DE2726143A1

DE2726143A1 - Sicherheitsbindung fuer ski

Info

Publication number: DE2726143A1
Application number: DE19772726143
Authority: DE
Inventors: Georges Pierre Joseph Salomon
Original assignee: Francois Salomon et Fils SA
Current assignee: Salomon SAS
Priority date: 1976-06-18
Filing date: 1977-06-10
Publication date: 1978-01-05
Also published as: FR2354787B1; CH627901B; JPS6025139B2; ATA426477A; US4135733A; DE2726143C2; AT364629B; CH627901GA3; FR2354787A1; JPS52156032A

Description

Γ PATENTANWÄLTE ~l

DR.-ING. R. DÖRING -*> DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

Etablissements Francois SaloMon & FiIs Cherain de la Prairie Prolonge, F-74003 Annecy/Fr ankrα ich

Sicherheitsbindung für Ski

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsbindung für SVi nW wenigstens einem den Stiefel auf dem Ski haltender. Or₄;an, einer Einrichtung zum Verriegeln des Organs, eine·:· einrichtung zum Tosen der Verriegelung und einem elektrischen S te iurkreis zum Steuern der Löseeinrichtung, bei der der Steuerkreis eine Fülleinrichtung zum Fühlen der auf das Bein ties Skifahrers wirkenden Belastungen, der ein Signal als Funktion dieser- Belastungen erzeugt, und eine das Signal verarbeitende !Einrichtung zur Erzeugung eines Auslösebefehls für die Lose*in:-Lcjhtung in Abhängigkeit von der Intensität der Bf?lastun^; \n·} ihrer Dauer aufweist.

Es sind bereits Skibindungen bekannt, deren Auslösung mechanisch gegen die Wirkung einer oder mehrerer Federn erfolgt, die man in Abhängigkeit von der Kraft, ab der man die Freigabe des Ski stiefels wünscht, einstellt. Diese Bindungen sind jedoch nicht ganz zufriedenstellend, da die Auslösung nicht in Abhängigkeit

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von der Intensität der Belastung erfolgt und .auch nicht in Rechnung stellt die Dauer der Belastung. Dabei ist davon auszugehen, daß die Knochen des Beines eines Skifahrers eine heftige Kraft unter der Bedingung ohn-j Schaden aushalten kann, daß die Kraft nur kurzzeitig wirksam 1st;. Der Wert der ("irenzkraft, die von dem Skifahrerbein noch aufgenommen werden kann, nimmt als Funktion von der Zeit at, während welcher diese Kraft wirksam ist. ¹^a?. hMPt, daß je länger die Belastung andauert, um so niedriger ist die Intensität, der Belastung, die von dem 'Bein noch aufgenommen v/erden kann.

!rennt bereits Skibindungen deren Auslösung durch einen elektrischen Kreis erfolgt, um den Faktor der Zeit, d. h. die Dauer Oev Einwirkung der· Belastung in Rechnung zu stellen. Allgemein verwendet man in solchen Bindungen einen Integrationskreis, der ein Integral von der Kraft in Abhängigkeit voi/der Zeit erzeugt und den Wert dieses Integrals mit einem Schwellwert vergleicht, der in AbhSngigkcLt /o¹". 3en 'Einsehen oder Fähigkeiten des Skifahrers eingestellt werden kann. Der Befehl zum Lösen der Bindung erfolgt nicht eher, als bis das Integral den voreingestellten Schwellwert Übersteigt.

Um einen Auslösebefehl mit größerer Präzision zu erhalten, nimmt

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diese Lösung an, daßfOesetz, dem die Veränderung der maximal aushaltbaren Kraft in Abhängigkeit von der Zeit variiert, genau ^! hyperbolisch verläuft. Dies 1st in der Tat jedoch nur dann der Fall, enn das Integral der maximal aufnehmbaren Kraft in Ab- I hängigkeit von der Zeit einen konstanten Wert aufweist ent- j

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sprechend einer vorgegebenen Auslöseschwelle. Tn der Tat folgt die theoretische Kurve der maximalen Kraft nicht genau einer Hyperbel. Polglich verwendet man ein Integral der Kraft in Ab hängigkeit von der Zeit und vergleicht dieses Integral mit einer vorbestimmten Schvrellwertkonstante, was dazu führt, daß man keine genaue Auslösung des Lösebefehls erhält.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung diese Schwierigkeiten zu beheben und eine Sicherheitsbindung der Eingangs nSher be zeichneten Art so weiterzubilden, daß der Auslösebefehl für die Bindung mit großer Sicherheit und Genauigkeit genauso früh er folgt, wie die Intensität der Belastung an einem Skifahrerbein einen vorbestimmten Schwellwert passiert, der einem vorgegebenen Zeitintervall zugeordnet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die das Signal verarbeitende Einrichtung eine Einrichtung zum \^rergleichen des Signals mit einer Folge von Stufen von unterschied lichen Werten in Abhängigkeit von der Dauer der Belastung und zum Auslösen der Löseeinrichtung aufweist, wenn der Wert des Signals in einem einer bestimmten Stufe zugeordneten Zeitintervall den Stufenwert übersteigt.

