CS214849B2

CS214849B2 - Safety ski binding

Info

Publication number: CS214849B2
Application number: CS629573A
Authority: CS
Inventors: Hannes Marker; Heinz Korger; Hans-Joachim Steinmetz
Original assignee: Hannes Marker
Priority date: 1972-09-13
Filing date: 1973-09-11
Publication date: 1982-06-25
Also published as: SU674654A3; PL91069B1

Description

Vynález se týká bezpečnostního lyžařského vázání s přídržným členem pro lyžařskou botu, se závorovacím mechanismem pro přídržný člen a se snímačem síly. Snímač síly zjišťuje a měří síly působící na nohu lyžaře a vysílá signál do elektronického obvodu, který přeruší při dosažení předem stanovené prahové hodnoty síly spojení mezi lyží a lyžařskou botou.The invention relates to a safety ski binding with a holding member for a ski boot, a latching mechanism for the holding member and a force sensor. The force sensor detects and measures the forces acting on the skier's foot and sends a signal to an electronic circuit that breaks the connection between the ski and the ski boot when a predetermined force threshold is reached.

K uvolnění lyžařské boty od lyže v případě nebezpečí se dosud používá bezpečnostních lyžařských vázání, kde při výskytu síly převyšující určitý, například nastavitelný odpor přejde uzávorovací člen lyžařské boty z uzávorovací polohy do uvolňovací polohy a tím uvolní lyžařskou botu od lyže. Při moderní konstrukci lyžařských vázání je snaha vytvořit vázání necitlivé na nárazy, a tedy takové, které nevypíná při krátkodobých nárazech, jež neohrožují nohu.lyžaře,_a tím zabraňuje zbytečným pádům, naopak však vypíná při nebezpečných silách působících delší dobu.In order to release the ski boot from the ski in the event of danger, safety ski bindings are still used, where at a force exceeding a certain, for example adjustable resistance, the ski boot closing member moves from the closing position to the release position, thereby releasing the ski boot from the ski. In the modern construction of ski bindings, an attempt is made to make the bindings insensitive to shocks and hence those which do not switch off in short-term impacts that do not endanger the skier's leg, thereby avoiding unnecessary falls, but on the contrary off.

U známých lyžařských vázání, která se nazývají: vázání s dlouhým zdvihem; se jisté necitlivosti na rázy dosahuje tím, že prahová hodnota, představující přípustnou míru namáhání nohy lyžaře, je dána energií rázů nebo sil působících na lyži, která je součinem pružné síly- zatěžující vypínací člen a dráhy, kterou vykoná vypínací člen z klidové polohy do okamžiku vypnutí.For known ski bindings, which are called: long stroke bindings; a certain insensitivity to the shocks is achieved in that the threshold value, which is the permissible level of stress on the skier's foot, is given by the energy of shocks or forces acting on the ski which is the product of the elastic force off.

U bezpečnostního lyžařského vázání tohoto druhu, popsaného v něm. spise DOS 21 39 557, se měří pouze proměnlivá zrychlení působící na nohu lyžaře a porovnávají se s prahovou hodnotou jako kritérium vypínání. Lyžařské vázání pracující na tomto základě však není schopné zabránit typickým úrazům lyžaře. Když totiž lyžař padne ve stoje nebo při nízké rychlosti, vznikají sice malé změny zrychlení a síla tedy vzrůstá s dobou, na nohu však působí dlouhodobě nebezpečně vysoké síly, jejichž nezbytným důsledkem je zlomení nohy nebo poranění.For safety ski bindings of the kind described therein. DOS 21 39 557, only the variable accelerations acting on the skier's foot are measured and compared to a threshold value as a shut-off criterion. Ski bindings working on this basis, however, are not able to prevent the typical injuries of the skier. When a skier falls while standing or at low speed, there are small changes in acceleration and the force increases with time, but the leg is endangered by dangerously high forces in the long term, which inevitably results in leg breakage or injury.

V bezpečnostním lyžařském vázání tohoto druhu podle něm. spisu DOS 15 78 974 dochází k uvolnění vázání až po určité době působení vypínací síly, přičemž doba tohoto působení je konstantní a tedy nezávislá na velikosti působící síly. Vyskytnou-li se během této konstantní doby působení vypínací síly přídavná velká nebezpečná namáhání, působící na nohu lyžaře, může dojít ke zranění lyžaře, aniž nastává včasné uvolnění vázání.In safety ski bindings of this kind according to him. DOS 15 78 974 does not release the binding until after a certain period of action of the breaking force, the duration of this action being constant and thus independent of the magnitude of the applied force. If, during this constant period of action of the breaking force, additional dangerous stresses are applied to the skier's foot, the skier may be injured without timely release of the bindings.

Z něm. spisu DOS 15 78 949 je známé bezpečnostní lyžařské vázání, kde okamžik vypnutí je závislý na době působení vypínací síly. Ani tento princip nevede ke včasnému vypnutí vázání při krátkodobě působících nebezpečně vysokých silách.From him. [0007] DOS 15 78 949 discloses a safety ski binding wherein the moment of opening is dependent on the time of application of the opening force. Even this principle does not lead to the timely release of the bindings at short-term dangerously high forces.

