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PATENTANSPRÜCHE
1. Selbstauslösende Sicherheitsskibindung mit einer Sohlenplatte, an welcher der Skistiefel lösbar befestigbar ist, gekennzeichnet durch eine ausziehbare Leine (26) zum Verbinden der Sohlenplatte (24) mit dem Ski (22) und zum Aufbringen einer Vorspannkraft zwischen diesen, um einer Trennung der Sohlenplatte (24) von dem Ski nachgiebig einen Widerstand entgegenzusetzen, durch Halterungsorgane (40, 47, 49; 72) zum Befestigen der Leine an dem Ski und durch miteinander zusammenwirkende Einrichtungen (28, 48) auf dem Ski und an der Sohlenplatte, wobei diese zusammenwirkenden Einrichtungen miteinander in Eingriff stehen, wenn sich die Sohlenplatte unmittelbar auf dem Ski befindet, um die Effektivität zu erhöhen, mit der die Vorspannkraft mit Hilfe der Leine zwischen der Sohlenplatte und dem Ski angebracht wird.
2. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass je ein mit der Leine verbundenes kraft übertragendes Verbindungsglied (28; 34) an der Sohlenplatte und ein Steuerorgan (48; 60) am betreffenden Halteorgan (40, 47, 49; 72) oder umgekehrt angeordnet sind, wobei das Steuerorgan mit dem Verbindungsglied in Eingriff steht, um die Wirksamkeit der Spannkraft der Leine als Funktion ihrer Ausziehlänge zu verändern.
3. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftübertragenden Verbindungsglieder (28; 34) starr sind und ein langgestrecktes Teil aufweisen, das an einem Ende mit der Leine (26) und am anderen Ende kardanisch entweder mit der Sohlenplatte (24) oder mit dem betreffenden Halteorgan (40, 47, 49; 72) verbunden ist.
4. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Leine wenigstens ein dehnbares Federelement aufweist, das von einem netzartigen Gewebe umgeben ist.
5. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leine (26) einen zentralen Abschnitt aufweist, der auf der Sohlenplatte (24) festgehalten wird, wobei die Leine eine Mindestvorspannung aufweist, um die Sohlenplatte in der normalen Gebrauchslage festzuhalten; dass an der Sohlenplatte Führungen (94) vorgesehen sind zum Führen der Leine auf dem Weg, der länger ist als die Sohlenplatte, um eine entsprechend grosse Entfernung der Sohlenplatte von dem Ski zu ermöglichen; und dass das Verbindungsglied (28; 34) und das Steuerorgan (48; 60) ausser Eingriff gelangen, wenn die Sohlenplatte und der Ski sich um einen vorbestimmten Abstand voneinander entfernt haben, wodurch die Spannkraft der Leine herabgesetzt wird.
6. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass an der Sohlenplatte (24) Mittel vorgesehen sind, mit denen der Abstand der Führungen (94) so verändert werden kann, dass die Weglänge der Leine (26) und damit die Grösse der Vorspannung derselben einstellbar ist.
7. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Anzahl von Rollen (94) an der Sohlenplatte (24), um die Leine (26) längs eines Weges zu führen, der eine ausreichende Länge hat, damit die nachgiebige Leine sich verlängern kann, um eine wesentliche Entfernung der Sohlenplatte von dem Ski zuzulassen.
8. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der kraftübertragenden Verbindungsglieder (28; 34) längseinstellbar ist, um die Haltekraft einzustellen, wenn die Sohlenplatte (24) sich unmittelbar am Ski befindet.
Die vorliegende Erfindung betriffl eine seibstauslösende Sicherheitsskibindung mit einer Sohlenplatte, an welcher der Skistiefel lösbar befestigbar ist, und mit einer am Ski anzubringenden Halterung.
Wie in der US-PS 3 893 682 ausgeführt wird, ist es gegenwärtig ganz allgemein üblich, einen Skistiefel an einem Ski mit Hilfe einer Sicherheitsbindung zu befestigen, die es dem Stiefel erlaubt, sich vom Ski loszulösen, falls eine übermässige Kraft wirksam wird, die sonst eine Verletzungsgefahr darstellen könnte. Es gibt eine grosse Anzahl von Bindungen und viele haben Einstellvorrichtungen, um das Auslöseniveau einstellen zu können entsprechend dem Können, der Konstitution und der Kondition des Skiläufers. Ein weiteres Sicherheitsmerkmal bei den meisten Arten von Bindungen besteht darin, dass ein völliges Abtrennen des Skis nach der Auslösung verhindert wird mit Hilfe von verschiedenen Arten von Fangleinen-An ordnungen.
Die vorgenannte Patentschrift beschreibt eine Skibindung von einer Art, die von den konventionellen Skibindungen in ganz erheblicher Weise abweicht, und zwar dergestalt, dass ein ausziehbares und zurückziehbares Kabel sowohl als kraftauf bringendes Verbindungsglied zwischen dem Stiefel und dem
Ski als auch als den Ski festhaltende Fangleine dient. In der
US-PS 3 893 682 schliesst die darin beschriebene bevorzugte
Ausführungsform eine Sohlenplatte ein, die lösbar mit dem Stiefel verbunden ist, wobei die Sohlenplatte diejenigen wirk samen Teile der Bindung enthält, die die Verbindungseinhei ten darstellen, wobei eine am Absatz und eine im vorderen
Teil bei den Zehen angebracht ist.
Jede Einheit weist eine langgestreckte flexible Leine auf, die ausziehbar bzw. aufwik kelbar angeordnet ist, wobei dem Ausziehen ein nachgiebiger
Widerstand entgegengesetzt wird mit Hilfe einer Spannvorrichtung, die ebenfalls in der Sohlenplatte angeordnet ist. Das Ende einer jeden Leine ist mit Befestigungselementen an der Oberseite des Skis verbunden und eine die Kraft kontrollierende Einrichtung ist in jeder Einheit vorgesehen, um die auf die Leine aufgebrachte Kraft zu kontrollieren, wenn der Stiefel sich von dem Ski entfernt. Wie in der bevorzugten Ausführungsform der genannten Patentschrift beschrieben ist, wird vorzugsweise eine verhältnismässige hohe Kraft zwischen dem Stiefel und dem Ski aufrechterhalten, wenn der Stiefel sich in der Nähe des Skis befindet, aber die Kraft nimmt aus Sicherheitsgründen mit zunehmendem Abstand ab.
Die in der US-PS 3 893 682 beschriebene und beanspruchte Skibindung hat sich als ausserordentlich zufriedenstellend herausgestellt und ist von Skiläufern mit unterschiedlichem Können akzeptiert worden. Allerdings ist ein gewisser Bedarf verblieben für eine Skibindung mit ähnlichen wünschenswerten Eigenschaften wie die der früheren Erfindung, jedoch mit einer noch einfacheren Konstruktion und demzufolge niedrigeren Herstellungskosten. Hierauf ist die vorliegende Erfindung gerichtet.
Die selbstauslösende Sicherheitsskibindung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine ausziehbare Leine zum Verbinden der Sohlenplatte mit dem Ski und zum Aufbringen einer Vorspannkraft zwischen diesen, um einer Trennung der Sohlenplatte von dem Ski nachgiebig einen Widerstand entgegenzusetzten, durch Halterungsorgane zum Befestigen der Leine an dem Ski und durch miteinander zusammenwirkende Einrichtungen auf dem Ski und an der Sohlenplatte, wobei diese zusammenwirkenden Einrichtungen miteinander in Eingriff stehen, wenn sich die Sohlenplatte unmittelbar auf dem Ski befindet, um die Effektivität zu erhöhen, mit der die Vorspannkraft mit Hilfe der Leine zwischen der Sohlenplatte und dem Ski angebracht wird.
