Код документа: RU2557523C2
Изобретение касается устройства для подгонки предварительно изготовленного, по меньшей мере, частично состоящего из жесткого, термопластичного полимерного материала ботинка к стопе или соответственно ноге пользователя, а также способа изготовления подогнанного к стопе или соответственно ноге пользователя ботинка из жесткого, термопластичного полимерного материала для спортивных целей, при этом предварительно изготовленный ботинок, по меньшей мере, в отдельных областях нагревается и подгоняется за счет деформации нагретой области при приложении давления извне, после чего ботинок охлаждается.
Из уровня техники уже известны разные способы подгонки предварительно изготовленного ботинка к стопе пользователя. Так, из WO 2009/046477 A2 известно, что ботинок сначала нагревается, а после того как пользователь надел ботинок, на ботинок натягивается пленка, и за счет приложения пониженного давления предварительно нагретая оболочка подгоняется к ноге. В принципе, этот способ функционирует безукоризненно. Однако в качестве недостатка при этом выяснилось, что приложение пониженного давления создает у пользователя неприятное ощущение.
Из US 3613271 известен способ подгонки предварительно изготовленного ботинка, при котором путем приложения давления вручную в области лодыжки совершается подгонка к стопе пользователя. Альтернативно прилагаемому вручную давлению прижима может быть также предусмотрена не описанная подробно прижимная манжета в области лодыжки; поэтому такого рода способ требует большой ловкости или, соответственно, знания дела от человека, выполняющего подгонку.
Следовательно, целью настоящего изобретения является создать устройство или соответственно способ, с помощью которого простым и надежным образом даже неспециалисты смогут добиваться целесообразной подгонки предварительно изготовленного ботинка к стопе или соответственно ноге пользователя.
В соответствии с изобретением у устройства вышеназванного рода это достигается за счет того, что предусмотрен, по существу, охватывающий ботинок прижимной элемент с предусмотренным для помещения ботинка приемным пространством, причем это приемное пространство, по меньшей мере, частично ограничено деформируемым материалом, который образует внутренний слой заключающего в себе полость прижимного элемента, имеющего впускное отверстие, предусмотренное для ввода текучей среды, оказывающей давление.
С помощью предлагаемого изобретением устройства требуется только, чтобы ботинок в надетом состоянии помещался в приемное пространство устройства для подгонки; после этого путем ввода текучей среды, оказывающей давление, предпочтительно воздух может вводиться в полость, которая с внутренней стороны, т.е. на обращенной к ботинку стороне состоит из деформируемого материала, и таким образом снаружи к ботинку прикладываться давление, так что те области, в которых стопа меньше, чем предварительно изготовленный ботинок, за счет давления, прилагаемого посредством прижимного элемента, подгоняются к стопе. Поскольку ботинок перед вставлением в устройство был нагрет выше температуры размягчения полимерного материала, те области ботинка, объем которых меньше, чем стопа пользователя, уже после ввода стопы в ботинок растягиваются, так что стопа сама действует подобно пуансону. Поскольку давление на прижимной элемент продолжает действовать до тех пор, пока материал не охладится ниже температуры размягчения, ботинок даже после снятия давления сохраняет созданную посредством устройства геометрию. Подгонка вручную нагретого полимерного материала, таким образом, не требуется. От пользователя устройства требуется только позиционирование в приемном пространстве устройства и ввод текучей среды, оказывающей давление, так что подгонка ботинка к стопе пользователя может выполняться простым образом даже неспециалистами.
Чтобы надежно ограничить давление, с которым текучая среда, оказывающая давление, вводится в полость, предпочтительно, если впускное отверстие снабжено впускным клапаном, предпочтительно выполненным в виде регулируемого клапана ограничения давления.