Účelem vynálezu je vytvořit bezpečnostní lyžařské vázání, které by uvolnilo nohu lyžaře tehdy, když doba působení ohrožujících sil překročí určitou, předem stanovenou dobu.The purpose of the invention is to provide a safety ski binding that would release the skier's foot when the time of application of the threatening forces exceeds a predetermined time.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že snímač síly je spojen přes integrační člen s prahovým spínačem pro ovládání závorovacího mechanismu přídržného členu.The principle of the invention is that the force sensor is connected via an integrating member to a threshold switch for actuating the latching mechanism of the retaining member.

V bezpečnostním lyžařském vázání podle vynálezu je prahová hodnota dána součinem působící síly a doby jejího působení a srovnává se s integrálem síly působícím na nohu. Kritérium vypnutí lyžařského vázání je pohybová veličina, tedy integrál síly za určitý čas nebo impuls. Bezpečnostní lyžařské vázání podle vynálezu vypíná tehdy, když na nohu lyžaře působí krátkodobě velké síly nebo dlouhodobě menší síly, které jsou však pro lyžaře nebezpečné. Krátkodobé špičkové síly jsou tedy vázáním podle vynálezu zachycovány stejně jako menší síly, působící po delší dobu. Když menší síly působí po dlouhou dobu, dochází k vypnutí již při nižší úrovni. Uvolnění lyžařské boty nastává vždycky, když integrál síly v čase překročí předem stanovenou prahovou hodnotu. Pro^ tože integrál síly v čase je vztažen k nulovému okamžiku, nemůže dojít k tomu, že by se síly, které neohrožují lyžaře a leží v rozsahu přídržných sil potřebných pro funkeř vázání, sčítaly integrací a vytvořily prahovou hodnotu pro vypnutí.In the safety ski binding according to the invention, the threshold is given by the product of the force applied and its duration and compared with the integral of the force applied to the foot. The criterion of switching off the ski binding is the movement quantity, ie the integral of the force in a certain time or impulse. The safety ski binding according to the invention disengages when a high force or a low force in the short term is applied to the skier's foot, but which is dangerous for the skier. Thus, the short-term peak forces are absorbed by the binding according to the invention as well as the smaller forces acting over a longer period. When lower forces are applied for a long period of time, they are switched off at a lower level. The release of the ski boot occurs whenever the force integral over time exceeds a predetermined threshold. Since the integral of the force over time is relative to the zero moment, forces that do not endanger the skier and lie within the range of holding forces required for the binding function cannot be summed by integration and create a cut-off threshold.

Bezpečnostní lyžařské vázání a jeho funkce jsou podrobněji popsány a vysvětleny na příkladech znázorněných na výkresech, ve kterých značí obr. 1 schematický bokorys vázání s elektronickým obvodem, obr. 2 schematický půdorys podrážkové desky a· základní desky vázání z obr. 1, kde pro přehlednost nejsou zakresleny přídržné členy lyžařské boty a uzávorovací mechanismus, obr. 3 bokorysné schéma uzávorovaeího mechanismu podle vynálezu v . normální provozní poloze, obr. ,4 schéma uzávorovaeího mechanismu z obr. 3 v okamžité poloze při uvolnění boty, obr. 5 schéma uzávorovaeího mechanismu z obr. 3 a 4 v poloze, kdy podrážková deska boty byla znovu zachycena ve vázání po nuceném uvolnění, obr. 6 schéma zapojení elektronického obvodu, obr. 7 schematický bokorys uzávorovaeího mechanismu podle obr. 3 s dalšími konstrukčními význaky a obr. 8 vodorovný podélný řez v rovině IV—IV na obr. 7.The safety ski binding and its functions are described and explained in more detail on the examples shown in the drawings, in which Fig. 1 is a schematic side view of the electronic circuit binding; Fig. 2 is a schematic plan view of the sole plate; FIG. 3 is a side view of the closure mechanism of the invention in FIG. 4 shows a diagram of the closure mechanism of FIG. 3 in an instantaneous position when the shoe is released, FIG. 5 shows a diagram of the closure mechanism of FIGS. 3 and 4 in a position where the shoe sole has been restrained in the binding after forced release. FIG. 6 is a schematic side view of the closure mechanism of FIG. 3 with further constructional features; and FIG. 8 is a longitudinal cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 7.

Bezpečnostní lyžařské vázání, znázorněné schematicky na obr. 1, je tvořeno podrážkovou deskou 1, na které je upevněna lyžařská bota 2 záměrně uvolnitelně. Přední držák 3 podrážky boty 2 je uspořádán blíže neznázorněným způsobem na podrážkové desce 1 výškově i podélně přestavitelně, aby se vázání dalo přizpůsobit různým délkám a tloušťkám podrážky. Zadní držák 4 podrážky je uložen výkyvné kolem vodorovné příčné osy 5 a je pevně spojen s nášlapným pedálem 6. Výkyvná závora 7 drží zadní držák 4 podrážky normálně ve znázorněné závorovací poloze. Výkyvná závora 7 je zatíže214849 na neznázorněnou pružinou á lze ji například špičkou lyžařské hole vykývnout na obr. 1 směrem doprava proti síle pružiny, čímž se zadní držák 4 podrážky uvolní a lyžařskou botu 2 lze zvednout z podrážkové desky 1. Při zasunutí lyžařské boty 2 do vázání dosedne zadní konec podrážky na nášlapný pedál 6 a vykývne zadní držák 4 do jeho závorovací polohy. Přitom výkyvná závora 7 samočinně zaskočí do uzávorovací polohy. Lyžařská bota 2 je pak pevně držena na podrážkové desce 1 a je od ní uvolnitelná jen záměrným vnějším zásahem.The safety ski binding, shown schematically in FIG. 1, consists of a sole plate 1 on which the ski boot 2 is deliberately releasably fastened. The front shoe sole 3 of the shoe 2 is arranged on the sole plate 1 in a height and longitudinal adjustment, not shown in more detail, so that the binding can be adapted to different lengths and thicknesses of the sole. The rear sole holder 4 is pivoted about a horizontal transverse axis 5 and is rigidly connected to the foot pedal 6. The pivoting bolt 7 holds the rear sole holder 4 normally in the bracket position shown. The rocker 7 is loaded 214849 on a spring (not shown) and can be swiveled to the right against the spring force in Fig. 1, for example, to release the rear sole holder 4 and lift the ski boot 2 off the sole 1. the binding engages the rear end of the sole on the foot pedal 6 and pivots the rear bracket 4 to its latching position. The pivot bolt 7 automatically locks into the locking position. The ski boot 2 is then held firmly on the sole plate 1 and is releasable therefrom only by deliberate external intervention.