Bei dieser Anordnung lässt sich eine verhältnismässig hohe
Haltekraft erzielen, wenn sich die Sohlenplatte am Ski befindet, wogegen beim Entfernen der Sohlenplatte vom Ski eine Abnahme der Haltekraft erreichbar ist.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemässen Skibindung einschliesslich der Befestigung des Skistiefels am Ski, wobei die Bindung mit dem Stiefel sich von dem Ski entfernt hat, als wenn übermässige Kräfte angegriffen hätten;
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht ähnlich der in Fig. 1, jedoch in einem grösseren Massstab, wobei die Bindung und der Ski wiederum voneinander entfernt sind, allerdings in einer anderen Richtung, um die Komponenten der Bindung deutlicher zu zeigen;
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht ähnlich der in Fig. 2, wobei die Bindung allerdings im normalen Gebrauchszustand am Ski gezeigt ist;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht längs Linie 44 der Fig. 3;
;
Fig. 5 ist eine Draufsicht auf die Bindung in einem grösseren Massstab mit der Bindung in der normalen Gebrauchsstellung auf dem Ski, wobei gewisse Teile der Bindung weggebrochen sind, um die dahinterliegenden Teile zu zeigen;
Fig. 6 ist eine Seitenansicht der Skibindung in den Stellungen der Fig. 3 und 5, wobei Teile der Skibindung im Schnitt gezeigt sind;
Fig. 7 ist eine teilweise Schnittansicht längs Linie 7-7 der Fig. 6;
Fig. 8 ist eine vergrösserte Teilschnittansicht längs Linie 8-8 in Fig. 6;
Fig. 9 ist eine vergrösserte Teilschnittansicht längs Linie 9-9 in Fig. 5;
Fig. 10 ist eine vergrösserte Teilschnittansicht längs Linie
10-10 in Fig. 5;
Fig. 11 ist ein Querschnitt längs Linie 11-11 in Fig. 6;
;
Fig. 12 ist eine perspektivische Teilansicht des vorderen Endes der Skibindung in einer anderen Ausführungsform, wobei die Bindung in der Gebrauchsstellung auf einem Ski dargestellt ist;
Fig. 13 ist eine Draufsicht auf die Bindung nach der Fig. 12 in verkleinertem Massstab, wobei jedoch bestimmte Teile der Bindung weggebrochen sind, um darunterliegende Teile deutlicher zu zeigen;
Fig. 14 ist eine Kurve, die das Verhältnis von Kraft zu Verschiebung zeigt, das mit der erfindungsgemässen Bindung erhalten wird;
Fig. 15 ist eine Draufsicht auf einen Teil einer anderen Ausführungsform von gewissen Bindungselementen am Fersenende.
Wie sich aus den Zeichnungen ergibt, befasst sich die vorliegende Erfindung mit einer Skibindung zum Ankuppeln eines Skistiefels 20 an einen Ski 22, wobei die Bindung von einer solchen Art ist, die es dem Stiefel und dem Ski gestattet, sich nachgiebig voneinander zu entfernen, wenn eine Trennkraft aufgebracht wird, die ein sicheres Niveau überschreitet; die
Bindung ermöglicht ebenso ein selbsttätiges Zurückkehren des Skistifels zum Ski. Die Skibindung umfasst eine Sohlenplatte 24, die sich unter dem Stiefel 20 befindet und die fest, aber Iösbar damit verbunden ist. Die Sohlenplatte 24 ist an den Ski 22 über eine flexible Leine 26 angekuppelt, um die gewünschte Sicherheitsauslösung sowie das darauffolgende Her anziehen des Skis zu ermöglichen.
Die Leine 26 endet in einem starren Verbindungsglied 28, das verschwenkbar mit der Oberseite des Skis 22 verbunden ist, und die Sohlenplatte 24 schliesst eine mechanische Anordnung 30 ein, die an dem Verbindungsglied angreift, wenn der Stiefel 20 und der Ski 22 sich unmittelbar nebeneinander befinden, um auf diese Weise eine verhältnismässig hohe Haltekraft zu erzielen. Die mechanische Anordnung 30 und das starre Verbindungsglied 28 wirken in einer solchen Weise zusammen, dass der Aufbau einer effektiven Haltekraft zwischen dem Stiefel 20 und dem Ski 22 verhindert wird, wenn diese sich entgegen der durch die Leine 26 aufgebrachten Kraft voneinander trennen.
Die effektive Haltekraft zwischen dem Stiefel 20 und dem Ski 22 nimmt anfänglich bei dem Herauslösen aus der normalen Gebrauchsstellung ab, wie dies aus der Kraft-Verschiebungskurve der Fig. 14 ersichtlich wird. Wie in den Fig. 1 bis 3, 5 und 6 gezeigt ist, ist die Leine an einer oder beiden Enden der Sohlenplatte 24 ausziehbar, wobei diese an den Ski 22 mit Hilfe einer weiter hinten angeordneten mechanischen Anordnung 32 auf der Sohlenplatte angekuppelt ist; ein entsprechendes starres Verbindungsglied 34 am rückwärtigen Ende der Leine 26 ist vorgesehen. Wie weiter unten genauer erklärt wird, arbeiten die Struktur 32 der rückwärtigen Sohlenplatte und das starre Verbindungsglied 34 in einer Weise zusammen, die derjenigen der entsprechenden Elemente am vorderen Ende der Sohlenplatte entspricht.
Das Verbindungsglied 28 bildet eine starre Verlängerung des Endes der Leine 26, um so ein Teil des kraftübertragenden Gliedes zwischen dem Stiefel und dem Ski darzustellen, und es schliesst ein schäkelartiges Teil 36 am entfernten Ende ein. Ein Schäkelbolzen 38 verbindet das Glied 28 mit einem aufragenden Wirbelzapfen 40, der auf der oberen Fläche des Skis 22 (Fig. 10) drehbar befestigt ist. Der Schäkel 36 und der Wirbelzapfen 40 bilden somit ein Kardangelenk für das starre Verbindungsglied 28, so dass das Glied über dem Ski 22 in beliebige Richtungen schwenken kann.
An dem vorderen Ende der Sohlenplatte 24 ist die Anordnung 30 im wesentlichen ein offener Rahmen (Fig. 3), der mit der Sohlenplatte einstückig ausgebildet ist und der zwei Seitenteile 42 aufweist, die Verlängerungen der Randabschnitte der Sohlenplatte sind; der Rahmen weist weiterhin ein Querteil 44 auf, das am Verbindungsglied 28 angreift und mit diesem zusammenwirkt.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Leine 26 mit dem Ski 22 an den einander gegenüberliegenden Enden verbunden und tritt durch die Sohlenplatte 24 hindurch. Neben dem vorderen Ende der Sohlenplatte 24 tritt die Leine 26 durch eine Öffnung 46 aus, und wenn die Sohlenplatte und der Ski 22 in der normalen Gebrauchsstellung miteinander in Kontakt stehen, befindet sich praktisch die gesamte Leine innerhalb der Sohlenplatte. In dieser Position verläuft das Verbindungsglied 28 in der Richtung des Skis und demzufolge im wesentlichen parallel zu der Skioberfläche.
Das vordere Querteil 44 der Anordnung 30 schliesst einen vorwärts und aufwärts vorstehenden Ansatz 48 ein, der den vordersten Teil der gesamten Sohlenplatte 24 darstellt. Dieser Ansatz 48 ist derart angeordnet, dass er unter der Unterseite des starren Verbindungsgliedes 28 in dessen horizontaler Lage liegt und an diesem angreift, wobei der Ansatz eine aufwärts gerichtete Kraft auf das Verbindungsglied ausübt, wenn das vordere Ende der Sohlenplatte 24 angehalten wird.
Wie am besten aus der Fig. 4 ersichtlich wird, ist das vordere Querteil der Anordnung 30 derart ausgebildet, dass eine im wesentlichen V-förmige Nut 50 gebildet wird, die derart dimensioniert und angeordnet ist, dass sie mit dem Verbindungsglied 28 auf beiden Seiten in Eingriff steht, wenn das Glied sich in der im wesentlichen horizontalen Stellung befindet. Ein gleichzeitiger Kontakt des Gliedes 28 mit dem aufwärts vorstehenden Ansatz 48 und den voneinander auf Abstand stehenden Graten, die die V-förmige Nut 50 ausbilden, wird dadurch sichergestellt, dass der Wirbelzapfen 40 sich im beschränkten Masse in senkrechter Richtung verschieben kann.
Es wird Bezug genommen auf die Fig. 10, aus der ersichtlich wird, dass der Wirbelzapfen 40 sowohl für eine derar tige Bewegung als auch für eine Drehung eingerichtet ist, wobei er normalerweise nach unten in Richtung auf den Ski durch eine Federscheibe 45 gedrückt wird, um einen unmittelbaren Kontakt zwischen dem Glied 28 und dem Ansatz 48 sowie zwischen dem Glied und den Graten der V-förmigen Nut 50 sicherzustellen.
