EP0107146B1 - Auslösemechanismus für eine Sicherheitsskibindung - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft einen Auslösemechanismus für eine Sicherheitsskibindung mit zumindest einem Sohlenhalter, Haltebacken od. dgl., welcher in einem auf der Oberseite eines Skis festlegbaren Gehäuse angeordnet ist und an einem gegen die Kraft einer Feder verschiebbaren zweiteiligen Schieber angreift, wobei der eine Schieberteil das verschiebbare Widerlager für die Feder trägt und das andere Widerlager der Feder, zumindest in der Abfahrtsstellung, an einem skifesten Bindungsteil abgestützt ist, wobei der vom Sohlenhalter, Haltebacken od. dgL über den zweiteiligen Schieber auf die Feder aufgebrachte Kraftfluss durch eine Sperre gesichert ist, welche Sperre bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwertes entweder unmittelbar mechanisch oder durch Zwischenschaltung einer elektronischen Schaltung mittelbar lösbar ist, welche Schaltung auf durch ein Fühlersystem ausgelöste Signale anspricht und diese Schaltung zeitlich früher auslöst als das rein mechanische Lösen erfolgt.
• Ein Auslösemechanismus der eingangs genannten Art ist beispielsweise aus der EP-A-0033131 bekannt geworden. Diese offenbart eine sowohl mechanisch als auch elektronisch auslösende Bindung, bei welcher im Falle des Versagens der elektronischen Steuerung die Auslösung der Bindung durch die eingebaute Mechanik, wenn auch bei etwas erhöhtem Wert, erfolgt.
• Bei dieser bekannten Lösung ist allerdings die Feder zwischen den beiden Schieberteilen angeordnet, wobei das eine Widerlager dieser Feder in der Abfahrtsstellung gesperrt ist, bei dem Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwertes hingegen durch Freigabe der Sperre verschoben werden kann (vgl. die Fig. 5 und 6). Bei der bekannten Ausführungsform wirken somit die beiden Schieberteile einander entgegengesetzt, des weiteren ist auch jene Stützfläche, an welcher das Widerlager in der Abfahrtsstellung ortsfest abgestützt ist, beim Auslösen der Bindung hingegen freigegeben wird, ebenfalls in Skilängsrichtung verschiebbar, so dass sich eine erhöhte Baulänge ergibt.
• In der genannten Druckschrift ist weiters ein Fühlersystem geaffenbart, das Signale an eine Schaltung weiterleitet, welche einen Auslösemechanismus betätigt. Als Fühler handelt es sich dabei vorzugsweise um Piezoelemente, die bei einem bestimmten Druck auf die Kristallstruktur der Elemente, d.h. praktisch ohne messbare Wegänderung, eine bestimmte Spannung erzeugen, die als elektrisches Signal weiterverwendet wird. Die EP-A-0033131 offenbart weiter, dass anstelle der Drucksensoren auch Lichtschranken od. dgl. verwendet werden können. Lichtschranken sind ortsfeste lichtoptische Systeme mit einem Lichtsendeteil und einem Lichtempfangsteil, wobei vom Lichtsendeteil ein Lichtstrahl in Richtung des Empfangsteiles strahlt. Eine Signalgewinnung von einem Lichtschranken folgt dabei entweder durch Unterbrechung des Lichtstrahles mittels eines Gegenstandes oder in inverser Weise durch Aufhebung einer derartigen Unterbrechung.
• Beide in der EP-A-0033131 geoffenbarten Fühlersysteme sind also etwas unterschiedlich aufgebaut, wobei vom Piezoelement ein den Druckverhältnissen analoger Spannungswert geliefert wird, wogegen bei dem Lichtschrankensystem od. dgl. ein digitaler 1 oder 0 Befehl an eine elektronische Schaltung weitergeleitet werden kann.
