Устройство крепления с поворотным рычагом - RU2345811C2

Чертежи

Описание

Предлагаемое изобретение относится к области устройств, предназначенных для крепления ботинка на спортивном изделии, способных обеспечить возможность приподнимать пятку ботинка по отношению к данному спортивному изделию.

Такие устройства крепления ботинка применяются, например, для беговых лыж, для лыж, используемых для дальних горных переходов, для лыж типа Telemark, для снегоступов, а также для коньков, предназначенных для катания по льду, или для роликовых коньков.

В области устройств крепления для беговых лыж известны такие устройства крепления, в которых ботинок содержит на своем переднем конце ось шарнирного соединения, входящую в зацепление с зажимом устройства крепления. Таким образом, в этом случае ботинок способен совершать по отношению к элементу скольжения, с которым этот ботинок соединен описанным выше образом, лишь простое вращательное движение. Такие системы обычно содержат неподвижный упругий буфер, к которому будет прижиматься передний конец ботинка в том случае, когда его пятка приподнята, с тем, чтобы отталкивать этот ботинок в направлении его нижнего положения. Подобная система описана, например, в патентном документе FR-2650192.

Были также предложены другие системы крепления, в которых ботинок содержит вторую зону соединения с устройством крепления в дополнение к упомянутой первой зоне переднего шарнирного соединения. Эта вторая зона соединения обычно связана с системой упругого возврата ботинка. В патентном документе FR-2739788 описано устройство крепления, в котором тяга фиксированной длины шарнирно присоединена, с одной стороны, к второй зоне связи ботинка (в данном случае это ось), а с другой стороны, к скользящей каретке, которая сжимает возвратную пружину. В патентном документе ЕР-1106218 упомянутая тяга шарнирно присоединена в двух фиксированных точках, но в этом случае она имеет изменяемую длину, также для обеспечения функции возврата. В обоих этих случаях упомянутая тяга никак не обусловливает траекторию движения ботинка по отношению к упомянутому элементу соединения, причем эта траектория представляет собой, таким образом, дугу окружности, описываемую вокруг зоны соединения, располагающейся в передней части этого ботинка.

В патентном документе FR-2727060 описано устройство крепления, снабженное гибкой тягой, один конец которой является неподвижным и связан при помощи заделки с основанием данного устройства крепления, а другой ее конец зацеплен за ось, выполненную позади переднего конца ботинка. При этом передний конец ботинка содержит продольную канавку, которая взаимодействует с дополняющим ее ребром крепления для того, чтобы обеспечивать поперечное направляющее воздействие на ботинок по отношению к данному устройству крепления.

В патентном документе WO-01/93963 описана система крепления, содержащая тягу фиксированной длины, которая связана двумя своими концами соответственно с основанием крепления и с задним стержнем ботинка. Это устройство крепления содержит вторую тягу, которая связана, с одной стороны, со скользящей кареткой основания этого крепления, а с другой стороны, с передним стержнем. Эта система имеет недостаток, который заключается в том, что она не обеспечивает удовлетворительного поведения ботинка на кручение вокруг вертикальной оси. Действительно, в процессе такого нагружения (имеющего место, в частности, в практике вращающегося шага или конькового шага, выполняемого на беговых лыжах) ботинок будет вызывать смещение скользящей каретки, на которой шарнирно закреплена упомянутая вторая тяга. Возвратное усилие со стороны пружины, которое воздействует на эту каретку, будет недостаточным для того, чтобы обеспечить возможность надежного удержания ботинка по движению кручения. В то же время, эта система совершенно не обеспечивает удержание передней части ботинка в том случае, если пользователь потерял равновесие и заваливается назад, причем в такой ситуации передняя часть ботинка освобождается и приподнимается.

Таким образом, задача данного изобретения состоит в том, чтобы предложить устройство крепления, которое, являясь достаточно простым, надежным и относительно дешевым в изготовлении, позволяет обеспечить такое движение ботинка по отношению к данному спортивному изделию, которое наилучшим образом приближается к движению естественного разворачивания стопы пользователя в процессе обычного хождения.

Для решения поставленной задачи в данном изобретении предлагается устройство крепления ботинка к спортивному изделию, обеспечивающее возможность поднятия пятки ботинка по отношению к этому спортивному изделию, в котором упомянутый ботинок содержит первую зону соединения, выполненную в его передней части, и вторую зону соединения, располагающуюся позади первой зоны соединения, отличающееся тем, что предлагаемое устройство содержит рычаг зацепления фиксированной длины, который шарнирно закреплен в двух фиксированных точках, с одной стороны, на основании данного устройства крепления, связанном со спортивным изделием, а с другой стороны, на второй зоне соединения ботинка, причем первая зона соединения ботинка выполнена с возможностью скольжения в данном устройстве крепления.

