DE1920484A1 - Sicherheitsskibindung - Google Patents

Description

• Sicherheiesskibindung Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsskibindung als Einspannvorrichtung der Skistiefel am Ski, lt einer bei Frontal- bzw. Drehsturz wirkenden Überlastsicherung, wobei die Auslösung in Abhängigkeit von den Biege- bzw. Torsionsbeanspruchungen des Beines entlang einer Bruchkurve erfolgt.
• Die Befestigung des Skistiefels auf dem Ski richtet sich nach dem Verwendungszweck, wie für Tourenski oder Abfahrteki, bei der einmal die Skibindung eine gewisse Bßueglichkeit des Skistiefels erlaubt, andererseits suß im letzteren Fall eine bewegungslose Befestigung vorgesehen sein.
• Allgemein wird jedoch vorausgesetzt, daß die Skibindung bei Auftreten einer Uberbelastung eines Beines gelockert oder gelöst wird. Bekannt sind Skibindungen, bei denen über eine greiferartige Beiestigungseinrichtung die Skistiefel am Ski befestigt werden, wobei je an der Stiefelspitze und an der Stltielferse die am Skistiefel etwas vorstehende Sohle festgeklealt wird. Diese Klemmeinrichtung besteht je aus einem Schnappverschluß, der vorne und hinten am Skistiefel in die Arretierstellung gebracht werden muß. Bei Uberlast wird der Schnappverschluß aus der Arretierstellung gedrückt und gibt den Skistiefel frei. Diese flberlastsicherung würde jedoch nur bei Frontal sturz ansprechen, so daß man dazu übergegangen ist, um auch bei Drehsturz die Uberlastsicherung auslösen zu können, die Fersenbefestigung auf einen Drehteller zu montieren.
• Eine andere Ausbildung ist bekannt, bei der an der Stiefelspitze eine Klemivorrichtung mit einem elastischen Federkolben oder Doppelgelenk angeordnet ist. Diese gestatten bei einer bestimmten Belastung eine Auslösung, in dem derKlemingreifer seitlich verschwenkt wird. Die Auslösung bei Frontalsturz und bei Drehsturz erfolgt getrennt und unabhängig voneinander. Das bedeutet,daß sowohl die Spitzenbacken als auch die Fersenbacken den Fuß erst freigeben, wenn an beiden Stellen die Maximallast erreicht ist.
• Diese Anordnungen der bekannten Skibindungen haben jedoch den entscheidenden Nachteil gemeinsam, daß bei kombinierter Beanspruchung des Beines die Ausldsekrkfte zu hoch liegen und ein Bruch eintreten wird. Einer Einstellung der Auslösevorrichtung, die bei geringerer Belastung, also unterhalb der ertragbaren Grenze auslöst, haftet wiederum der Nachteil an, daß eine solche Bindung unsicher bzw. unbrauchbar ist, weil schon bei geringer Beanspruchung wie der normalen Fahrbeanspruchung sich der Skistiefel vom Ski lösen kann.
• Der.Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsskibindung zu schaffen, die als Einspannvorrichtung der Skistieiel am Ski dient, mit einer bei Frontal- bzw. Drehsturz wirkenden Überlastsicherung, wobei die Auslösung in Abhängigkeit von den Biege- bzw. Torsionsbeanspruchungen des Beines entlang einer Bruchkurve erfolgt. Erfindungsgemäß wird das Ziel dadurch erreicht, daß die auftretenden Dreh- bzw. Schub-+\? bewegungen des Skistiefels kombiniert werden, wobei die Drehbowgung durch eine in einem Prismenbett geführte Rolle in eine Axialbewegung umgelenkt wird und auf einen axial verschiebbaren, durch eine Feder gestützten Kolben wirkt, und daß die Feder über eine Spanneinrichtung mit dem Gehause verbunde ist, wobei zwischen Kolben und Spanneinrichtung eine Kugolarretierung angeordnet ist, die bei Überlmt die Spannkraft der Feder aufhebt. Dadurch wird die Befestigung des Skistiefels sowohl an der Fußspitze als auch an der Ferse durch eine einzige Einspannvorrichtung erreicht, und die Auslösevorrichtung der beiden Bindungsteile fAr-Frontal- und Drehsturz an einer Stelle, und zwar an der Fußspitze, vereint. Weiters sind in diesem Bauteil alle Funktionen, wie Ver- und Entriegelung von Hand, Frontal- und Drehauslösung und sämtliche Einstellmöglichkeiten verwirklicht.
• Eine einfache Fersenbackenbefestigung in Form eines Anschlages genügt.
• Anhand eines Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert.
• Es zeigen: Fig. 1 einen Schnitt durch die Spann- und Auslösevorrichtung, Fig. 2 Draufsicht von Fig. 1, Fig. 3, 3a und 4 Ausbildung der Fersenbacken, Fig. 5 Bruchkurven.