• Die AT-B-368.025 beschreibt einen Auslösemechanismus, welcher mit seitlich ausschwenkbaren Sohlenhalterhebeln eines Vorderbackens zusammenwirkt. Nach einer bestimmten Ausschwenkbewegung einer der beiden Sohlenhalterhebel erfolgt ein Lösen der Kupplungsvorrichtung, so dass durch den dann nicht mehr federbelasteten Schieber ein fast kräftefreies Ausschwenken der Sohlenhalterhebel gewährleistet ist. Dieser Auslösemechanismus arbeitet rein mechanisch.
• Eine über eine elektronische Schaltung gesteuerte Auslösevorrichtung weist die in der DE-A-2907939 beschriebene Bindung auf. Bei dieser Bindung werden die von Kräftefühlern erfassten Werte in einer elektronischen Schaltung weiter verarbeitet. Erkennt die elektronische Schaltung, dass die auf den Skifahrer ausgeübten Kräfte einen kritischen Wert erreicht haben, wird eine elektromagnetische Vorrichtung in Tätigkeitversetzt, wobei sie ein Ritzel so antreibt, dass eine Zahnstange ein Kniehebelgestänge knickt (s. insb. Fig. 1-3). Dadurch kommt eine Nase von einem Drehzapfen frei und den Skischuh seitlich haltende Haken werden ebenfalls freigegeben. Auf diese Weise wird ein Gehäuse zur Drehung freigegeben, so dass sich der Skischuh mit dem Gehäuse drehen kann und auch vom Gehäuse durch die erfolgte Freigabe der Haken lösen kann. Bei einem Ausfall der elektronischen Schaltung oder bei entladener Batterie ist jedoch bei dieser Bindung keine Auslösung möglich. Des weiteren ist für die Betätigung des Auslösemechanismus eine relativ hohe elektrische Leistung erforderlich.
• Die Erfindung hat sich nun die Aufgabe gestellt, einen Auslösemechanismus der eingangs beschriebenen Art der bekannten Lösung gegenüber in einer kürzeren Baulänge zu erstellen, weiters das Fühlersystem auf ein analoges Signal ansprechen zu lassen.
• Gelöstwird die gestellte Aufgabe erfindungsgemäss dadurch, dass die Sperre, wie an sich bekannt, zwischen den beiden Schieberteilen und einer AusIösehüIse vorgesehen und in Abhängigkeit vom Schieberhub lösbar ist, dass das andere Widerlager der Feder, wie gleichfalls bekannt, in jeder Lage der Bindung skifest abgestützt verbleibt, dass das Fühlersystem von einem potentiometrischen Wegaufnehmer gebildet ist, welcher auf den Schieberhub anspricht, und dass die Signale in Abhängigkeit von einer zeitlichen Dauer in der elektronischen Schaltung verarbeitbar sind.
• Zufolge der erfindungsgemässen Ausgestaltung können die beiden Schieberteile hintereinander und bezogen auf die Auslösefeder konzentrisch zu dieser angeordnet sein, so dass sich eine kürzere Baulänge ergibt, welche Massnahme noch dadurch begünstigt wird, dass die Sperre zwischen einem Bauteil, der den beiden Schieberteilen entspricht, und der Auslösehülse vorgesehen ist. Im Hinblick auf die Ausführungsform nach der AT-B-368.025 sind diese Merkmale als für sich bekannt angeführt.
• Es ist weiters neu und vorteilhaft, dass die Schaltung auf Signale anspricht, welche von einem potentiometrischen Wegaufnehmer ausgehen, welcher seinerseits auf den Schieberhub anspricht. Dieser potentiometrische Wegaufnehmer liefert entsprechend einer veränderbaren Wegstrecke ein analoges Signal, das in der elektronischen Schaltung in Abhängigkeit von einer zeitlichen Dauer verarbeitbar ist. Es war auch in keiner Weise naheliegend, von der EP-A-0033131 auf einen derartigen potentiometrischen Wegaufnehmer zu schliessen, da, wie oben ausgeführt, die geoffenbarten Fühlersysteme eine andere technische Lösung bzw. technische Wirkung aufweisen als die des erfindungsgemässen Fühlersystems.