K zadnímu držáku 4 podrážky je připojen elektronický ovládací obvod 50, který bude podrobně popsán ve spojení s obr. 6.An electronic control circuit 50, which will be described in detail in connection with FIG. 6, is connected to the rear sole holder 4.

Podrážková deska 1 je držena na lyži 10 prostřednictvím základní desky 11, kterou lze uvolnit z lyže 10 společně s podrážkovou deskou 1. Na předním konci je podrážková deska 1 opatřena kapsou 12, do které zapadají konce dvou kyvných ramen 13 základní desky 11. Kyvná ramena 13 jsou konstruována tak, že zachycují s malými deformacemi tahové i tlakové síly působící kolmo k rovině lyže 10, zatímco vodorovné síly působící v rovině lyže 10 zachycují s poměrně velkými deformacemi. V blízkosti zadního konce lyžařské boty 2 je spojena podrážková deska 1 se základní deskou 11 dvěma nárazníky 14, které jsou podobně jako kyvná ramena 13 dimenzovány tak, že také zachycují tahové a tlakové síly, působící kolmo k rovině lyže 10, s malými deformacemi a vodorovné síly rovnoběžné s rovinou lyže 10 s poměrně velkými deformacemi. Podrážková deska 1 přesahuje přes základní desku 11 alespoň na obou podélných stranách. Přibližně v prodloužení osy nohy lyžaře je upraveno místo vzájemného natáčení obou desek 1, 12, vytvořené tak, že základní deska 11 je opatřena dvěma bočními zaoblenými výstupky 15 (obr. 2), stýkajícími se bodově s dolů ohnutými podélnými bočními stěnami podrážkové desky 1. Tím jsou zachycovány příčné síly, které vznikají při jízdě na lyžích a neotáčejí nohu lyžaře.The sole plate 1 is held on the ski 10 by a base plate 11 which can be released from the ski 10 together with the sole plate 1. At the front end, the sole plate 1 has a pocket 12 into which the ends of the two swinging arms 13 of the base plate 11 fit. 13 are designed to absorb with small deformations the tensile and compressive forces acting perpendicular to the plane of the ski 10, while the horizontal forces acting in the plane of the ski 10 absorb with relatively large deformations. Near the rear end of the ski boot 2, the sole plate 1 is connected to the base plate 11 by two bumpers 14, which, like the swinging arms 13, are dimensioned to also absorb tensile and compressive forces acting perpendicular to the plane of the ski 10 forces parallel to the plane of the ski 10 with relatively large deformations. The sole plate 1 extends over the base plate 11 at least on both longitudinal sides. Approximately in the extension of the skier's leg axis, the two plates 1, 12 are rotated instead of relative to each other, formed so that the base plate 11 is provided with two lateral rounded projections 15 (FIG. This captures the transverse forces that occur when skiing and do not turn the skier's foot.

Na zadním konci nese základní deska 11 snímač síly 51, který sestává z kapacitního snímače zkrutné síly 51‘ a z kapacitního snímače ohybové síly 51“. Kapacitní snímač zkrutné síly 5Γ je funkčně spojen se zadním koncem podrážkové desky 1 tak, že snímá a měří zkrutné síly zatěžující podrážkovou desku 1. Zmíněnou úpravou a dimenzováním kyvných ramen 13 a nárazníků 14 jsou při měření zkrutných sil prakticky odstraněny rušivé veličiny. Síly působící svisle vzhůru na držák 4 podrážky, které vznikají při čelním zatížení, jsou přenášeny z podrážkové desky 1 na kapacitní snímač zkrutné síly 51“, který je také pevně spojen se základní deskou 11. Přední konec základní desky 11 je držen uvolnitelně na povrchu lyže 10 kapsovitou příložkou 16, pevně spojenou s lyží 10. Zadním koncem je základní deska 11 uchycena na horní straně lyže 10 uzávorovacím mechanismem 20, který se v případě nebezpečí může uvolnit bez zásahu lyžaře.At the rear end, the base plate 11 carries a force sensor 51, which consists of a torsional force sensor 51 ‘and a bending force sensor 51 '. The capacitance torsional force sensor 5Γ is operatively coupled to the rear end of the sole plate 1 by sensing and measuring the torsional forces on the sole plate 1. Said adjustment and dimensioning of the swingarms 13 and buffers 14 practically eliminate disturbing quantities when measuring the torsional forces. The forces exerted vertically upward on the sole holder 4, which are generated by the front load, are transmitted from the sole plate 1 to a torsional force sensor 51 "which is also firmly connected to the base plate 11. The front end of the base plate 11 is held releasably on the ski surface. 10 with a pocket-like tab 16 firmly connected to the ski 10. At the rear end, the base plate 11 is attached to the upper side of the ski 10 by a locking mechanism 20, which in the event of danger can be released without the intervention of the skier.

