EP0289843B1 - Sicherheitsskibindung - Google Patents
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- EP0289843B1 EP0289843B1 EP88106129A EP88106129A EP0289843B1 EP 0289843 B1 EP0289843 B1 EP 0289843B1 EP 88106129 A EP88106129 A EP 88106129A EP 88106129 A EP88106129 A EP 88106129A EP 0289843 B1 EP0289843 B1 EP 0289843B1
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- EP
- European Patent Office
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- release
- spring
- abutment
- counterstop
- ski binding
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- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63C—SKATES; SKIS; ROLLER SKATES; DESIGN OR LAYOUT OF COURTS, RINKS OR THE LIKE
- A63C9/00—Ski bindings
- A63C9/08—Ski bindings yieldable or self-releasing in the event of an accident, i.e. safety bindings
- A63C9/084—Ski bindings yieldable or self-releasing in the event of an accident, i.e. safety bindings with heel hold-downs, e.g. swingable
- A63C9/0846—Details of the release or step-in mechanism
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
- A63C—SKATES; SKIS; ROLLER SKATES; DESIGN OR LAYOUT OF COURTS, RINKS OR THE LIKE
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- A63C9/08—Ski bindings yieldable or self-releasing in the event of an accident, i.e. safety bindings
- A63C9/084—Ski bindings yieldable or self-releasing in the event of an accident, i.e. safety bindings with heel hold-downs, e.g. swingable
- A63C9/0841—Ski bindings yieldable or self-releasing in the event of an accident, i.e. safety bindings with heel hold-downs, e.g. swingable with a single jaw
- A63C9/0842—Ski bindings yieldable or self-releasing in the event of an accident, i.e. safety bindings with heel hold-downs, e.g. swingable with a single jaw the jaw pivoting on the body or base about a transverse axis
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- A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
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- A63C9/00—Ski bindings
- A63C9/08—Ski bindings yieldable or self-releasing in the event of an accident, i.e. safety bindings
- A63C9/088—Ski bindings yieldable or self-releasing in the event of an accident, i.e. safety bindings with electronically controlled locking devices
Definitions
- the invention relates to a safety ski binding with an electronically controlled triggering device, which has an evaluation circuit that processes the signals of force transducers corresponding to the acting forces and a triggering element that can be triggered by this by means of a triggering pulse, a triggering spring being provided, on the one hand, against one between two end positions movable, releasable and latchable hold-down device associated with a jaw and on the other hand is supported on an abutment controlled by the release member or on this itself.
- DE-A1-2121827 discloses a safety ski binding in which a hold-down device which can be positively locked by means of an electromagnetic release member is provided, in which the locking member is biased against its locked position by a weak spring. Furthermore, in this binding, a locking arm acted upon by a spring is provided, which interacts with a locking projection of the hold-down device, but it is possible for the locking arm and the locking projection to slide past one another with compression of the compression spring.
- the purpose of this additional latching is when released of the hold-down device by means of the release member due to an only non-dangerous short-lasting peak load, to hold the hold-down device in the locked position, but with a force still acting on the binding, this also leads to a release of the purely mechanical locking.
- the aim of the invention is to propose a binding of the type mentioned at the outset in which these disadvantages are avoided and in which only slight forces have to be applied by the trigger member.
- the measures according to the invention do not result in the completely force-free initiation of the movement of the bodice holder immediately after the abutment has been triggered, but this is of no consequence in practice since, in the event of danger, correspondingly large forces are exerted anyway Binding or hold down act and therefore the necessary forces are available to release the ski from the foot. However, there is a very steep drop in the holding force to that supported by the fixed abutment Spring predetermined value. However, since this holding force is already exceeded when the controlled abutment is triggered by the electronics, the triggering and binding takes place very quickly, which ultimately triggers without force.
- the forces required to release the ski from the foot can be easily applied, in particular if it is a binding in which only the heel cheek can be released.
- the triggering element has been triggered electrically or by hand, it is sufficient to push the lower leg forward, which, due to the stiff sole of the ski shoe, can exert a sufficiently large moment on the hold-down device in order to overcome the holding forces of the cheek.
- the proportion of the holding force applied by the releasable abutment to the total holding force can be selected accordingly by appropriate dimensioning of the two release springs.
- the proportion of the release spring supported by the electrically or mechanically releasable abutment can expediently be selected between 10 and 50% of the total holding force, the higher value being more suitable for bindings intended for children, in which only correspondingly low holding forces are provided can and where a relatively easy arbitrary loosening of the ski from the foot is important.
- the arbitrary triggering can be done both by the arbitrary delivery of a corresponding pulse to the evaluation circuit by actuation For example, a button, as well as a mechanical influence on the abutment.
- DE-A1-3307003 has already disclosed a ski binding with a two-part release spring.
- the spring is supported via a toggle lever system, the position of which is controlled by an electromagnet acting on the joint of the toggle lever, which can be acted upon by a current which can be varied between zero and a predetermined maximum value.
- the excitation current of the electromagnet is controlled by an evaluation circuit that processes the signals from force transducers, the holding force of the jaw decreasing as the excitation current decreases.
- This known binding practically represents a purely mechanical triggering binding, the triggering value of which is determined by the evaluation circuit and the toggle lever as well as the electromagnet depending on various parameters, e.g. the weight of the skier or the interfering forces can be changed continuously.
- this known binding there is no defined triggering of the jaw as a function of the forces that occur, but only a shift in the triggering value.
- Another serious disadvantage of this known binding can also be seen in the fact that only the forces acting upwards and downwards are detected and processed via the evaluation circuit, so that this binding only occurs in the more harmless falls backwards and the falls forward in their Trigger values are changed, but not in the case of dangerous falls, because the forces involved are not recorded.
- the armature of the electromagnet is designed as an angle lever, one leg of which supports the abutment of the release spring and the abutment is guided in a guide of the jaw. This results in a very simple construction, which also enables the abutment to be easily reset.
- a permanent magnet is arranged on the arm of the armature facing the core of the magnet, which ensures the repulsion of the armature from the core when the electromagnet is excited. In this way, the armature is held by the core of the electromagnet during normal operation and unintended triggering by vibrations or impacts is prevented.
