DE2251775B2 - Sicherheitsskibindung mit Sohlenplatte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsskibindung mit einer den Skistiefel haltenden, vom Ski unter Überwindung der Rastkraft einer Rastvorrichtung lösbaren, in der normalen Raststellung gegen Abheben vom Ski gesicherten Sohlenplatte.

Bei einer bekannten Sicherheitsskibindung dieser Art (DE-OS 20 51 758) ruht die Sohlenplatte im Ruhezustand über ihre ganze Länge flach auf dem Ski auf, wobei sie durch eine vordere und eine hintere Haltevorrichtung rastartig am Ski gehalten wird.

Eine weitere bekannte Sicherheitsskibindung (DE-OS 15 78 860) weist eine mit dem Ski drehbar verbundene Sohlenplatte auf, an deren vorderem Ende eine zusätzliche Schwenkplatte um eine zur Skilängsrichtung senkrechte horizontale Achse schwenkbar verbunden ist Die Schwenkplatte trägt einen vorderen Sohlenhalter und einen hinteren Absatzhalter. Rastsperren sind vorgesehen, um die Sohlenplatte gegen Ausschwenken um eine vertikale Achse und die Schwenkplatte gegen Hochschwenken um die vordere horizontale Querachse gegenüber der Sohlenplatte festzulegen.

Es ist des weiteren eine Skibindung bekannt (US-PS 21 72 669), die eine vordere schwenkbare Zehenplatte unterhalb des Zehenbereiches des Schuhes aufweist und deren Krftmmungsmittelpunkt entsprechend dieser Anordnung über dem Zehenbereich des Schuhes liegt. Beim Skilaufen auftretende abwärtsgerichtete Kräfte, deren Wirkungsrichtung, wie dieses meist der Fall ist, hinter dem Krümmungsmittelpunkt vorbeigeht, drücken den mit dem Absatz fest auf dem Ski aufruhenden Schuh des Skiläufers zusätzlich fest gegen den Ski, können also kein auf Abheben des Schuhes vom Ski hinwirkendes Drehmoment ausüben. Auch handelt es sich bei dieser bekannten Bindung nicht um eine Sicherheitsskibindung, da auch ein Abheben des Absatzes vom Ski kein Lösen des Schuhes herbeiführt, sondern lediglich einen Fersenstrammer zusätzlich s\ annt

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Auslösen der Bindung entgegen einem vorbestimmten Rastwiderstand auch in denjenigen Fällen herbeizuführen, in denen die bisherigen Bindungen versagten, d. h. vor allem beim Auftreten von Kräherigen Bindungen versagten, d. h. vor allem beim Auftreten von Kräften, die durch die Masse des Skiläufers hervorgerufen werden und so abwärtsgerichtet sind, daß sie bisher nur einen Druck des Schuhes auf den Ski, aber kein auf Auslösen der Rastvorrichtung hinwirkendes Drehmoment erzeugen, sondern den Unterschenkel des Skiläufers gefährlich bis zu einem Knochenbruch beanspruchen können.

Die bisherigen Bindungen berücksichtigen nicht in genügender Weise die stark wechselnde Richtung der Kräfte, die z.B. bei Stürzen auftreten. Diese Kräfte können beispielsweise mehr oder weniger senkrecht zur Skioberfläche wirken. Zwar wird es im allgemeinen keine nachteiligen Folgen haben, wenn größere Kräfte in Richtung des Unterschenkels wirken, da der Unterschenkel im allgemeinen hohe Druckkräfte aufnehmen kann. Geht jedoch die resultierende Druckkraft durch den vorderen Auflagepunkt des auf dem Ski ausruhenden Schuhes hindurch, wird unter Umständen ein erhebliches Siegemoment auf den Unterschenkel ausgeübt, das unter ungünstigen Umständen zu einem Bruch des Unterschenkels führen kann, ohne daß ein Auslösen der Bindung stattfindet Die das Biegemoment verursachende Kraft, ζ. Β. durch die Massenträgheit des Skiläufers erzeugt, kann hierbei als im Kniegelenk angreifend angenommen werden, wobei der Hebelarm durch den Abstand bestimmt wird, den die Kraftrichtung vom Knöchelgelenk des Skiläufers hat