• Wie aus Fig. 1 ersichtlich, wird auf den Ski 1 der Skistiefel 2 mit seiner Spitze 2a befestigt. In einem vor dem Skistiefel 2 angeordneten Gehäuse 3 befindet sich die Einspann-und Auslösevorrichtung. Diese enthält einen axial verschiebbaren Kolben 7, der an einem sunde auf den Kolbenboden eine G-bel 11 enthält. In dieser Gabel 11 ist normal zur Längsachse des Kolbens 7 eine Achse 12 eingefügt. Auf der Achse 12 ist drehbar eine Rolle 8. In einem Prismenbett 4 wird die Rolle 8 gehalten. Das Prismenbett 4 bzw. dessen Funktion wird im nachfolgenden näher beschrieben. In Verlängerung des Prisuenbettes 4 führt aus dem Gehäuse 3 die eigentliche Befestigung des Skistiefels 2 heraus. Diese Befestigung besteht aus einem Winkel 14, dessen horizontal angeordneter Schenkel auf die Oberkante der Sohle der Skistiefelspitze 2a auf liegt. Zur Anpassung an den Skistiefel bzw. an die jeweilige Stärke der Sohle ist z. B. ein in eines Langloch geführter Bolzen 5 vorgesehen, der eine Höhenverstellung ermöglicht. Die Lagerung der Rolle 8, die in der Gabel 11 durch die Achse 12 erfolgt, weist weiters eine Sicherung gegen Verdrehen des Kolbens 7 auf. Dies geschieht durch Verlängerung der Achse 12 über das Ende der Gabel 11 hinaus, wobei die Enden der Ach se 12 in Längsführungsnuten 13 geführt werden, die in Gehäuse 3 angeordnet sind und damit eine Längsverschiebung zulassen. An der anderen Seite des Kolbens 7 ist eine Kugelarretierung 10 angeordnet. An diese schließt sich eine Spannvorrichtung an. Diese besteht aus einem längsverstellbaren Spanndorn 9 und einem Spannhebel 18. Die Kugelarretierung 10 enthält eine als Hohlkörper ausgebildete Kugelführung 22. Die Kugelführung 22 hat Bohrungen 23, in denen die Kugeln 21 geführt sind. Auf dem Spanndorn 9 ist eine Rille 20 eingedreht, ebenso ii Inneren des Kolbens 7 eine Rille 30. Zwischen Spanndorn 9 und Kolben 7 ist die Kugelführung 22 eingefügt, d. h. daß Kolben 7, Kugelführung 22 und Spanndorn 9 ineinandergeschoben sind, wobei die Kugeln 21 ausser in der Bohrung 23 der Kugelführung 22 noch in einer Rille, z. B. in der Rille 20 des Spanndorns 9 liegen. As äußeren Teil und am Ende der Kugelführung 22 ist ein Gewinde 24, auf dem ein Federteller 25 ufgeschraubt ist. Der Kolben 7 und der Federteller 25 hat an seinem äußeren Ende Qe einen Bund 26 Zwischen diesen beiden BUnden ist die Feder 6 eingel.gt. Der verstellbare Federteller 25 ermöglicht die Einstellung der Feder vorspannung und dusit die gewünschte Befestigungskraft am Ski 1.
• Durch die Feder 6 und der Stellung des Spanndorns 9 und der Kugelarretierung 10 entsteht eine von der Feder 6 abhängige starre Verbindung. Aus des Gehäuse 3 führt durch eine Bohrung der Spaudorn 9 zus Spunhebel 18. As Ende des Spanndorns.9 ist ein Gewinde 15 angeordnet, über des eine Humutter 16 geschraubt ist. Diese Hutmutter 18 dient dazu, die Länge des Spanndorns und damit die Auslösekraft einstellen zu können.
• Auf der Außenseite der Hutmutter 16 liegt der Exzenter 17 auf, der mit dem Spannhebel 18 aus einem Stück besteht. Der Spannhebel 18 ist durch den Bolzen 19 mit des Gehäuse 3 verankert und dient als Schnellverschluß beim An- bzw. Abschnallen des Skistiefels vom Ski. Bei überlast der Feder 6 durch den Kolben 7 und der Spannvorrichtung wird der Spanndorn 9 in die Kugelführung 22 gedrUckt, bis die Bohrungen 23 über die Rille 30 im Kolben 7 zu liegen kommen. Dadurch können die Kugeln 21 aus der Rille 20 in die Rille 30 gebracht werden, wobei der Spanndorn 9 frei beweglich verschiebbar ist.
• In Fig. 2 ist in Draufsicht die Spannvorrichtung teilweise dargestellt. Sie zeigt im wesentlichen die Formgebung des Winkels 14 sowie des Prismenbettes 4. Der Winkel 14 hat eine ähnliche Formt wie die Spitze 2a des Skistiefels 2 und bewirkt auch eine seitliche Halterung. Das Prismenbett 4 hat die Aufgabe, erst einmal die Schubbewegung des Skistiefels 2 bei Frontallasten auf die Rolle 8 zu übertragen. Außerdem muß die Drehbewegung des Skistiefels ebenfalls in eine axiale Bewegung des Kolbens übergeführt werden. Durch die beiden geschrägten Auf lagef lachen 4a, 4b des Prismenbettes 4 kann eine Drehung des Sklstsiefels ebenfalls in eine axiale Bewegung.umgewandelt werden. Der Winkel der Auflageflächen 4aw 4b des Prismenbettes ist abhängig von der Ausführung der übrigen Umlenkteile, aber besonders auch von der Festigkeit der Knochen. Deshalb ist es vorteilhaft, den Winkel der Auflageflächen durch eine scherenartige Ausbildung verstellbar auszuführen.