- the armature is in contact with the core, when the excitation is switched on, or during a trigger pulse, the greatest force repelling the armature is developed, whereby the idle friction of the trigger member on the abutment can be surmounted. This training therefore makes it possible to find sufficiency even with particularly small and low-performing electromagnets, but this also results in savings in the energy requirement for each triggering process.
- the leg of the armature supporting the abutment has an oblique run-up surface on its side of a shoulder of this leg facing away from its support surface.
- a pawl-like driver is arranged on the releasable hold-down device, which avoids the abutment when the hold-down device is pivoted up, but takes it with it during the restoring movement, this driver preferably having a projection on one side of the hold-down leaf spring is formed. In this way it is ensured that the driver can evade the abutment after it has been triggered when the hold-down device is pivoted out of its latched position, but takes it with it when the hold-down device is reset to its lockable position. If the driver is designed as a leaf spring, this results in an extremely simple construction with only a few components.
- Fig. 1 shows schematically the structure of a ski binding
- Fig. 2 shows a first embodiment of a jaw according to the invention
- Fig. 3 shows a further embodiment of a jaw according to the invention.
- the binding shown in Fig. 1 is designed as a plate binding, the binding plate 1 is rotatable about a spherical pin 40 which is arranged in the region of the point of intersection of the axis of the tibia of the skier with the sliding plane and a rotation of the binding plate in the plane of Ski enabled.
- this has an axis 41, which passes through a slot 42 of a formally arranged holder 45 which extends in the longitudinal direction of the ski and which projects into a recess 1a arranged on the underside of the binding plate 1 with great play on all sides, as a result of which limited rotation the binding plate around the pin 40 and swiveling the binding plate 1 around the axis 41 is possible.
- a rigid, non-releasable toe jaw 43 is held in the longitudinal direction of the binding plate so that it can be adjusted and locked.
- the releasable heel shoe 17 arranged in the rear region of the binding plate is connected to the binding plate 1, its hold-down device 14 being pivotable upwards about the axis 9. Furthermore, the binding plate 1 is firmly connected in its rear region to a switching module 6 arranged in the heel jaw 17, which is supported in a shifter abutment 2 via force transducers 4 and a measuring element 3, which has a spherical head-shaped end (FIG. 2).
- the binding plate 1 is held in position, but a movement of the binding plate 1 in the extent of the measuring paths of the force transducers 4 is possible, which due to the fixed pivot points of the binding plate around the pin 40 and the axis 41, the detection of the binding plate 1 perpendicular and enable moments acting parallel to the ski.
- a conventional opening spring 23 is provided for the sole hold-down device 14, which is supported on the binding plate 1 and the hold-down device 14 and prestresses it in the direction of its swung-up end position.
- the essentially hood-shaped hold-down device 14 has a nose 66 projecting against its interior, on which a locking roller 16 is rotatably held, which in the locked position of the binding is overlapped by an arm 18 having a locking path 31.
- This arm 18 is pivotally held on an axis of rotation 28, which in turn is fixed to the part of the heel shoe fixed to the binding plate.
- a guide rod 20 is articulated on the arm 18, on which a releasable abutment 50 of the release spring 19 is held displaceably in the axial direction of the guide rod.
- the release spring 19 and a further spring 51 (hereinafter also referred to as spring 51), which runs in the same direction as this, is arranged coaxially on the guide rod 20.
- the spring 51 is rigid on the connecting piece of the guide rod 20, which is articulated to the arm 18, and on a part arranged on the part of the jaw 17 which is the most rigid Abutment 52 supported, which is bridge-shaped and is provided with a bore for receiving the release spring 19.
- the guide rod 20 is held in position by the spring 51, the spring 51 being supported on a bearing surface of the connecting piece 53 of the guide rod 20 which corresponds to the cross section of this spring.
- the releasable abutment 50 is supported on an armature 54 which is rotatably mounted in the jaw 17 and is essentially L-shaped.
- One leg has an essentially vertically projecting shoulder, the outer side of which supports the releasable abutment 50 in the rest position of the armature 54.
- the second leg of the armature 54 also has an angled extension which is provided for actuation by means of a spring-loaded manual release button 55 which is guided in the hold-down device 14.
- One leg of the armature 54 carries a permanent magnet 56 which, when the electromagnet 57 is not excited and is arranged in the switching module 6, bears against the core thereof.
- the pole face of the core of the electromagnet facing the permanent magnet 56 assumes the polarity of the opposite pole face of the permanent magnet, so that one arm of the armature 54 is repelled and the armature is therefore rotated.
- the releasable abutment 50 loses its support and, under the influence of the releasing release spring 19, moves towards the free end of the guide rod, where it contacts the end stop 58, which merely causes the releasable abutment 50 to slide off the guide rod 20 prevents strikes.
- the release spring 19 relaxes to such an extent that it can no longer contribute to the application of the holding force on the arm 18. Since this is now only applied by the further spring 51. This makes it possible to release the foot from the binding in the event of an arbitrary release by overpressing the spring 51 when lifting the heel.
- the foot In the event of an involuntary triggering due to a trigger signal caused by impermissibly high forces acting on the foot or the binding, the foot is released quickly from the binding despite the holding forces of the spring 51, since the spring 51 alone is not sufficient the Maintaining latching of the hold-down device 14, especially when, as is always the case in the event of an involuntary release, correspondingly high forces act on the binding and the foot.
- the spring 51 with the arm 18 acts as a mechanical binding which is set too weakly and which is suddenly subjected to a high overload which is caused by the fact that the trigger spring 19 is no longer supported.
- the two springs 19 and 51 are appropriately dimensioned so that the release spring 19, 10 to 50% of the total holding force of the spring combination applies.
- the electromagnet is activated via an evaluation circuit arranged in the switching module 6, which processes the signals of the force transducers 4 and, when certain criteria are reached, emits a trigger signal which leads to the excitation of the electromagnet 57 for a short time.
- the hold-down device 14 After an arbitrary release by pressure on the manual release button 55 or an involuntary release due to a release signal, the resulting reduction in the holding force and the forces acting or arbitrarily exerted on the binding cause the hold-down device 14 to pivot upwards, the spring 51 is suppressed.