Vorzugsweise nimmt der Wert der aufeinanderfolgenden Stufen als Punktion der Dauer der Belastung ab.

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Vorteilhafterweise wählt man den Wert der individuellen Stufen, welche somit elementare Schwellwerte bilden, wobei die Zeitintervalle während der die eleeentaren Schwellwerte zur Betätigung der Löseeinrichtung in Betracht gezogen werden dürfen, somit ein "Ansprechkurve" der Bindung bilden, welche einen treppet förmigen Verlauf aufweist, der sich der reellen Kurve, welche die Veränderungen der maximal aushaltbaren Kraft in Abhängigkeit von der Zeit wiedergibt, gut anpaßt, sodaß sie den reellen Verlauf dieser Kurve wiedergibt. Man erhält daher aufgrund dieser Tatsache eine sehr große Präzision bei der Abgabe des Befehls zum Lösen der Bindung, wobei die Auseendung dieses Befehls sowohl die Intensität der Belastung'als auch deren Dauer in Rechnung stellt. Die Bindung nach der vorliegenden Erfindung bietet unter Anderem die Besonderheit, daß sie keine Phasenverschiebung für das Auslösekommando einführt.

Vorteilhafterweise besteht die Behandlungseinrichtung für das Signal in einem analog/numerischen Wandler de« das die Belastung] wiedergebende Signal zugeführt wird, und der an seinem Ausgang ' ein bineres Signal erzeugt, das den Wert der Belastung entspricht. Weiterhin ist eine Zeitz&hleinrlohtung vorgesehen, dl· an ihrem Ausgang ein bineres Signal entsprechend der Zeit wieder}» gibt, die von Beginn eines vorbestimmten Bezugsaugenblickes an verstreicht. Schließlich ist eine logisch« Einheit vorgesehen, der die beiden bineren Signale bezüglich der Amplitude der Bt* lastung und bezüglich der verstrichenen Zelt zugefflhrt werden» wobei diese Einheit die aufeinanderfolgenden und mit der ZtIt

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variierenden Stufen erzeugt, und einen Lösebefehl für die Bindung erzeugt, wenn der Wert der Belastung in dem vorbestimmten Zeitintervall größer ist als der Stufenwert, der diessm Zeitintervall zugeordnet ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen an mehreren AusfUhrungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Sicherheitsbindung für Ski nach der vorliegenden Erfindung mit einer synoptischen Wiedergabe des zugehörigen elektrischen Steuerkreises, dessen Stromversorgung nicht gezeigt ist.

Fig. 2 ein Schaubild, welches als Beispiel eine Ansprechkurve in Stufenform der Bindung wiedergibt.

Fig. 3 die synoptische Darstellung eines Kreises zur Behandlung des Belastungsfunktionssignals ohne den elektrischen Speisekreis und

die Fig. 4, 5_f 6 und 7 logische Schemata der verwendeten Zellen in dem Kreis nach Fig. 3 zur Verwirklichung der in Fig. 2 wiedergegebenen Kurve.

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In Fig. 1 ist ein Stiefel 1 auf einem Ski 2 dargestellt, der auf dem Ski durch eine Sicherheitsbindung gehalten ist, welche einen vorderen Bindungsteil 3 und einen hinteren Bindungsteil 4 umfaßt. Das rückwärtige Halteorgan 4 ist schwenkbar montiert •and wird für den Gebrauch durch ein Verriegelungsorgan 5 verriegelt. Sine Auslöseeinrichtung 6 arbeitet mit dem Verriegelungsorsan 5 zusammen, um die Verriegelung des Halteorgans 4 sicherzustellen, wenn normale Bedingungen beim Skifahren vorliegen bzw. das Organ 4 zu entriegeln, wenn die Bindung infolge z. B. eines Sturzes den Stiefel freigeben soll.

Die Sicherheitsbindung nach der Erfindung umfaßt außerdem einen elektrischen Steuerkreis zum Auslösen der Bindung. Der Kreis umfaßt Tasteinrichrungen, um die Belastungen, die auf das Bein des Skifahrers wirken, zu erfassen. Die Tast- oder Fühleinrichtungen werden durch einen oder mehrere Meßfühler gebildet. Die Bindung kann mehrere Meßfühler aufweisen, die vorne, hinten oder sogar unter dem Schuh angeordnet sind, um die Kräfte zu erfassen, die auf die betreffenden Teile ausgeübt werden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 umfaßt die Bindung einen Meßfühler 7» der am Absatz des Skistiefels angeordnet ist. Der zum Auslesen dienende elektrische Steuerkreis weist unter anderem einen Verstärker 8 auf, der mit dem oder Jedem Meßfühler 7 verbunden ist. Die elektrischen Signale, die von dem oder jedes Meßfühler 7 geliefert werden, und welche eine Funktion der Belastungen sind, die auf das Bein des Skifahrers einwirken, werdet somit im Verstärker 8 verstärkt. Dieser kann als integrierter

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j Kreis ausgebildet sein. Der Verstärker ist vorzugsweise regel- bar, um eine Regelungsmöglichkeit der Bindung in einer weiter

unten zu beschreibenden Weise zu bieten.