• Durch diese erfindungsgemässen Massnahmen wird gewährleistet, dass kurzzeitige heftige Stösse, die für das Bein des Skifahrers noch nicht gefährlich sind, zu keiner Auslösung führen. Gleichgrosse, jedoch länger anhaltende Stösse werden erfindungsgemäss durch die Schaltung erkannt und führen dadurch zu einem sicheren Auslösen der Skibindung.
• Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, dass der die Sperre lösende Bindungsteil die Auslösehülse mit einer Zahnstange ist, in die ein vom Motor getriebenes Ritzel eingreift, welche Auslösehülse, wie an sich bekannt, eine innere schräg verlaufende konische Fläche aufweist, an der die einen Teil der Sperre bildenden Kugeln od. dgl. auflaufend den Kraftfluss zwischen Feder und den beiden Schieberteilen unterbinden. Diese Ausbildung ist baulich besonders einfach und erfordert keine aufwendigen mechanischen Änderungen am Auslösemechanismus.
• Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nun anhand der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel darstellt, beschrieben. Hierbei zeigen: Fig. 1 den erfindungsgemässen Auslösemechanismus einer Sicherheitsskibindung in Seitenansicht im Schnitt in der Abfahrtsstellung, Fig. 1 eine elektronische Schaltung im Blockschaltbild, Fig. 2 den Auslösemechanismus schematisch in Draufsicht, Fig. 3 den Auslösemechanismus zum Auslösezeitpunkt in Seitenansicht im Schnitt und Fig. 4 den Auslösemechanismus zum Auslösezeitpunkt schematisch in Draufsicht.
• Wie aus den Zeichnungsfiguren ersichtlich ist, ist der erfindungsgemässe Auslösemechanismus in einem Gehäuse 1 untergebracht. Das Gehäuse 1 kann nun einen skifesten Bauteil darstellen oder auch einen in einem weiteren Bindungsteil gelagerten Bauteil. Innerhalb des Gehäuses 1 ist ein zweiteiliger Schieber 2, 9 gelagert, dessen einer Schieberteil 2 als Zugstange ausgebildet ist, dessen bzw. deren einer Endbereich mit einem Gewindeabschnitt 2a versehen ist, welcher ein Widerlager 3 für eine Feder 4 trägt. Das andere Ende der Feder 4 ist an einer Zwischenwand 5 des Gehäuses 1 abgestützt. Der den Gewindeabschnitt 2a aufweisende Endbereich dieses Schieberteils 2 ist weiters mit einem Schraubenkopf 6 versehen, der aus dem Gehäuse 1 nach aussen ragt und mit einem Schlitz zur Aufnahme eines Betätigungswerkzeuges, beispielsweise eines Schraubendrehers, versehen ist. Die Vorspannung der Feder 4 kann daher durch Drehen des Schraubenkopfes 6 des Schieberteils 2 in an sich bekannter Weise eingestellt werden.
• An den Gewindeabschnitt 2a der Zugstange 2 schliesst ein Mittelabschnitt 2b an, welcher über eine Schulter 7 in einen Abschnitt 2c übergeht, dessen Durchmesser grösser ist als der Durchmesser des Mittelabschnittes 2b. Die Zugstange 2 ist zumindest teilweise im Bereich ihres Mittelabschnittes 2b und im Bereich ihres Abschnittes 2c von einem Käfig 8 umgeben, der auch die Zwischenwand 5 des Gehäuses 1 durchsetzt, wobei dieser Endbereich des Käfigs 8 ein Gewinde trägt, auf welches der zweite Schieberteil 9 aufgeschraubt ist. Der zweite Schieberteil 9 stellt jenen Bauteil der Bindung dar, welcher beispielsweise von in einer horizontalen Ebene ausschwenkbaren Sohlenhalterhebeln eines Vorderbacken beaufschlagbar ist. Der zweite Schieberteii 9 kann auch ein Bauteil einer Biedung mit einer Sohlenplatte sein, welcher Bauteil mit an der Schuhsohle oder an einem Sohlenbeschlag angreifenden Haltebakken zusammenwirkt. Solche Ausbildungen sind für sich bekannt und bilden nicht den Gegenstand der vorliegenden Erfindung.