- the driver 60 connected to it which is formed from a leaf spring 61 and a support 62 for it, slides from the abutment 50 located in its rearmost position, the leaf spring 61 being lifted off its support.
- the catch 60 with its leaf spring 61 comes to rest on the upper edge of the releasable abutment 50.
- the leaf spring 61 is supported on the support 62 when the holding-down device is pressed down, sufficient force can be transmitted to the releasable abutment 50 via the leaf spring 61 in order to bring it back into its working position.
- the releasable abutment 50 slides over the run-on surface of the shoulder of one arm of the armature 54. The armature is briefly deflected, after which the abutment and the armature again assume the position shown in FIG. 2.
- the position of the driver 60 is dimensioned so that the abutment 50 is already in its working position before the hold-down device has assumed its locked position.
- the releasable abutment 50 itself is designed as a bridge-like part, the support being provided by the armature 54 in the central region and the driver 60, which is preferably formed in two parts, engages or engages the abutment on one side edge or on both side wheels .
- the end stop 58 engages in a guide of the part of the jaw 17 which is fixed to the ski.
- the hold-down device 14 ' has a projection which protrudes against its interior, as a designed locking latch 67, which in the locked position of the binding is overlapped by an external locking arm designed as an outer roller catch 70.
- This outer roller catch 70 is pivotally held on an axis of rotation 71, which in turn is fixed to the part of the heel shoe 17 fixed to the binding plate '.
- a coupling rod 20 'articulated which connects the outer roller catch 70 with a, about a with the binding plate 1' rigidly connected axis of rotation 72 pivotally held releasable abutment 50 ', the coupling rod 20' articulated in these two parts Supports 74, 74 'a release spring 19' with a larger game and is held displaceably in its longitudinal direction.
- a support 146 of the further spring 51 ' is articulated on the roller catch 70, which in turn is held via a fixed abutment 146' on an axle 129 'held in the shiftable part of the heel cheek 17', the support 146 and the fixed abutment 146 'being above a telescopic rod 120 are interconnected.
- the release spring 19' acts which urges the two parts apart.
- the outer roller detent 70 is pressed against the detent 67 with the releasable abutment 50 ', whereby the hold-down 14' is prevented from swinging up.
- a manual release button 55' is pivotally mounted about an axis 69, this button 55 ' is biased against its inactive position by means of a spring 68.
- This trigger pin 73 is sealed by means of an O-ring, but it is also possible to seal the trigger pin by means of a membrane, which is stretched over the free end of the trigger pin, or is designed as part of the housing and on which the trigger button 55 'can be brought into contact is.
- the measuring element 3' On the schifesten abutment 2 ', the measuring element 3' is supported by a spherical joint-shaped receptacle.
- This measuring element 3 ' has force transducers which detect the moments ⁇ My and ⁇ Mz occurring on the binding plate 1' about their axes of rotation and convert them into electrical signals.
- These force transducers which e.g. can be designed as piezoelectric transducers or as strain gauges, are connected to the housing of the switching module 6 'in which the battery, the evaluation circuit, and an electromagnet and parts of the mechanical locking system of the binding are housed.
- the electromechanical release elements are formed by a, a folding armature 75 having electromagnet 57 ', which is connected via lines to the evaluation circuit or the battery.
- the folding anchor 75 is biased by a weak return spring 77 against its dropped position from the core and has a locking surface 78 on which a part of the locking mechanism of the hold-down 17 'can be brought to bear.
- a pawl-like inner lever 79 rests on the dropped hinged anchor 75.
- This inner lever 79 is pivotally held about an axis 80 held in the switching module 6 'and biased by a weak spring 81 against its unlocked position.
- This inner lever 79 has an open edge 82.
- An inner latch arm 83 engages in this recess with its angled end.
- This inner latch arm 83 which can also be designed as a bracket, is connected in a rotationally fixed manner to a shaft 84 which is tightly guided through the housing.
- an outer locking arm 85 which is designed as a roller lever for reasons of low friction, is held in a rotationally fixed manner outside the housing.
- This outer latch arm 85 supports in the operational state of the binding from an outer support lever pivotable about an axis 72 rigidly connected to the binding plate, which serves as a releasable abutment 50 'for the release spring 19', which is designed as an outer roller latch 70 outer latch lever, as already explained, presses against the nose 67 of the hold-down 14 '.
- This torque is intercepted by the inner locking arm 83, which engages in the recess 82 of the inner lever 79 and the inner lever 79, which in turn is supported on the locking surface 78 of the hinged armature 75.
- the trigger pin 73 is pressed by actuating the trigger button 55 'against the hinged armature 75, or the electromagnet 57' pulls the hinged armature 75, which is due to the weak return spring 77 and the low friction forces occurring due to the lever ratios and the support by means of detent, only small forces are required, the inner lever 79 loses its support and the torque acting on the outer latch arm 85 rotates the inner latch arm 83 out of the recess 82, as a result of which the latch arm 83 loses its support.
- the release spring 19 Since the release spring 19 'applies only a part of the holding forces of the hold-down device 14', only extremely small forces are required for the release, the translation mechanism still resulting in very favorable transmission ratios.
- the second, rigidly supported spring 51 ' supports the pivoting back of the roller catch 70 and the releasable abutment 50'.
- the distribution of the holding forces on the two springs 19 'and 51' is advantageously carried out so that the spring 51 'applies about 50 to 90% of the total holding force.
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Description
- Die Erfindung bezieht sich auf eine Sicherheitsschibindung mit einer elektronisch gesteuerten Auslöseeinrichtung, die einen die den einwirkenden Kräften entsprechenden Signalen von Kraftaufnehmern verarbeitenden Auswertekreis und ein von diesem mittels eines Auslöseimpulses auslösbares Auslöseglied aufweist, wobei eine Auslösefeder vorgesehen ist, die einerseits gegen eine einem zwischen zwei Endstellungen bewegbaren, auslös- und verrastbaren Niederhalter eines Backens zugeordnete Rastbahn und andererseits an einem von dem Auslöseglied gesteuerten Widerlager oder an diesem selbst abgestützt ist.