Другие характеристики и преимущества предлагаемого изобретения будут лучше поняты из приведенного ниже подробного описания, а также из приведенных чертежей, среди которых фиг.1-3 представляют собой схематические виды в разрезе по продольной и вертикальной плоскости устройства в соответствии с изобретением, которое проиллюстрировано в трех различных положениях.

В приведенном ниже описании предлагаемое изобретение будет представлено в соответствии со способом его реализации, согласно которому устройство крепления специфическим образом предназначено для беговых лыж. Устройство крепления 10, схематически проиллюстрированное на фиг.1 и 2, содержит, таким образом, основание 12, которое предназначено для закрепления на спортивном изделии 11, но которое также может быть непосредственно интегрировано в это спортивное изделие. Это основание 12 также может быть выполнено из нескольких частей, причем некоторые из этих частей в случае необходимости могут быть интегрированы в данное спортивное изделие 11.

В соответствии с предлагаемым изобретением устройство крепления предназначено для обеспечения крепления ботинка, содержащего две зоны соединения. В проиллюстрированном здесь примере элемент зацепления, или стержни 16, 18, представляет один из возможных примеров реализации зон соединения ботинка. Ботинок 14 содержит два стержня 16, 18, которые размещены в подошве этого ботинка таким образом, чтобы они располагались на одном уровне с нижней частью этой подошвы. Элементы зацепления подобного типа описаны в патентных документах ЕР-А-913102 и ЕР-А-913103, на которые в последующем изложении для уточнения некоторых понятий будут даваться ссылки. Таким образом, в данном случае речь идет о двух стержнях, имеющих форму цилиндров вращения и размещенных поперек продольной канавки, выполненной в нижней поверхности подошвы ботинка. При этом передний стержень 16 расположен, например, на уровне переднего конца подошвы ботинка, а задний стержень 18 смещен в направлении назад так, чтобы располагаться на уровне или перед зоной этого ботинка, соответствующей зоне изгиба плюсневого сустава стопы пользователя. Такое расположение зон соединения на ботинке приобретает особенное значение в области использования беговых лыж, поскольку оно позволяет при использовании ботинка с гибкой подошвой сохранить изгибание этого ботинка, соответствующее естественному изгибанию стопы пользователя. Однако предлагаемое изобретение может быть использовано и с элементами зацепления, представляющими другую геометрию. Таким образом, каждый из элементов зацепления образует, вместе с соответствующим участком канавки, выполненной на подошве ботинка, пример реализации зоны соединения этого ботинка.

Устройство крепления в соответствии с предлагаемым изобретением содержит, прежде всего, располагающийся в передней части основания 12 фиксированный механизм 20 сцепления, который образует канавку 22, открытую в продольном направлении вверх и/или назад, которая предназначена для вхождения в нее переднего цилиндрического стержня 16 ботинка. Эта канавка 22 имеет высоту, которая по существу идентична или немного превышает диаметр упомянутого переднего стержня ботинка таким образом, чтобы этот передний стержень входил в канавку с минимальным зазором в вертикальном направлении. Как это можно видеть на приведенных чертежах, канавка 22 не обязательно представляет удлиненный профиль вдоль прямолинейной траектории. Напротив, в проиллюстрированном здесь примере реализации канавка 22 представляет искривленный профиль, опускающийся в направлении вперед и в направлении назад. Таким образом, в том случае, когда передний стержень 16 ботинка перемещается в продольном направлении в канавке 22, что он имеет возможность делать вполне свободно, этот стержень направляется в вертикальной плоскости вдоль траектории, определяемой профилем этой канавки.

Механизм 20 сцепления размещен над верхней поверхностью основания 12 данного устройства крепления. Этот механизм сцепления предназначен для вхождения в продольную канавку ботинка таким образом, чтобы в результате взаимодействия геометрических форм этих элементов он принимал участие в осуществлении направляющего воздействия на этот ботинок по поступательному движению вдоль поперечного направления (перпендикулярного плоскости чертежа на приведенных чертежах) и по вращательному движению относительно вертикальной оси. Таким образом, механизм 20 сцепления имеет по существу ту же ширину, что и соответствующее поперечное сечение канавки, выполненной в подошве ботинка, и канавка 22 открыта в поперечном направлении на обеих боковых сторонах механизма 20 сцепления.