Die Befestigung des Wirbelzapfens 40 auf den Ski wird bewerkstelligt durch eine Anordnung, die eine obere und eine untere Befestigungsplatte 47 und 49 einschliesst. Mit der oberen Platte ist eine Begrenzungshülse 51 einstückig ausgebildet, die den Wirbelzapfen 40 aufnimmt und diesen drehbar und begrenzt senkrecht verschiebbar lagert (Fig. 10). Die untere Platte 49 ist an dem Ski mit Hilfe von Schrauben 53 befestigt, und die obere Befestigungsplatte 47 ist derart angeordnet, dass sie mit Bezug auf den Ski in Längsrichtung eingestellt werden kann, um verschiedene Einstellungen der Sohlenplatte 24 aufzunehmen, um zu unterschiedlichen Stiefeln zu passen und in geeigneter Weise die Kraft zu erzeugen, die die Sohlenplatte 24 gegen die Begrenzungshülse 51 drückt.
Wie sich aus den Fig. 5 und 8 genauer ergibt, ist die untere Befestigungsplatte 49 bei 55 geschlitzt, um die Befestigungsschrauben von der oberen Platte 47 aufzunehmen, wobei jede Befestigungsschraube einer entsprechenden Mutter zugeordnet ist, die in einer Ausnehmung auf der Unterseite der unteren Befestigungsplatte 49 festgehalten wird. Durch diese Einrichtungen kann die Stellung des vorderen Wirbelzapfens 40 in der Längsrichtung des Skis eingestellt werden.
Das vordere Querteil 44 der Anordnung 30 schliesst einen einstückig damit ausgebildeten Bogen 52 über der V-förmigen Nut 50 ein, wobei der Bogen einen gewissen Abstand aufweist von dem Verbindungsglied 28 in dessen horizontaler Stellung.
Wie sich aus der Fig. 2 ergibt, dient der Bogen 52 dazu, die Leine 26 zu führen und festzulegen, wenn die Sohlenplatte 24 von dem Ski 22 wegbewegt ist.
Wie am besten aus der Fig. 9 zu ersehen ist, sind in der Sohlenplatte 24 an der Öffnung 46 ein Paar von Führungsrollen 54 vorgesehen, die auf parallelen senkrechten Achsen angeordnet sind, wobei diese Führungsrollen dazu dienen, die Reibung zu verringern, indem sie derart geformt sind, dass sie die Leine 26 aufnehmen und eine seitliche oder senkrechte Verschiebung an der Öffnung 46 verhindern.
Aus dem Voranstehenden dürfte klar werden, dass, wenn das Vorderteil der Sohlenplatte 24 bezüglich des Skis 22 nach aufwärts versetzt würde, eine aufwärtsgerichtete Kraft auf das Verbindungsglied 28 ausgeübt würde, und zwar durch den vorderen Ansatz 48 der Sohlenplatte, was das Verbindungsglied veranlasst, nach aufwärts zu schwenken. Wenn der Vorderteil der Sohlenplatte 24 in ähnlicher Weise mit Bezug zum Ski 22 seitlich versetzt würde, würde eine in waagrechter Richtung wirkende Kraft auf das Verbindungsglied 28 aufgebracht werden, und zwar durch eine der Seiten der V-förmigen Nut 50, wodurch das Verbindungsglied veranlasst würde, nach auswärts in Richtung zu der Kante des Skis zu schwenken.
Da nur ein sehr geringer Teil der Leine 26 durch die Öffnung 46 bis zur Verbindungsstelle mit dem Verbindungsglied 28 vorsteht, wenn die Sohlenplatte 24 sich in der normalen Gebrauchsstellung befindet, wird eine seitliche oder senkrechte Verschiebung des Verbindungsgliedes 28 zunächst die Leine an der Öffnung 46 um einen Winkel von nahezu 90" biegen.
Demzufolge wird in der Leine 26 eine Kraft im wesentlichen senkrecht auf das Verbindungsglied 28 aufgebracht, und zwar an dem von dem Wirbelzapfen 40 abgewandten Ende des Verbindungsgliedes. Entgegen dieser Haltekraft wird eine Auslösekraft wirken, die durch die Sohlenplatte auf das Verbindungsglied über die V-förmige Nut 50, den Ansatz 48 oder über beide wirkt.
Die mechanische Wirkung bzw. in diesem Fall der Widerstand im Zusammenhang mit der Auslösekraft über die Vförmige Nut 50 oder den vorstehenden Ansatz 48 kann dadurch bestimmt werden, dass das Verbindungsglied 28 als einfacher Hebel betrachtet wird, der an dem Wirbelzapfen 40 verschwenkbar gelagert ist. Falls insbesondere der Abstand von der Schwenkachse zu dem vorstehenden Ansatz 48 mit A (Fig. 5), der Abstand von der Schwenkachse zu der V-förmigen Nut mit B und die Gesamtlänge des Gliedes, gemessen von der Schwenkachse aus, mit C bezeichnet wird, dann ist der mechanische Widerstand beim Aufbringen einer Trennkraft über den Vorsprung 48 durch das Verhältnis C : A gegeben und der mechanische Widerstand beim Aufbringen einer Lösekraft über die V-förmige Nut durch das Verhältnis C: B.
Wenn die zum Verbiegen des Endabschnittes der Leine 26 benötigte Kraft vernachlässigt wird und die anfängliche Spannung in der Leine T beträgt, dann ist die anfängliche Haltekraft bei einer Verschiebung der Sohlenplatte 24 in senkrechter Richtung ge geben durch den Ausdruck C T; die Haltekraft bei einer Ver
A schiebung der Sohlenplatte in waagrechter Richtung wird bestimmt durch den Ausdruck C T
B
Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die effektive Haltekraft bei einer senkrechten Verschiebung zwischen dem Ski 22 und dem Stiefel 20 und der Sohlenplatte 24 wesentlich grösser ist als die effektive Haltekraft bei einer seitlichen Verschiebung zwischen dem Ski und der Sohlenplatte. Einige typische Abmessungen bei der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 11 sind wie folgt: A = 1,27 cm, B = 3,81 cm und C = 7,62 cm.
Wenn man in die vorgenannten Formeln für die Haltekraft einsetzt, wird ersichtlich, dass das Verhältnis von senkrechter Haltekraft zu horizontaler oder seitlicher Haltekraft etwa 3:1 beträgt.
Die vorgenannten Ausdrücke beziehen sich selbstverständlich nur auf die anfänglichen Haltekräfte d. h. bevor die Sohlenplatte 24 sich von dem Ski 22 entfernt hat. Es ist aus den Ausdrücken ersichtlich, dass durch eine geeignete Auswahl der Abmessungen A, B und C die anfängliche Haltekraft wesentlich grösser gemacht werden kann als die anfängliche Spannung in der Leine 26. Es dürfte auch ersichtlich sein, dass, wenn die Sohlenplatte 24 sich von dem Ski 22 entfernt, der Kontaktpunkt zwischen der Sohlenplatte und dem Verbindungsglied 28 sich zunehmend von der Achse des Wirbelzapfens 40 entfernt.
Mit anderen Worten wird der Ansatz 48 und die V-förmige Nut 50 längs des Verbindungsgliedes 28 von dem Wirbelzapfen 40 fortgleiten, wobei der mechanische Widerstand gegen eine Trennkraft über den Ansatz oder die Vförmige Nut verringert wird, so dass dadurch die effektive Haltekraft für die Sohlenplatte sehr rasch abnehmen wird.
Diese Kraft im Verhältnis gesetzt zu dem Abstand wird durch die Kurve der Fig. 14 illustriert, in der die anfängliche Haltekraft verhältnismässig hoch ist, aber sehr rasch abfällt, wenn die Sohlenplatte 24 sich von dem Ski 22 entfernt. Sobald das Verbindungsglied 28 vollständig ausser Eingriff gekommen ist mit der Anordnung 30 an der Sohlenplatte 24, wird die Haltekraft allein durch die Spannung in der Leine 26 bestimmt.
Wie sich aus der Fig. 14 ergibt und wie dies bei den meisten elastischen Elementen der Fall ist, nimmt die Spannung mit der Verschiebung zu.
In der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Leine 26 eines oder mehrere federnde dehnbare Elemente auf, die von einem gewebten netzartigen Material umhüllt sind, was allgemein als Shock cord bezeichnet wird.
Derartige Materialien sind erhältlich bei William B. Bliss jr. and Company aus New York, N.Y. Eine derartige Leine kann unter Vorspannung stehen, um eine anfängliche Zugspannung in derjenigen Stellung vorzusehen, in der sich die
Sohlenplatte 24 in der normalen Position an dem Ski 22 befin det. Wenn die Leine 26 durch die Trennkräfte gestreckt wird, erhöht sich die Belastung nicht wesentlich, bis das äussere netz artige Material, das die federnden Elemente umhüllt, ebenfalls von den Zugkräften belastet wird. Wenn dies geschieht, nimmt die effektive Zugspannung in der Leine 26 beachtlich und schnell zu, wie dies in der Fig. 14 gezeigt ist.
