DE19828915A1

DE19828915A1 - Vorrichtung zum Bestimmen und Weiteverarbeiten von Fahr- und/oder Zustandsdaten für eine sich mittels an den Füßen befestigbaren Skiern oder eines Snowboards als Fahrvorrichtungen fortbewegende Person

Info

Publication number: DE19828915A1
Application number: DE1998128915
Authority: DE
Inventors: Martin Riedmayer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1998-06-29
Publication date: 1999-01-14

Description

Die vorliegende Zusatzanmeldung betrifft Verbesserungen und weitere Ausbildungen der mit dem Hauptpatent 197 30 874 geschützten Erfindung, deren Gegenstand nach Patentanspruch 1 des Hauptpatents die nachstehenden Merkmale aufweist:
"Vorrichtung zum Bestimmen und Anzeigen von Fahr- und/oder Zustandsdaten für eine sich mittels an den Füßen befestigbaren Fahrvorrichtungen, insbesondere mittels Schlittschuhen oder mittels Rollen aufweisenden Fahrvorrichtungen wie ein- oder mehrspurigen Rollschuhen oder Rollskiern, fortbewegende Person, mit wenigstens einer in Abhängigkeit von der durch die Fortbewegung eintretenden Ortsveränderung veränderliche Signale erzeugenden Sensoreinrichtung, und mit einer die Signale empfangenden Auswertungs- und Anzeigeeinrichtung zur Konvertierung dieser Signale in anzeigbare Fahr- und/oder Zustandsdaten, wobei die Vorrichtung von der sich fortbewegenden Person mitführbar ist."
Die Vorrichtung nach dem Hauptpatent ist mit großem Vorteil dafür geeignet, die schwierige Aufgabe zu lösen, für eine sich insbesondere mittels Schlittschuhen oder mittels Rollen aufweisenden Fahrvorrichtungen wie ein- oder mehrspurigen Rollschuhen oder Rollskiern, fortbewegende Person zum Leistungsvergleich, zur Leistungskontrolle, zur gezielten Leistungssteigerung oder zu anderen Zwecken Informationen über Fahrdaten, wie z. B. Geschwindigkeiten, zurückgelegte Fahrstrecken oder dergleichen zu gewinnen und anzuzeigen. Generell ist die Vorrichtung nach dem Hauptpatent ohne Einschränkung im Zusammenhang mit beliebigen an den Füßen einer Person befestigbaren Fahrvorrichtungen einsetzbar.

Soweit es sich bei den zu ermittelnden und anzuzeigenden Fahrdaten um die Fahrgeschwindigkeit handelt, gibt das Hauptpatent ausführlich Auskunft über Möglichkeiten, die Fortbewegungsgeschwindigkeit insbesondere mit Hilfe von optischen Elementen, unter Ausnutzung von Ultraschallsignalen oder auch durch Rückgriff auf Signale der Satellitennavigation zu bestimmen. Auf diese Besonderheiten und im übrigen auf die gesamte weitere Offenbarung des Hauptpatents wird für die vorliegende Zusatzanmeldung Bezug genommen.

Der nunmehr beanspruchten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die nach den Lehren des Hauptpatents bestimmten Fahr- und/oder Zustandsdaten in einem umfassenderen Sinne als bloßes "Anzeigen" weiterzuverarbeiten, und zwar dann, wenn die Fahrvorrichtungen Skier oder ein Snowboard sind. Dabei sollen durch die Weiterverarbeitung der Fahr- und/oder Zustandsdaten die Fortbewegungs bedingungen für die Person verbessert werden.

Sicherheitsbindungen für Skier oder Snowboards werden üblicherweise entsprechend den individuellen Merkmalen des Fahrers so eingestellt, daß sie bei hohen Kraftwirkungen, wie sie bei Stürzen auftreten, zuverlässig öffnen.

Berücksichtigt werden bei der Einstellung in der Regel die mit einer Messung am Kniegelenk grob abgeschätzte "Bruchlast" des Beinknochens, das Gewicht und das Fahrkönnen des Fahrers. Bei schnellem sportlichem Fahren soll die Bindung nicht öffnen. Sie wird daher für einen sehr guten Fahrer mit einer größeren Haltewirkung eingestellt als für einen Anfänger. In jedem Fall bleibt die Haltewirkung nach der einmal vorgenommenen Bindungseinstellung unverändert.