Durch die Erfindung wird die im Vorstehenden gekennzeichnete Aufgabe unter Behebung der beschriebenen Mängel bisheriger Skibindungen gelöst. Die Erfindung besteht demgemäß darin, daß die Sohlenplatte auf dem Ski mittels einer Bogenführung geführt ist, deren Krümmungsmittelpunkt oberhalb der Schuhsohle bzw. Sohlenplatte zwischen dem Ballenbereich und dem Absatzende des Skistiefels liegt und auf der die Sohlenplatte aus der Raststellung der Rastvorrichtung heraus bei Erreichen eines vorbestimmten, für die Biegebeanspruchungen des Unterschenkels noch zulässigen Drehmomentes zum Ausrasten entgegen der Rastkraft der Rastvorrichtung um eine durch den Krümmungsmittelpunkt gehende quer zur Skilängsrichtung angeordnete Achse mit ihrem vorderen Ende abwärts bis zur Freigabe der Sohlenplatte vom Ski drehbar gelagert isL

Durch die Erfindung wird erreicht, daß auch im Kniegelenk abwärtsgerichtete Kräfte, welche die Skioberfläche in dem angegebenen Bereich schneiden, ein Drehmoment auf die Sohlenplatte bzw. den Schuh im Sinne einer Drehbewegung um den Krümmungsmittelpunkt ausüben, sofern nicht die Kraft unmittelbar durch den Krümmungsmittelpunkt hindurchgeht Infolge der Bogenführung der Sohlenplatte bzw. des Schuhes kann dieser eine Schwenkbewegung um die durch den Krümmungsmittelpunkt gehende Querachse ausführen, so daß praktisch äile im Kniegelenk auftretenden Kräfte ein Auslösen der Bindung einleiten können, ohne den Unterschenkel des Skiläufers gefährlich zu beanspruchen.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Krümmungsmittelpunkt in der Nähe der neutralen Faser und im gefährdeten Querschnittsbereich des auf Biegung beanspruchten Unterschenkels des Skiläufers, insbesondere auf Schuhrandhöhe, liegt Doch können gewisse Abweichungen hiervon in Kauf genommen werden, soweit dieses aus anderen Gründen ohne besondere Gefährdung zweckdienlich ist Bei einer optimal funktionierenden Bindung sollte jedoch der Krümmungsmittelpunkt der gewölbten Fläche keinen zu großen Abstand vom Knöchel haben und nicht mehr als ein Drittel der Länge zwischen Knie- und Knöchelgelenk über demselben liegen.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Bogenführung durch eine entsprechend bogenförmige Gleitfläche gestaltet. Vorzugswei se ist die Gleitfläche kugelförmig gestaltet In diesem Falle bewirken alle — auch quergerichtete — Kräfte, sofern sie nicht durch den Krümmungsmittelpunkt der Gleitfläche hindurchgehen, ein Drehmoment um diesen Krümmungsmittelpunkt, welches durch entsprechende Ausrastmöglichkeit auf ein bestimmtes, eine übermäßige beanspruchung des Beines verhinderndes Maß begrenzt werden kann. Insbesondere ist der Skistiefel bzw. die Sohlenplatte allseitig bewegbar geführt und die die Rastkraft ausübende Rastvorrichtung derart angeordnet, daß diese sowohl bei Frontal- und/oder Rückwärtsstürzen als auch bei übermäßig starken Torsionskräften zwischen Sohlenplatte und Ski ausgelöst wird. Entsprechend den zulässigen Beanspruchungen des Unterschenkels und Fußes des Skiläufers bei Frontalstürzen bzw. Drehstürzen ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung das Auslösemoment der Rastvorrichtung bei Frontal- bzw. Rückwärtsstürzen ein Mehrfaches des Auslösemomentes bei übermäßigen Torsionsbeanspruchungen, z. B. das Auslösemoment bei Frontalstürzen ungefähr das Vierfache des Auslösemomentes bei übermäßigen Torsionsbeanspruchungen.