Поскольку предусмотрено выпускное отверстие, которое снабжено впускным клапаном, предпочтительно выполненным в виде регулируемого клапана ограничения давления, одновременно с вводом текучей среды, оказывающей давление, может обеспечиваться также отвод текучей среды, оказывающей давление, через выпускное отверстие так, чтобы с помощью прижимного элемента достигалось непрерывное течение воздуха. Благодаря этому во время приложения давления постоянно добавляется прохладная текучая среда, и таким образом ускоряется охлаждение ранее нагретого ботинка. Чтобы обеспечить избыточное давление между впуском и выпускным отверстием, выпускное давление может, например, ограничиваться приблизительно 0,6 бар, в отличие от чего впускное давление может устанавливаться приблизительно на 0,8 бар.
Для выполнения полости, предусмотренной для помещения текучей среды, оказывающей давление, предпочтительно, если прижимной элемент для образования полости имеет плотно соединенный с внутренним слоем наружный слой. Такое исполнение, за исключением отверстия для вдевания ноги, по существу, охватывающего ботинок прижимного элемента по меньшей мере из двух соединенных друг с другом слоев, т.е. внутреннего и наружного слоя, на практике оказалось оптимальным по затратам и простым изготовлением такого мешковидного прижимного элемента. Разумеется, прижимной элемент может, однако, также изготавливаться из одного единственного имеющего соответствующую форму и деформируемого куска материала, т.е. соединенного с самим собой по краям единственного куска материала. Наличие двух слоев, однако, также предпочтительно, чтобы можно было предусмотреть подгонку соответствующих слоев с учетом их цели. Так, целесообразно, если внутренний слой состоит из снабженной покрытием ткани, так как благодаря этому простым и недорогим способом получается непроницаемый для текучей среды, оказывающей давление, деформируемый материал, который пригоден для прилегания к наружной поверхности ботинка с целью приложения давления. Так как наружный слой не предусмотрен для приложения давления к ботинку, достаточно, если наружный слой состоит из полимерной пленки, в частности из термопластичного полиуретана, поливинилхлорида или тому подобного.
Во избежание того, чтобы вся окруженная прижимным элементом поверхность ботинка при вводе текучей среды, оказывающей давление, подвергалась воздействию давления, может быть предпочтительно, если внутренний и наружный слои в отдельных областях поверхностно соединены друг с другом. При этом в той области, в которой внутренний и наружный слои поверхностно соединены друг с другом, проникновение текучей среды, оказывающей давление, невозможно, и поэтому также невозможно приложение давления к поверхности ботинка. Разумеется, области, в которые не проникает текучая среда, оказывающая давление, могут обеспечиваться и иным образом, например, за счет цельной выемки в прижимном элементе или только за счет однослойного исполнения в этой области.
В этой связи, в частности, целесообразно, если внутренний и наружный слои в области подошвы, предусмотренной для прилегания в области подошвы ботинка, поверхностно соединены друг с другом. Приложение давления в области подошвы ботинка нежелательным образом привело бы к нежелательному изменению предварительно изготовленной формы подошвы, которая при исполнении ботинка в виде лыжного ботинка ставила бы под угрозу надежное помещение подошвы в лыжное крепление.
Чтобы упростить помещение ботинка в устройство, предпочтительно, если периметр соединенного с приемным пространством отверстия для вдевания ноги может увеличиваться путем расстегивания по меньшей мере одного элемента застежки.
В этой связи предпочтительно, если застегиваемая посредством элемента застежки область соединения прижимного элемента распространяется, по существу, от отверстия для вдевания ноги примерно до области подошвы. Такая область соединения, которая предпочтительно проходит от икры до области пятки пользователя, обеспечивает возможность особенно простого ввода ботинка в прижимной элемент, по существу, заключающий ботинок в застегнутом состоянии внутри себя. Таким образом, с одной стороны, обеспечивается простое вдевание и вынимание ноги, а с другой стороны, возможность приложения давления ко всей поверхности ботинка.
Чтобы ограничить протяженность прижимного элемента с наружной стороны, т.е. на обращенной от ботинка стороне, и к тому же при практическом использовании избежать повреждения устройства острыми предметами, предпочтительно, если прижимной элемент окружен, по существу, прочным на сжатие кожухом. При этом наружный прочный на сжатие кожух может, например, состоять из стабильной текстильной ткани.