Die Erfindung baut auf der Erkenntnis auf, daß die bekannten Sicherheitsbindungen insoweit nachteilig sind, als sie bei ihrem Auslöseverhalten allein das Überschreiten der einmal eingestellten Haltewirkung berücksichtigen, gegenüber allen anderen sicherheitsrelevanten Einflüssen aber unsensibel reagieren. Insoweit besteht sicherheitstechnisch ein Bedarf nach Verbesserungen.

Dem wird die Erfindung gerecht durch eine Vorrichtung zum Bestimmen und Weiterverarbeiten von Fahr- und/oder Zustandsdaten für eine sich mittels an den Füßen befestigbaren Fahrvorrichtungen fortbewegende Person, mit wenigstens einer in Abhängigkeit von der Fortbewegung veränderliche Signale erzeugenden Sensoreinrichtung, und mit einer die Signale empfangenden Auswertungseinrichtung zur Konvertierung dieser Signale in weiterverarbeitbare Fahr- und/oder Zustandsdaten, wobei die Vorrichtung von der sich fortbewegenden Person mitführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung bei Skiern oder einem Snowboard als Fahrvorrichtungen Mittel zur Weiterverarbeitung der Fahr- und/oder Zustandsdaten umfaßt, welche Mittel das Öffnen der Bindung von wenigstens einem der Skier bzw. des Snowboards in Abhängigkeit von den Fahr- und/oder Zustandsdaten, insbesondere in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, auslösen.

Eine durch das Zusammenwirken mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbesserte Bindung ist in der Lage, stets dann zu öffnen, wenn eine ganz spezifische, den zum Öffnungszeitpunkt vorherrschenden besonderen Fahrumständen entsprechende Haltewirkung überwunden wird. Verwirklichbar ist damit eine "intelligente" Bindung mit einem in jedem Fahrzustand optimierten Öffnungsverhalten.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Ansprüchen 2 bis 29 angegeben.

Insbesondere ist das Öffnen der Bindung entsprechend Vorgaben auslösbar, die in einem Fahr- und/oder Zustandsdaten, insbesondere die Fahrgeschwindigkeit, mit an der Bindung wirkenden Kräften und Momenten verknüpfenden Kennfeld enthalten sind. Das Kennfeld kann Informationen über die Schnee- bzw. Pistenbeschaffenheit beinhalten, so daß die Bindung sich z. B. beim Fahren im Tiefschnee anders verhält als beim Fahren auf einer gewalzten Piste. Ferner kann das Kennfeld Informationen über persönliche Parameter der sich fortbewegenden Person beinhalten, insbesondere über Alter, Geschlecht, Gewicht, Dicke der Beinknochen und Fahrkönnen. Berücksichtigt sein können in dem Kennfeld auch Informationen über die Umgebungstemperatur und die Tageszeit. Letztere ist deshalb sicherheitstechnisch von Bedeutung, weil viele Skiunfälle sich am Nachmittag ereignen, wenn beim Fahrer schon eine gewisse Erschöpfung eingetreten ist.

Das genannte Kennfeld kann in einem einen Teil der Vorrichtung bildenden Speicher gespeichert sein. In dem Kennfeld berücksichtigte Angaben und Daten können von der sich fortbewegenden Person in die Vorrichtung eingebbar sein.

Weitere Besonderheit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß das Kennfeld für das Auslösen des Öffnens der Bindung maßgebliche, in Abhängigkeit von den Fahr- und/oder Zustandsdaten gebildete Schwellenwerte für die an der Bindung wirkenden Kräfte und Momente enthält, bei deren Überschreitung das Öffnen der Bindung ausgelöst wird. Dazu ist die Vorrichtung dafür vorbereitet, selbsttätig eine den Vorgaben bzw. den Schwellenwerten entsprechende maximale Haltewirkung der Bindung einzustellen. Das kann entsprechend den Ansprüchen 10 bis 14 dadurch geschehen, daß die Haltewirkung der Bindung durch Beeinflussung elektromagnetisch, elektromechanisch, hydraulisch, elektrorheologisch oder auch elektrothermisch wirkender Haltemittel veränderbar ist.