Um eine sichere Bogenführung zu gewährleisten, kann die Rastvorrichtung zwei in Skilängsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Einzelrastvorrichtungen aufweisen. Vorzugsweise ist die Rastvorrichtung zwischen einer mit dem Ski fest verbundenen Lagerplatte und einer auf diesem mittels der gewölbten Gleitflächen gleitfähig gelagerten, den Schuh tragenden Sohlenplatte angeordnet

Die Steuerung des Auslösevorganges an der Haltevorrichtung des Schuhes kann durch ein besonderes Übertragungssystem erfolgen, z. B. in an sich bekannter Weise (DE-OS 20 26 419) durch ein hydraulisches Übertragungssystem.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt Im einzelnen zeigt

F i g. 1 die Kräfteverhältnisse am Bein des Skiläufers bzw. an der Bindung in Seitenansicht,

F i g. 2 die zugehörige Rückansicht, wobei in F i g. 1 und 2 Teile der Plattenbindung im Schnitt durch eine Rastvorrichtung dargestellt sind,

F i g. 3 einen Grundriß zu F i g. 1,

F i g. 4 eine schematische Darstellung der Bindung mit einem zur Auslösesteuerung einer hinteren Halterung dienenden Übertragungssystem,

F i g. 5 einen Teilausschnitt aus F i g. 1 oder 4 in größerem Maßstabe und im Schnitt nach Linie 5-5 der F i g. 6 und

F i g. 6 einen Schnitt nach Linie 6-6 der F i g. 4 bzw. 5.

In F i g. 1 bis 3 ist der Schuh 20 des Skiläufers auf einer Sohlenplatte 21 mittels einer vorderen Haltevorrichtung 22 und einer hinteren auslösbaren Haltevorrichtung 23 gehalten. Die Anordnung ist hierbei z. B. derart angenommen, daß nur die hintere Haltevorrichtung 23 auslösbar ist, und zwar beispielsweise sowohl bei übermäßigen am Absatz aufwärts wirkenden Kräften als auch bei übermäßigen Seitwärtskräften.

Die Sohlenplatte 21 ist ihrerseits auf einer Lagerplatte 24 gelagert, die auf dem Ski 25 befestigt bzw. in diesen fest eingelassen werden kann. Zur Lagerung der Sohlenplatte 21 auf der Lagerplatte 24 dient eine kugelförmige Gleitfläche 26, deren Krümmungsmittelpunk.. K sich im Knöchelbereich des Skiläufers befindet, so daß die Achse x-x des Unterschenkels des Skiläufers durch den Krümmungsmittelpunkt K hindurchverläuft. Das Kniegelenk des Skiläufers sei mit G bezeichnet.

Zur Halterung der Sohlenplatte 21 in der Gleitfläche 26 dient eine aus zwei Einzelrastvorrichtungen 27 und 28 bestehende Rastvorrichtung, deren Einzelrastvorrichtungen z. B. je mittels federbelasteter Rastkugel und Rastvertiefung in an sich bekannter Weise in Eingriff stehen. Durch eine geeignete Vorrichtung, z. B. einen Ansatz 32 an der Sohlenplatte 21, sind Sohlenplatte 21 und Lagerplatte 24 gegen Abheben voneinander gesichert, derart, daß zwischen Sohlenplatte und Lagerplatte eine begrenzte Gleitbewegung in beliebiger Richtung um den Krümmungsmittelpunkt K in der kugelförmigen Gleitfläche 26 ermöglicht wird.

Eine im Kniegelenk G in Bewegungsrichtung des Skiläufers angreifende Kraft P sucht mit einem der Länge des Unterschenkels entsprechenden Hebelarm ρ den Schuh im Sinne eines Frontalsturzes aus der Bindung herauszudrücken. Dieses Hebelmoment wird in den Einzelrastvorrichtungen 27 und 28 durch die Kräfte R_x und R_x entsprechend der Gleichung M_x = P- p = R_xr_x + R_x'r\' oder, falls R_x' = R_x und r_x = n, entsprechend der Gleichung

M\ = P ■ ρ = 2R\ ■ r_x aufgenommen.