Das Ausgangssignal des Verstärkers 8 wird ggf. in einem Gleich richter 9 oder dgl. behandelt und einem nicht linearen Verstär- ker 11 zugeführt. Hierbei wird erreicht, daß die Eingangssignale des nicht linearen Verstärkers in einem Maße in Abhängigkeit von der Amplitude verstärkt. Die Verstärkung ist dabei eine mit der Amplitude des Eingangssignals zunehmende Funktion, sodaß die Eingangssignale von geringerer Amplitude, die zu dem Ver stärker 11 gelangen, weniger verstärkt werden als die Eingangssignale gröBerer Amplitude. Der Grund für diese Veränderung des Verstärkers wird weiter unten näher erläutert und zwar anhand des Diagramms der Fig. 2 und der in Fig. 3 dargestellten Schaltkreise·

Der nicht lieare Verstarker 11 ist vorteilhafterweise als Ar- ; believerstlrker ausgebildet, und zwar in Form eines Diodennetzesj.

Das Auegangssignal des Verstärkers 11, dessen Amplitude eine Funktion der Stärke der Belastung 1st und deren Dauer der Dauer dar Belastung entspricht, wird einen Behandlungskreis 12 zugeführt, der eine Schwelle bestimmt, die durch eine Reihe von in Abhängigkeit von der Zeit unterschiedlichen Stufen gebildet wir*, wobei der Ausging dieses Kreises mit dem AuslOseelement 6 vetternden ist. Der Behandlungskreis 12 für das Signal ist so 7*/0717

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ausgebildet, daß er ein Signal für das Auslöseorgan 6 erzeugt, wenn der Wert des Signals, das eine Funktion der Belastung ist und das am Ausgang des Verstärkers 11 auftrifft, in einem vorbestimmten Augenblick größer ist als eine der Stufen der treppeftförmigen Schwelle, die durch den Kreis 12 bestimmt wird.

Nachfolgend wird unter besonderer Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 eine besondere Ausführungsform des Behandlungskreises für das Signal S und die Funktionsweise beschrieben. In Fig. 2 ist mit kräftigem Strich eine treppenförmige Kurve wiedergegeben, welche die Schwelle bestimmt, mit dem das Signal verglichen wird welches eine Funktion von der Belastung des Beins des Skifahrers ist. In der Darstellung ist die Intensität F der Belastung auf der Ordinate,die Zeit t auf der Abzisse abgetragen.

In der Darstellung nach Fig. 2 ist außerdem eine theoretische Kurve eingezeichnet, welche die Veränderung der maximalen Kraft ι F wiedergibt, welche vonÖem Bein eines Skifahrers in Ab- ! hängigkelt von der Zelt ohne Schaden aufgenommen werden kann. Diese Kurve zeigt einen hyperbolischen Verlauf. An der Kurve erkennt man, daß das Bein eines Skifahrers eine um so höhere Belastung zuverlässig aufnehmen kann, ^e kürzer die Dauer dieser Belastung ist.

Bei der Sicherheitsbindung nach der vorliegenden Erfindung vergleicht man In der Tat die Belastung mit einer Folge von Stufen unterschiedlicher Werte F1, F2, F3, FA, welche sich ihrer Größe nach in Abhängigkeit von der Dauer der Belastung

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verringern. In der Darstellung der Fig. 2 sind nur 4 Stufen dargestellt. Es ist jedoch ersichtlich, daß man eine \;esen größere Anzahl von Stufen vorsehen kann, bis schließlich di^ treppenförmige Schwellkurve sich möglichst nahe der theoretischen Kurve F_x anpaßt. Es ist ersichtlich, daß je größer die Zahl der Stufen ist, umso mehr nähert sich die treppenförmige Schwelle in ihrem Verlauf der theoretischen Kurvt- F an.

Die aufeinanderfolgenden Stufen F1, F2, ^3 und F4 bilden elementare Schwellen, die in Betracht gezogen werden, während der aufeinanderfolgenden Zeitintervalle t1-t2; t2-t3; t3-t4 und t4-t5.

Um eine solche stufenförmige Schwelle wie sie eben definier+ wurde zu realisieren und das Signal, da3 eine Funktion d=?r Belastung ist, mit dieser Schwelle vergleichen 211 können, können unterschiedliche Einrichtungen vorgesehen v/erden. Fig. 3 zeigt ein synoptisches Schema einer Kombination von besonders einfachen Kreisen, die zu diesem Ergebnis führen.