Die Informationen über die Fortbewegungsgeschwindigkeit werden in der Vorrichtung vorteilhaft aus Signalen der Satellitennavigation bestimmt. Sie können aber auch entsprechend den Angaben der Ansprüche 17 und 18 mit Hilfe von Sensoreinrichtungen gewonnen werden, die optische Elemente oder eine Ultraschall aussendende Einrichtung umfassen.

Teile der Vorrichtung können räumlich getrennt von der Bindung von der sich fortbewegenden Person mitführbar sein. Die Einstellung der Haltewirkung der Bindung bzw. die Beeinflussung der Haltemittel kann dann über elektrische Kabelverbindungen oder drahtlos, insbesondere durch Übertragung von Funksignalen, erfolgen.

Die elektrische Energie für die Vorrichtung kann aus Batterien, Akkumulatoren, Solareinheiten oder auch piezoelektrischen Elementen entnommen werden. Es ist auch möglich, elektrische Energie zum Betreiben der Vorrichtung direkt aus der Fortbewegung zu gewinnen, z. B. aus dem Fahrtwind oder aus den Körperbewegungen oder Gewichtsverlagerungen der sich fortbewegenden Person.

Zur Energieeinsparung kann die Vorrichtung so ausgebildet sein, daß sie das Auslösen der Öffnung der Bindung nur oberhalb einer insbesondere an der Vorrichtung einstellbaren Grenzgeschwindigkeit der Fortbewegung steuert, und daß die Vorrichtung bei unterhalb der Grenzgeschwindigkeit liegender Fortbewegungsgeschwindigkeit, bis auf den Strombedarf für die Bestimmung der Fahrgeschwindigkeit, stromlos gehalten ist. Bei stromloser Vorrichtung oder auch bei Stromausfall kann die Haltewirkung der Bindung einen vorbestimmten, an der Vorrichtung einstellbaren Wert konstant beibehalten - die Bindung wirkt dann in herkömmlicher Weise.

Weitere, hier nicht besonders erwähnte Besonderheiten der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen.

Nachfolgend ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur weiteren Erläuterung im Rahmen eines Ausführungsbeispiels beschrieben:
Es soll davon ausgegangen werden, daß der Ski- oder Snowboardfahrer einige persönliche Daten, wie z. B. insbesondere sein Gewicht, Alter, Geschlecht oder auch bestimmte, sein Fahrkönnen charakterisierende Kennzahlen in die Vorrichtung eingegeben hat. Ferner sind auch Daten zur Schnee- und Pistenbeschaffenheit, zur Tageszeit und zur Umgebungstemperatur eingegeben. Danach ist in der Vorrichtung ein die zuvor eingegebenen Daten berücksichtigendes Kennfeld gespeichert, in dem Werte für die Fahrgeschwindigkeit mit Schwellenwerten für die an der Bindung wirkenden Kräfte und Momente verknüpft sind, bei deren Überschreitung das Öffnen der Bindung ausgelöst wird.

Die Vorrichtung ist nach ihrem Einschalten in der Lage, mit ihrer Sensoreinrichtung laufend Signale der Satellitennavigation zu empfangen und daraus aktuelle Geschwindigkeitswerte für die Fortbewegung zu berechnen.

Während der Fortbewegung vergleicht die Vorrichtung kontinuierlich oder in zeitlichen Intervallen die berechnete aktuelle Fortbewegungsgeschwindigkeit mit den Daten des Kennfelds. Das Vergleichsergebnis ist der betreffende aktuelle Schwellenwert für das Öffnungsverhalten der Bindung, dem entsprechend die Vorrichtung selbsttätig die Haltewirkung der Bindung einstellt, und zwar durch eine dazu geeignete Beeinflussung der mit der Bindung zusammenwirkenden Haltemittel.

Im Ergebnis wird bei dieser Wirkungsweise der Vorrichtung das Öffnungsverhalten der Bindung laufend der aus Signalen der Satellitennavigation berechneten Fahrgeschwindigkeit nachgeführt, wobei die zuvor in die Vorrichtung eingegebenen festen Parameterwerte gewisse Rahmenbedingungen für die Auslösungsautomatik liefern. Insgesamt ergibt sich eine "intelligente" Bindung, die zu einer gegenüber herkömmlichen Bindungen wesentlich verbesserten Sicherheit für den Ski- oder Snowboardfahrer führt.