• Der dem Mittelabschnitt 2b der Zugstange 2 zugeordnete Endbereich des Käfigs 8 ist von Bohrungen zur Aufnahme von Kugeln 10 durchsetzt. Die Bohrungen sind am Umfang des Käfigs 8 einen Kreisring bildend gleichmässig verteilt, wobei Bohrungen für mindestens drei Kugeln 10 vorgesehen sind. Der Durchmesser jeder Kugel 10 ist so gewählt, dass sie mit einem geringen Spiel in ihrer zugehörigen Bohrung sitzt. Die Kugeln 10 sind in der Abfahrtsstellung der Sicherheitsskibindung an der den Mittelabschnitt 2b vom Abschnitt 2c absetzenden Schulter 7 abgestützt.
• Der Käfig 8 ist von einer Druckfeder 11 beaufschlagt, die den Käfig 8 bereichsweise umgibt und einerends am Käfig 8 und anderends an der Zwischenwand 5 des Gehäuses 1 abgestützt ist. Der Käfig 8 ist von einer zylindrischen Auslösehülse 12 umgeben. Der die Kugeln 10 umhüllende Bereich der Auslösehülse 12 weist einen inneren Durchmesser auf, der so gewählt ist, dass die Kugeln 10 des Käfigs 8 am inneren Bereich der Auslösehülse 12 anliegen. Dieser Bereich erstreckt sich über einen Teilbereich der Länge der Auslösehülse 12 und bestimmt den Elastizitätsbereich bzw. den Auslöseweg der Bindung. Über eine an der Innenfläche am ganzen Umfang der Auslösehülse 12 schräg verlaufende Kante 13 wird schliesslich ein Übergang zu einem einen grösseren Innendurchmesser aufweisenden Bereich der Auslösehülse 12 geschaffen. Die Auslösehülse 12 ist durch eine Zahnstange 14 verlängert, welche die Zwischenwand 5 des Gehäuses 1 durchsetzt und im vorliegenden Ausführungsbeispiel oberhalb des zweiten Schieberteiles 9 angeordnet ist. Die Zahnstange 14 ist mit einer in ihrer Längserstreckung verlaufenden Verzahnung versehen, in welche eine Gegenverzahnung eines Ritzels 15 eingreift. Das Ritzel 15 ist über ein Getriebe 16 an einen Elektromotor 17 angekoppelt, welcher mit einer elektronischen Schaltung 18 elektrisch verbunden ist. Ein am Gehäuse 1 befestigter potentiometrischer Wegaufnehmer 19, auf dessen Funktion später noch eingegangen wird, liefert das in der elektronischen Schaltung 18 weiter zu verarbeitende Signal.
• In Fig. 1a ist die elektronische Schaltung 18 im Blockschaltbild dargestellt. Die Spannungsversorgung der elektronischen Schaltung 18 erfolgt über eine Spannungsquelle 21, welche im Gehäuse 1 untergebracht ist. Beim Einsteigen in die Bindung mittelseines Skischuhes wird ein Schalter 23 geschlossen, welcher eine elektrisch leitende Verbindung von der Spannungsquelle 21 zur elektronischen Schaltung 18 sicherstellt. Die elektronische Schaltung 18 umfasst eine Auswertekreis 20 und eine Motoransteuerung 22 für den Motor 17.