Die vorliegende
Erfindung ist nicht auf die Verwendung dieses shock cord Materials für die Leine beschränkt, obwohl dieses Material wesentliche Vorteile mit sich bringt; ein flexibles, aber nicht dehnbares Kabel kann in Kombination mit anderen federnden Elementen innerhalb der Sohlenplatte 24 verwendet werden, um die gewünschte Zugspannung zu erzeugen. Die hintere Anordnung 32 an der Sohlenplatte 24 wirkt mit dem hinteren
Verbindungsglied 34 in praktisch derselben Weise zusammen, wie dies bereits unter Bezugnahme auf die vordere Anordnung 30 und das vordere starre Verbindungsglied 28 beschrieben wurde. Die hintere Anordnung 32 schliesst einen nach rückwärts und aufwärts vorstehenden Ansatz 60 und ein Paar sich verjüngender Führungspfosten 62 ein, die vor dem Ansatz 60 auf parallelen senkrechten Achsen angeordnet sind.
Diese Pfosten verjüngen sich, um zusammenwirkende Oberflächen vorzusehen, die die gleiche Funktion ausfüllen wie die Grate, die die V-förmige Nut 50 bestimmen, d. h. das hintere starre Verbindungsglied 34 passt eng zwischen die Führungspfosten, wenn das Verbindungsglied sich in der im wesentlichen horizontalen Lage befindet. Die hintere Anordnung 32 umfasst ebenfalls einen die Leine festlegenden Bogen 64, der sich zwischen den Spitzen der Führungspfosten 62 spannt, wobei der Bogen einen Abstand aufweist, von dem Verbindungsglied 34 in dessen horizontaler Lage.
Wenn das rücksärtige Ende der Sohlenplatte 24 nach aufwärts von dem Ski 22 weg versetzt wird, wird eine Trennkraft oder Auslösekraft auf das Verbindungsglied 34 über den Ansatz 60 übertragen, und wenn das rückwärtige Ende der Sohlenplatte vom Ski horizontal versetzt wird, wird die Trennoder Auslösekraft auf das Verbindungsglied über einen der Führungspfosten 62 aufgebracht. Es gelten die gleichen Abmessungsverhältnisse für die Verschiebung oder Versetzung des rückwärtigen Endes der Bindung, wie sie für den Vorderteil der Sohlenplatte 24 beschrieben wurden.
Das rückwärtige starre Verbindungsglied 34 schliesst ebenfalls ein schäkelartiges Element 66 ein, das mit Hilfe eines Schäkelstiftes 68 an einem aufragenden Wirbelzapfen 70 befestigt ist, der auf der oberen Oberfläche des Skis 22 angeordnet ist. Eine Anbringung auf dem Ski wird bewerkstelligt mit Hilfe einer Befestigungsplatte 72, die mit Hilfe von Schrauben an dem Ski festgemacht ist.
Die Sohlenplatte 24 wird in der richtigen Ausrichtung auf dem Ski 22 gehalten, und zwar teilweise durch das Zusammenwirken der Führungszapfen 62 mit zwei seitlich sich erstreckenden Flügelelementen 84 auf dem hinteren starren Verbindungsglied 34. Die Führungspfosten 62 haben äussere Hülsen aus einem federnden Material, etwa natürlichem oder synthetischen Gummi; und die Flügelelemente 84 sind auf dem Verbindungsglied 34 derart angeordnet, dass, wenn das Verbindungsglied sich in der im wesentlichen horizontalen Lage befindet, die Flügelelemente vorwärts gegen die Führungszapfen 62 drücken und deren federnde äussere Hülsen leicht verformen.
Die federnden Hülsen der Führungszapfen 62 wirken wie Federn und drängen die Sohlenplatte 24 bezüglich des Skis 22 nach vorne, so dass der vordere Ansatz 48 der Sohlenplatte an der Begrenzungshülse 51 an dem Ski anliegt, wie dies am besten in der Fig. 10 gezeigt ist. Die Begrenzungshülse 51 und somit die Befestigungsplatte, von der diese Hülse ein Teil ist, sind vorzugsweise aus einem hochfesten Kunststoffmaterial hergestellt, das einen geringen Reibungskoeffizienten besitzt, so etwa einem Kunststoff, der unter dem Namen Delrin verkauft wird, um so nicht eine Verschiebung der Sohlenplatte
24 zu behindern.
Eine andere Anordnung zum Erzielen des nach vorne ge richteten Schubes oder Druckes auf die Sohlenplatte 24 ist in der Fig. 15 gezeigt. Die federnden Führungspfosten 62 auf der
Sohlenplatte sind fortgelassen und durch eine V-förmige Nut mit einer Bogenanordnung ersetzt, wobei diese Anordnung zu derjenigen an dem vorderen Ende der Bindung identisch ist, wie dies in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigt und durch die Bezugszeichen 50 und 52 bezeichnet ist. Eine Blattfeder 73 ist auf dem hinteren Verbindungsglied 34 angeordnet und steht mit einem Querteil 75 auf der Sohlenplatte in Eingriff, das eine
V-förmige Nut 77 bestimmt. Eine Belastung der Feder 73 verbiegt diese (wie in der Fig. 15 gezeigt ist) und drängt die Sohlenplatte bezüglich des Skis nach vorne.
Die Leine 26 kann beispielsweise die Fähigkeit besitzen, sich bis zum Doppelten der anfänglichen vorgespannten Länge zu strecken. Unter der Annahme, dass die Leine anfänglich 35,5 cm lang ist, stehen an den beiden Enden der Sohlenplatte
24 etwa 17,8 cm zur Verfügung, wenn man annimmt, dass eine gleichzeitige und gleichmässige Trennung erfolgt. Es ist klar, dass, wenn die Sohlenplatte 24 an einem der beiden Enden nicht verschoben wird, die mögliche Verschiebung an dem anderen Ende entsprechend erhöht ist.
Unter der Annahme, dass die anfängliche Vorspannung in der Leine etwa 9 kp beträgt, dann ist die effektive senkrechte bzw. seitliche Haltekraft etwa 54 und 18 kp, wenn das Verbindungsglied 28 und die Sohlenplatte 24 die unter A, B und C weiter oben genannten Abmessungen besitzen.
Es sei erneut Bezug genommen auf die Kurve der Fig. 14:
Es sei eine seitliche Auslösung mit einer Bindung angenommen, die die erwähnten Abmessungen und Kraftwerte besitzt, und zwar durch Verdrehen der Sohlenplatte 24 bezüglich des Skis; der Punkt X zeigt eine Belastung von 18,1 kp an, wenn noch keine Verschiebung stattgefunden hat. Bei einem Abstand Y, der einer Verschiebung von 3,8 cm entspricht, hat sich die Belastung erheblich verringert und das Verbindungsglied hat gerade die V-förmige Nut 50 oder den entsprechenden Raum zwischen den Führungspfosten 62 verlassen. Beim Abstand Z, der in diesem Beispiel etwa einer Verschiebung von 17,8 cm entsprechen soll, hat das die Leine 26 ausmachende Material im wesentlichen die Grenze seiner Dehnung erreicht.
Die Sohlenplatte 24 umfasst in der üblichen Weise einen Sohlenhalter 80, unter den das vordere Ende des Stiefels 20 eingeschoben wird, wenn der Stiefel auf der Sohlenplatte angeordnet wird. Die Ferse des Stiefels 20 wird ebenfalls in konventioneller Weise an der Sohlenplatte 24 mit Hilfe eines Hebels 82 festgehalten.
Im Gebrauch wird die Bindung zunächst auf den Ski ausgerichtet und mit diesem in Eingriff gebracht in der Stellung, wie sie in der Fig. 3 gezeigt ist, Solange wie die auf den Stiefel und den Ski ausgeübten Kräfte nicht ein vorbestimmtes Sicherheitsniveau überschreiten, wie dies bei normalem Skilauf der Fall ist, erfolgt keine merkbare Trennung. Wenn anderseits ungewöhnlich hohe Kräfte entweder den Stiefel oder den Ski belasten, wird die Leine 26 ausgezogen, um eine Trennung oder ein Auslösen zuzulassen. Irgendwelche Trennkräfte, die entweder senkrecht oder seitlich auf die Ferse oder die Spitze oder beides einwirken, werden das gewünschte Ausziehen der Leine bewirken. Darüberhinaus setzt sich das Herausziehen der Leine 26 fort, wenn dies notwendig ist, den trennenden Kräften nachzugeben, um somit den Skiläufer vor Verletzungen zu bewahren.