Uzávorovací mechanismus 20 obsahuje (obr. 3) kolenovou páku tvořenou dvěma rameny 21, 22 a kolenovým kloubem 23. Jedno rameno 21 kolenové páky je přímo přikloubeno k základní desce 11, kdežto druhé rameno 22 je přikloubeno k západkové páce 24 uložené kyvně na základní desce 11. Kolenová páka je normálně držena ve své napřímené poloze a je proto v labilní rovnovážné poloze. Na obr. 3 až 5 je znázorněn uzávorovací mechanismus 20 v různých okamžitých polohách ve větším měřítku oproti obr. 1. Na obr. 3 je uzávorovací mechanismus 20 zakreslen v normálním provozním stavu bezpečnostního vázání, podobně jako na obr. 1.The locking mechanism 20 comprises (Fig. 3) a knee lever formed by two arms 21, 22 and a knee joint 23. One knee arm 21 is directly articulated to the base plate 11, while the other arm 22 is articulated to the latch lever 24 mounted pivotably on the base plate. 11. The knee lever is normally held in its upright position and is therefore in a labile equilibrium position. 3 to 5, the locking mechanism 20 is shown at different instantaneous positions on a larger scale than FIG. 1. In FIG. 3, the locking mechanism 20 is shown in the normal operating state of the safety binding, similar to FIG. 1.

Západková páka 24 je vytvořena jako úhlová páka; k jejímu jednomu ramenu je přikloubeno rameno 22 kolenové páky, kdežto její druhé rameno je lomené a je ukončeno západkovým nosem 25, který dosedá do západkového vybrání 26' ve výkyvné příložce 26 upevněné na povrchu lyže 10. Výkyvná příložka 26 je . normálně držena v uzavírací poloze působením tlačné šroubové pružiny 27. Na rameno západkové páky 24, spojené s ramenem 22 kolenové páky, působí ještě stabilizační pružina 28, vytvořená jako tažná šroubová pružina, která je svým druhým koncem zavěšena na základní desce 11. Úlohou této stabilizační pružiny 28 je napřímit kolenovou páku po uvolnění základní desky 11 od lyže 10 a také zabránit jejímu nezamýšlenému zalomení. Kolenový kloub 23 je spojen s jádrem ponorné cívky 30, která dostává elektrický impuls vysílaný prahovým spínačem 57 jako řídicí povel k rozpojení vzájemně uzávorované výkyvné příložky 26 a západkového nosu 25 za účelem uvolnění základní desky 11 a lyžařské boty 2, spojené s ní prostřednictvím podrážkové desky 1, od lyže 10 v případě nebezpečí.The latch lever 24 is formed as an angular lever; a knee lever arm 22 is articulated to its one arm, while its other arm is articulated and terminated by a latch nose 25 that abuts the latch recess 26 'in the pivot tab 26 mounted on the ski surface 10. The pivot tab 26 is. Normally held in the closing position by the compression spring 27. The ratchet lever arm 24, connected to the knee lever arm 22, is still subjected to a stabilization spring 28 formed as a tension spring which is hinged to the base plate 11 at its other end. The spring 28 is to straighten the knee lever after releasing the base plate 11 from the ski 10 and also to prevent it from unintentionally kinking. The knee joint 23 is connected to the core of the dip coil 30, which receives an electrical pulse emitted by the threshold switch 57 as a command to disengage the interlocking pivot plate 26 and latch nose 25 to release the base plate 11 and ski boot 2 connected thereto by a sole plate. 1, from the ski 10 in case of danger.

V normálním provozním stavu je západkový nos 25 západkové páky 24 přitisknut silou v západkovém vybrání 26‘ výkyvné příložky 26 proti pohybu nahoru a do stran. V důsledku lomeného uspořádání západkového nosu 25 vzhledem k ose otáčení západkové páky 24 koná rameno západkové páky 24, spojené s ramenem 22, nezávisle na druhu zatížení po vyslání řídicího rozkazu k rozpojení výkyvný pohyb směrem vzhůru, který způsobí další zlomení kolenové páky.In normal operating condition, the latch nose 25 of the latch lever 24 is pressed by force in the latch recess 26 of the pivot tab 26 against upward and lateral movement. Due to the articulated arrangement of the latch nose 25 relative to the pivot axis of the latch lever 24, the latch lever arm 24, coupled to the arm 22, acts independently of the type of load upon release of the control command to disengage the upward pivoting motion causing further knee lever breakage.