Способ вышеназванного рода отличается тем, что ботинок в нагретом состоянии вводится, по существу, в заключающий ботинок внутри себя, имеющий форму кожуха прижимной элемент, при этом указанный прижимной элемент, по меньшей мере, частично состоит из деформируемого, ограничивающего полость материала, и текучая среда, оказывающая давление, вводится в полость так, чтобы ботинок, по меньшей мере, в отдельных областях подгонялся к стопе или соответственно ноге пользователя.
Как уже пояснялось в связи с предлагаемым изобретением устройством, благодаря наличию, по существу, заключающего внутри себя или соответственно охватывающего ботинок прижимного элемента, который может прикладывать давление прижима по меньшей мере к обращенной к ботинку стороне посредством ввода текучей среды, оказывающей давление, простым образом может достигаться желаемая подгонка ботинка из твердого термопластичного полимерного материала к стопе пользователя.
Чтобы надежно обеспечить стабильную подгонку предварительно изготовленного ботинка с учетом давления, прилагаемого стопой изнутри, или соответственно давления, прилагаемого прижимным элементом снаружи, предпочтительно, если ботинок, в частности в печи, по меньшей мере, в отдельных областях нагревается выше температуры размягчения материала ботинка, прежде чем стопа пользователя будет введена в ботинок.
Поскольку текучая среда, оказывающая давление, вводится в прижимной элемент под впускным давлением, которое выше, чем выпускное давление одновременно отводимой текучей среды, оказывающей давление, как уже пояснялось в связи с предлагаемым изобретением устройством, во время приложения давления может обеспечиваться стабильное течение текучей среды, оказывающей давление, благодаря чему постоянно осуществляется дополнительный приток холодной текучей среды, и, таким образом, охлаждение ранее нагретого ботинка предпочтительным образом ускоряется.
Кроме того, для эффективного охлаждения ранее нагретого ботинка и вместе с тем быстрой подгонки к стопе пользователя предпочтительно, если, по меньшей мере, в отдельных областях покрывающая ботинок охлажденная манжета натягивается на ботинок, прежде чем ботинок будет введен в прижимной элемент. Охлажденная манжета может при этом содержать охлаждающий гель, которым наполнятся полость, образованная предпочтительно деформируемой пленкой. При необходимости пленка может дополнительно иметь покрытие из деформируемой текстильной ткани. Такая манжета или соответственно гамаша перед использованием охлаждается в охлаждающем устройстве, т.е. в морозильной камере или тому подобном, и, таким образом, может существенно ускорять процесс охлаждения ботинка.
С точки зрения эффективного способа, при этом предпочтительно, если манжета натягивается пользователем на ботинок непосредственно после надевания ботинка. После того как охлажденная манжета была таким образом натянута на ботинок, в дальнейшем посредством прижимного элемента может создаваться избыточное давление так, чтобы внутренний слой прижимного элемента прилегал к наружной поверхности манжеты. Затем охлажденная манжета или соответственно помещенный в гамашу охлаждающий гель по принципу гидростатического давления передает давление от прижимного элемента на поверхность ботинка. За счет контакта между манжетой и нагретой поверхностью ботинка происходит хорошая передача тепла и, таким образом, быстрое охлаждение ботинка, подогнанного по своей форме к стопе пользователя.
С точки зрения экономичного, простого осуществления способа предпочтительно, если в качестве текучей среды, оказывающей давление, в прижимной элемент вводится воздух.
Ниже изобретение поясняется более подробно с помощью изображенных на чертежах предпочтительных примеров осуществления, которыми оно, однако, не должно ограничиваться.