• In Fig. 3 ist die Anordnung der Fersenbacken 27 auf geführt. Die Sohle des Skistiefels 2 weist in der Ferse 2 b ebenfalls einen Vorsprung auf, so daß durch eine einfache Klousvorrichtung der Skistiefel 2 ra uti des Ski 1 festgehalten wird. Durch eine besondere Ausbildung, wie durch Keile bzw.
• schiefe Ebene 28 wird eine Höhen%jrstellung der Klemmvorrichtung auf einfache Weise erreicht.
• In Fig. 4 bzw. Fig. 4a ist eine ähnliche Fersenbefestigung dargestellt. Anstelle eines Keiles bzw. schiefer Ebene 28 kann ein Drehhebel 29, der mit Bolzen 32 an der Fersenbacke 27 befestigt ist, Anwendung finden. Der Drehhebel 29 wird am Fersenbacken 27 noch durch eine Feder 33 abgestützt.
• Dies ist notwendig, um einen leichteren Einstieg in die gelöste Skibindung zu ermöglichen. Diese Fersenbefestigung , wie in den beiden letzten Figuren beschrieben, kann deshalb so einiach ausgeführt werden, weil die Einspannvorrichtung die Funktionen der Ver- und Entriegelung und sämtliche Einstellmöglichkeiten in sich vereinigt. Weiters gestattet die in Fig. 3 und 4 dargestellte Fersenbefestigung die Umlenkung einer Krait, die entsteht, wenn der Skistiefel mit seinem Fersenteil abgehoben wird, in eine ebenfalls axiale Bewegung des Kolbens, so daß auch hier die Auslösung bei Erreichen der Belastungsgrenze erfolgt. Um eine Anpassung der Fersenbacken an die jeweilige Schuhgröße zu ermöglichen bzw. um die Montage der Bakken zu erleichtern, ist eine Zahnung 34 an der Auflage am Ski vorgesehen und durch Schrauben 31 festgehalten.
• Durch diese erfindungsgemäße Skibindung wird erreicht, daß eine einwandfreie Auslösung sowohl bei Frontalsturz als auch bei Drehsturz und außerdem noch bei beiden Sturzarten kombiniert erfolgt. Dies ist ein bedeutender Vorteil gegenüber den bisherigen Ausführungen, bei denen bei Frontal und Drehsturz die Auslösung völlig unabhängig voneinander erfolgt Das bedeutet, daß bei den bekannten Ausführungen sowohl die Spitzenbacken als auch die Fersenbacken den Fuß erst freigeben, wenn an beiden Stellen Maitsallast erreicht ist. Bei einer kombinierten Beanspruchung des Beines liegen aber die Aus lösekräfte zusammengenommen zu hoch, so daß unweigerlich ein Bruch eintreten wird.
• Die gefährdete Stelle des Beines ist bei den Skistiefein im Bereich des Unterschenkels und zwar an der Stelle, wo der Stiefelschacht endet. Legt man für den Frontalsturz die Biegebeanspruchungen und bei Drehsturz die Torsionsbeanspruchungen zugrunde, so kann man die Widerstandmomente für die Biegung und Torsion definieren, die sich aus der Geometrie bzw. dem Querschnitt der Knochen ergeben. Mit den äußeren Momenten für Biegung und Torsion, die sich aus verschiedenen Größen, wie Schuhgröße, Körpergröße, Gewicht ergeben, bekommt Man die Spannungen an der kritischen Stelle. Diese bestehen aus dem Quotienten der auftretenden Biege- bzw. Torsionsmomente und der Niderstandsmomrente. Da bisher über die kombinierten Festigkeiten der menschlichen Knochen keinerlei Werte vorliegen, wird im folgenden bei der Überlagerung der Beanspruchung die Bruchhypothese von Metallen verwendet.
• Dies ist aber die Gleichung einer Ellipse, die besagt, daß alle Kombinationen von Biege- und Schubspannungen, die innerhalb der Viertelellipse liegen, vom Werkstoff ertragen werden.
• Vergleicht man nun die nicht gekoppelten Gleichungen die den herkömmlichen Bindungen entsprechen, so erkennt man sof ort, wie in Fig. 5 aufgeführt, die Gefahrenzone (schraffierte Fläche A) als Differnzbetrq zwischen Rechteck und Ellipse.
• Um die gewünschte Charakteristik zu erhalten, müssen die Gleit chungen illr Biege- und Schubupannungen gekoppelt werden. Man erreicht dies nur, wenn man die beiden Bindungsteile für Frontal- und Drehsturz an einer Stelle vereinigt. Dies wird in der Anordnung der Skistiefelbefestigung an der Fußspitze erreicht. In dieser Vorrichtung werden alle Funktionen, wie Ver- und Entriegelung von Hand, Frontal- und Drehauslösung und sämtliche Einstelimöglichkeiten verwirklicht. Dadurch kann der Fersenbacken sehr einfach gestaltet werden.
• Durch diese einfache Ausführung der Skistiefelbefestigung wird eine einfache Kopplung der Biege- und Torsionsmomeute erreicht. Man erzielt damit eine Kennlinie, die zwar keine Ellipse darstellt, aber man erkennt, wie in Fig. 5 strichliert dargestellt, daß diese Kombination den erwünschten Sicherheitsforderungen sehr nahe kommt. Die Ausldsung-der Bindung erfolgt bei Kombinationen der Biege- und Schubspannungen, die auf der Geraden G mit der Gleichung liegen.