Elektronické zapojení ke snímání sil, znázorněné na obr. 6, se skládá ze snímače síly 51, z přenosového vedení 52 a z elektronického ovládacího obvodu 50, který obsahuje impedanční transformační stupeň 53, oscilátor 54 nosného kmitočtu, usměrňovači stupeň 55, integrační člen 56 a prahový spínač 57. Toto elektronické zapojení účinkuje takto:The electronic force sensing circuit shown in FIG. 6 comprises a force sensor 51, a transmission line 52, and an electronic control circuit 50 that includes an impedance transform stage 53, a carrier frequency oscillator 54, a rectifier stage 55, an integrator 56 and a threshold. switch 57. This electronic circuit works as follows:

Jalový odpor kapacitního snímače síly 51 je úměrný vzdálenosti jeho elektrod a tedy napětí na měřicím kondenzátoru C_M je při průtoku proudu úměrné vzdálenosti elektrod snímače a tím i působící síle. Průtok proudu je vyvolán tím, že ke kondenzátoru Cl je připojeno konstantní napětí U_T ze sekundárního vinutí transformátoru Tri, jehož primární vinutí je napájeno z oscilátoru 54 nosného kmitočtu. Výstupní napětí U_Aimpedančního transformačního stupně 53 se přitom téměř rovná svým kmitočtem a amplitudou napětí na měřicím kondenzátoru C_M a vede se galvanicky odděleně přes kondenzátor Cs do usmšrňovacího stupně 55, kde se střídavé napětí U_A usměrní jednocestným usměrňovačem.The reactive resistance of the capacitive force sensor 51 is proportional to the electrode gap, and hence the voltage across the capacitor C _M is proportional to the electrode gap of the sensor and thus the force applied when the current is flowing. The current flow is caused by a constant voltage U _T from the secondary winding of the transformer Tri whose primary winding is fed from the carrier frequency oscillator 54 to the capacitor C1. The output voltage U _A of the impedance transformation stage 53 was nearly equal to their frequency and amplitude voltage on the measuring capacitor C _M and passed through a galvanic isolation capacitor Cs to usmšrňovacího stage 55 where the AC voltage U _and speeding-way rectifier.

Integrační zesilovač s nastavitelnou časovou konstantou v integračním členu 55 vytváří aritmetický průměr, který nejlépe vyjadřuje průběh síly a energie ve statickém i dynamickém stavu, a proto se používá k rozpojení vázání. Za integračním členem 56 je uspořádán prahový spínač 57, jehož porovnávací potenciál kolísá v závislosti na provozním napětí stejně jako stejnosměrné napětí dané měřenou veličinou, což znamená, že přímo kompenzuje výkyvy provozního napětí. Výstupního signálu z prahového spínače 57 se u popisovaného zařízení použije přímo k rozpojení vázání vybuzením ponorné cívky 30.An adjustable time constant integration amplifier in the integrator 55 produces an arithmetic mean that best expresses the force and energy waveforms in both static and dynamic states and is therefore used to release the bindings. Downstream of the integrator 56 is a threshold switch 57 whose comparative potential varies depending on the operating voltage as well as the DC voltage given by the measured variable, which means that it directly compensates for fluctuations in the operating voltage. The output signal from the threshold switch 57 in the present apparatus is used directly to disconnect the excitation of the immersion coil 30.

Impedanční transformační stupeň 53 je tvořen tranzistorem Qi, jehož pracovní bod se samočinně nastavuje odpory Ri, R2 a kondenzátorem C2.The impedance transformation stage 53 consists of a transistor Qi whose operating point is automatically adjusted by resistors R1, R2 and capacitor C2.

Aby tranzistor Qi zesiloval napětí při poměru ležícím 00 nejblíže 1: 1, zmenší se přes druhý tranzistor Q2 průnik prvního tranzistoru Qi, přičemž pracovní bod druhého tranzistoru Q2 se nastaví odpory R3, Ri.In order for the transistor Q1 to amplify the voltage at the ratio 00 lying closest to 1: 1, the penetration of the first transistor Q1 through the second transistor Q2 is reduced, the operating point of the second transistor Q2 being set by resistors R3, R1.

Výstupní signál z prvního tranzistoru Qi se vede jako zpětná vazba přes kondenzátor Cs na druhý tranzistor Q2. Použitím ladicí cívky Li, která tvoří s kondenzátorem Ci rezonanční obvod rezonující na nosném kmitočtu, se zvětší modulační schopnost impedančního transformačního stupně 53 (amplituda ± 6 V při napětí U_B = 9 Vj. Nosný kmitočet se přivádí do impedančního transformačního stupně 53 přes transformátor Tri a kondenzátor Cl.The output signal from the first transistor Q1 is sent as feedback through the capacitor Cs to the second transistor Q2. By using a tuning coil Li, which forms a resonant circuit resonating at the carrier frequency with the capacitor Ci, the modulation ability of the impedance transformer stage 53 (amplitude ± 6 V at a voltage U _B = 9 Vj) is increased. The carrier frequency is fed to the impedance transformer stage 53 through the transformer Tri and a capacitor C1.

Oscilátor nosného kmitočtu je tvořen kompletaentárními dvojicemi COSMOS-tranzistorů Qs, Oi, Qs, Qe, přičemž primární vinutí transformátoru Tri tvoří spolu s kondenzátorem C9 rezonanční obvod pro žádaný nosný kmitočet asi 5 kHz. Kondenzátory C7, Ce slouží ke galvanickému oddělení tranzistorů Q3, Qi, Qs, Qe a odpor R21 k bezvadnému nakmitávání oscilátoru. Odpory R22, R23 omezují proud a snižují příkon proudu oscilátoru 54. Odpory R21, R25 slouží k odfiltrování základní vlny oscilátoru 54.The carrier frequency oscillator consists of complementary pairs of COSMOS transistors Qs, Oi, Qs, Qe, the primary winding of the transformer Tri together with the capacitor C9 forms a resonant circuit for the desired carrier frequency of about 5 kHz. Capacitors C7, Ce serve for galvanic separation of transistors Q3, Qi, Qs, Qe and resistor R21 for perfect oscillator oscillation. Resistors R22, R23 limit the current and reduce the power consumption of the oscillator 54. Resistors R21, R25 serve to filter out the base wave of the oscillator 54.