В частности, на чертежах показано:
фиг.1: вид ботинка из твердого термопластичного материала;
фиг.2: вид внутреннего ботинка, состоящего из текстильной ткани, для помещения в ботинок, показанный на фиг.1;
фиг.3: вид в сечении ботинка с помещенной в него стопой или соответственно ногой пользователя;
фиг.4: схематично нагрев ботинка;
фиг.5: вид ботинка, помещенного в предлагаемое изобретением устройство;
фиг.6: вид, соответствующий системе, показанной на фиг.5, однако со стороны пятки или соответственно икры ботинка;
фиг.7: вид в перспективе прижимного элемента;
фиг.8: вид в сечении в соответствии с линией VIII-VIII, указанной на фиг.7;
фиг.9: другой вид устройства, причем показано проходящее от отверстия для вдевания ноги до области подошвы устройство застежки;
фиг.10: вид, соответствующий фиг.9, причем запорное устройство расстегнуто для вдевания ноги пользователя вместе с ботинком;
фиг.11: вид в перспективе устройства, причем виден кожух, заключающий в себе прижимной элемент;
фиг.12: вид в перспективе ботинка, предназначенного для подгонки;
фиг.13: вид в перспективе, соответствующий фиг.12, однако с натянутой на ботинок охлаждающей манжетой; и
фиг.14: вид, аналогичный показанному на фиг.10, однако при этом охлаждающая манжета натянута на ботинок, предназначенный для подгонки.
На фиг.1 показан лыжный ботинок 1, имеющий нижнюю оболочку, заключающую в себе стопу почти до области лодыжки, т.е. нижнюю оболочку 2, к которой посредством соединительного элемента, например шарнира 3, шарнирно присоединена манжета 3. Кроме того, лыжный ботинок 1 имеет обычные запорные средства 4, т.е. застежки, и обычно выполненную цельно с оболочкой 2 подошву 5, которая имеет выдающуюся за нижнюю оболочку 2 переднюю соединительную область 5' и выдающуюся за нижнюю оболочку 2 со стороны пятки заднюю соединительную область 5'' для помещения в лыжное крепление.
На фиг.2 показан внутренний ботинок 6, имеющий язычок 6', который может для более простого вдевания ноги откидываться в переднее положение, которое изображено на фиг.2 штриховой линией.
На показанном на фиг.3 виде в сечении видно, что в ботинок 1 вставлен внутренний ботинок 2, и затем человеческая стопа 7 или соответственно нижний участок ноги 7' пользователя помещается в ботинок 1. Нижняя оболочка 2, а также манжета 3 состоят обычно из термопластичного материала; показанная на фиг.3 предварительно изготовленная форма изготавливается методом литься под давлением. Внутренний ботинок 6, напротив, обычно состоит из текстильного материала или из кожи, включая прокладку для повышения комфорта пользователя, но также для того, чтобы можно было скомпенсировать в определенной мере подгоняемую форму между жестким ботинком 1, называемым также наружной оболочкой, и стопой 7 или, соответственно, ногой 7'.
Как схематично изображено на фиг.4, к ботинку 1, с внутренним ботинком 6 или без него, например в печи или тому подобном, подводится тепло для нагрева термопластичного материала, из которого состоит ботинок 1, выше так называемой температуры размягчения материала. В зависимости от применяемого материала ботинок 1 обычно нагревается до температуры от 70°C до 140°C.
Затем пользователь вдевает стопу 7 или соответственно ногу 7' в ботинок, предпочтительно с использованием внутреннего ботинка 6, и застегивает ботинок 1 посредством застежек 4. Потом пользователь с нагретым лыжным ботинком 1 вдевает ногу в изображенный на фиг.5 прижимной элемент 8, который выполнен, по существу, в форме мешка или соответственно кожуха и полностью охватывает ботинок 1, за исключением отверстия 12' для вдевания ноги.