Ein auf den Fuß des Skiläufers wirkendes Torsionsmoment um die Achse x-x wird des weiteren durch die beiden Einzelrastvorrichtungen 27 und 28 durch die dort wirkenden Querkräfte R₂ und Ri aufgenommen, was einem Torsionsmoment M₂ = Ri · r₂ + RJ · r₂ oder, falls R-ϊ = R₂ und r₂ = r₂, einem Torsionsmoment M = 2R₂ ■ Γ2 entspricht.

Die Einzelrastvorrichtungen 27 und 28 werden nun vorzugsweise derart angeordnet bzw. ausgebildet oder bezüglich der Rastkraft eingestellt, daß das Hebelmoment M_x ein Mehrfaches des Torsionsmoment M₂, vorzugsweise etwa das Vierfache desselben beträgt.

An sich kann diese Beziehung dadurch erreicht werden, daß der Radius r₂ einen entsprechenden Bruchteil des Radius η beträgt. Da dieses aus räumlichen Gründen jedoch in der Regel nicht möglich ist, kann die unterschiedliche Rastkraft in Skilängsrichtung bzw. in Drehrichtung um den Krümmungsmittelpunkt K in einer vertikalen Längsebene einerseits und in Querrichtung bzw. in Drehrichtung um eine durch den Krümmungsmittelpunkt K gehende zur Skioberfläche senkrechte Achse andererseits dadurch erzielt werden, daß die z. B. mit Rastkugeln 33 zusammenwirkenden Rastvertiefungen 34 mit entsprechenden Keilwinkeln arbeiten. Entsprechendes ist beispielsweise in Fig.5 und 6 dargestellt. Während Fig.5 einen spitzen Keilwinkel αϊ in einer zur Skioberfläche senkrechten Längsebene des Skis, also gegenüber Auslösemomenten bei einem Frontalsturz, zeigt, ist in Fig.6 ein entsprechender Keilwinkel «2 als stumpfer Winkel in einer horizontalen Ebene, d. h. gegenüber einem Drehmoment M₂ bei Torisionsbeanspruchungen des Fußes dargestellt. Der Übergang von dem Keilwinkel «i zum Keilwinkel «2 erfolgt vorzugsweise kontinuierlich, so daß die Vertiefung in axialer Ansicht eine Ellipse darstellt.

Eine solche unterschiedliche Ausbildung der Einzelrastvorrichtungen ist insbesondere dann erforderlich, wenn diese in Skilängsrichtung weit auseinanderliegen, beispielsweise vor der Schuhspitze einerseits und hinter dem Absatz andererseits, wie dieses in Fig. 4 schematisch dargestellt ist

Fig.4 zeigt des weiteren schematisch ein hydraulisches Übertragungssystem 29 mit einer z. B. in der Lagerplatte 24 angeordneten Verbindungsleitung 30, von dem aus, wie bei 31 angedeutet, eine Druckleitung zu der auslösbaren hinteren Fersenhaltevomchtung 23 führt Die Rastkugeln der Einzelrastvorrichtungen 27 und 28 wirken hierbei mit Rastvertiefungen in Ansätzen 32 an der Sohlenplatte zusammen, derart, daß die Ansätze 32 ein Abheben der Sohlenplatte 21 von der Lagerplatte 24 verhindern, jedoch ein begrenztes Gleiten der Sohlenplatte 21 auf der Lagerplatte 29 in der kugelförmigen Gleitfläche 26 erlauben.

Es ist nicht notwendig, daß die Sohlenplatte 21 und die Lagerplatte 24 in einer einzigen gewölbten Fläche 26 aufeinandergelegt sind. Teile der gewölbten, z. B. kugeligen Flächen, können auch gegeneinander versetzt sein, so daß anstelle eines einzigen Krümmungsradius η verschieden große Krümmungsradien mit gemeinsamem Krümmungsmittelpunkt K vorgesehen sind. Auch können Sohlenplatte 21 und/oder Lagerplatte 24 jeweils in einzelne, nicht zusammenhängende Stücke unterteilt sein, indem z. B. ein vorderes Sohlenplattenteil die vordere Einzelrastvorrichtung und ein hinteres Sohlenplattenteil die hintere Einzelrastvorrichtung enthält, wie auch sonst die Erfindung sinngemäß variiert werden kann. Weitere Möglichkeiten für die Verwirklichung der Erfindung bestehen darin, daß beim Auslösen der Bindung ein Oberteil vom Unterteil frei wird, die Sohlenplatte 21 sich also beispielsweise von der Lagerplatte 24 löst Die hintere Haltevorrichtung 23 kann hierbei starr bzw. entsprechend der vorderen Haltevorrichtung 22 ausgebildet sein. Auch ist es möglich, die Stiefelsohle mit der Sohlenplatte 21 zu einer Einheit zu vereinigen und einen besonderen Innenstiefel vorzusehen, der bei Auslösung der Bindung zusammen mit dem Fuß freigegeben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Palentansprüche:

1. Sicherheitsskibindung mit einer den Skistiefel haltenden, vom Ski unter Oberwindung der Rastkraft einer Rastvorrichtung lösbaren in der normalen Raststellung gegen Abheben vom Ski gesicherten Sohlenplatte, dadurch gekennzeichnet, daß die Sohlenplatte (21) auf dem Ski (25) mittels einer Bogenführung (26) geführt ist, deren Krümmungsmittelpunkt /KJ oberhalb der Schuhsohle bzw. Sohlenplatte (21) zwischen dem Ballenbereich und dem Absatzende des Skistiefels (20) liegt und auf der die Sohlenplatte (21) aus der Raststellung der Rastvorrichtung (27, 28) heraus bei Erreichen eines vorbestimmten, für die Biegebeanspruchung des Unterschenkels noch zulässigen Drehmomentes zum Ausrasten entgegen der Rastkraft der Rastvorrichtung um eine durch den Krümmungsinittelpunkt (K) gehende quer zur Skilängsrichtung angeordnete Achse mit ihrem vorderen Ende abwärts bis zur Freigabe der Sohlenplatte (21) vom Ski drehbar gelagert ist

2. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsmittelpunkt (K) in Nähe der neutralen Faser des auf Biegung beanspruchten Unterschenkels des Skiläufers, insbesondere im Knöchelbereich oder auf Schuhrandhöhe, liegt

3. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bogenführung (26) durch eine entsprechend bogenförmige Gleitfläche (26) gebildet ist

4. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche (26) kugelförmig gestaltet ist

5. Sicherheitsskibindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Skistiefel bzw. die Sohlenplatte (21) allseitig bewegbar geführt und die die Rastkraft ausübende Rastvorrichtung (27, 28) derart angeordnet ist, daß diese sowohl bei Frontal- und/oder Rückwärtsstürzen als auch bei übermäßig starken Torsionskräften zwischen Sohlenplatte (21) und Ski (25) ausgelöst wird.

6. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslösemoment (M\) der Rastvorrichtung bei Frontal- bzw. Rückwärtsstürzen ein Mehrfaches des Auslösemomentes (Mi) bei übermäßigen Torsionsbeanspruchungen, ζ. Β. das Auslösemoment bei Frontalstürzen ungefähr das 4-fache des Auslösemomentes bei übermäßgen Torsionsbeanspruchungen ist.

7. Sicherheisskibindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung zwei in Skilängsrichtung im Abstand voneinander angeordnete Einzelrastvorrichtungen (27,28) aufweist

8. Sicherheitsskibindung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvorrichtung (27,28) zwischen einer mit dem Ski fest verbundenen Lagerplatte (24) und einer auf dieser mittels der gewölbten Gleitfläche (26) gleitfähig gelagerten, den Schuh tragenden Sohlenplatte (21) angeordnet ist.

9. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerplatte (24) zugleich Mittel zur Verhinderung eines Abhebens der Sohlenplatte (21) vom Ski in der normalen Raststellung, z.B. in gewölbten Schlitzen (32aj gleitende T-förmige Ansätze (32), sowei Teile der Rastvorrichtung, z.B. Rastvertiefungen (34) zum Zusammenwirken mit Rastkugeln (33) od. dgl., aufweist

10. Sicherheitsskibindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch ein Übertragungssystem (29), durch das die durch Gleiten auf der Gleitfläche (26) bewirkte Ausrastbewegung auf auslösbare Sohlenhaltevorrichtungen (23) übertragbar ist

11. Sicherheitsskibindung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet daß das Übertragungssystem (29) als hydraulisches System ausgebildet ist