Der Behandlungskreis nach Fig. 3 weist einen analog/numerischen Wandler 14 auf dem das Ausgangssignal S des Verstärkers 11 zugeführt iwrd, welches Signal eine Funktion der ertasteten Be-

lastung ist. Der Wandler 14 ist in Form eines integrierten Krei-

ses ausgebildet, wie solche im Handel erhaltlich sind und daher

ι nicht im Detail beschrieben zu werden brauchen. Vorteilhafter-

! weise wird ein Wandler 14 mit acht Ausgängen a - h verwendet.

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Auf diese Weise v/lrd Jedes analoge Eingangssignal S durch den Wandler 14 in eine Kombination von acht parallelen bits umgeformt. Das biner numerische Signal an den parallelen Ausgängen ies y/andlers 14 wird einerseits in einen Bezugskreis 15 und andererseits in eine logische Einheit 16 eingespeist. Der Bezugskreis 1? 1st seinerseits mit einer Zeitzähleinrichtung 17 und einer· logiseben Einheit 16 verbunden.

Die Zeltzähleinheit 1? umfaßt einen Frequenzerzeuger oder Zeittakterzeurer 13, der inIL einem Zähler 19 verbunden ist, der in der Praxis als -zweistufiger Kaskadenzähler 21 und 22 ausgebildet sein kann. Jede Zählebige ist ein Grundzähler 4 und weist vier Ausgänge auf. So umfaßt die Etage 21 die Ausgänge E¹, F¹, G¹, H¹ und die Eta^e 22 die .Ausgänge a', b¹, c* und d¹. Die Etagen der j Zähleinrichtungen 21 und 22 sind mit dem Ausgang des Bezugskreipev? 15 verbunden, der deren Start, und deren Rückstellung steuert, v/ie weiter unten erläutert wird. Zu diesem Zv/eck umfaßt der Bezugskreis 15 eine oder mehrere Torschaltungen oder logische Gatter, die das Anliegen einer besonderen Kombination von bits entsprechend einer Bezugsschwelle feststellen.

Die logische Einheit 16 umfaßt logische Zellen mit mehreren Eingängen auf, entsprechend der Anzahl von Stufen in der treppen förmigen Schwelle gemäß Fig. 2. In dem beschriebenen Beispiel, bei dem eine Schwelle von vier Stufen angenommen ist, umfaßt die logische Einheit 16 vier zugehörige Zellen, die den unterschiedlichen Stufen zugeordnet sind. Die Zellen sind mit 23,., 23o» 23, und 23^ wiedergegeben.

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Die Zellen empfangen an bestimmten Eingänger- Kombinationen von bits von dem analog/numerischen Wandler welche der Amplitude der Belastung entsprechen. Sie empfangen außerdem an anderen Eingängen die Kombination von bits, welche von der Zeitzähleinrichtung 17 geliefert werden und welche die Zeitintervalle wiedergeben. Die Ausgänge der verschiedenen Zellen 23, - 23, sind gemeinsam mit einem ODER-Kreis 24 verbunden, dessen Ausgang an das Auslöseorgan 6 angeschlossen ist.

Nachfolgend wird die Funktion des Behandlungskreises nach Fig.3 unter Bezugnahme auf das Diagramm nach Fig. 2 beschrieben.

Jedes Mal, wenn das Bein des Skifahrers einer Belastung unterworfen wird, sendet der Meßfühler 7 ein Signal aus, das nach Verstärkung durch den Verstärker 11 in Form des Signals S erscheint, welches in seiner Amplitude und seiner Zeitdauer variiert in Abhängigkeit von der Größe und der Einwirkungszeit der Belastung. Das Signal wird dem analog/numerischen Wandler 14 zugeführt, der an seinem Ausgang eine Kombination von acht bits, erzeugt, die in Jedem Augenblick die Amplitude des analogen Signals S definieren. Diese Kombination von acht bits a - h variiert somit gleichzeitig oder augenblicklich mit der Ajnpli- j

i tude des Signals S. Diese bit-Kombination wird dauernd einer-

I seits dem Bezugskreis 15 und andererseits der logischen Ein- ;

heit 16 zugeleitet. Der Bezugskreis 15, der ein oder mehrere j logische Torschaltungen aufweist, bestimmt die untere Schwell grenze, von der der Betrag einer Belastung in Betracht gezogen j

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werden soll. Anders gesagt tritt der Behandlungskreis solange, wie die am Bein des Skifahrers wirkende Belastung unterhalb 'lieser Schwelle liegt, nicht in Funktion, sodaß die Bindung nicht ausgelöst wird. Beispielsweise entspricht die untere Schwelle einer Belastung F_t in Fig. 2 und wird beispielsweise durch die binere Kombination "00011111" dargestellt. Solange die Amplitude der Belastung unterhalb der Bezugsschwelle F/ ist sprechen die Zellen der logischen Einheit 16 nicht an, da sie keine entsprechenden Informationen von der Zähleinrichtung 17 erhalten.