Прижимной элемент 8 имеет при этом отверстие 9, в котором помещен клапан 9'. Как схематично изображено на фиг.6, через клапан 9' может, таким образом, в задаваемую прижимным элементом 8 полость 8''' вводиться сжатый воздух в направлении P стрелки так, чтобы между внутренним слоем 8' и имеющим отверстие 9 наружным слоем 8'' прижимного элемента 8 создавалось избыточное давление. За счет этого избыточного давления ботинок 1, т.е. как нижняя оболочка 2, так и манжета 3 прижимается к стопе 7 или соответственно ноге 7' пользователя. Те области, в которых стопа 7 или соответственно нога 7' пользователя больше, уже ранее были деформированы наружу, так как стопа 7 или соответственно нога 7' пользователя при вдевании в нагретый ботинок 1 действует подобно пуансону. Те области, в которых стопа 7 или соответственно нога 7' пользователя меньше, чем предварительно изготовленный ботинок, потом при прилегании внутреннего слоя 8'' сжимаются за счет создаваемого введенным сжатым воздухом избыточного давления и таким образом подгоняются к стопе 7 или соответственно ноге 7' пользователя. Чтобы сохранить достигнутую таким образом подгонку предварительно изготовленного ботинка 1 к стопе 7 или соответственно ноге 7' пользователя, ботинок в этом состоянии охлаждается ниже температуры размягчения, предпочтительно по меньшей мере на 10ºС ниже температуры размягчения термопластичного полимерного материала ботинка 1.
Чтобы можно было ускорить процесс охлаждения или соответственно также целенаправленно установить заданное избыточное давление в полости 8', прижимной элемент 8 дополнительно к впускному отверстию 9 может иметь выпускное отверстие 10, которое снабжено выпускным клапаном 10'. Оба клапана 9' и 10' могут предпочтительным образом регулироваться, так что, например, впускной клапан 9' может устанавливаться на избыточное давление приблизительно 0,8 бар, а выпускной клапан 10' приблизительно на 0,6 бар. Благодаря этому получается, что в прижимном элементе 8 обеспечивается постоянное воздушное течение, благодаря чему во время приложения давления стабильно подводится холодный воздух и таким образом охлаждение ранее нагретого ботинка 1 ускоряется.
На виде в перспективе, показанном на фиг.7, видно, что прижимной элемент 8 не должен сплошь состоять из двух слоев, между которыми может вводиться напорная среда, т.е. предпочтительно воздух, с целью приложения давления, а что, например, в верхней области переднего отдела стопы до изгиба подъема может быть предусмотрена область 11, в которой внутренний и наружный слои 8', 8'' поверхностно соединены друг с другом. Это предпочтительным образом способствует тому, что в этой области 11 к ботинку 1 не прилагается давление, так что может гарантироваться, что у пользователей с высоким подъемом в этой области не будет мест, которые жмут ногу.
На виде в сечении, показанном на фиг.8, видна, в частности, выполненная между внутренним и наружным слоями полость 8''', в которую через впускной клапан 9' подается сжатый воздух, который, если желательно, может отводиться через выпускной клапан 10'. Кроме того, на виде в сечении, показанном на фиг.8, показан запорный элемент 12 в виде застежки-молнии.
По одному из неизображенных вариантов осуществления полость 8''' прижимного элемента 8 частично (например, до двух третей объема; в любом случае до уровня ниже впускного клапана 9' или соответственно выпускного клапана 10') может быть наполнена предпочтительно холодной водой. При вводе сжатого воздуха прижимной элемент 8 может действовать как напорный котел домашней установки водоснабжения. В этом случае находящаяся над водой воздушная подушка оказывает на воду давление, которое, в свою очередь, прижимает внутренний слой 8'' к поверхности ботинка. Благодаря применению холодной воды происходит быстрое охлаждение нагретого ботика 1.
Как, в частности, видно на фиг.9 и 10, благодаря наличию такого запорного элемента 12 периметр отверстия 12' для вдевания ноги, которое соединено с предусмотренным для помещения ботинка 1 приемным пространством 13 прижимного элемента 1, может увеличиваться. Благодаря этому, как, в частности, видно на фиг.10, ввод ботинка 1 в приемное пространство 13 прижимного элемента 8 может значительно упрощаться. Запорный элемент 12, т.е. застежка-молния или же ряд пуговиц, ряд кнопок, застежка-липучка, шнуровка или тому подобное, проходит при этом предпочтительным образом от отверстия 12' для вдевания ноги до нижней области 14 прижимного элемента 8, в которой, как видно на фиг.10, обычно расположена подошва 5 ботинка 1 в рабочем состоянии устройства. В этой области 14 подошвы прижимного элемента 8, так же, как и в области 11, наружный и внутренний слои 8'' предпочтительным образом поверхностно соединены друг с другом, чтобы избежать входа сжатого воздуха в этой области и тем самым обеспечить, что в этой области не произойдет деформация, а сохранится предварительно изготовленная форма; таким образом может обеспечиваться надежное помещение соединительных областей 5', 5'' подошвы 5 в лыжное крепление.