Usměrňovači stupeň 55 je tvořen operačním zesilovačem Vi, jehož příkon proudu je určován odporem Rie. Usměrňování probíhá na diodách Di, D2, přičemž odpory R7, Rs tvoří zpětnovazební odpory pro zesilovač Vi.The rectifier stage 55 is formed by an operational amplifier Vi whose power input is determined by the resistance Rie. Rectification takes place on diodes D1, D2, where resistors R7, Rs form feedback resistors for amplifier Vi.

Odporem R6 se provádí posunutí nulového bodu, aby při nulové síle na měřicím kondensátoru C_M klesl vstupní proud usměrňovacího stupně 55 na nulu. Přes odpor Rs teče do usměrňovacího stupně 55 proud odpovídající měřené síle, přičemž galvanické oddělení zajišťuje kondensátor Cs.The zero point shift is carried out by the resistor R6 so that the input current of the rectifier stage 55 drops to zero at zero force on the measuring capacitor C _M. Through the resistor Rs, a current corresponding to the measured force flows into the rectifier stage 55, the galvanic separation being provided by the capacitor Cs.

Výstupní signál z usměrňovacího stupně 55 je veden přes odpor R9 do integračního členu 56, kde kondensátor Ce a odpor R10 tvoří zpětnou vazbu operačního zesilovače V2, jehož příkon proudu je nastaven odporem R17; časová konstanta integračního členu 56 je nastavitelná v širokých mezích..kondensátorem Ce a odporem R10.The output signal from the rectifier stage 55 is passed through a resistor R9 to an integrating member 56, where the capacitor Ce and the resistor R10 form the feedback of the operational amplifier V2, the current input of which is set by the resistor R17; the time constant of the integrator 56 is adjustable within wide limits by capacitor Ce and resistor R10.

Pracovní bod zesilovačů Vi, V2, jakož i bod sepnutí zesilovače V3 v prahovém spínači 57 je nastaven společně přes dělič napětí R13, R14, R15 v závislosti na napětí baterie. Zpětnovazební odpor R12 prahového spínače 57 určuje spolu s odporem R11 hysteresi prahového spínače 57. Proudový příkon zesilovače V3 je nastaven odporem Rie.The operating point of the amplifiers V1, V2 as well as the switching point of the amplifier V3 in the threshold switch 57 is set together via a voltage divider R13, R14, R15 depending on the battery voltage. The feedback resistance R12 of the threshold switch 57 together with the resistance R11 determines the hysteresis of the threshold switch 57. The current input of the amplifier V3 is set by the resistor Rie.

Na obr. 4 je znázorněn uzávorovací mechanismus 20 v okamžiku bezpečnostního rozpojení vázání. Po vyslání vypojovacího impulsu prahového spínače 57 nastane samovolné uvolnění základní desky 11, která předtím byla pevně zachycena na povrchu lyže 10. Ponorná cívka 30 vychýlí kolenovou páku z její napřímené polohy jen malou silou, načež se kolenová páka působením samotné rozpojovací síly prakticky okamžitě samočinně složí, čímž se západkový nos 25 uvolní od kyvné příložky 26. Působením stabilizační pružiny 28 zaujme pak kolenová páka ihned znovu svou napřímenou polohu. Aby po tomto nezamýšleném uvolnění lyžařské boty 2 od lyže 10 nemohla lyže 10 ujet, je mezi základní deskou 11 a lyží 10 uspořádán známým, a proto neznázorněným způsobem např. záchytný řemen.FIG. 4 shows the locking mechanism 20 at the time of the safety release of the binding. When the trigger pulse of the threshold switch 57 is released, the base plate 11, which has previously been firmly gripped on the ski surface 10, releases itself. The immersion coil 30 deflects the knee lever from its upright position with little force. , whereby the latch nose 25 is released from the rocker 26. By means of the stabilizing spring 28, the knee lever then immediately restores its upright position. In order to prevent the ski 10 from slipping away after the unintentional release of the ski boot 2 from the ski 10, a retention belt, for example, is arranged between the base plate 11 and the ski 10 in a known and therefore not illustrated manner.

Po bezpečnostním rozpojení vázání může lyžař základní deskou 11, upevněnou na lyžařské botě 2, znovu našlápnout na lyži 10. Přitom se přední konec základní desky 11 zasune pod kapsovitou příložku 16 (obr. 1) a západkový nos 25 západkové páky 24 na zadním konci základní desky 11 zapadne do vybrání kyvné příložky 26, která se k tomu účelu může vykývnout proti tlaku šroubové tlačné pružiny 27 podle obr. 5 doprava a pak se vrátí do polohy znázorněné na obr. 3.After a safety release of the binding, the skier can rest on the ski 10 with the base plate 11 mounted on the ski boot 2. In this case, the front end of the base plate 11 is slid under the pocket tab 16 (Fig. 1) and latch nose 25 The plate 11 fits into the recess of the rocker 26, which for this purpose can swivel against the pressure of the screw compression spring 27 according to FIG. 5 to the right and then return to the position shown in FIG. 3.