Die starren Verbindungsglieder 28 und 34 verlassen den Bereich der Bögen 52 und 64, so dass die Sohlenplatte 24 freigegeben wird für ein Verdrehen oder Verkanten gegenüber dem Ski, wobei diese Bewegungen lediglich durch die flexible Leine 26 eingeschränkt werden.
Sobald die die Trennung von Skistiefel und Ski bewirkende Kraft aufhört, verursachen die elastischen Eigenschaften der Leine 26 ein Wiederanziehen der Bindung und schliesslich ein Zurückkehren in die normale Skistellung, die in der Fig. 3 gezeigt ist. Dieses Zurückziehen beginnt automatisch, sobald die Trennkraft unter die zu diesem Zeitpunkt effektive Haltekraft fällt, und dieses Zurückziehen wird so lange fortgesetzt, wie die effektive Haltekraft die Trennkraft übersteigt. Wenn die Sohlenplatte und der Ski sich wieder unmittelbar aneinander befinden, kommen die starren Verbindungsglieder 28 und 34 automatisch mit der Sohlenplatte in Eingriff und erhöhen somit die effektive Haltekraft, wodurch der Ausgangszustand wieder hergestellt wird, der in der Fig. 14 ersichtlich ist.
Infolge der kombinierten Auslöse- und Rückholfähigkeiten der Bindung ist der Skiläufer auch in unnormalen Belastung situationen vor Verletzungen geschützt und kann dennoch die Kontrolle über die Skier wiedergewinnen, um somit einen Sturz zu vermeiden. Dies beruht auf der Tatsache, dass der Skiläufer mit dem Ski über ein kraftübertragendes Verbindungsglied verbunden bleibt, wobei die Haltekraft ständig auf einem sichereren Niveau gehalten wird.
Die starren Verbindungsglieder 28 und 34 sind vorzugsweise einstellbar mit der Leine 26 verbunden, wie dies in einer Ausführungsform in Fig. 7 gezeigt ist. Das Verbindungsglied 28 weist insbesondere eine äussere Hülse 86 auf, die innen mit einem Gewinde versehen ist, um einen aussen mit einem Gewinde versehenen Stopfen 88 aufzunehmen. Der Stopfen 88 weist eine zentrale Bohrung auf, um die Leine 26 aufzunehmen, und die Leine besitzt ein vergrössertes Element 90, welches ein unabsichtliches Entfernen der Leine aus dem Stopfen verhindert. Die effektive Länge kann somit verändert werden, indem der Stopfen 88 je nach Wunsch verdreht wird. Eine Kontermutter 92 ist vorgesehen, um den Stopfen 88 und die Hülse 86 gegeneinander festzulegen.
Ein Verschieben des Stopfens 88 weiter in die Hülse 86 hinein hat die Wirkung, dass Abstand C in Fig. 5 und somit die anfängliche Haltekraft verringert wird, die zwischen dem Stiefel und dem Ski bei einer gegebenen Vorspannung der Leine 26 wirkt. Umgekehrt hat ein Herausdrehen des Stopfens 88 aus der Hülse 86 den umgekehrten Effekt.
Die Sohlenplatte 24 schliesst ein hohles Gehäuse ein, in dem die Leine 26 zwischen den Enden der Sohlenplatte geführt wird. Die Leine läuft über eine Folge von Rollen 94 (Fig. 5), um die effektive Länge der Leine zu erhöhen und somit eine grössere maximale Verschiebung der Sohlenplatte 24 von dem Ski 22 zu erreichen, als sonst möglich wäre. Die Anordnung der Rollen 94 in der Fig. 5 ist lediglich beispielhaft und in keiner Weise erfindungswesentlich. Wie am besten aus den Fig. 5 und 6 zu ersehen ist, ist die Sohlenplatte 24 vorzugsweise aus zwei ineinandergreifenden Abschnitten ausgebildet, so dass die Gesamtlänge einstellbar ist, um auf verschiedene Skischuhgrössen eingestellt werden zu können.
Wie sich aus den Fig. 1 bis 3 ergibt, kann die Sohlenplatte 24 auf eine bestimmte Länge eingestellt werden, und zwar mit Hilfe von Schrauben 96 in einem Schlitz, wobei die Schrauben durch einen weiteren Schlitz 98 hindurchragen.
Vorzugsweise soll die Sohlenplatte 24 auf den Ski 22 an der Ferse durch einen sich verjüngenden Block 100 ausgerichtet werden, der starr auf dem Ski 22 angeordnet ist. Der Block
100 greift in einen entsprechenden Kanal 102 (Fig. 11) in der Unterseite der Sohlenplatte 24 ein, wenn der Ski in Richtung auf die Sohlenplatte 24 nach einem Auslösen zurückgezogen wird.
Die Fig. 12 und 13 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung, d. h. eine andere Möglichkeit zum Ankuppeln der Leine 26 an dem Ski 22. Wo immer Elemente dieser Ausführungsform ein unmittelbares Äquivalent besitzen bei der zunächst beschriebenen Ausführungsform, sind die entsprechenden Teile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, allerdings mit Hilfe eines Beistriches unterschieden.
Die Leine 26 tritt aus einer abgeänderten Sohlenplatte 24' aus und läuft zwischen zwei Rollen 54'; sie ist starr mit einem Verbindungsglied 28' verbunden, das die Form einer flachen Platte besitzt, die im wesentlichen horizontal angeordnet ist, wenn die Sohlenplatte 24' in der voll zurückgezogenen Stellung unmittelbar am Ski 22 angeordnet ist. Die Platte 28' ist an ihrem vorderen Ende um eine horizontal liegende Achse an dem Wirbelzapfen 40' befestigt, der seinerseits um eine senkrechte Achse in den Befestigungsplatten 72' und 74' frei drehbar ist. Aus den gleichen Gründen wie bei der zunächst beschriebenen Ausführungsform ist die Befestigungsplatte 72' bezüglich der feststehenden unteren Befestigungsplatte 74' einstellbar.
Aus der Fig. 12 ist ersichtlich, dass das Verbindungsglied 28' in beliebiger Richtung oberhalb der Oberfläche des Skis 22 verschwenkbar ist, d. h. in ähnlicher Weise wie das Verbindungsglied 28 in der zunächst beschriebenen Ausführungsform. Das Verbindungsglied 28' besitzt zwei seitlich vorspringende flügelartige Abschnitte 110 und verjüngt sich nach rückwärts über konvexe Ränder zu einer verhältnismässig geringen Breite am rückwärtigen Ende. In der Sohlenplatte 24' sind zwei Führungspfosten 112 vorgesehen, die derart angeordnet sind, dass sie an den flügelartigen Abschnitten 110 anliegen, wenn sich die Sohlenplatte in der voll zurückgezogenen Stellung befindet.
Die äusseren Abdeckungen der Führungspfosten 112 bestehen aus einem federnden Material und haben weitgehend die gleiche Funktion wie die federnden Hülsen der Führungspfosten 62, die unter Bezugnehme auf die erste Ausführungsform beschrieben worden waren, d. h. sie dienen dazu, eine vorwärts oder rückwärts gerichtete Verschiebung der Sohlenplatte 24 mit Bezug auf den Ski 22 zu behindern.
Sie übertragen ebenfalls eine horizontale Trennkraft zwischen der Sohlenplatte 24' und dem Verbindungsglied 28'.
Wie aus der Fig. 12 ersichtlich ist, besitzt die Sohlenplatte 24' auch einen vorwärts und aufwärts vorspringenden Ansatz 48', der aufwärts gerichtete Trennkräfte von der Sohlenplatte 24' zu dem Verbindungsglied 28' überträgt.
Die Abmessungen der Ausführungsform der Fig. 12 und 13 entsprechen denen der eingangs beschriebenen Ausführungsform. Bei der Ausführungsform der Fig. 12 und 13 ist das rückwärtige Ende der Sohlenplatte 24' vermittels einer zu der vorderen Anordnung identischen Anordnung befestigt.
Aus der voranstehenden Beschreibung ergibt sich, dass die vorliegende Erfindung eine Skibindung schafft, die das wünschenswerte selbsttätige Zurückholen des Skis an den Skistiefel bewerkstelligt, wobei vorteilhafte Kraft-Verschiebungsverhältnisse vorliegen. Die Bindung besteht im übrigen aus verhältnismässig einfachen und billigen Teilen. Es dürfte weiterhin klar sein, dass, obwohl besondere Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden sind, Abänderungen vorgenommen werden können, ohne von dem allgemeinen Erfindungsgedanken abzuweichen.