- Es sind eine Reihe derartiger Sicherheitsschibindungen bekannt. Bei allen diesen bekannten Bindungen ist lediglich eine einzige Auslösefeder vorgesehen, die sich mit ihrem einen Ende an einem von einem Auslöseglied gesteuerten Widerlager abstützt. Dabei muß das Widerlager die gesamte, von der Auslösefeder ausgeübte Kraft aufnehmen. Dies ist jedoch mit dem Nachteil verbunden, daß das Auslöseglied, z.B. ein Elektromagnet, der im Auslösefall meist ein senkrecht zur Richtung der von der Feder ausgeübten Kraft bewegbares Stützglied, das zur Abstützung des Widerlagers vorgesehen ist, steuert, entsprechend hohe Reibungskräfte überwinden muß und deshalb entsprechend kräftig ausgebildet werden muß. Dies bedingt nicht nur einen erheblichen Platzbedarf, sondern auch einen entsprechenden Energiebedarf. Gerade letzteres ist aber bei Sicherheitsschibindungen, die ja meist auf eine Versorgung mittels Batterien angewiesen sind, von entscheidender Bedeutung, zumal das Gewicht derselben möglichst gering gehalten werden soll.
- Durch die DE-A1-2121827 wurde eine Sicherheitsschibindung bekannt, bei der ein mittels eines elektromagnetischen Auslösegliedes formschlüssig verriegelbarer Niederhalter vorgesehen ist, bei dem das Verriegelungsglied von einer schwachen Feder gegen dessen Sperrstellung vorgespannt ist. Weiters ist bei dieser Bindung noch ein von einer Feder beaufschlagter Rastarm vorgesehen der mit einem Rastvorsprung des Niederhalters zusammenwirkt, wobei aber unter Kompression der Druckfeder ein aneinander Vorbeigleiten des Rastarmes und des Rastvorsprunges möglich ist. Der Zweck dieser zusätzlichen Verrastung ist es, bei einer Freigabe des Niederhalters durch das Auslöseglied aufgrund einer nur ungefährlich kurz andauernden Spitzenbelastung, den Niederhalter noch in der verrasteten Stellung zu halten, wobei aber bei einer weiterhin auf die Bindung einwirkenden Kraft, diese zu einem Lösen auch der rein mechanischen Verrastung führt.
- Diese bekannte Lösung betrifft daher eine andere Art von Sicherheitsschibindungen als die eingangs erwähnte, auf die sich die Erfindung bezieht.
- Ziel der Erfindung ist es, eine Bindung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, bei der diese Nachteile vermieden sind und bei der nur geringe Kräfte vom Auslöseglied aufgebracht werden müssen.
- Erfindungsgemäß wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1.
- Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß lediglich ein Teil der zur Verriegelung des Niederhalters notwendigen Kraft von dem vom Auslöseglied gesteuerten Widerlager aufgenommen werden muß. Dadurch müssen aber auch nur entsprechend geringe Reibungskräfte bei einer Auslösung überwunden werden, weshalb mit entsprechend kleinen bzw. schwachen Auslösegliedern z.B. Elektromagneten, das Auslangen gefunden werden kann. Diese benötigen daher für jede Auslösung entsprechend weniger Energie.
- Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen kommt es zwar zu keiner in Bezug auf die zum Verschwenken des Niederhalters völlig kraftfreien Einleitung der Bewegung des Miederhalters unmittelbar nach dem Auslösen des Widerlagers, doch fällt dies in der Praxis nicht ins Gewicht, da im Gefahrenfalle ohnehin entsprechend große Kräfte auf die Bindung bzw. deren Niederhalter einwirken und daher die zum Lösen des Schis vom Fuß notwendigen Kräfte vorhanden sind. Es kommt aber zu einem sehr steilen Absinken der Haltekraft auf den durch die auf dem festen Widerlager abgestützte Feder vorgegebenen Wert. Da diese Haltekraft aber beim Auslösen des gesteuerten Widerlagers durch die Elektronik bereits überschritten ist, kommt es zu einem sehr raschen Auslösen und Bindung, wobei diese schlußendlich kraftfrei auslöst.
- Da aber aufgrund der geringen,von dem Auslöseglied aufzubringenden Kräften dieses sehr rasch bei einer entsprechenden Ansteuerung ansprechen kann und nur kleine Massen zu beschleunigen sind, ergeben sich sehr kurze Ansprech- bzw. Auslösezeiten, sodaß sich insgesamt, trotzdem die Bindung im Auslösefall nicht sofort völlig kraftfrei wird, kürzere Ansprech- und Auslösezeiten ergeben als bei bekannten Bindungen mit einem z.B. elektrisch gesteuerten Auslöseglied, das ein von einer einzigen Auslösefeder beaufschlagtes Widerlager steuert, da in letzterem Falle entsprechend höhere Kräfte vom Auslöseglied aufgebracht werden müssen und dieses daher eine längere Ansprechzeit benötigt.
- Doch auch bei einer willkürlichen Auslösung des Widerlagers lassen sich die zum Lösen des Schis vom Fuß notwendigen Kräfte leicht aufbringen, insbesondere, wenn es sich um eine Bindung handelt, bei der lediglich der Fersenbacken auslösbar ist. Bei einer solchen genügt es, nachdem das Auslöseglied elektrisch oder von Hand ausgelöst wurde, den Unterschenkel nach vorne zu drücken, wodurch aufgrund der steifen Sohle des Schischuhs ein genügend großes Moment auf den Niederhalter ausgeübt werden kann, um die Haltekräfte des Backens zu überwinden.
- Dabei kann der Anteil der vom auslösbaren Widerlager aufgebrachten Haltekraft zur gesamten Haltekraft durch eine entsprechende Dimensionierung der beiden Auslösefedern entsprechend gewählt werden. Der Anteil der vom elektrisch oder mechanisch auslösbaren Widerlager abgestützten Auslösefeder kann dabei, wie angegeben, zweckmäßigerweise zwischen 10 und 50% der gesamten Haltekraft gewählt werden, wobei der höhere Wert eher für Kinder vorgesehene Bindungen zweckmäßig sein dürfte, bei denen nur entsprechend niedrige Haltekräfte vorgesehen werden können und bei denen auf ein relativ leichtes willkürliches Lösen des Schis vom Fuß Wert gelegt wird. Das willkürliche Auslösen kann sowohl durch die willkürliche Abgabe eines entsprechenden Impulses an den Auswertekreis durch Betätigung z.B. eines Tasters, wie auch durch eine mechanische Beeinflußung des Widerlagers erfolgen.