Es versteht sich von selbst, daß das dargestellte Ausführungsbeispiel lediglich einer besonderen Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung entspricht. Die gesamte Reichweite der Erfindung und andere spezielle Ausführungen der Vorrichtung ergeben sich aus den Patentansprüchen. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, daß die erfindungsgemäße Vorrichtung dazu geeignet ist, das Öffnungsverhalten der Bindung beliebigen während der Fortbewegung variierenden Fahr- oder Zustandsdaten, einzeln oder zusammengenommen, optimiert nachzuführen. Zusätzlich oder alternativ zur Fortbewegungsgeschwindigkeit sind z. B. Daten zu Körperbewegungen des Ski- oder Snowboardfahrers, insbesondere für Sturzvorgänge charakteristische Beschleunigungswerte, als Referenzwerte für das Nachführen des Öffnungsverhaltens der Bindung denkbar.

Claims

1. Vorrichtung zum Bestimmen und Weiterverarbeiten von Fahr- und/oder Zustandsdaten für eine sich mittels an den Füßen befestigbaren Fahrvorrichtungen fortbewegende Person, mit wenigstens einer in Abhängigkeit von der Fortbewegung veränderliche Signale erzeugenden Sensoreinrichtung, und mit einer die Signale empfangenden Auswertungseinrichtung zur Konvertierung dieser Signale in weiterverarbeitbare Fahr- und/oder Zustandsdaten, wobei die Vorrichtung von der sich fortbewegenden Person mitführbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung bei Skiern oder einem Snowboard als Fahrvorrichtungen Mittel zur Weiterverarbeitung der Fahr- und/oder Zustandsdaten umfaßt welche Mittel das Öffnen der Bindung von wenigstens einem der Skier bzw. des Snowboards in Abhängigkeit von den Fahr- und/oder Zustandsdaten, insbesondere in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit, auslösen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Öffnen der Bindung entsprechend Vorgaben auslösbar ist, die in einem Fahr- und/oder Zustandsdaten, insbesondere die Fahrgeschwindigkeit, mit an der Bindung wirkenden Kräften und Momenten verknüpfenden Kennfeld enthalten sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Kennfeld berücksichtigten Fahr- und/oder Zustandsdaten Informationen über die Schnee- bzw. Pistenbeschaffenheit beinhalten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Kennfeld berücksichtigten Fahr- und 1 oder Zustandsdaten Informationen über persönliche Parameter der sich fortbewegenden Person beinhalten, insbesondere über Alter, Geschlecht, Gewicht, Dicke der Beinknochen und Fahrkönnen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Kennfeld berücksichtigten Fahr- und/oder Zustandsdaten Informationen über die Umgebungstemperatur und die Tageszeit beinhalten.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kennfeld in einem einen Teil der Vorrichtung bildenden Speicher gespeichert ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Kennfeld berücksichtigten Angaben und Daten von der sich fortbewegenden Person in die Vorrichtung eingebbar sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kennfeld für das Auslösen des Öffnens der Bindung maßgebliche, in Abhängigkeit von den Fahr- und/oder Zustandsdaten gebildete Schwellenwerte für die an der Bindung wirkenden Kräfte und Momente enthält, bei deren Überschreitung das Öffnen der Bindung ausgelöst wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie dafür vorbereitet ist, selbsttätig eine den Vorgaben bzw. den Schwellenwerten entsprechende maximale Haltewirkung der Bindung einzustellen.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltewirkung der Bindung durch Beeinflussung elektromagnetisch wirkender Haltemittel veränderbar ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltewirkung der Bindung durch Beeinflussung elektromechanisch wirkender Haltemittel, insbesondere drehende, ziehende oder schiebende Stellantriebe, veränderbar ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltewirkung der Bindung durch Beeinflussung hydraulisch wirkender Haltemittel, insbesondere Servomotoren, veränderbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltewirkung der Bindung durch Beeinflussung elektrorheologisch wirkender Haltemittel, insbesondere bei unterschiedlicher elektrischer Spannung unterschiedliche Viskosität aufweisende Flüssigkeiten, veränderbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltewirkung der Bindung durch Beeinflussung elektrothermisch wirkender Haltemittel, insbesondere auf Temperaturveränderungen ansprechende Bälge, Zylinder oder Dehnstoffe, veränderbar ist.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mittel zur Bestimmung der Fahrgeschwindigkeit aus Signalen der Satellitennavigation, insbesondere solchen zur GPS- (Global Positioning System) oder GLONASS- (Global Orbiting Navigation Satellite System) Positionsbestimmung umfaßt.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch Einrichtungen zur Konvertierung der GPS- oder GLONASS-Daten in während der Fortbewegung zurückgelegte, anzeigbare Strecken.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung optische Elemente umfaßt, die dazu vorbereitet sind, in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit veränderliche optische, von der Schneeoberfläche abgenommene Signalmuster zu empfangen und diese Signalmuster oder daraus gebildete weitere Signale zu ihrer Konvertierung in Fahrgeschwindigkeitsdaten an die Auswertungseinrichtung zu senden.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoreinrichtung eine Ultraschallsignale aussendende Einrichtung umfaßt, die dazu vorbereitet ist, von der Schneepiste reflektierte und sich mit der Fortbewegung ändernde Ultraschallsignalmuster zu empfangen und diese Signalmuster oder daraus gebildete weitere Signale zu ihrer Konvertierung in Fahrgeschwindigkeitsdaten an die Auswertungseinrichtung zu senden.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß Teile der Vorrichtung räumlich getrennt von der Bindung von der sich fortbewegenden Person mitführbar sind und daß die Einstellung der Haltewirkung der Bindung bzw. die Beeinflussung der Haltemittel über elektrische Kabelverbindungen oder drahtlos, insbesondere durch Übertragung von Funksignalen, erfolgt.

20. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Fahr- bzw. Zustandsdaten mittels einer Anzeigeeinrichtung anzeigbar sind und eine oder mehrere der nachstehend angegebenen Informationen betreffen: Aktuelle Fahrgeschwindigkeit, durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit, maximale Fahrgeschwindigkeit, Warnung vor Überschreitung einer wahlweise festgelegten Geschwindigkeit, zurückgelegte Fahrstrecke, Summe der ab einem wählbar festgelegten Zeitpunkt zurückgelegten Einzelstrecken (Gesamtstrecke), zurückgelegte Tagesstrecken, Fahrzeiten, Summen von Fahrzeiten, Pausenzeiten zwischen Fahrzuständen, Summen von Pausenzeiten zwischen Fahrzuständen, Vergleichsergebnisse zwischen wählbar voreinstellbaren Geschwindigkeiten oder Strecken mit während der Fortbewegung realisierten Geschwindigkeiten oder Strecken.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet daß die Anzeigeeinrichtung Uhrzeiten und/oder gestoppte Zeiten anzuzeigen vermag.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung Höhenangaben anzuzeigen vermag.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung Angaben zu während der Fortbewegung bergauf und/oder bergab überwundenen Höhenmetern anzuzeigen vermag.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigeeinrichtung Informationen über den körperlichen Zustand der Person, insbesondere die Pulsfrequenz und/oder den Kalorienverbrauch, anzuzeigen vermag.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Anzeigeteil der Anzeigeeinrichtung am Handgelenk der Person befestigbar ist, insbesondere mit einem Armband als Befestigungsmittel.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 20 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der Anzeigeteil der Anzeigeeinrichtung an einem Gürtel der Person befestigbar ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Sensoreinrichtungen an wenigstens einer der Fahrvorrichtungen oder deren Bindungen befestigbar sind.

28. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit elektrischer Energie, insbesondere aus Batterien und/oder Akkumulatoren und/oder Solareinheiten und/oder piezoelektrischen Elementen und/oder aus der Fortbewegung gewonnener elektrischer Energie, versorgte Vorrichtung das Auslösen der Öffnung der Bindung nur oberhalb einer insbesondere an der Vorrichtung einstellbaren Grenzgeschwindigkeit der Fortbewegung steuert, und daß die Vorrichtung bei unterhalb der Grenzgeschwindigkeit liegender Fortbewegungsgeschwindigkeit bis auf den Strombedarf für die Bestimmung der Fahrgeschwindigkeit stromlos gehalten ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß bei Stromausfall und bei nicht durch die Vorrichtung gesteuerter Auslösung des Öffnens der Bindung deren Haltewirkung einen vorbestimmten, an der Vorrichtung einstellbaren Wert konstant beibehält.