Při jízdě na lyžích jsou stále a prakticky bez pohybu čidla měřeny síly zatěžující nohu lyžaře v krutu a ve směru frontálního pádu, poněvadž velmi malé nezbytné měřicí dráhy kapacitního snímače zkrutné síly 5Γ a kapacitního snímače ohybové síly 51“ jsou menší než pružné deformace materiálu desek 1, 11 a lyžařské boty 2. Impulsy působící na nohu lyžaře jsou tedy neustále zachycovány a srovnávány s předem danou pulsní veličinou, která tvoří prahovou hodnotu. Při dosažení této prahové hodnotyWhen skiing, the forces on the skier's leg in torsion and in the frontal fall direction are measured constantly and practically without movement, since the very small necessary measuring paths of the 5Γ torsional force sensor and 51 ”bending force sensor are less than the elastic deformations of the plate material 1 Thus, the pulses acting on the skier's foot are constantly captured and compared with a predetermined pulse variable that constitutes a threshold value. When this threshold is reached

214 vyšle prahový spínač 57 impuls jako řídicí rozkaz k rozpojení vázání.214, the threshold switch 57 sends a pulse as a control command to open the bindings.

Tímto bezdráhovým měřením se vyloučí všechny rušivé veličiny, zejména ve formě tření. Následkem toho je možné zvýšit přípustné velikosti impulsu, protože namáhání přípustná pro nohu lyžaře byla dosud určována se zřetelem k nepříznivým třecím poměrům obvyklých systémů vázání. Další výhoda nového lyžařského vázání spočívá v tom, že při zvýšení přípustné velikosti impulsu není zapotřebí individuální nastavování rozpojovacích sil. Popsané zařízení podle vynálezu je jednoduché a robustní. Mimoto je ještě necitlivé na teplotu, zanesení nečistotou a zledovatění.This interference-free measurement eliminates all interfering quantities, especially in the form of friction. As a result, it is possible to increase the permissible pulse sizes, since the stresses permissible for the skier's foot have so far been determined taking into account the unfavorable friction ratios of conventional binding systems. A further advantage of the new ski binding is that, when the permissible pulse size is increased, no individual adjustment of the disconnecting forces is required. The described device according to the invention is simple and robust. In addition, it is still insensitive to temperature, clogging and icing.

Na obr. 7 a 8 je znázorněno další provedení uzávorovacího mechanismu.Figures 7 and 8 show another embodiment of the locking mechanism.

Výkyvná příložka 26 a šroubová pružina 27, zatlačující ji normálně do aretační polohy, jsou uloženy na volném konci dostatečně silné ploché pružiny 31, která je upevněna na povrchu lyže výkyvné kolem svislé osy.The pivoting plate 26 and the helical spring 27, pushing it normally into the locking position, are mounted at the free end of a sufficiently strong flat spring 31 which is mounted on the ski surface pivotable about a vertical axis.

Plochá pružina 31 je ze stran zatížena dvěma šroubovými tlačnými pružinami 32 (obr. 8], které drží plochou pružinu 31 v její normální poloze na lyži a opírají se o příložný úhelník 33, upevněný na lyži 10. Obě šroubové tlačné pružiny 32 jsou dimensovány tak, že příčné síly vznikající při normální jízdě na lyžích nemohou způsobit vykývnutí ploché pružiny 31 kolem svislé osy. Plochá pružina 31 je tak silná, že síly vznikající při normální jízdě na lyžích, přenášené západkovým nosem 25 a směřující od lyže směrem nahoru, nezpůsobí zvednutí volného konce ploché pružiny 31 od lyže. Tím se dosáhne toho, že před bezpečnostním rozpojením vázání proběhne omezené elastické posunutí nosu 25 a tím i základní desky 11 a podrážkové desky 1, na které je držena lyžařská bota 2. Teprve na konci pruživé dráhy ploché pružiny 31 jak směrem vzhůru, tak do stran vstoupí v činnost příslušný snímač zkrutné síly 51‘ nebo snímač ohybové síly 51“, načež elektronický ovládací obvod 50 vyvolá případné vypnutí.The flat spring 31 is loaded from the side by two helical compression springs 32 (FIG. 8), which hold the flat spring 31 in its normal position on the ski and rest on a clamp 33 mounted on the ski 10. Both helical compression springs 32 are sized that the transverse forces occurring during normal cross-country skiing cannot cause the flat spring 31 to swivel about a vertical axis. The flat spring 31 is so strong that the forces occurring during normal cross-country skiing, transmitted by the latch nose 25 and directed upward from the ski, This results in a limited elastic displacement of the nose 25 and hence of the base plate 11 and the sole plate 1 on which the ski boot 2 is held before the safety release of the binding. both upward and sideways enter into action 51 ‘torsional force sensor or 51 snímač bending force sensor, whereupon the electronic control circuit 50 causes a trip.

Přitom vykývne jádro ponorné cívky 30 ramena 21, 22 kolenové páky malou silou z napřímené polohy. Potom se mohou ramena 21, 22 kolenové páky působením vypínací síly samočinně a prakticky okamžitě sevřít a západkový nos 25 se uvolní ze záběru s výkyvnou přííožkou 26. Působením stabilisační pružiny 28 zaujme pak kolenová páka ihned znovu svou napřímenou polohu. Plochá pružina 31 s výkyvnou přííožkou 26 a šroubovou pružinou 27 se také vrátí zpět do své normální polohy. Aby po bezpečnostním uvolnění lyžařské boty 2 lyže 10 neujela, je známým, a proto neznázorněným způsobem uspořádán mezi základní deskou 11 a lyží 10 záchytný řemen.In doing so, the core of the dip coil 30 pivots the knee lever arms 21, 22 from the upright position with little force. Thereafter, the knee lever arms 21, 22 can be clamped automatically and practically instantaneously by the release force, and the latch nose 25 is released from engagement with the pivot plate 26. By means of the stabilizing spring 28, the knee lever immediately assumes its upright position. The flat spring 31 with the pivot plate 26 and the helical spring 27 also returns to its normal position. In order to prevent the skis 10 from rolling after the safety release of the ski boot 2, a grip belt is arranged between the base plate 11 and the skis 10 in a known and therefore not illustrated manner.