- Durch die DE-A1-3307003 wurde schon eine Schibindung mit einer zweiteiligen Auslösefeder bekannt. Bei dieser bekannten Lösung ist die eine Feder über ein Kniehebelsystem abgestützt, dessen Stellung von einem an dem Gelenk des Kniehebels angreifenden Elektromagneten gesteuert ist, der mit einem zwischen Null und einem vorgegebenen Maximalwert veränderbaren Strom beaufschlagbar ist. Dabei wird der Erregerstrom des Elektromagneten, von einer Auswerteschaltung gesteuert, die die Signale von Kraftaufnehmern verarbeitet, wobei die Haltekraft des Backens mit abnehmendem Erregerstrom abnimmt.
- Diese bekannte Bindung stellt praktisch eine rein mechanisch auslösende Bindung dar, deren Auslösewert durch die Auswerteschaltung und den Kniehebel sowie den Elektromagneten in Abhängigkeit von verschiedenen Parametern, wie z.B. das Gewicht des Schiläufers oder die einwirkenden Störkräfte stufenlos veränderbar ist. Bei dieser bekannten Bindung kommt es jedoch nicht zu einer definierten Auslösung des Backens in Abhängigkeit von den auftretenden Kräften, sondern lediglich zu einer Verschiebung des Auslösewertes. Ein weiterer schwerwiegender Nachteil dieser bekanten Bindung ist auch darin zu sehen, daß bei dieser lediglich die nach oben und unten wirkenden Kräfte erfaßt und über die Auswerteschaltung verarbeitet werden, sodaß diese Bindung lediglich bei den eher ungefährlichen Stürzen nach hinten und den Stürzen nach vorne in ihren Auslösewerten verändert wird, nicht aber bei den gefährlichen Drehstürzen, da eben die dabei auftretenden Kräfte nicht erfaßt werden.
- Bei einer erfindungsgemäßen Bindung mit einem Elektromagneten als Auslöseglied kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen sein, daß der Anker des Elektromagneten als Winkelhebel ausgebildet ist, dessen einer Schenkel das Widerlager der Auslösefeder abstützt und das Widerlager in einer Führung des Backens geführt ist. Dadurch ergibt sich eine sehr einfache Konstruktion, die auch ein einfaches Rückstellen des Widerlagers ermöglicht.
- Dabei kann weiters vorgesehen sein, daß an dem dem Kern des Magneten zugekehrten Schenkel des Ankers ein Permanentmagnet angeordnet ist, der bei Erregung des Elektromagneten für die Abstoßung des Ankers vom Kern sorgt. Auf diese Weise wird der Anker im Normalbetrieb vom Kern des Elektromagneten gehalten und ein unbeabsichtigtes Auslösen durch Vibrationen oder Schläge verhindert. Außerdem ergibt sich der Vorteil, daß bei an dem Kern anliegendem Anker beim Einschalten der Erregung, bzw. bei einem Auslöseimpuls die größte, den Anker abstoßende Kraft entwickelt wird, wodurch die Ruhereibung des Auslösegliedes an dem Widerlager sicher überwunden werden kann. Diese Ausbildung ermöglicht es daher auch mit besonders kleinen und leistungsschwachen Elektromagneten das Auslangen zu finden, wodurch sich aber auch Einsparungen beim Energiebedarf für jeden Auslösevorgang ergeben.
- Um ein Rückführen des Widerlagers in dessen eine Verriegelung des Niederhalters ermöglichende Lage nach einer Auslösung zu erleichtern, kann vorgesehen sein, daß der das Widerlager abstützende Schenkel des Ankers an seiner von seiner Stützfläche abgekehrten Seite eines Ansatzes dieses Schenkels eine schräge Auflauffläche aufweist.
- Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann vorgesehen sein, daß an dem auslösbaren Niederhalter ein klinkenartiger Mitnehmer angeordnet ist, der dem Widerlager beim Hochschwenken des Niederhalters ausweicht, dieses aber bei der Rückstellbewegung mitnimmt, wobei dieser Mitnehmer vorzugsweise durch eine an einer Seite weitgehend durch einen Vorsprung des Niederhalters abgestützte Blattfeder gebildet ist. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß der Mitnehmer beim Ausschwenken des Niederhalters aus seiner verrasteten Stellung dem Widerlager nach dessen Auslösung ausweichen kann, dieses aber bei der Rückstellung des Niederhalters in dessen verriegelbare Stellung mitnimmt. Dabei ergibt sich bei einer Ausbildung des Mitnehmers als Blattfeder eine überaus einfache Konstruktion mit nur wenigen Bauteilen.
- Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen:
- Fig. 1 schematisch den Aufbau einer Schibindung; Fig. 2 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Backens und Fig. 3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Backens.
- Die in Fig. 1 dargestellte Bindung ist als Plattenbindung ausgebildet, wobei die Bindungsplatte 1 um einem ballig ausgeführten Zapfen 40 drehbar ist, der im Bereich des Durchstoßpunktes der Achse der Tibia des Schiläufers mit der Schiebene angeordnet ist und eine Drehung der Bindungsplatte in der Ebene des Schis ermöglicht. Im vorderen Bereich der Bindungsplatte 1 weist diese eine Achse 41 auf, die einen in Schilängsrichtung verlaufenden Schlitz 42 einer schifest angeordneten Halterung 45 durchsetzt, die in eine, an der Unterseite der Bindungsplatte 1 angeordnete Ausnehmung 1a mit allseitig großem Spiel hineinragt, wodurch eine beschränkte Verdrehung der Bindungsplatte um den Zapfen 40 und ein Hochschwenken der Bindungsplatte 1 um die Achse 41 möglich ist.
- Weiters ist im vorderen Bereich der Bindungsplatte 1 ein starrer, nicht auslösbarer Zehenbacken 43 in Längsrichtung der Bindungsplatte einstell- und feststellbar gehalten.