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PATENT CLAIMS
1. Self-triggering safety ski binding with a sole plate to which the ski boot can be detachably fastened, characterized by an extendable line (26) for connecting the sole plate (24) to the ski (22) and for applying a pretensioning force therebetween in order to separate the sole plate (24 ) resiliently opposed by the ski, by mounting members (40, 47, 49; 72) for attaching the line to the ski and by cooperating means (28, 48) on the ski and sole plate, these cooperating means together engage when the soleplate is directly on the ski to increase the effectiveness with which the pretensioning force is applied between the soleplate and the ski using the line.
2nd Safety ski binding according to claim 1, characterized in that a force-transmitting connecting member (28; 34) connected to the line is arranged on the sole plate and a control member (48; 60) on the respective holding member (40, 47, 49; 72) or vice versa , wherein the control member is engaged with the link to change the effectiveness of the tensioning force of the line as a function of its extension length.
3rd Safety ski binding according to claim 2, characterized in that the force-transmitting connecting links (28; 34) are rigid and have an elongated part which is gimbaled at one end with the line (26) and at the other end either with the soleplate (24) or with the relevant holding member (40, 47, 49; 72) is connected.
4th Safety ski binding according to claim 1, characterized in that the line has at least one stretchable spring element which is surrounded by a net-like fabric.
5. Safety ski binding according to claim 2, characterized in that the line (26) has a central portion which is held on the sole plate (24), the line having a minimum pre-tension to hold the sole plate in the normal position of use; that guides (94) are provided on the sole plate for guiding the line on the path, which is longer than the sole plate, in order to allow a correspondingly large distance of the sole plate from the ski; and that the link (28; 34) and the control member (48; 60) disengage when the sole plate and the ski are a predetermined distance apart, thereby reducing the tensioning force of the line.
6. Safety ski binding according to claim 5, characterized in that means are provided on the sole plate (24) with which the distance of the guides (94) can be changed so that the path length of the line (26) and thus the size of the pretensioning thereof can be adjusted .
7. A safety ski binding according to claim 5, characterized by a number of rollers (94) on the soleplate (24) for guiding the line (26) along a path which is of sufficient length for the compliant line to extend by a substantial amount Allow removal of the soleplate from the ski.
8th. Safety ski binding according to claim 2, characterized in that each of the force-transmitting connecting links (28; 34) is adjustable in length in order to adjust the holding force when the sole plate (24) is located directly on the ski.
The present invention relates to a self-triggering safety ski binding with a sole plate to which the ski boot can be detachably fastened and with a holder to be attached to the ski.
As stated in U.S. Patent No. 3,893,682, it is currently very common to attach a ski boot to a ski using a safety bond that allows the boot to disengage from the ski in the event of excessive force being applied otherwise could pose a risk of injury. There are a large number of bindings and many have adjustment devices to adjust the release level according to the skill, the constitution and the condition of the skier. Another safety feature with most types of bindings is that the ski is prevented from being completely detached after release with the aid of various types of suspension line arrangements.
The aforesaid patent describes a ski binding of a kind which deviates from the conventional ski bindings in a very considerable manner, namely in such a way that an extendable and retractable cable serves as both a force-applying connecting link between the boot and the
Ski as well as the ski-holding line is used. In the
U.S. Patent 3,893,682 closes the preferred one described therein
Embodiment a sole plate, which is releasably connected to the boot, the sole plate contains those effective parts of the binding that constitute the connecting units, one on the heel and one in the front
Part is attached to the toes.
Each unit has an elongated flexible line that can be pulled out or is arranged wikbar, the pulling out a compliant
Resistance is opposed with the help of a tensioning device, which is also arranged in the sole plate. The end of each line is connected to fasteners on the top of the ski and a force control device is provided in each unit to control the force applied to the line when the boot moves away from the ski. As described in the preferred embodiment of said patent, a relatively high force is preferably maintained between the boot and the ski when the boot is near the ski, but the force decreases with increasing distance for safety reasons.
The ski binding described and claimed in US Pat. No. 3,893,682 has proven to be extraordinarily satisfactory and has been accepted by skiers of different skill levels. However, there remains a certain need for a ski binding with similar desirable properties to that of the previous invention, but with an even simpler construction and consequently lower manufacturing costs. The present invention is directed to this.
The self-releasing safety ski binding according to the invention is characterized by an extendable line for connecting the sole plate to the ski and to apply a pretensioning force therebetween in order to resiliently resist separation of the sole plate from the ski, by holding members for fastening the line to the ski and by cooperating means on the ski and on the soleplate, these cooperating means being in engagement when the soleplate is directly on the ski, to increase the effectiveness with which the pretensioning force by means of the line between the soleplate and the Ski is attached.
This arrangement allows a relatively high one
Achieve holding force when the soleplate is on the ski, whereas a decrease in the holding force can be achieved when the soleplate is removed from the ski.
Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing.
Fig. 1 is a perspective view of a preferred embodiment of a ski binding according to the invention including the attachment of the ski boot to the ski, the binding with the boot having moved away from the ski as if excessive forces had applied;
Fig. 2 is a perspective view similar to that in FIG. 1, but on a larger scale, the binding and the ski again being separated from one another, but in a different direction in order to show the components of the binding more clearly;
Fig. 3 is a perspective view similar to that in FIG. 2, but the binding is shown on the ski in normal use condition;
Fig. 4 is a sectional view taken along line 44 of FIG. 3;
;
Fig. 5 is a plan view of the binding on a larger scale with the binding in the normal use position on the ski, with certain parts of the binding broken away to show the parts behind;
Fig. 6 is a side view of the ski binding in the positions of FIG. 3 and 5, with parts of the ski binding shown in section;
Fig. 7 is a partial sectional view taken along line 7-7 of FIG. 6;
Fig. 8 is an enlarged partial sectional view taken along line 8-8 in FIG. 6;
Fig. 9 is an enlarged partial sectional view taken along line 9-9 in FIG. 5;
Fig. 10 is an enlarged partial sectional view taken along a line
10-10 in Fig. 5;
Fig. 11 is a cross section along line 11-11 in FIG. 6;
;
Fig. 12 is a partial perspective view of the front end of the ski binding in another embodiment, the binding being shown in use on a ski;
Fig. 13 is a top view of the binding of FIG. 12 on a reduced scale, but certain parts of the binding have been broken away in order to show parts underneath more clearly;
Fig. Fig. 14 is a graph showing the force to displacement ratio obtained with the binding according to the invention;
Fig. 15 is a top view of part of another embodiment of certain binding elements at the heel end.
As can be seen from the drawings, the present invention is concerned with a ski binding for coupling a ski boot 20 to a ski 22, the binding being of a type which allows the boot and the ski to be compliantly separated from one another when a separation force is applied that exceeds a safe level; the
Binding also enables the ski stick to automatically return to the ski. The ski binding comprises a sole plate 24, which is located under the boot 20 and which is firmly but releasably connected to it. The sole plate 24 is coupled to the ski 22 via a flexible line 26 in order to enable the desired safety release and the subsequent pulling on of the ski.
The line 26 terminates in a rigid link 28 which is pivotally connected to the top of the ski 22 and the sole plate 24 includes a mechanical assembly 30 which engages the link when the boot 20 and ski 22 are immediately adjacent in order to achieve a relatively high holding force in this way. The mechanical assembly 30 and the rigid link 28 cooperate in such a manner that an effective holding force between the boot 20 and the ski 22 is prevented from building up when they separate from each other against the force exerted by the line 26.
The effective holding force between the boot 20 and the ski 22 initially decreases as it is released from the normal use position, as can be seen from the force-displacement curve in FIG. 14 becomes apparent. As in the Fig. 1 to 3, 5 and 6, the line is extendable at one or both ends of the sole plate 24, which is coupled to the ski 22 by means of a mechanical arrangement 32 arranged further back on the sole plate; a corresponding rigid connecting link 34 is provided at the rear end of the line 26. As will be explained in more detail below, the structure 32 of the rear sole plate and the rigid connecting link 34 work together in a manner which corresponds to that of the corresponding elements at the front end of the sole plate.
The link 28 forms a rigid extension of the end of the line 26 so as to form part of the force-transmitting link between the boot and the ski, and includes a shackle-like part 36 at the distal end. A shackle pin 38 connects the link 28 to an upstanding swivel pin 40 which is on the upper surface of the ski 22 (Fig. 10) is rotatably attached. The shackle 36 and the swivel pin 40 thus form a universal joint for the rigid connecting member 28, so that the member can pivot over the ski 22 in any direction.