• Die Funktionsweise des Auslösemechanismus istwiefolgt: Bei einer auf den zweiten Schieberteil 9 in Richtung des in Fig. 1 eingezeichneten Pfeiles F wirkenden Kraft, die grösser als die eingestellte Kraft der Feder 4 ist, verschiebt sich der zweite Schieberteil 9 mitsamt dem Käfig 8 in Richtung des Pfeiles F in Fig. 1. Da die Kugeln 10 an der Schulter 7 der Zugstange 2 gestützt sind, folgt die Zugstange 2 der Verschiebebewegung des zweiten Schieberteiles 9, wodurch die einerendsan der Zwischenwand 5 des Gehäuses 1 abgestützte Feder 4 komprimiert wird. Auch die zwischen dem Käfig 8 und der Zwischenwand 5 des Gehäuses 1 angeordnete Feder 11 wird komprimiert. Die Auslösehülse 12 verbleibt ortsfest. Die Verschiebebewegung des zweiten. Schieberteiles 9 wird nun vom potentiometrischen Wegaufnehmer 19 registriert. Sobald nun der zweite Schieberteil 9 einen bestimmten Weg zurückgelegt hat, der jedoch geringfügig geringer ist als der Abstand der Kugeln 10 von der Kante 13 der Auslösehülse 12, wird vom Auswertekreis 20, welcher die vom potentiometrischen Kraftaufnehmer gelieferten Signale auch in Abhängigkeit von der zeitlichen Einwirkdauer ermittelt, ein Befehl zur Ansteuerung des Motors 17 abgegeben. Der Motor 17 treibt über das Getriebe 16das mit der Verzahnung der Zahnstange 14 derAustösehütse 12 in Eingriff stehende Ritzel 15. Dadurch wird die Auslösehülse 12 in Richtung zu den Kugeln 10 verschoben, so dass diese die Kante 13 der Auslösehülse 12 erreichen und von der Schulter 7 der Zugstange 2 freikommen. Sobalddiese Lage, die in Fig. 3 dargestellt ist, erreicht ist, stellt sich die Zugstange 2 unter der Wirkung der Feder 4 in ihre Ausgangslage zurück, die Feder 4 wird entspannt. Durch den nun nicht mehr federbelasteten zweiten Schieberteil 9 kann nun eine fast kräftefreie Freigabe des Skischuhes über die mit dem zweiten Schieberteil 9 gekoppelten Haltebacken oder Sohlenhalter erfolgen.
• Wie schon erwähnt wurde, entscheidet der Auswertekreis 20 über die Abgabe eines Auslösesignals sowohl in Abhängigkeit von den vom zweiten Schieberteil 9 zurückgelegten Weg als auch in Abhängigkeit von dem Zeitintervall, innerhalb welchem dieser Weg zurückgelegt wird. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass kurzzeitig auftretende kräftige Stösse, die für das Bein des Skifahrers noch nicht gefährlich sind, zu keiner Auslösung führen.
• Für eine Rückführung des Auslösemechanismus in seine Ausgangsstellung gemäss Fig. 1 ist einerseits die den Käfig 8 in die Ausgangslage zurückstellende Feder 11 und anderseits eine Rückwärtsdrehung des Motors 17 vorgesehen. Die Rückwärtsdrehung des Motors 17 kann auch durch die elektronische Schaltung gesteuert werden, die beispielsweise nach einem Zeitintervall von einigen Sekunden nach erfolgter Freigabe der Zugstange 2 eine Rückwärtsdrehung des Motors 17 bewirkt.
• Ist nun, beispielsweise durch die zu schwach werdende Spannungsquelle, eine Funktion der elektronischen Schaltung 18 nicht mehr gewährleistet, so kann der Auslösemechanismus auch auf rein mechanischem Weg den Skischuh freigeben. Sobald die Verschiebebewegung des zweiten Schieberteiles 9 so gross ist, dass die Kugeln 10 die Kante 13 der Auslösehülse 12 erreichen und von der Schulter 7 der Zugstange 2 freikommen, kann sich die Zugstange 2 unter der Wirkung der sich entspannenden Feder 4 zurückstellen, der zweite Schieberteil 9 istvon der Feder 4 nicht mehr beaufschlagt. DafürdiemechanischeAuslösung nur ein geringfügig grösserer Weg des zweiten Schieberteiles 9 erforderlich ist, ist auch in diesem Fall eine Sicherheitsauslösung, gewährleistet und Verletzungen des Skifahrers vorgebeugt.