Es wird angenommen, daß in einem bestimmten Augenblick die am Bein des Skifahrers angreifende Belastung den unteren oder Bezugsschwellwert F. übersteigt. Dies zeigt sich in Form einer besonderen bit-Kombination am Auegang des Wandlers 14 die durch den Bezugskreis 15 festgestellt wird als eine Kombination, die über dem bineren Wert "00011111" liegt. In diesem Augenblick erzeugt der Bezugskreis 15 ein Ausgangssignal, welches die Zähletagen 21 und 22 auslöst. Diese addieren somit die Impuls·, welche von dem Zeitkreis 18 ausgelöst werden und erzeugen an ihren Ausgängen ein Kombination von acht bits a* - h¹, welche ein Maß für die Zeit sind, die von Beginn des Augenblickes an verstreicht, an dem die Belastung den Bezugsschwellwert F^ erreicht. In dem Diagramm nach Fig. 2 sind in Bezug auf die Abzisse verschiedene bit-Kombinationen wiedergegeben, die durch die Zähleinheit 17 erzeugt werden können und die vorbeetimete Zeltspannen ti - t4 von dem Beginn des Augenblickes to b«stisB«4»

an dem der Bezugskreis 15 das Auftreten einer bit-Kombination über der oben angegebenen Ansprechkombination "qoOIH'M" feststellt. Tn gleicher Weise sind in Bezu£ auf cli ? Ordinate ir. clx-m Diagramm Fig. 2 mehrere bin:-re li^-ralkombimtionen c!.r.-ΐ"^:Λ·. lit, welche den Schwellv/erten F1 - F4 entsprechen.

Der erste Zeitintervall tO - ti ist sehr \ηττ.. Mar. kinn davon ausgehen, daß in diesem Zeitintervall sämtliche auftretenden Belastungen noch akzeptabel sind, ohne daß ein Schaden oder ein° Gefahr eintreten. Aus diesem Grunde sind in diesem Intervall keine Stufen mehr vorgesehen. V/enn die Belastung jedoch im Augenblick ti noch andauert, darf sie die 2tufe 7^ nijhL Utersteigen.

Wenn die Belastung die Stufe übersteigt, sendet der logisch2 Kreis 16 einen Auslösebefehl an das /uslöseorgan o. Die· Berechnung wird ausgeführt mit Hilfe der logischen Zelle 23 >,, deren Schaltung schematisch in Fig. h wiedergegeben ist. Die logische Zelle 23-1 umfaßt ein TTND-Gatter 25 mit zwei Zingängen denen dibits a und b des Wandlers 14 zugeführt werden und einem ODER-Gatter 26, das an seinen drei Eingängen die bits a¹, b¹ und c' der Zähletage 22 empfängt. Die Ausgänge der beiden Gatter sind mit einem UND-Gatter mit zwei Eingängen 27 verbunden, deesen Ausgang mit dem ODER-Kreis 24 gemäß Fig. 3 verbunden ist. Im Hinblick auf das Diagramm nach Fig. 2 erkennt man, daß für alle Zeitintervalle die den Zeitpunkt T1 übersteigen eine der bits a¹, V, c¹ den Wert 1 besitzt. Das bedeutet, daß das ODER-Gatter

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an seinem Ausgang ein Signal vom Niveau " 1" erzeugt, das an dem eiüer Lin^sr^ d»s UND-Gatters 27 anliegt. Für die den Zeitpun^V t„ nvjr.otei&enden Zeitdauern darf die Belastung die Stufe ^y, nicht übersteigen, v/enn nicht die Bindung auslösen soll.

Der binere Yert, der der Stufe F. entspricht lautet "10111111". v/enn die Belastung größer als die Stufe F₁ ist, lautet der binere *v^rert " 11111111". Die notwendige und ausreichende Bedingung dafür, da3 die Belastung oberhalb der Stufe F^ liegt, lautet a = 1 und b - 1. Das UND-Gatter 25 spricht auf die Koin?iden'. an und sendet somit ein Signal aus, welches an dem anderen Eingang '-!es UND-Gatters 27 anliegt. Die beiden Eingänge dieses Gatters sind auf dem Niveau " 1 ", sodaß das Gatter* ein Signal erzeugt, das vermittels des ODER-Kreises 24 dem Auslöseorgan 6 zugeleitet wird, welches das öffnen der Sicherheits-i bindung veranlaßt.

Die logische Zelle 2?₂ ist schematisch in Fig. 5 wiedergegeben. Diese zieht in Betracht das Zeitintervall t₂ - t,. Die Zelle umfaßt ein ODER-Gatter 28, das an seinen beiden Eingängen die Signale a' und b¹ empfängt und an seinem Ausgang ein Signal erzeugt, das an einem Eingang eines UND-Gatters 29 anliegt. Der andere Eingang dieses Gatters empfängt das Signal a. Jede Zeit, die den Zeitpunkt t« überschreitet, wird durch a¹ = 1 oder b¹ = 1 übertragen, wie man aus Fig. 2 erkennen kann. Folg lich kann das ODER-Gatter 28 die Tatsache, daß die Zeitdauer den Zeitpunkt tp übersteigt, feststellen und ein Signal vom