- Der im hinteren Bereich der Bindungsplatte angeordnete auslösbare Fersenbacken 17 ist mit der Bindungsplatte 1 verbunden, wobei dessen Niederhalter 14 um die Achse 9 hochschwenkbar ist. Weiters ist die Bindungsplatte 1 in ihrem hinteren Bereich mit einem im Fersenbacken 17 angeordneten Schaltbaustein 6 fest verbunden, der über Kraftaufnehmer 4 und ein Meßelement 3, das ein kugelkopfförmiges Ende aufweist, in einem schifesten Widerlager 2 abgestützt ist (Fig. 2).
- Dadurch ist die Bindungsplatte 1 in ihrer Lage gehalten, wobei aber eine Bewegung der Bindungsplatte 1 im Ausmaß der Meßwege der Kraftaufnehmer 4 möglich ist, die aufgrund der festen Drehpunkte der Bindungsplatte um den Zapfen 40 und die Achse 41 die Erfassung der auf die Bindungsplatte 1 senkrecht und parallel zum Schi einwirkenden Momente ermöglichen.
- Beim Fersenbacken 17 ist, wie dies auf Fig. 2 ersichtlich ist, für dessen Sohlenniederhalter 14 eine übliche öffnungsfeder 23 vorgesehen, die an der Bindungsplatte 1 und dem Niederhalter 14 abgestützt ist und diesen in Richtung seiner hochgeschwenkten Endstellung vorspannt.
- Der im wesentlichen haubenförmige Niederhalter 14 weist eine gegen sein Inneres vorstehende Nase 66, auf der eine Rastrolle 16 drehbar gehalten ist auf, die in der verriegelten Stellung der Bindung von einem eine Rastbahn 31 aufweisenden Arm 18 übergriffen ist. Dieser Arm 18 ist an einer Drehachse 28 schwenkbar gehalten, die ihrerseits am bindungsplattenfesten Teil des Fersenbackens fixiert ist. An dem Arm 18 ist eine Führungsstange 20 angelenkt, auf der ein auslösbares Widerlager 50 der Auslösefeder 19 in axialer Richtung der Führungsstange verschiebbar gehalten ist. Dabei ist Die Auslösefeder 19 und eine in gleicher Richtung wie diese verlaufende weitere Feder 51 (im weiteren auch kurz Feder 51 genannt) koaxial auf der Führungsstange 20 angeordnet. Die Feder 51 ist dabei an dem mit dem Arm 18 gelenkig verbundenen Anschlußstück der Führungsstange 20 und an einem an dem schifesten Teil des Backens 17 angeordneten starren Widerlager 52 abgestützt, das brückenartig ausgebildet und mit einer Bohrung zur Aufnahme der Auslösefeder 19 versehen ist.
- Die Führungsstange 20 wird durch die Feder 51 in ihrer Lage gehalten, wobei die Abstützung der Feder 51 an einer dem Querschnitt dieser Feder entsprechenden Auflagefläche des Anschlußstückes 53 der Führungsstange 20 erfolgt.
- Die Abstützung des auslösbaren Widerlagers 50 erfolgt an einem im Backen 17 drehbar gelagerten Anker 54, der im wesentlichen L-förmig ausgebildet ist. Dabei weist der eine Schenkel einen im wesentlichen senkrecht abstehenden Ansatz auf, dessen äußere Seite in der Ruhelage des Ankers 54 das auslösbare Widerlager 50 abstützt. Der zweite Schenkel des Ankers 54 weist ebenfalls einen abgewinkelten Ansatz auf, der zur Betätigung mittels eines federbelasteten Handauslöseknopfes 55 vorgesehen ist, der im Niederhalter 14 geführt ist.
- Der eine Schenkel des Ankers 54 trägt einen Permanentmagneten 56, der bei nicht erregtem Elektromagneten 57, der im Schaltbaustein 6 angeordnet ist, an dessen Kern anliegt. Bei Erregung des Elektromagneten 57 nimmt die dem Permanentmagneten 56 zugekehrte Polfläche des Kernes des Elektromagneten die Polarität der gegenüberliegenden Polfläche des Permanentmagneten an, sodaß es zu einer Abstoßung des einen Schenkels des Ankers 54 kommt und der Anker daher verdreht wird.
- Dies hat zur Folge, daß das auslösbare Widerlager 50 seine Abstützung verliert und unter dem Einfluß der sich entspannenden Auslösefeder 19 sich gegen das freie Ende der Führungsstange zu bewegt, wo es an den Endanschlag 58, der lediglich ein Abgleiten des auslösbaren Widerlagers 50 von der Führungsstange 20 verhindert, anschlägt. Dabei entspannt sich die Auslösefeder 19 soweit, daß sie nichts mehr zur Aufbringung der Haltekraft an dem Arm 18 beitragen kann. Da diese nun nur mehr von der weiteren Feder 51 aufgebracht wird. Dadurch ist es möglich, den Fuß bei einer willkürlichen Auslösung durch überdrücken der Feder 51 beim Anheben der Ferse aus der Bindung zu lösen.
- Bei einer unwillkürlichen Auslösung aufgrund eines durch unzulässig hohe, auf den Fuß bzw. die Bindung einwirkende Kräfte bedingten Auslösesignales, kommt es trotz der Haltekräfte der Feder 51 zu einem raschen Lösen des Fußes aus der Bindung, da eben die Feder 51 allein nicht ausreicht, um die Verrastung des Niederhalters 14 aufrecht zu erhalten, schon gar nicht wenn, was ja im unwillkürlichen Auslösefall immer gegeben ist, entsprechend hohe Kräfte auf die Bindung und den Fuß einwirken. Die Feder 51 mit dem Arm 18 wirkt wie eine viel zu schwach eingestellte mechanische Bindung, die plötzlich mit einer hohen Überlast, die durch den Wegfall der Abstützung der Auslösefeder 19 bedingt ist, beaufschlagt wird.
- Die beiden Federn 19 und 51 sind zweckmäßigerweise so dimensioniert, daß die Auslösefeder 19, 10 bis 50% der gesamten Haltekraft der Federnkombination aufbringt.
