CH657063A5

CH657063A5 - Ski mit sicherheitsbindung.

Info

Publication number: CH657063A5
Application number: CH2222/82A
Authority: CH
Inventors: Josef Dipl Ing Svoboda; Gerhard Ing Oberleitner
Original assignee: Tmc Corp
Priority date: 1981-05-04
Filing date: 1982-04-13
Publication date: 1986-08-15
Also published as: FR2504809B1; FR2504809A1; AT372288B; US4444411A; DE3216522C2; JPS5812666A; JPH0214071B2; DE3216522A1; ATA196481A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Ski mit Sicherheitsbindung die zwei Backen und eine zur Steuerung mindestens einer Auslösevorrichtung dienenden und mit dieser sowie mindestens einem, elektrische Signale liefernden Sensor über Übertragungsstrecken verbundenen Signalverarbeitungsschaltung aufweist.

Bei derartigen Bindungen war es bisher üblich rein galvanische Verbindungen als Übertragsstrecken zwischen der Signalverarbeitungsschaltung und den Sensoren bzw. der Auslösevorrichtung vorzusehen, wobei zumeist in den Ski eingebettete Leiterbahnen verwendet wurden, mit denen die Sensoren bzw. die Signalverarbeitungsschaltung in Verbindung stehen.

Dabei ergibt sich der Nachteil, dass es z.B. durch eindringendes Wasser sehr leicht zu einer Korrosion oder Oxidation der Leiterbahnen oder der an diesen anliegenden Kontaktelementen kommen kann, die zu einer Verschlechterung der Kontaktgabe, bis zur völligen Unterbrechung des Stromflusses führen kann, wodurch die Bindung unbrauchbar wird und umfangreiche Reparaturarbeiten notwendig werden. Ausserdem stellt der sich in erheblichem Masse ändernde Übergangswiderstand eine derartige Beeinflussung der Auslösecharakteristik der Bindung dar, dass deren Zuverlässigkeit schwer beeinträchtigt wird.

Ziel der Erfindung ist es, eine Bindung der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, welche sich durch ein hohes Mass an Zuverlässigkeit auch noch nach langer Gebrauchsdauer auszeichnet und bei der insbesondere eine weitgehende Konstanz des Übertragungswiderstandes zwischen den einzelnen Teilen der Bindung erreicht ist.

Erfmdungsgemäss wird daher vorgeschlagen, dass zumindest eine der zur Signalverarbeitungsschaltung führenden Übertragungsstrecken eine Sender-Empfängeranordnung aufweist, deren Empfänger vom Sender galvanisch getrennt sind.

Auf diese Weise kann auf die bisher meist verwendeten Kontaktstifte der Kontaktschrauben, welche zum Anschluss der in den Backen angeordneten Elemente des elektrischen Kreises der Bindung, wie z.B. Sensoren, Auslösevorrichtung, Signalverarbeitungsschaltung, an den im Ski eingearbeiteten Leitbahnen dienten und häufig eine Fehlerursache darstellten, verzichtet werden. Ausserdem ergibt sich durch die Sen-der-Empfängeranordnung eine praktisch gleibleibende und durch Korrosion oder Oxidation der Leiterbahnen nahezu unbeeinflusste Übertragung der Signale, wobei überdies die Möglichkeit besteht, die zum Sender hin bzw. vom Empfanger wegführenden Leitungen und auch die mit diesen verbundenen elektronischen Bauteile durch eine Vergussmasse zu schützen. Letzteres war bei den bekannten Lösungen zumindest im Bereich der Verbindung Kontaktstifte bzw. -schrauben und den im Ski angeordneten Leiterbahnen nicht möglich.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Element der Sender-Empfängeran-ordnung(en) in einem Backen und das zugeordnete zweite Element im Ski angeordnet ist, in dem vorzugsweise auch die Signalverarbeitungsschaltung und die zur Stromversorgung vorgesehene Batterie angeordnet sind. Dadurch ist es möglich, Sender und Empfänger nahe beieinander anzuordnen, so dass die für die Übertragung der Signale nötige Energie bzw. der Übertragungsverlust klein bleibt.