В соответствии с изобретением устройство крепления 10 содержит рычаг 24 зацепления фиксированной длины, который шарнирно присоединен в двух фиксированных точках, с одной стороны, к основанию 12 устройства крепления, а с другой стороны, к второй зоне соединения с ботинком, а именно, в данном случае, к заднему стержню 18. Этот рычаг 24 шарнирно присоединен к основанию 12 своим передним концом с возможностью вращения относительно поперечной оси А1, которая размещена в задней части механизма 20 сцепления.

Рычаг 24 зацепления содержит также на своей задней части автоматический замок 26, который предусмотрен для размещения заднего цилиндрического стержня 18 ботинка. В соответствии с рассматриваемым здесь примером реализации автоматический замок 26 содержит неподвижную зажимную губку, которая образована канавкой, открытой в направлении вверх, и подвижную скользящую зажимную губку 28, которая снабжена упругими возвратными средствами 30 для того, чтобы отталкивать эту губку в направлении назад в ее положение закрытия, проиллюстрированное на приведенных чертежах. В этом положении обе упомянутые выше зажимные губки определяют ложемент, поперечное сечение которого соответствует поперечному сечению заднего стержня 18 ботинка 14. Подвижная зажимная губка 28 содержит наклонную поверхность 32, которая расположена таким образом, чтобы в том случае, когда стержень 18 оказывает давление на наклонную поверхность 32 с по существу вертикально ориентированным усилием в направлении сверху вниз, он толкает в направлении вперед подвижную зажимную губку 28 в направлении ее открытого положения, в котором она обеспечивает доступ к упомянутой канавке. После того, как стержень 18 проникает в эту канавку, упругие возвратные средства 30 подвижной зажимной губки 28 переводят ее в положение закрытия. При этом стержень 18 оказывается заключенным и заблокированным в ложементе, определяемом замком 26, допуская при этом относительное вращательное движение стержня 18 по отношению к рычагу 24 зацепления вокруг собственной оси этого цилиндрического стержня 18.

Как можно видеть на приведенных чертежах, рычаг зацепления сам входит в канавку, выполненную на подошве ботинка, и ее размеры предпочтительно выбираются такими, чтобы этот рычаг также принимал участие в создании поперечного направляющего воздействия на данный ботинок.

В своем нижнем положении, схематически проиллюстрированном на фиг.1, то есть в состоянии покоя, рычаг зацепления ориентирован по существу в горизонтальном направлении. В этом положении имеется возможность очень простым образом зацепить ботинок за данное устройство крепления. Для этого достаточно вставить передний стержень 16 ботинка в канавку 22, а затем путем поворота вокруг оси этого переднего стержня опустить ботинок для того, чтобы заблокировать при этом задний стержень 18 на рычаге 24 зацепления. Здесь следует отметить, что замок 26, в который входит задний стержень соединения ботинка, располагается позади оси А1 шарнирного присоединения рычага 24 к устройству крепления 10.

После того, как ботинок будет заблокирован описанным выше образом, можно видеть, что именно рычаг 24 зацепления управляет относительным движением ботинка по отношению к данному спортивному изделию. При использовании устройства крепления в соответствии с предлагаемым изобретением задний стержень ботинка, в том случае, когда пользователь приподнимает пятку этого ботинка по отношению к этому спортивному изделию, описывает траекторию в форме дуги окружности вокруг оси А1 шарнирного присоединения рычага 24 к основанию этого устройства крепления. Действительно, после того, как задний стержень 18 ботинка оказывается заблокированным в рычаге 24, он остается на постоянном расстоянии от оси А1. В процессе этого совершенно определенного движения заднего стержня 18, то есть той зоны ботинка, которая по существу соответствует расположению плюсневого сустава стопы пользователя, передний стержень 16 является свободным в продольном направлении и перемещается в канавке 22, в данном случае в направлении ее передней части. Перемещаясь в продольном направлении, этот передний стержень определенным образом направляется вдоль траектории, формируемой профилем канавки 22. В проиллюстрированном здесь примере реализации канавка 22 управляет перемещением переднего стержня 16 в направлении вниз в том случае, когда пятка ботинка приподнимается. Это движение опускания в направлении вниз особенно заметно в конечной фазе упомянутого движения.