Po takovém bezpečnostním rozpojení vázání může lyžař jednoduše zase našlápnout na lyži 10 základní deskou 11, upevněnou na lyžařské botě 2. Přitom se zasune přední konec základní desky 11 pod kapsovitou příložku 18 a západkový nos 25 západkové páky 24 na zadním konci základní desky 11 se uzávoruje výkyvným členem 26, který k tomu účelu může vykývnout podle obr. 7 doprava, proti síle šroubové pružiny 27, takže zařízení je pak opět připraveno k provozu.After such a safety release, the skier can simply step on the ski 10 again with the base plate 11 mounted on the ski boot 2. The front end of the base plate 11 is slid under the pocket tab 18 and the latch nose 25 of the latch lever 24 at the rear end of the base plate 11 is closed. 7, which can be pivoted to the right in accordance with FIG. 7 against the force of the screw spring 27, so that the device is then ready for operation again.

Uzávorovacího mechanismu 20 podle vynálezu ve spojení s elektronickým ovládacím obvodem 50 lze principiálně použít jak pro držáky špičky, tak pro držáky paty lyžařské boty, kde může nahradit dosavadní uzávorovací ústrojí vázání. Zejména je možné měnit při kombinovaném zatížení jednu prahovou hodnotu v závislosti na druhé. Použitím tuhého uzávorování lze zabránit vzniku tření mezi lyžařskou botou a lyží, vznikajícího u dosavadních lyžařských vázání.The closure mechanism 20 of the invention, in conjunction with the electronic control circuit 50, can in principle be used both for the toe-holders and the heel-holders of the ski boot, where it can replace the existing binding closure device. In particular, it is possible to vary one threshold value at a combined load depending on the other. By using a rigid closure, friction between the ski boot and the ski resulting from prior ski bindings can be prevented.

Podrážky lyžařské boty lze použít jako pouzdra pro umístění elektronického zapojení podle vynálezu, takže pak stačí upravit na lyži jen jeden nebo dva jednoduché přídržné členy pro lyžařskou botu.The soles of the ski boot can be used as housings for accommodating the electronic wiring of the invention, so that only one or two simple holding members for the ski boot can be provided on the ski.

Elektronické zapojení ke snímání síly je napájeno z běžných baterií.The electronic wiring for power sensing is powered by conventional batteries.

Claims

Subject

A safety ski binding with a ski boot holding member, a latching mechanism for a holding member and a force sensor, characterized in that the force sensor (51) is connected via an integrating member (56) to a threshold switch (57) to control the deadbolt. a mechanism (20) of the retaining member (1, 11).

The safety ski binding according to claim 1, characterized in that the deadbolt mechanism (20) is provided with a knee lever (21, 22, 23) which is connected to the immersion coil (30) of the threshold switch (57).

A ski safety binding according to claim 2, characterized in that the knee lever (21, 22, 23) is supported by one arm (21) on a base plate (11) connected releasably to the ski (10) and the other arm (22). by means of a latch lever (24) and to the ski (10), a pivot plate (26) cooperating with the latch lever (24) is fixed.

A ski safety binding according to claim 3, characterized in that the latch lever (24) is provided with a latch nose (25) and the pivot tab (26) is provided with a recess (26 ‘) for receiving the latch nose (25).

A ski safety binding according to claim 3 or 4, characterized in that the pivot plate (26) is loaded by a spring (27).

A ski safety binding according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the knee lever (21, 22, 23) is articulated to the end of the two-arm latch lever (24) facing away from the latch nose (25).

Safety ski binding according to Claims 3 to 6, characterized in that a stabilizing spring (28) is attached to the latch lever (24).

Safety ski binding according to Claims 3 to 7, characterized in that a sole (1) with a ski boot (2) is connected to the base plate (11), connected to the base plate (11) by two swinging arms (13) and bumpers (14).

A ski safety binding according to claim 8, characterized in that the sole plate (1) overlaps the base plate (11i), which is provided with side protrusions (15) for securing the sole plate (1) against lateral movements.

A ski safety binding according to any one of Claims 1 to 9, characterized in that the force sensor (51) is mounted at the rear end of the base plate (11) and is connected to the threshold switch (57) via an integrating member (56).

A ski safety binding according to claim 10, characterized in that the force sensor (51) consists of a capacitive torsional force sensor (5Γ) and a bending force capacitive sensor (51 ").

A ski safety binding according to claim 10 or 11, characterized in that an electronic control circuit (20) consisting of an impedance transformation stage (53) to which an oscillator is connected is connected between the force sensor (51) and the threshold switch (57). (54) a carrier frequency and a rectifier stage (55) coupled to the integrator (56).

A ski safety binding according to claim 5, characterized in that the shim (26) and the spring (27) are mounted on the free end of a flat spring (31) loaded by screw compression springs (32) on both sides and supported by the other end. axles on the ski (10).