Кроме того, на фиг.11 видно, что прижимной элемент 8 может помещаться в охватывающий прижимной элемент 8 кожух 15. Кожух 15 может при этом состоять из стабильной текстильной ткани, чтобы поддерживать прижимной элемент 8 после ввода сжатого воздуха по наружному слою 8'. Благодаря наличию такого наружного кожуха 15 наружный слой 8' может простым и экономичным образом изготавливаться из тонких, эластичных пленок, например из термопластичного полиуретана, поливинилхлорида или тому подобного. Наружная стабильность или, соответственно, защита от повреждения острыми предметами или тому подобным обеспечивается при этом наружным кожухом 15. Он имеет ответные запорному средству 12 и расположенные в застегнутой области, по существу, рядом запорные средства 7, чтобы таким образом также обеспечить возможность простого вдевания ноги в кожух 15. Внутренний слой 8'' в целях надежного целесообразного приложения давления к нижней оболочке 2 и манжете 3, а также застежкам 4 состоит из воздухонепроницаемой снабженной покрытием ткани.
На фиг.12-13 показан другой предпочтительный пример осуществления, при этом на фиг.12, так же, как в примере осуществления, показанном на фиг.1-11, показан предварительно нагретый выше температуры размягчения ботинок 1. После того как пользователь вдел ногу в ботинок 1, причем непосредственно после этого, манжета или соответственно гамаша 16 натягивается на ботинок 1. Эта гамаша 16 содержит охлаждающее средство, например охлаждающий гель, которым заполнена полость, образованная деформируемыми пленками. При необходимости гамаша 16 может иметь оболочку из текстильной ткани. Для охлаждения гамаши 16 перед натягиванием на ботинок 1 она сильно охлаждается в охлаждающем устройстве, например морозильной камере, и затем надевается на ботинок 1, чтобы существенно ускорить процесс охлаждения.
Как показано на фиг.14, затем пользователь вдевает ногу с нагретым ботинком 1 с использованием охлаждающей гамаши 16 в приемное пространство 13 прижимного элемента 8. После этого прижимной элемент 8 застегивается посредством запорных средств 12, и, как уже описано выше, создается избыточное давление посредством ввода сжатого воздуха так, чтобы внутренний слой 8'' прижимного элемента 8 прилегал к наружной поверхности охлаждающей гамаши 16. Помещенный в гамаше 16 охлаждающий гель передает затем в принципе гидростатическое давление от прижимного элемента 8 на поверхность ботинка 1. За счет контакта между охлаждающей гамашей 16 и нагретой поверхностью ботинка происходит очень хорошая теплопередача и быстрое охлаждение ботинка 1 в форме, подогнанной к стопе 7 или соответственно ноге 7' пользователя.
Устройство и способ для подгонки предварительно изготовленного, по меньшей мере, частично состоящего из жесткого, термопластичного полимерного материала ботинка (1) к стопе (7) или, соответственно, ноге (7') пользователя, при этом предусмотрен, по существу, охватывающий ботинок (1) прижимной элемент (8) с предусмотренным для помещения ботинка (1) приемным пространством (13), причем это приемное пространство (13) по меньшей мере частично ограничено деформируемым материалом, который образует внутренний слой (8'') заключающего в себе полость (8''') прижимного элемента (8), имеющего впускное отверстие (9), предусмотренное для ввода текучей среды, оказывающей давление. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 14 ил.