Таким образом, общая кинематика устройства крепления в соответствии с предлагаемым изобретением задается главным образом рычагом 24 блокировки, но на нее также влияет геометрия направляющей канавки 22. Эта направляющая канавка может также представлять профиль, отличный от профиля, проиллюстрированного в рассматриваемо здесь варианте реализации.

В то же время, это можно видеть на приведенных чертежах, в том случае, когда ботинок находится в своем нижнем положении, что схематически проиллюстрировано на фиг.1, передний конец этого ботинка не имеет возможности приподниматься вертикально вверх благодаря переднему стержню, который оказывается блокированным вдоль этого направления в канавке 22.

Устройство крепления 10 содержит также систему упругого возврата рычага зацепления 14 в его нижнее положение.

Предпочтительным образом эта система упругого возврата содержит по меньшей мере один упругий элемент 34, который связан с данным спортивным изделием 11 и с некоторым гибким соединительным элементом, который связывает этот упругий элемент 34 с рычагом 24 зацепления и который взаимодействует с по меньшей мере одним направляющим органом 52.

В проиллюстрированном здесь примере реализации устройство крепления 10 содержит направляющую грань 38, которая образована профилированным элементом в форме параллелепипеда и которая проходит в продольном направлении назад позади рычага 24 зацепления. Эта направляющая грань 38 известным образом предназначена для взаимодействия с канавкой дополняющего поперечного сечения, выполненной в подошве ботинка для обеспечения бокового направляющего воздействия в системе ботинок/устройство крепления. Эта направляющая грань 38 продолжает, таким образом, в направлении назад механизм 20 сцепления и рычаг 24 зацепления. Предпочтительным образом упомянутый упругий элемент 34 интегрирован во внутреннюю полость ложемента 40, размещенного внутри направляющей грани 38. В проиллюстрированном здесь примере реализации упругий элемент 34 представляет собой пружину сжатия, которая располагается горизонтально и в продольном направлении в ложементе 40. Передний конец этой пружины 34 упирается в переднюю поверхность 42 ложемента 40. Этот передний конец пружины является, таким образом, неподвижным. При этом задний конец этой пружины упирается в подвижную каретку 44, которая способна скользить в продольном направлении по отношению к основанию 12 данного устройства крепления и по отношению к ребру 38. Говоря более конкретно, подвижная каретка 44 содержит передний конец 46, который перемещается на уровне переднего отверстия 48 ложемента 40, и задний конец 50, который перемещается в этом ложементе 40 и в который упирается задний конец пружины 34.

Такое расположение упругого элемента и подвижной каретки аналогично расположению подобных элементов, которое можно видеть в устройстве крепления, описанном в патентном документе ЕР-768103, и в некоторых устройствах крепления для беговых лыж, распространяемых на рынке Заявителем. Однако в отличие от этого существующего уровня техники в данной области, в соответствии с которым упомянутый упругий элемент связан с ботинком при помощи тяги, рассматриваемое здесь устройство содержит гибкий соединительный элемент 36, который связывает этот упругий орган 34 с рычагом 24 зацепления.

Как это можно видеть на приведенных чертежах, соединительный элемент 36 не прикреплен непосредственно к упругому элементу 34, но связан с передним концом 46 подвижной каретки 44. Этот соединительный элемент проходит по направляющему элементу 52, который в рассматриваемом здесь случае образован шкивом, установленным на основании данного устройства крепления. Этот направляющий элемент 52 также может быть образован простой поверхностью скольжения, предпочтительно искривленной. Другой конец этого гибкого соединительного элемента 36 прикреплен к рычагу 24 зацепления таким образом, чтобы та часть этого гибкого соединительного элемента 36, которая проходит между направляющим элементом 52 и рычагом зацепления 24, располагалась по существу вертикально и так, чтобы возвратное усилие, воздействующее на рычаг 24 зацепления, было в основном направлено вниз, включая и тот случай, когда этот рычаг зацепления находится в своем верхнем положении, как это схематически проиллюстрировано на фиг.3. Напротив того, та часть гибкого соединительного элемента 36, которая проходит от направляющего элемента 52 к упругому элементу 34, расположена вдоль по существу горизонтального направления.

Как это можно видеть на приведенных чертежах, в том случае, когда рычаг 24 зацепления переходит из своего нижнего положения в свое верхнее положение, гибкий соединительный элемент 36 оказывает тянущее воздействие на подвижную каретку 44 в направлении вперед и вызывает сжатие пружины 34, которая вследствие этого создает возвратное усилие, стремящееся перевести ботинок в горизонтальное положение по отношению к данному спортивному изделию.