- Die Ansteuerung des Elektromagneten erfolgt über eine im Schaltbaustein 6 angeordnete Auswerteschaltung, die die Signale der Kraftaufnehmer 4 verarbeitet und bei Erreichen bestimmter Kriterien ein Auslösesignal abgibt, das zur kurzzeitigen Erregung des Ekektromagneten 57 führt.
- Nach einer willkürlichen Auslösung durch Druck auf den Handauslöseknopf 55 oder einer unwillkürlichen Auslösung aufgrund eines Auslösesignales kommt es nach der dadurch bedingten Verminderung der Haltekraft und der auf die Bindung einwirkenden oder willkürlich auf diese ausgeübten Kräfte, zu einem Hochschwenken des Niederhalters 14, wobei die Feder 51 überdrückt wird. Beim Hochschwenken des Niederhalters 14 gleitet der mit diesem verbundene Mitnehmer 60, der aus einer Blattfeder 61 und einer Auflage 62 für diese gebildet ist, an dem sich in dessen hinterster Lage befindlichen Widerlager 50 ab, wobei die Blattfeder 61 von ihrer Auflage abgehoben wird.
- Wird der Niederhalter 14 wieder in seine Arbeitslage niedergedrückt, so kommt der Mitnehmer 60 mit seiner Blattfeder 61 am oberen Rand des auslösbaren Widerlagers 50 zur Anlage. Die aber beim Niederdrücken des Niederhalters die Blattfeder 61 an der Auflage 62 abgestützt wird kann über die Blattfeder 61 genügend Kraft auf das auslösebare Widerlager 50 übertragen werden, um dieses wieder in seine Arbeitsstellung zu bringen. Dabei gleitet das auslösbare Widerlager 50 über die Auflauffläche des Ansatzes des einen Schenkels des Ankers 54. Dabei wird der Anker kurz ausgelenkt, wonach das Widerlager und der Anker wieder die in der Fig. 2 ersichtliche Lage einnehmen.
- Die Lage des Mitnehmers 60 ist dabei so bemessen, daß das Widerlager 50 seine Arbeitslage bereits einnimmt, bevor noch der Niederhalter seine verriegelte Lage eingenommen hat.
- Das auslösbare Widerlager 50 selbst ist als brückenartiger Teil ausgebildet, wobei die Abstützung durch den Anker 54 im mittleren Bereich erfolgt und der Mitnehmer 60, der vorzugsweise zweiteilig ausgebildet ist, an einem Seitenrand, bzw. an beiden Seitenrädern an dem Widerlager angreift, bzw. angreifen.
- Um bei der Rückstellung des auslösbaren Widerlagers 50 die Führungsstange 20 abzustützen, greift der Endanschlag 58 derselben in eine Führung des schifesten Teiles des Backens 17 ein.
- Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 weist der Niederhalter 14′ eine gegen sein Inneres vorstehende, als eine gestaltete Rastbah Rastnase 67 auf, die in der verriegelten Stellung der Bindung von einem als äußere Rollenraste 70 ausgebildeten äußeren Rastarm übergriffen ist. Diese äußere Rollenraste 70 ist an einer Drehachse 71 schwenkbar gehalten, die ihrerseits am bindungsplattenfesten Teil des Fersenbackens 17′ fixiert ist. An der äußeren Rollenraste 70 ist eine Koppelstange 20′ angelenkt, die die äußere Rollenraste 70 mit einem, um eine mit der Bindungsplatte 1′ starr verbundene Drehachse 72 schwenkbar gehaltenen auslösbaren Widerlager 50′ verbindet, wobei die Koppelstange 20′ in an diesen beiden Teilen angelenkten Abstützungen 74, 74′ einer Auslösefeder 19′ mit einem größeren Spiel und in ihrer Längsrichtung verschiebbar gehalten ist.
- Weiters ist an der Rollenraste 70 eine Abstützung 146 der weiteren Feder 51′ angelenkt, die ihrerseits über ein festes Widerlager 146′ an einer im schifesten Teil des Fersenbackens 17′ gehaltenen Achse 129 gehalten ist, wobei die Abstützung 146 und das feste Widerlager 146′ über eine Teleskopstange 120 miteinander verbunden sind.
- Zwischen den über die Koppelstange 20′ miteinander verbundenen Teilen wirkt die Auslösefeder 19′ die die beiden Teile auseinander drängt. Damit wird die äußere Rollenraste 70 bei abgestütztem auslösbarem Widerlager 50′ gegen die Rastnase 67 gepreßt, wodurch der Niederhalter 14′ an einem Hochschwenken gehindert ist.
- In dem Fersenbacken 17′ ist ein Handauslöseknopf 55′ über eine Achse 69 schwenkbar gelagert, wobei dieser Knopf 55′ mittels einer Feder 68 gegen seine inaktive Lage vorgespannt ist. Beim Drücken des Auslöseknopfes 55′ schwenkt dieser im Uhrzeigersinn bzw. entgegen der Kraft der Feder 68 und drückt auf den Auslösestift 73, der in einer Durchführung des Schaltbausteines 6′ gehalten und mittels einer Feder gegen seine dargestellte inaktive Lage vorgespannt ist. Dieser Auslösestift 73 ist mittels eines O-Ringes abgedichtet, doch ist es auch möglich, den Auslösestift mittels einer Membrane abzudichten, die über das freie Ende des Auslösestiftes gespannt, oder als Teil des Gehäuses ausgeführt ist und an der der Auslöseknopf 55′ zur Anlage bringbar ist.
- Auf dem schifesten Widerlager 2′ ist das Meßelement 3′ über eine kugelgelenkförmige Aufnahme abgestützt. Dieses Meßelement 3′ weist Kraftaufnehmer auf, die die auf die Bindungsplatte 1′ um deren Drehachsen auftretenden Momente ± My und ± Mz erfassen und in elektrische Signale umwandeln. Diese Kraftaufnehmer, die beliebig z.B. als piezoelektrische Wandler oder als Dehnungsmeßstreifen ausgebildet sein können, sind mit dem Gehäuse des Schaltbausteines 6′ verbunden, in dem die Batterie, die Auswerteschaltung, sowie ein Elektromagnet und Teile des mechanischen Verriegelungssystems der Bindung untergebracht sind.