Claims (13)

P a t e n t a n s p r ü c h e :

1. Sicherheitsskibindung als Einspannvorrichtung der Skistiefel am Ski, mit einer bei Frontal- bzw. Drehsturz wirkenden Überlastsicherung, wobei die Auslösung in Abhängigkeit von den Biege- bzw. Torsionsbeanspruchungen des Beines entlang einer Bruchkurve erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die auftretenden Dreh- bzw. Schubbewegungen des Skistiefeln (2), kombiniert werden, wobei die Drehbewegung durch eine in einem Prismenbett (4) geführte Rolle (8) in eine Axialbewegung umgelenkt wird und auf einen axial verschiebbaren, durch eine Feder (6) gestützten Kolben (7) wirkt, und daß die Feder (6) über eine Spanneinrichtung mit dem Gehäuse (3) verbunden ist, wobei zwischen Kolben (7) und Spanneinrichtung eine Kugelarretierung (10) angeordnet ist, die bei überlast die Spannkraft der Feder (6) aufhebt.

2. 8icherbeitsskibfndung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Auflageflächen (4a, 4b) gebildete Winkel des Prisenbettes (4) durch scherenartige Ausbildung verstellbar ist.

3. Sicherh.itsskibindung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rolle (8) in einer mit dem Kolben (7) verbundenen Gabel (11) drehbar gelagert ist, und daß die Ach-(12) der Rolle (8) über die Gabel (11) übersteht und in die is Gehäuse (3) angeordneten Längsführungsnuten (13) eingreift.

4. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichDet, daß die Skistletelbefestigung aus einem der Stiefelspltze (2a) angepaßten winkel (14) besteht, der durch in einem Lang loch geführten Bolzen (5) höhenverstellbar ist.

5. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung aus einem Spanndorn (9) und einem gehäusefest abgestützten Spannhebel (18) besteht, wobei die Spanneinrichtung durch einen sir einem am Spannhebel (18) angeordneten Exzenter (17) arretiert wird.

6. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spanndorn (9) an einem Ende ein Gewinde (15) enthält und durch eine Hutmutter (16) längenverstellbar ist.

7. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Spanndorn (9) eine Rille (20) zur Aufnahme der Kugeln (21) angeordnet ist.

8. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugeln (21) in einer Kugelführung (22) durch Bohrungen (23) gelagert sind, wobei am anderen Ende der Kugelführung (22). ein durch Gewinde (24) verstellbarer Federte 1-ler (25) angeordnet ist.

9. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (7) und Federteller (25) einen Bund (26) aufweist, auf dem die Feder (6) aufliegt.

10. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fersenverankerung des Skistiefeis (2) Fersenbacken (27) verwendet werden, die durch einen Keil bzw.

schiefe Ebene (28) höhenvorstellbar sind.

11, Sicherheitsskibindung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Fersenverankerung durch Drehhebel (29) erfolgt.

12. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Keil (28) bzw. Drehhebel (29) am Fersenbacken (27) durch eine Feder (33) abgestützt ist.

13. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Fersenbacken (27) durch Zahnung (34) der Auflage am Ski längsverstellbar sind.