At the front end of the soleplate 24, the assembly 30 is essentially an open frame (Fig. 3) which is integral with the sole plate and which has two side parts 42 which are extensions of the edge portions of the sole plate; the frame also has a cross member 44 which engages and cooperates with the link 28.
In the illustrated embodiment, the line 26 is connected to the ski 22 at the opposite ends and passes through the sole plate 24. Beside the front end of the soleplate 24, the line 26 exits through an opening 46, and when the soleplate and the ski 22 are in contact in the normal position of use, practically all of the line is within the soleplate. In this position, the link 28 extends in the direction of the ski and consequently substantially parallel to the ski surface.
The front cross member 44 of the assembly 30 includes a forward and upward projection 48 which is the foremost part of the entire sole plate 24. This lug 48 is arranged to lie beneath the bottom of the rigid link 28 in its horizontal position and engage the lug, the lug exerting an upward force on the link when the front end of the soleplate 24 is stopped.
As best seen in Fig. 4, the front cross member of the assembly 30 is formed to form a generally V-shaped groove 50 that is sized and arranged to engage the link 28 on both sides when the link is in contact is in the substantially horizontal position. Simultaneous contact of the link 28 with the upwardly projecting projection 48 and the ridges which are spaced apart from one another and which form the V-shaped groove 50 is ensured in this way that the vertebral pin 40 can move to a limited extent in the vertical direction.
Reference is made to the Fig. 10, from which it can be seen that the swivel pin 40 is arranged for both such movement and rotation, normally being pressed downwards towards the ski by a spring washer 45, for direct contact between the link 28 and the shoulder 48 and between the link and the ridges of the V-shaped groove 50.
The attachment of the swivel pin 40 to the ski is accomplished by an arrangement that includes upper and lower mounting plates 47 and 49. A limiting sleeve 51 is integrally formed with the upper plate, which receives the swivel pin 40 and supports it so that it can be rotated and displaced vertically to a limited extent (FIG. 10). The lower plate 49 is attached to the ski by means of screws 53 and the upper mounting plate 47 is arranged such that it can be adjusted longitudinally with respect to the ski to accommodate different adjustments of the sole plate 24 to result in different boots fit and appropriately generate the force that presses the sole plate 24 against the limiting sleeve 51.
As can be seen from the Fig. 5 and 8, the lower mounting plate 49 is slotted at 55 to receive the mounting screws from the upper plate 47, with each mounting screw associated with a corresponding nut that is retained in a recess on the underside of the lower mounting plate 49. With these devices, the position of the front vertebrae 40 in the longitudinal direction of the ski can be adjusted.
The front cross member 44 of the assembly 30 includes an arc 52 formed integrally therewith over the V-shaped groove 50, the arc being a certain distance from the link 28 in its horizontal position.
As can be seen from Fig. 2 results, the bow 52 serves to guide and fix the line 26 when the sole plate 24 is moved away from the ski 22.
As best seen in Fig. 9, a pair of guide rollers 54 are provided in the sole plate 24 at the opening 46, which are arranged on parallel vertical axes, these guide rollers serving to reduce the friction by being shaped to form the leash Take up 26 and prevent a lateral or vertical displacement at the opening 46.
From the foregoing, it should be understood that if the front of the soleplate 24 were displaced upward with respect to the ski 22, an upward force would be exerted on the link 28 by the front lug 48 of the soleplate, causing the link to follow to pan upwards. Similarly, if the front portion of soleplate 24 were laterally offset with respect to ski 22, a horizontal force would be applied to link 28 through one of the sides of V-shaped groove 50, thereby causing the link to swing outwards towards the edge of the ski.
Since only a very small part of the line 26 protrudes through the opening 46 to the connection point with the connecting member 28 when the sole plate 24 is in the normal position of use, a lateral or vertical displacement of the connecting member 28 first becomes the line at the opening 46 bend an angle of nearly 90 ".
As a result, a force is applied in the line 26 essentially perpendicularly to the connecting member 28, specifically at the end of the connecting member facing away from the swivel pin 40. A release force will act against this holding force, which acts through the soleplate on the connecting member via the V-shaped groove 50, the extension 48 or both.
The mechanical effect or in this case, the resistance in connection with the triggering force via the V-shaped groove 50 or the protruding projection 48 can be determined by considering the connecting member 28 as a simple lever which is pivotably mounted on the swivel pin 40. If, in particular, the distance from the pivot axis to the projection 48 above with A (Fig. 5), the distance from the pivot axis to the V-shaped groove is denoted by B and the total length of the link, measured from the pivot axis, is denoted by C, then the mechanical resistance when applying a separating force via the projection 48 by the ratio C. : A and the mechanical resistance when applying a releasing force via the V-shaped groove through the ratio C: B.
If the force required to bend the end portion of the line 26 is neglected and the initial tension in the line is T, then the initial holding force for a displacement of the sole plate 24 in the vertical direction is given by the expression C T; the holding force at a ver
A shift of the sole plate in the horizontal direction is determined by the expression C T
B
An essential aspect of the present invention is that the effective holding force with a vertical displacement between the ski 22 and the boot 20 and the sole plate 24 is significantly greater than the effective holding force with a lateral displacement between the ski and the sole plate. Some typical dimensions in the embodiment according to FIGS. 1 to 11 are as follows: A = 1.27 cm, B = 3.81 cm and C = 7.62 cm.
If one uses the above-mentioned formulas for the holding force, it can be seen that the ratio of vertical holding force to horizontal or lateral holding force is approximately 3: 1.
Of course, the aforementioned expressions relate only to the initial holding forces d. H. before the sole plate 24 has moved away from the ski 22. It can be seen from the expressions that the initial holding force can be made considerably greater than the initial tension in the line 26 by a suitable selection of the dimensions A, B and C. It should also be apparent that as the soleplate 24 moves away from the ski 22, the point of contact between the soleplate and the connector 28 progressively moves away from the axis of the swivel pin 40.
In other words, the boss 48 and the V-shaped groove 50 will slide along the link 28 from the swivel pin 40, reducing the mechanical resistance to a separating force via the boss or the V-shaped groove, thereby resulting in the effective holding force for the soleplate will decrease very quickly.
This force in relation to the distance is shown by the curve in FIG. 14 illustrates in which the initial holding force is relatively high, but drops very rapidly as the soleplate 24 moves away from the ski 22. As soon as the connecting member 28 has completely disengaged from the arrangement 30 on the sole plate 24, the holding force is determined solely by the tension in the line 26.
As can be seen from Fig. 14 results and as is the case with most elastic elements, the tension increases with the displacement.
In the presently preferred embodiment of the invention, the leash 26 includes one or more resilient, extensible members encased in a woven, mesh-like material, commonly referred to as shock cord.
Such materials are available from William B. Bliss Jr. and Company from New York, N. Y. Such a line may be under tension to provide an initial tension in the position in which the
Sole plate 24 is in the normal position on the ski 22. If the line 26 is stretched by the separating forces, the load does not increase significantly until the outer net-like material that envelops the resilient elements is also loaded by the tensile forces. When this happens, the effective tension in line 26 increases considerably and rapidly, as shown in FIG. 14 is shown.
The present
Invention is not limited to the use of this shock cord material for the leash, although this material has significant advantages; a flexible but inextensible cable can be used in combination with other resilient elements within the soleplate 24 to create the desired tension. The rear assembly 32 on the soleplate 24 interacts with the rear
Link 34 together in virtually the same manner as previously described with reference to front assembly 30 and front rigid link 28. The rear assembly 32 includes a backward and upward projection 60 and a pair of tapered guide posts 62 disposed in front of the projection 60 on parallel vertical axes.
These posts taper to provide cooperating surfaces that perform the same function as the ridges that define the V-shaped groove 50, i.e. H. the rear rigid link 34 fits snugly between the guide posts when the link is in the substantially horizontal position. The rear assembly 32 also includes a line 64 defining the line that spans between the tips of the guide posts 62, the line being spaced from the link 34 in its horizontal position.
When the rear end of the soleplate 24 is displaced upward away from the ski 22, a separation force or release force is transmitted to the link 34 via the boss 60, and when the rear end of the soleplate is horizontally displaced from the ski, the separation or release force is applied the link is applied over one of the guide posts 62. The same dimensional ratios apply to the displacement or displacement of the rear end of the binding as were described for the front part of the sole plate 24.