Предпочтительным образом этот гибкий соединительный элемент является по существу нерастяжимым. В данном случае речь может идти, например, о металлическим тросике или же о тросике, изготовленном из полимерных волокон с очень малой растяжимостью, например о тросике из арамидных волокон. Гибкий соединительный элемент может быть выполнен в виде ленты. Такая работающая на растяжение лента может быть реализована, например, в виде металлической ленты или же в виде пучка параллельных друг другу полимерных волокон, залитых в некоторый полимерный материал. Предпочтительным образом этот соединительный элемент является достаточно мягким и гибким для того, чтобы не создавать значительного упругого эффекта и, особенно, для того, чтобы выдерживать поворот на направляющем элементе на угол, составляющий примерно 90 градусов.

На фиг.2 схематически проиллюстрировано промежуточное приподнятое положение ботинка, в котором передняя часть его подошвы доходит до упора в опорную поверхность 54, причем опорная поверхность 54 предпочтительным образом является упругой, и она выполнена, например, в виде буфера 56, установленного в передней части основания 12 данного устройства крепления. Назначение опорной поверхности 54 состоит в том, чтобы выполнять роль ориентира, при помощи которого пользователь может "распознать" или "почувствовать" исходное положение данного устройства.

При этом в том случае, когда пользователь продолжает свое движение, обеспечивающее поднятие пятки, как это схематически проиллюстрировано на фиг.3, это движение будет осуществляться со сжатием упругого буфера 56.

В рассматриваемом здесь варианте реализации это исходное положение определено опорной поверхностью 54, связанной с основанием 12, то есть с данным спортивным изделием 11, и в которую упирается передний конец подошвы ботинка. Однако опорная поверхность 54 может взаимодействовать и с другим участком ботинка. Таким образом, можно предусмотреть, чтобы упомянутая поверхность ориентирования была выполнена в форме небольшого упругого буфера, размещенного на переднем конце канавки 22. В этом случае такой буфер будет взаимодействовать с передним стержнем 16. Кроме того, показанная на приведенных чертежах опорная поверхность 54, является неподвижной, но можно предусмотреть, чтобы ее продольное положение могло быть отрегулировано пользователем, в частности, для того, чтобы он имел возможность адаптировать исходное положение предлагаемого устройства крепления к длине своего шага.

В проиллюстрированном здесь примере реализации следует отметить, что в пространстве между промежуточным положением, проиллюстрированным на фиг.2, и предельным положением, проиллюстрированным на фиг.3, упругий буфер создает возвратное усилие, дополняющее то возвратное усилие, которое формирует основное возвратное устройство, образованное пружиной 34 и гибким соединительным элементом 36.

Для отцепления ботинка от устройства крепления в соответствии с предлагаемым изобретением можно, например, предусмотреть, чтобы шнурок или рукоятка (не показанные на приведенных чертежах) были связаны с подвижной зажимной губкой 28 для того, чтобы создать на ней ориентированное в направлении вперед усилие, противодействующее усилию возвратной пружины 30 и вызвать таким образом разблокирование замка 26. Тем самым в первый момент времени будет обеспечена возможность высвобождения заднего стержня 18 в направлении вертикально вверх, а затем будет обеспечено высвобождение переднего стержня 16 в продольном направлении назад и/или в вертикальном направлении вверх.

Предлагаемое изобретение позволяет, таким образом, получить устройство крепления, конструкция которого является особенно простой, но которое обеспечивает эргономичное управление ботинком по отношению к данному спортивному изделию, причем это движение приближается к естественному движению разворачивания стопы пользователя.

Реферат

Изобретение относится к устройствам для крепления ботинка к спортивному изделию, обеспечивающим возможность поднятия пятки ботинка по отношению к данному спортивному изделию. В устройстве ботинок содержит первую зону соединения, размещенную в передней части ботинка, и вторую зону соединения, располагающуюся позади первой зоны соединения. Устройство содержит рычаг зацепления фиксированной длины, который шарнирно закреплен в двух фиксированных точках, с одной стороны, на основании устройства крепления, связанного с данным спортивным изделием, а с другой стороны, на второй зоне соединения ботинка. Первая зона соединения данного ботинка выполнена с возможностью скольжения посредством элементов в устройстве крепления. Изобретение является простым и надежным и обеспечивает движение ботинка наиболее приближенным к движению естественного разворачивания стопы пользователя в процессе обычного хождения. 8 з.п. ф-лы, 3 ил.

Формула