Nach einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die elektronische Signalverarbeitungsschaltung mit einem Sender und mindestens einem einer weiteren Sender-Empfangeranordnung angehörenden Empfanger verbunden ist, wobei der Sender mit der zur Übertragung des Auslösebefehles sowie vorzugsweise auch der zum Betrieb des in der Backe angeordneten Senders und der Auslöseeinrichtung nötigen Energie vorgesehen ist. Auf diese Weise ist es möglich, bei einer im Ski untergebrachten Signalverarbeitungsschaltung sowohl deren Eingangs- wie auch deren Ausgangssignale sicher zu übertragen und störende und sich unkontrolliert ändernde Einflüsse wie der Kontaktübergangswiderstand, wie sie bei den bekannten Lösungen auftreten, zu vermeiden.

Wird besonderer Wert auf einen sehr platzsparenden, insbesondere sehr dünnen Aufbau der Sender-Empfängeranordnung gelegt, so ist es vorteilhaft, wenn die Sender-Empfängeranordnung(en) kapazitiv gekoppelte isoliert angeordnete leitende Folien oder Flächen aufweisen, wobei eine Folie, bzw. Fläche im Ski eingebettet und die andere in einem Backen, insbesondere den mit einer Schubausgleichsvorrichtung versehenen Backen angeordnet ist.

Ist jedoch durch den Aufbau der Bindung die Übertragung grosser Energiemengen erwünscht, z.B. um mit einer einzigen Batterie, die z. B. im Ski untergebracht werden kann, den Betrieb des gesamten elektrischen Kreises der Bindung zu ermöglichen und auf die Anordnung grösserer Kondensatoren zur Energiespeicherung in dem bzw. den mit der Auslösevorrichtung versehenen Backen verzichten, ist es zweckmässig, wenn die Sender-Empfängeranordnung(en) in2

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duktiv gekoppelte Spulen aufweisen, die vorzugsweise mit Eisenkernen versehen sind.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen Fig. 1 schematisch den Aufbau einer erfindungsgemässen Bindung; Fig. 2 bis 4 verschiedene Möglichkeiten der Übertragung von durch als Schalter ausgebildeter Sensoren herrührenden Signalen und Fig. 5 schematisch eine bevorzugte Möglichkeit der Signalübertragung.

In Fig. 1 ist mit 1 eine starre Backe bezeichnet, an der ein Sensor 2 angeordnet ist, welcher den einwirkenden Kräften entsprechende Signale liefert, und der mit einer elektronischen Signalverarbeitungsschaltung 3 verbunden ist, welche im Ski 4 angeordnet ist.

Die elektronische Signalverarbeitungsschaltung 3 ist weiters mit einer als Stromquelle dienenden Batterie 5 verbunden, welche ebenfalls im Ski 4 untergebracht ist und die auch einen ebenfalls im Ski 4 angeordneten Schwingkreis 6 versorgt. Ausserdem ist die elektronische Signalverarbeitungsschaltung noch mit einer Empfängerschaltung 7 verbunden.

In der mit einer Schubauslgeichsvorrichtung versehenen Backe 8 ist ebenfalls ein Sensor 2' angeordnet, der mit einem Schwingkreis 9 verbunden ist, der in Verbindung mit einer isoliert angeordneten leitenden Platte bzw. leitenden Oberfläche 10 steht und eine Senderanordnung darstellt. Diese leitende Oberfläche 10 wirkt mit einer ebenfalls isoliert im Ski 4 angeordneten leitenden Oberfläche 11 zusammen, welche mit der Empfängerschaltung 7 verbunden ist, so dass die Signale durch eine kapazitive Koppelung übertragen werden.

Die Energieversorgung des vom Signal des Sensors 2' modulierten Schwingkreises 9 erfolgt über einen Gleichrichter 12, der mit einer in der Backe 8 angeordneten Spule 13 verbunden ist, die mit einer mit dem Schwingkreis 6 verbundenen im Ski 4 angeordneten Spule 14 induktiv gekoppelt ist.

In der Backe 8 ist weiters noch eine elektrische Auslösevorrichtung 15 angeordnet, die einerseits mit dem Ausgang des Gleichrichters 12 und mit der Spule 13 verbunden ist, wobei zur Deckung des im Auslösefall erhöhten Strombedarfs der Auslösevorrichtung 15 noch ein Kondensator 16 vorgesehen ist.

Ist ein nicht dargestellter Schuh in die Bindung eingesetzt, so schliesst der Schalter 17, so dass der Schwingkreis 6 und die elektronische Signalverarbeitungsschaltung 3 mit Strom versorgt sind. Der Schalter 17 kann z.B. als Reed-Schalter ausgebildet sein und von einem an der mit der Schubausgleichsvorrichtung versehenen Backe 8 angeordneten, nicht dargestellten, Permanentmagneten gesteuert werden. Weiters wäre auch eine Ausbildung als elektronischer Schalter möglich, der z.B. von einem auf dem Ski 4 im Aufstandsbereich eines in der Bindung gehaltenen Schuhes angeordneten Piezoelementes gesteuert ist.