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Niveau "1 "an den Eingang des Gatters ?3 anlegen, venn das eine oder das andere der Eingangssignale a' und b^f den Wert " 1 " annimmt. In den Zeitintervallen t-₂ - t, wird die Stufe, bei der die Auslösung der Bindung bei einen !■'♦;-rt V₀ stattfinden soll, bestimmt durch den bineren Wert "01111111". 'Jenr die Belastung einen Wert annimmmt größer als den Grenzwert Fp, nimmt das bit a der bineren Kombination die der Belastung entspricht, einen Wert " 1 "an. Wenn also in den Zeitintervallen t₂, t* die Belastung oberhalb des Grenzwertes F₀ liegt, besitzt das bit "aⁿ den Wert "1", sodaß das Gatter 29 entriegelt.wird. Es erzeugt somit ein Signal, welches die Auslösung der Bindung veranlaßt.

Die logische Zelle 23* ist dem Zeitintervall t,, t^ zugeordnet. Sie umfaßt gemäß Fig, 6 ein ODER-Gatter 31, das an seinen beiden Eingängen die bits a und b empfängt und ein Ausgangssignal dem Eingang eines UND-Gatters 32 zuleitet. Das UND-Gatter empfängt an seinem anderen Eingang das bit a'.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß bei erreichen des Augenblickes t, das bit a¹ stets den Wert 1 besitzt. Andererseits entspricht in diesem Intervall die Stufe P, dem bineren Wert "00111111". Wenn die Belastung größer als die Stufe F, ist, stellt sich - dies durch die Tatsache dar, daß das bit a oder das bit b,oder

ι daß beide bits gleichzeitig den Wert " 1 ⁿ annehmen. Die Folge ist, daß dann, wenn in dem Intervall t* t, die Belastung grOfier ale der Stufenwert F, ist, das ODER-Gatter 31 an seinem Ausgang «in Signal vom Niveau "1" erzeugt, sodaß das UND-Gatter

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?2 entriegelt wird und einen Auslösebefehl für die Bindung aussendet.

Die logische Zelle 23^ ist dem Zeitintervall t., t- zugeordnet, währenddem die Belastung die Stufe Fi₁ welche die untere Bezugsstufe darstellt, nicht überschreiten darf. Die logische Zelle j

j 23^ umfaßt gemäß Fig. 7 ein UND-Gatter 33, das an seinen beiden '

Eingängen die bits a¹ und b¹ empfängt. Der Ausgang des Gatters [ ist mit dem einen Eingang eines anderen UND-Gatters 34 verbunden dessen anderer Eingang das Ausgangssignal des Bezugskreises 15 empfängt.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß bei Eintreten des Augenblickes t. die bits a¹ und b¹ beide den Wert ¹¹I" aufweisen, sodaß das Gatter 33 an seinem Ausgang ein Signal des Niveau "1" erzeugt, das an dem Eingang des Gatters 34 anliegt. Wenn die Belastung oberhalb der Stufe F. liegt, d. h. oberhalb des Wertes der durch den Referenzkreis 15 festgestellt wird, erzeugt der letztere an seinem Ausgang ein Signal des Wertes "1". Das Gatter 34 wird somit entriegelt und sendet einen Auslösebefehl für die Skibindung.

Es ist weiter oben schon gezeigt worden, daß der Bezugskreis 15 die Etagen 21 und 22 der Zähleinrichtung 19 in Gang seztz, und zwar in dem Augenblick, wo die Belastung die unterste Grenzstufe F^ übersteigt. In der gleichen Weise erzeugt der Bezugakreis 15 dann, wenn der Wert dieser Belastung sich vermindert und unter den Grenzwert Γ4 Jlialnk-L.. aln ROckstellsignal für dl·

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Zählstufen 21 und 22 der Zähleinrichtung 19 der Art, so IaG sie bereit sind für einen neuen die Zeit betreffenden Zählvorgang, sobald die Belastung den Schwellwert F^ wieder übersteigt.

In dem oben beschriebenen Beispiel umfaßt die treppenförmige Schwelle nur vier Stufen, welche durch die vier logischen Zellen 23-1 - 23^ realisiert sind. Es ist ersichtlich, daß man in der Praxis die Zahl der Stufen beachtlich vergrößern kann. Dies

kann bis zu einem maximalen Wert von 2 , d. h. 256 Stufen geschehen, solange man am Ausgang des Wandlers 14 acht parallele bits vorsieht. Je größer die Anzahl der Stufen vergrößert wird, umso mehr ist es möglich, mit der treppenförmigen Schwelle die theoretische Kurve F der maximalen Kraft anzunähern, die voir Skifahrer in Abhängigkeit von der Zeit aufgenommen v/erden kann. Es ist v/eiterhin ersichtlich, daß durch die entsprechende Wahl der logischen 7ellen der Recheneinheit man eine beliebige Gestaltung der Stufen erreichen kann. 2s ist v/eitsr obsn schon dargelegt worden, daß der elektrische Steuerkreis vorzugsweise einen nicht linearen Verstärker zum unterschiedlichen Verstärken des Signals "3" entsprechend der Belastung aufweist, und zwar in Abhängigkeit davon, ob das Signal klein oder groß ist. Wenn in der Tat ein solcher nicht linearer Verstärker nicht vorgesehen ist, haben alle Schritte am Ausgang des analog/numerischen Wandlers 14 den gleichen Wert. Wenn man beispielsweise eine maximale Kraft von 500 Einheiten feststellen soll, verwendet