The rear rigid link 34 also includes a shackle-like member 66 that is attached by a shackle pin 68 to a spike pin 70 located on the upper surface of the ski 22. Attachment to the ski is accomplished using a mounting plate 72 that is secured to the ski with screws.
The sole plate 24 is held in the correct orientation on the ski 22, in part by the interaction of the guide pins 62 with two laterally extending wing members 84 on the rear rigid link 34. The guide posts 62 have outer sleeves made of a resilient material, such as natural or synthetic rubber; and the wing members 84 are disposed on the link 34 such that when the link is in the substantially horizontal position, the wing members push forward against the guide pins 62 and slightly deform their resilient outer sleeves.
The resilient sleeves of the guide pins 62 act like springs and urge the sole plate 24 forward with respect to the ski 22, so that the front extension 48 of the sole plate rests on the limiting sleeve 51 on the ski, as best shown in FIG. 10 is shown. The limiting sleeve 51 and thus the mounting plate, of which this sleeve is a part, are preferably made of a high-strength plastic material which has a low coefficient of friction, such as a plastic sold under the name Delrin, so as not to cause displacement of the soleplate
24 to hinder.
Another arrangement for achieving the forward thrust or pressure on the soleplate 24 is shown in FIG. 15 shown. The resilient guide post 62 on the
Sole plate are omitted and replaced by a V-shaped groove with an arch arrangement, this arrangement being identical to that at the front end of the binding, as shown in FIGS. 2, 3 and 4 and are designated by the reference numerals 50 and 52. A leaf spring 73 is disposed on the rear link 34 and is engaged with a cross member 75 on the sole plate, the one
V-shaped groove 77 determined. A load on the spring 73 bends it (as in FIG. 15) and urges the soleplate forward with respect to the ski.
For example, line 26 may have the ability to stretch to twice the initial prestressed length. Assuming that the line is initially 35.5 cm long, stand at both ends of the soleplate
24 about 17.8 cm is available if you assume that there is a simultaneous and even separation. It is clear that if the sole plate 24 is not displaced at one of the two ends, the possible displacement at the other end is increased accordingly.
Assuming that the initial tension in the line is about 9 kp, then the effective vertical or lateral holding force about 54 and 18 kp if the connecting member 28 and the sole plate 24 have the dimensions mentioned under A, B and C above.
Reference is again made to the curve of FIG. 14:
A lateral release with a binding having the dimensions and force values mentioned is assumed, namely by turning the sole plate 24 with respect to the ski; the point X indicates a load of 18.1 kp if no shift has yet taken place. At a distance Y, which corresponds to a displacement of 3.8 cm, the load has decreased considerably and the connecting element has just left the V-shaped groove 50 or the corresponding space between the guide posts 62. At distance Z, which in this example should correspond to a displacement of approximately 17.8 cm, the material making up the line 26 has essentially reached the limit of its extension.
The sole plate 24 comprises, in the usual manner, a sole holder 80, under which the front end of the boot 20 is inserted when the boot is placed on the sole plate. The heel of the boot 20 is also held in a conventional manner on the sole plate 24 by means of a lever 82.
In use, the binding is first aligned with the ski and brought into engagement with it in the position as shown in FIG. 3, as long as the forces exerted on the boots and the skis do not exceed a predetermined level of safety, as is the case with normal skiing, there is no noticeable separation. On the other hand, if unusually high forces are placed on either the boot or the ski, the line 26 is pulled out to allow separation or release. Any separation forces that act either vertically or laterally on the heel or toe, or both, will cause the line to be pulled out as desired. In addition, if necessary, the pulling of the line 26 continues to give in to the separating forces, in order thus to protect the skier from injuries.
The rigid connecting members 28 and 34 leave the area of the arches 52 and 64, so that the sole plate 24 is released for twisting or tilting relative to the ski, these movements being restricted only by the flexible line 26.
As soon as the force causing the separation of ski boots and ski ceases, the elastic properties of the line 26 cause the binding to be tightened again and finally to return to the normal ski position, which is shown in FIG. 3 is shown. This retraction begins automatically as soon as the separating force falls below the effective holding force at that time, and this retraction continues as long as the effective holding force exceeds the separating force. When the sole plate and the ski are immediately next to each other, the rigid connecting members 28 and 34 automatically engage the sole plate and thus increase the effective holding force, thereby restoring the initial state which is shown in FIG. 14 can be seen.
As a result of the combined release and return capabilities of the binding, the skier is protected from injuries even in abnormal load situations and can still regain control of the skis in order to avoid a fall. This is due to the fact that the skier remains connected to the ski via a force transmitting link, the holding force being kept at a safer level at all times.
Rigid links 28 and 34 are preferably adjustably connected to line 26, as shown in one embodiment in FIG. 7 is shown. The connecting member 28 has, in particular, an outer sleeve 86 which is threaded on the inside in order to receive a stopper 88 which is threaded on the outside. The plug 88 has a central bore to receive the line 26, and the line has an enlarged member 90 that prevents the line from being accidentally removed from the plug. The effective length can thus be changed by rotating the plug 88 as desired. A lock nut 92 is provided to fix the plug 88 and the sleeve 86 against each other.
Moving the plug 88 further into the sleeve 86 has the effect that the distance C in FIG. 5 and thus the initial holding force that acts between the boot and the ski at a given pretension of the line 26 is reduced. Conversely, unscrewing the plug 88 from the sleeve 86 has the opposite effect.
Sole plate 24 includes a hollow housing in which line 26 is passed between the ends of the sole plate. The line runs over a series of rollers 94 (Fig. 5) in order to increase the effective length of the line and thus to achieve a greater maximum displacement of the sole plate 24 from the ski 22 than would otherwise be possible. The arrangement of the rollers 94 in FIG. 5 is merely exemplary and in no way essential to the invention. As best shown in fig. 5 and 6, the sole plate 24 is preferably formed from two interlocking sections, so that the total length can be adjusted in order to be able to be adjusted to different ski shoe sizes.
As can be seen from the Fig. 1 to 3, the sole plate 24 can be adjusted to a certain length by means of screws 96 in a slot, the screws projecting through a further slot 98.
The sole plate 24 should preferably be aligned on the ski 22 on the heel by means of a tapering block 100 which is rigidly arranged on the ski 22. The block
100 engages in a corresponding channel 102 (FIG. 11) in the bottom of the sole plate 24 when the ski is retracted toward the sole plate 24 after deployment.
The Fig. 12 and 13 show another embodiment of the invention, i. H. another possibility for coupling the line 26 to the ski 22. Wherever elements of this embodiment have a direct equivalent in the embodiment described first, the corresponding parts are denoted by the same reference numerals, but differentiated with a comma.
The line 26 emerges from a modified sole plate 24 'and runs between two rollers 54'; it is rigidly connected to a link 28 'which is in the form of a flat plate which is arranged substantially horizontally when the sole plate 24' is arranged directly on the ski 22 in the fully retracted position. The plate 28 'is fastened at its front end about a horizontally lying axis to the swivel pin 40', which in turn is freely rotatable about a vertical axis in the fastening plates 72 'and 74'. For the same reasons as in the embodiment described first, the mounting plate 72 'is adjustable with respect to the fixed lower mounting plate 74'.
From the Fig. 12 it can be seen that the connecting member 28 'can be pivoted in any direction above the surface of the ski 22, i. H. in a manner similar to connector 28 in the embodiment described first. The connecting member 28 'has two laterally projecting wing-like sections 110 and tapers backwards over convex edges to a relatively small width at the rear end. Provided in the sole plate 24 'are two guide posts 112 which are arranged such that they abut the wing-like sections 110 when the sole plate is in the fully retracted position.
The outer covers of the guide posts 112 are made of a resilient material and have largely the same function as the resilient sleeves of the guide posts 62, which were described with reference to the first embodiment, i. H. they serve to prevent forward or backward displacement of the soleplate 24 with respect to the ski 22.
They also transmit a horizontal separation force between the sole plate 24 'and the connecting member 28'.
As shown in Fig. 12, sole plate 24 'also has a forward and upward projection 48' which transmits upward parting forces from sole plate 24 'to link 28'.
The dimensions of the embodiment of FIG. 12 and 13 correspond to those of the embodiment described in the introduction. In the embodiment of Fig. 12 and 13, the rear end of sole plate 24 'is secured by an arrangement identical to that of the front arrangement.
It follows from the above description that the present invention creates a ski binding which brings about the desirable automatic return of the ski to the ski boot, with advantageous force-displacement ratios. The binding consists of relatively simple and cheap parts. It should also be clear that, although particular embodiments of the invention have been described, changes may be made without departing from the general spirit of the invention.