Die elektronische Signalverarbeitungsschaltung 3 stellt an sich keinen Teil der Erfindung dar und kann beliebig ausgebildet sein z.B. gemäss der AT-PS 299 031, der DE-OS 2 519 544, der US-PS 3 892 980 oder gemäss der österreichischen Patentanmeldung A 685/81. Sie muss lediglich geeignet sein, die von den Sensoren 2,2' kommenden Signale nach bestimmten für das Auftreten gefährlich hoher Kräfte charakteristischen Merkmalen zu untersuchen und in einem solchen Falle ein den Schwingkreis 6 beeinflussendes Auslösesignal zu liefern, welches über die Leitung 18 zum Schwingkreis 6 gelangt.

Dieses Auslösesignal kann z.B. zu einer Unterbrechung des Schwingkreises 6, zu einer Änderung seiner Schwingfrequenz führen oder zu einer Änderung der Amplitude der Schwingungen führen. Dies kann auf einfache Weise durch, auf das Auslösesignal der Signalverarbeitungsschaltung 3

ansprechende in den Schwingkreis 6 eingebaute Schaltelemente erreicht werden, welche z. B. Kondensatoren, Spulenteile oder ohmsche Dämpfungsglieder zu- oder abschalten. In jedem Falle ändert sich das an der in der Backe 8 angeordneten Spule 13 abnehmbare Signal, wodurch die Auslösevorrichtung 15 aktivierbar ist und z. B. der Kondensator 16 zu einem die mechanische Verriegelung des Backens 8 lösenden Elektromagnet über ein auf bestimmte Ausgangssignale der Spule 13 ansprechendes Schaltelement durchgeschaltet wird.

Von dem Gleichrichter 12 wird, wie bereits erwähnt,

auch der Schwingkreis 9 versorgt, der mit den Signalen des Sensors 2' beaufschlagt ist und der mit der isoliert angeordneten leitenden Fläche 10 verbunden ist. Der Sensor 2' kann z.B. als Dehnungsmessstreifen ausgebildet sein, wodurch es möglich ist, die der leitenden Fläche 10 zugeführte Schwingung entsprechend den auf den Sensor 2' einwirkenden Kräften zu modulieren. Dadurch ändern sich auch die von der im Ski 4 isoliert angeordneten und mit der leitenden Fläche 10 kapazitiv gekoppelten leitenden Fläche 11 abnehmbaren Signale, die in der Empfangsschaltung 7 demoduliert und der elektronischen Signalverarbeitungsschaltung 3 zugeführt werden, welche sie gemeinsam mit den vom Sender 2 herrührenden Signale verarbeitet bzw. nach Auslösekriterien untersucht.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Verbindung des in der Backe 1 angeordneten Sensors 2 mit der Signalverarbeitungsschaltung 3 über eine galvanische Leitung, doch kann diese Verbindung auch wie im Falle des Sensors 2' über eine Sender-Empfängeranordnung 9,10,11, 7 erfolgen.

Bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 1 sind ein analoges Signal abgebende Sensoren 2,2' vorgesehen. Die Erfindung lässt sich mit gleichem Vorteil aber auch bei Sensoren anwenden, welche bei Überschreiten bestimmter Schwellwerte ihr Signal ändern. Diese Möglichkeiten sind in den Fig. 2 bis 4 schematisch dargestellt.

Gemäss der Fig. 2 ist ein Schwingkreis 19 mit einer isoliert angeordneten leitenden Fläche 20 verbunden, die kapazitiv mit einer grösseren im Backen 8 isoliert angeordneten leitenden Fläche 21 gekoppelt ist. Diese Fläche 21 ist mit einem als Schalter ausgebildeten Sensor 22 verbunden, der z.B. den korrekten Schliesszustand des Backens 8 überwacht, wobei der Sensor 22 mit seinem zweiten Anschluss an Masse liegt. Die isoliert angeordnete Fläche 21 ist weiters mit einer zweiten im Ski 4 isoliert angeordneten leitenden Fläche 23 kapazitiv gekoppelt, die ihrerseits mit der Signalverarbeitungsschaltung 3 und einem an Masse angeschlossenen Widerstand 24 verbunden ist.