- Die elektromechanischen Auslöseelemente sind durch einen, einen Klappanker 75 aufweisenden Elektromagneten 57′ gebildet, der über Leitungen mit der Auswerteschaltung bzw. der Batterie verbunden ist. Der Klappanker 75 ist mittels einer schwachen Rückstellfeder 77 gegen seine vom Kern abgefallene Stellung vorgespannt und weist eine Rastfläche 78 auf, an der ein Teil des Verriegelungsmechanismusses des Niederhalters 17′ zur Anlage bringbar ist.
- Im betriebsbereiten Zustand der Bindung liegt ein klinkenartiger innerer Hebel 79 an dem abgefallenen Klappanker 75 an. Dieser innere Hebel 79 ist um eine im Schaltbaustein 6′ gehaltene Achse 80 schwenkbar gehalten und mittels einer schwachen Feder 81 gegen seine Entriegelungsstellung vorgespannt. Dieser innere Hebel 79 weist eine randoffene Ausnehmung 82 auf. In diese Ausnehmung greift ein innerer Rastarm 83 mit seinem abgewinkelten Ende ein. Dieser innere Rastarm 83, der auch als Bügel ausgeführt sein kann, ist mit einer durch das Gehäuse dicht hindurchgeführten Welle 84 drehfest verbunden.
- An dieser Welle 84 ist außerhalb des Gehäuses ein äußerer Rastarm 85, der aus Gründen eines reibungsarmen Aufbaues als Rollenhebel ausgebildet ist, drehfest gehalten. Dieser äußere Rastarm 85 stützt im betriebsbereiten Zustand der Bindung einen, um eine mit der Bindungsplatte starr verbundene Achse 72 schwenkbaren, äußeren Stützhebel ab, der als auslösbares Widerlager 50′ für die Auslösefeder 19′ dient, die den als äußere Rollenraste 70 ausgebildeten äußeren Rasthebel, wie bereits erläutert wurde, gegen die Nase 67 des Niederhalters 14′ preßt.
- Die Abstützung des auslösbaren Widerlagers 50′ erfolgt an dem äußeren Rastarm 85 derart, daß das auslösbare Widerlager 50′ mit dem äußeren Rastarm 85 einen 90° geringfügig übersteigenden Winkel einschließt, um ein Drehmoment auf den äußeren Rastarm 85 auszuüben, das diesen gegen dessen Entriegelungsstellung vorspannt. Abgefangen wird dieses Drehmoment über den inneren Rastarm 83, der in die Ausnehmung 82 des inneren Hebels 79 eingreift und den inneren Hebel 79, der seinerseits an der Rastfläche 78 des Klappankers 75 abgestützt ist.
- Wird der Auslösestift 73 durch Betätigung des Auslöseknopfes 55′ gegen den Klappanker 75 gedrückt, oder zieht der Elektromagnet 57′ den Klappanker 75 an, wozu aufgrund der schwachen Rückstellfeder 77 und der aufgrund der Hebelverhältnisse, sowie der Abstützung mittels Raste auftretenden, nur geringen Reibungskräften, nur kleine Kräfte erforderlich sind, so verliert der innere Hebel 79 seine Abstützung und das auf den äußeren Rastarm 85 einwirkende Drehmoment dreht den inneren Rastarm 83 aus der Ausnehmung 82 hinaus, wodurch der Rastarm 83 seine Stütze verliert. Damit kann sich aber auch das auslösbare Widerlager 50′ unter dem Einfluß der Auslösefeder 19′ drehen, wodurch der als Rollenraste ausgebildete äußere Rasthebel 70 seine Anpressung gegen die Nase 67 des Niederhalters 14′ verliert und dieser, nach der Freigabe der Sohle, aufgrund der auf diese einwirkenden äußeren Kräften hochschwenken kann.
- Beim Hochschwenken des Niederhalters 14′ kommt ein nicht dargestellter Ansatz desselben an einem aus Gründen einer besseren übersichtlichkeit ebenfalls nicht dargestellten Ansatz des äußeren Rastarmes 85 zur Anlage und dreht diesen in seine dargestellte Arbeitsstellung zurück. Dieses Rückdrehen des äußeren Rastarmes 85 bewirkt über die Welle 84 auch ein Rückdrehen des inneren Rastarmes 83, wodurch dieser an der Nase 76 des inneren Hebels 79 zur Anlage kommt und diesen ebenfalls zurückdreht. Dadurch kommt dieser wieder an der Rastfläche 78 des Klappankers 75 zur Anlage, nachdem dieser nach seinem Abfallen vom Elektromagneten 57′ kurz aus seiner Ruhelage abgelenkt wurde, wobei der innere Hebel 79 eine Auflauffläche des Klappankers 75 überstreicht. Damit befindet sich der Fersen backen 17′ wieder in seinem einstiegsbereiten Zustand.
- Dieses Zurückdrehen erfordert nur wenig Kraft, da dabei die Auslösefeder 19′ nur auf die mittels der Koppelstange 20′ verbundenen Teile 70, 50′ einwirkt und mit diesen ein in sich geschlossenes System bildet. Beim nachfolgenden Niederdrücken des Niederhalters 14′ überdrückt dessen Rastennase 67 die Rollenraste 70, wobei die Auslösefeder 19′ und die weitere Feder 51′ zusammengedrückt werden. Der Backen 17′ ist damit wieder verriegelt.
- Da die Auslösefeder 19′ nur einen Teil der Haltekräfte des Niederhalters 14′ aufbringt, sind nur extrem kleine Kräfte für die Auslösung erforderlich, wobei sich durch den Verriegelungsmechanismus noch sehr günstige übersetzungsverhältnisse ergeben. Außerdem unterstützt auch die zweite, starr abgestützte Feder 51′ das Rückschwenken der Rollenraste 70 und des auslösbaren Widerlagers 50′.
- Die Aufteilung der Haltekräfte auf die beiden Federn 19′ und 51′ erfolgt zweckmäßiger Weise so, daß die Feder 51′ etwa 50 bis 90% der gesamten Haltekraft aufbringt.
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