• Ein weiterer Vorteil dieses Auslösemachanismus bestehtdarin, dass ein beliebig grosser Elastizitätsbereich, der auch frei wählbar ist, zur Verfügung steht.
• Die Erfindung ist auf das dargestellte Ausführungsbeispiel, nicht eingeschränkt. Es sind weitere Abwandlungen denkbar, ohne den Rahmen des Schutzumfanges zu verlassen. So ist der erfindungsgemässe Auslösemechanismus sowohl für ein Bindungssystem bestehend aus Vorderbacken und Fersenhalter als auch für eine Sicherheitsskibindung mit einer Sohlenplatte und an der Schuhsohle beispielsweise seitlich angreifenden Haltebacken anwendbar. Des weiteren ist es denkbar, andere mechanische Abschnappmechanismen zu verwenden, so lange diese einen gegen die Kraft einer Feder verschiebbaren Bauteil zur Messung mittels des potentiometrischen Wegaufnehmers aufweisen.

Claims (3)

1. Auslösemechanismus für eine Sicherheitsskibindung mit zumindest einem Sohlenhalter, Haltebacken od. dgl., welcher in einem auf der Oberseite eines Skis festlegbaren Gehäuse (1) angeordnet ist und an einem gegen die Kraft einer Feder (4) verschiebbaren zweiteiligen Schieber (2,9) angreift, wobei der eine Schieberteil (2) das verschiebbare Widerlager (3) für die Feder (4) trägt und das andere Widerlager (5) der Feder (4), zumindest in der Abfahrtsstellung, an einem skifesten Bindungsteil abgestützt ist, wobei der vom Sohlenhalter, Haltebacken od. dgl. über den zweiteiligen Schieber (2, 9) auf die Feder (4) aufgebrachte Kraftfluss durch eine Sperre (7, 10, 13) gesichert ist, welche Sperre bei Überschreiten eines vorbestimmten Grenzwertes entweder unmittelbar mechanisch oder durch Zwischenschaltung einer elektronischen Schaltung (18) mittelbar lösbar ist, welche Schaltung auf durch ein Fühlersystem ausgelöste Signale anspricht und diese Schaltung zeitlich früher auslöst als das rein mechanische Lösen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Sperre (7, 10, 13), wie an sich bekannt, zwischen den beiden Schieberteilen (2, 9) und einer Auslösehülse (12) vorgesehen und in Abhängigkeitvom Schieberhub lösbar ist, dass das andere Widerlager (5) der Feder (4), wie gleichfalls bekannt, in jeder Lage der Bindung skifest abgestützt verbleibt, dass das Fühlersystem von einem potentiometrischen Wegaufnehmer (19) gebildet ist, welcher auf den Schieberhub anspricht, und dass die Signale in Abhängigkeit von einer zeitlichen Dauer in der elektronischen Schaltung (18) verarbeitbar sind.

2. Auslösemechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltung (18) über einen Motor (17) den die Sperre (7, 10, 13) lösenden Bindungsteil antreibt.

3. Auslösemechanismus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der die Sperre (7, 10, 13) lösende Bindungsteil die Auslösehülse (12) mit einer Zahnstange (14) ist, in die ein vom Motor (17) getriebenes Ritzel (15) eingreift, welche Auslösehülse (12), wie an sich bekannt, eine innere (schräg verlaufende) konische Fläche (13) aufweist, an der die einen Teil der Sperre bildenden Kugeln (10) od. dgl. auflaufend den Kraftfluss zwischen Feder (4) und den beiden Schieberteilen (2, 9) unterbinden.

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