Ist nun der als Schalter ausgebildete Sensor 22 in seiner Offenstellung, so gelangen die vom Schwingkreis 19 erzeugten Signale über die leitenden Flächen 20,21 und 23 zur Signalverarbeitungsschaltung 3, wogegen in der Schliessstel-lung des Sensors 22 die Signale auf Masse abgeleitet werden und nicht mehr zur leitenden Fläche 23 gelangen.

Fig. 3 zeigt eine gegenüber der Fig. 2 geringfügig abgeänderte massenfreie Ausführungsform, bei der die beiden im Backen isoliert angeordneten Flächen 21', 21", welche mit den im Ski 4 isoliert angeordneten leitenden. Flächen 20 bzw. 23 kapazitiv gekoppelt sind, über den als Schalter ausgebildeten Sensor 22 miteinander verbindbar sind, wobei bei geschlossenem Sensor 22 die Signalübertragung vom Schwingkreis 19 zur Signalverarbeitungsschaltung 3 erfolgt, bei geöffnetem Sensor jedoch unterbrochen ist.

Einen im Prinzip gleichen Aufbau wie die Fig. 3 zeigt die Fig. 4 nur dass die Signalübertragung nicht durch kapazitive Koppelung sondern durch induktive Koppelung über die Spulen 25,26,27 und 28 erfolgt, wobei die Spulen 25 und 28

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im Ski 4 angeordnet und mit dem Schwingkreis 19 bzw. der Signalverarbeitungsschaltung 3 verbunden sind, wogegen die Spulen 26 und 27 in der Backe angeordnet und über den Sensor 22 miteinander verbindbar sind.

In Fig. 5 ist schematisch eine weitere Variante der Ausbildung einer Übertragungsstrecke mit induktiver Koppelung dargestellt, die sich insbesondere für die Übertragung energiereicherer Signale eignet. Bei dieser Ausführungsform sind die Spulen 29, 30 mit lameliierten Eisenkernen oder Ferritkernen 31,32 versehen, wobei die Eisenkerne aus Gründen einer einfacheren Herstellung zweckmässigerweise zweiteilig ausgebildet sind und diese beiden Teile in der Spule aneinanderstossen. Die beiden Spulen 30,29 sind dabei mit einem Schwingkreis 9 bzw. einer Empfangsschaltung 7 verbunden.

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1 Blatt Zeichnungen

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657 063 PATENTANSPRÜCHE

1. Ski mit Sicherheitsbindung, die zwei Backen und eine zur Steuerung mindestens einer Auslösevorrichtung dienenden und mit dieser sowie mindestens einem, elektrische Signale liefernden Sensor über Übertragungsstrecken verbundenen Signalverarbeitungsschaltung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der zur Signalverarbeitungsschaltung (3) führenden Übertragungsstrecken eine Sender-Empfängeranordnung auweist, deren Empfänger (11,13,23,29,28) vom Sender (10,14,20,25,30) galvanisch getrennt sind.

2. Ski mit Sicherheitsbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Element der Sender-Empfängeran-ordnung(en) in einem Backen (8) und das zugeordnete zweite Element im Ski (4) angeordnet ist, in dem vorzugsweise auch die Signalverarbeitungsschaltung (3) und die zur Stromversorgung vorgesehene Batterie (5) angeordnet sind.

3. Ski mit Sicherheitsbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Signalverarbeitungsschaltung (3) mit einem Sender (6,14) und mindestens einem einer weiteren Sender-Empfängeranordnung angehörenden Empfänger (11,7) verbunden ist, wobei der Sender (6,14) mit der zur Übertragung des Auslösebefehles sowie vorzugsweise auch der zum Betrieb des in der Backe angeordneten Senders (9,10) und der Auslöseeinrichtung (15) nötigen Energie vorgesehen ist.

4. Ski mit Sicherheitsbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sender-Empfänger-anordnung(en) kapazitiv gekoppelte isoliert angeordnete leitende Folien oder Flächen (11,20,21,23) aufweisen, wobei eine Folie, bzw. Fläche (11,20,23) im Ski eingebettet und die andere in einem Backen, insbesondere den mit einer Schubausgleichsvorrichtung versehenen Backen (8) angeordnet ist.

5. Ski mit Sicherheitsbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Sender-Empfänger-anordnung(en) induktiv gekoppelte Spulen (13,14,25—30) aufweisen, die vorzugsweise mit Eisenkernen (31,32) versehen sind.