t acht bits von
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man einen Kreis 14 mit acht bits von 2 , d. h. 256 Schritten

oder Intervallen. In diesem Falle stellt jeder Schritt somit \ eire Oröße "on 500 : 25S d. h. von 1,3 Einheiten dar. Für Beins tungen -"on hohen Werten bietet die Schrittgröße von 1,3 eine ausreichende Präzision. Wenn jedoch nur geringe Belastungs*· werte vorliegen, beispielsweise insbesondere im Bereich zwischen 10 und 20 Einheiten, 1st die angegebene Schrittgröße zu groß. ^: Aus diesem (!runde ist der Verstärkungswert des Verstärkers ab- , nehmend in Abhängigkeit von der Amplitude der angewendeten Signale an seinem Eingagn gewählt, sodaß die Signale schwacher j Amplitude, welche einer geringeren Belastung entsprechen, be- ', vorzugt verstärkt werden als die Signale großer Amplitude, welche größeren Belastungen entsprechen. Somit besitzen die ersten Schritte am Ausgang des Wandlers einen kleineren Wert als die letzten Schritte. Anders gesagt fiJhrt eine Belastung von beispielsweise 20 Einheiten am Ausgang des Wandlers zu einem

numerischen Signal von 40 Schritten, von denen ein jeder einen Vert, von 0,5 Einheiten darstellt, während eine Belastung größer: nlr- 5^>riC Einheiten zu der Aussendung eines Signals von 256 Schritten führt, von denen ein jeder einen Wert von 1,3 Einheiton (d,a,N) darstellt. j

Bei Sicherheitsbindungen ist es notwendig eine Regelungsmöglichkeit der Charakteristik vorzusehen. Diese Regelungsmöglichkeit soll die Kraft des Skifahrers und seine Fahrerfahrungen in Rechnung stellen, um eine solche Regelung zu verwirklichen können verschiedene Mittel vorgesehen sein. Eines besteht darin wie dies vorher schon erwähnt worden ist, den Verstärkungs-

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, faktor des Verstärkers 8 zu verändern, sodaß er die Amplitude

des Signals S für den gleichen Belastungswert ändert. Venn man ¹ den Verstärkungsgrad des Verstärkers 8 vergrößert wird die : Amplitude des Signals S vergrößert, sodaß die Auslösung der

Sicherheitsbindung für einen relativ geringeren Wert der Bei
I lastung erreicht wird, umgekehrt führt eine Verringerung des

' Verstärkungsfaktors zu einer Verhärtung der Bindung, die nun-

: mehr nur bei Belastungen auslöst, die wesentlich größer sind.

! Bei einer AusfUhrungsvariante kann die Regelung der Bindung

^: durch Modifizierung des Behandlungskreises 12 für das Signal S

I erreicht werden, ohne daß der Verstärkungsfaktor des Verstärkers

I 8 verändert wird. Gemäß dem Diagramm 2 erkennt man, daß es mög-

I lieh ist, die Stufengröße der treppenförmigen Grenzwerte ver-

I ändern kann, indem man entweder das Ausgangssignal des analog/

j numerischen Wandlers 14 oder das Ausgangssignal der Zeitzähl- ;

i einheit 17 verändert. Man kann daher dem Steuerkreis Mittel zu-

I :

ordnen, welche eine Modifikation des einen oder anderen Parameters von Zeit und Belastung oder gar beider gleichzeitig gestattet. Behält man beispielsweise die Werte für die Stufen F₁ - F. bei, kann man diese an unterschiedliche Zeitintervalle anpassen, endem man z. B. die Stufe F₂ dem Zeitintervall t₁ t₂ j zuordnet, wenn man die Schwellwertstufe herabsetzen will, oder dem Zeitintervall t,, t., wenn man die Stufe erhöhen will.

Wenn man dagegen die Zeitintervalle nicht verändern will, kann man die diesen zugeordneten Stufen verändern.

4 -

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e Modifikation im Programm kann auf verschiedene Weise realisiert werden. So können mehrere Kabel selektiv durch einen Umschalter betätigt werden. Es können aber auch einfach die Signalbehandlungskreise in Abhängigkeit von der Erfahrung des Skifahrers ausgetauscht werden.

Wan kann insbesondere den elektrischen Steuerkreis mit einem unbeweglichen Teil in Form einer integrierten Schaltung verwirklichen, welche die Komponente 14, 15, 16 und 17 umfaßt. In der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß der FUhI-kreis zur Feststellung der Belastung die Kräfte in Abhängigkeit von der Zeit,oder die Verschiebungen in Abhängigkeit von der Zeit, oder die Beschleunigungen oder Geschwindigkeiten fehlen kann.

