleibt jedoch nach wie vor in Eingriff, so dass die Platte 5 mit dem Sohlenhalterglied 7 auch nach Freigabe des Fusses selbsttätig in die Ausgangsstellung zurückgeführt wird.
Die Fig. 8 und 9 zeigen eine weitere Ausführung einer erfindungsgemässen Skibindung. Hier ist wie bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 eine langgestreckte Schwenkplatte 5, die um eine Achse 6 schwenkbar angeordnet ist, vorgesehen, auf der das Sohlenhalterglied 7 befestigt ist. Die Platte 5 ist in einer Ausnehmung 61 eines fest auf dem Ski montierten Teiles 50 geführt. Zum Rückstellen dienen in diesem Fall zwei Federn 51, 52, die über Winkelhebel 53, 54, die um eine gemeinsame Achse 55 schwenkbar angeordnet sind, auf einen Bolzen 56 wirken und somit die Schwenkplatte 5 in Mittelstellung halten. Beim Ausschwenken der Platte 5 wird der Bolzen 56 gegen die Innenflanke 53' bzw. 54' einer der Winkelhebel 53, 54 geführt, so dass dieser eine Kippbewegung ausführt und damit die Feder zusätzlich spannt.
Die sich erhöhende Federkraft wird jedoch wiederum durch eine Verlängerung des Hebelarmes und durch geeignete Verlegung des Kraftangriffpunktes an dem Bolzen 56 kompensiert, so dass auch hier der Schwenkbewegung wieder eine in jeder Schwenkstellung z. B. gleich grosse Kraft entgegenwirkt. Die Platte 5 kann nach Freigabe in der Schwenkendstellung wieder frei um die Achse 6 schwenken. Um ein leichtes Rückführen in die Ausgangsstellung nach der Freigabe zu erreichen, ist der Bolzen 56 über einen Körper 57 auf einer quer zum Ski liegenden Achse 58 lotrecht schwenkbar.
Damit ein Nacheilen des jeweils nicht belasteten Hebels beim Ausschwenkvorgang vermieden wird und gleichzeitig ein Einsetzen des Bolzens 56 zwischen die Hebel 53, 54 möglich ist, ist zwischen den Hebeln ein Anschlag 62 angeordnet.