V₁.ν

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Leerseite

Claims

Ansprüche

1.) Sicherheitsbindung für Ski mit wenigstens einem ler Stiefel auf dem Ski haltenden Organ, einer Einrichtung zurr Verriegeln des Organs, einer Einrichtung zum Lösen 1er Verriegelung und einem elektrischen Steuerkreis zw. Steuern der Löseeinrichtung, bei der der Steuerkreis eine Fühleinrichtung zum Fühlen der auf das Bein des Skifahrers v/irkenden Belastungen, und zum Erzeugen eines Signals als Funktion dieser Belastungen sowie eine clis Signal verarbeitende Zir<richtung zur Erzeugung eines Auslösebefehls für die Ladeeinrichtung in Abhängigkeit von der Intensität der Belastung und ihrer Dauer aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die das Signal S verarbeitende Einrichtung (12) eine Einrichtung zum Vergleichen des Signals mit einer Folge von Stufen F1, F2...Fn von unterschiedlichen, vorzugsweise der Belastungsgröße entsprechenden, Werten in Abhängigkeit von der Dauer der Belastung sowie zum Auslösen der Löseeinrichtung (6) aufweist, wenn/ler Wert des Signals in einem einer bestimmten Stufe zugeordneten Zeitinterwall den Wert dieser Stufe übersteigt.

2. Sicherheitsbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aufeinanderfolgenden verschiedenen Stufen ihren Wert nach in Abhängigkeit von der Dauer der Belastungen abnehmen.

709 G 81/071*

-ar- 2726U3

3. Sicherheitsbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, da3 die Einrichtung zur Behandlung des Signals S einen analogen/numerischen Wandler (14) aufweist, an dessen Eingang das für die Belastung repräsentative Signal S anlegbar ist und der an seinem Ausgang ein bineres Signal erzeugt, dessen Wert der Belastung entspricht, daß eine Zeitzähleinrichtung (17) vorgesehen ist, die an ihrem Ausgang ein bineres Signal entsprechend der Zeit erzeugt, welche seit einem Bezugsaugenblick verstrichen ist, und dai? eine logische Einheit (16) vorgesehen ist, der die bineren Signale bezüglich der Amplitude der Beanspruchung und der Zeitdauer zuführbar ist und welche aufeinanderfolgende Stufen von in Abhängigkeit von der Zeit variabler Größe bestimmt und einen Auslösebefehl für die Sicherheitsbindung erzeugt, wenn der Wert der Belastung in dem vorbestimmten Zeitintervall höher als die dem Zeitintervall zugeordnete Stufe ist.

4. Sicherheitsbindung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bezugskreis (15) mit dem Ausgang des analog/numerischen Wandlers (14) und einer Zähleinbeit (17) verbunden ist, um die Zähleinheit (17) in Gang zu setzen, wenn das der Amplitude der Belastung entsprechende binere Signal oberhalb einer vorbestimmten Bezugsschwelle der Amplitude liegt, und welche die Zähleinheit zurückstellt, wenn das binere Signal unter den genannten Schwellwert absinkt. 709881/0717

5. Sicherheitsbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung (1?) einen Frequenzgenerator oder eine Uhr (18) umfaßt, welche mit einem Zähler (19) mit wenigstens einer Zählstufe (21) verbunden ist, der seinerseits mit der logischen Einheit (16) in Verbindung steht.

6. Sicherheitsbindung nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennze lehnet, daß die logische Einheit (16) mehrere logische Zellen (23-j> bis (23^) aufweist, die Jeweils verschiedenen Stufen zugeordnet sind wobei jede logische Zelle eine erste Eingangsgruppe aufweist, die in einer vorbestimmten Kombination mit den Ausgängen des analog/ numerischen Wandlers (14) verbunden ist, um am Ausgang dieses Wandlers das Auftreten eines bineren Signals in Abhängigkeit von der Amplitude der Belastung festzustellen, sowie eine zweite Eingangsgruppe, die mit der Zähleinrichtung (17) verbunden ist, um von dieser Einheit für die vorbestimmten Zeitintervalle von einem vorbestimmten BezugsZeitpunkt aus charakterisierende Signale zu empfangen, wobei alle logischen Zellen mit einem ODER-Kreis (24) verbunden sind, der mit der Löseeinrichtung (6) der Bindung in Verbindung steht.

7. Sicherheitsbindung nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstärker (8) mit einstellbarem Verstärkungsfaktor zur Veränderung der Einstellung der Sicherheitsbindung vorgesehen ist.

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BAD

8. Sicherheitslindung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen zur Modifikation der Beziehung zwischen den verschiedenen Stufen und den verschiedenen Zeitintervallen, die den
Stufen zugeordnet sind, vorgesehen ist, um in dem einen oder dem anderen Sinne den treppenförmigen Schwellwert, der durch die Folge von unterschiedlichen Stufen gebildet ist, zu verschieben.

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F/Mi