Полозковый спортивный снаряд или полозковое транпортное средство - RU2112575C1
Код документа: RU2112575C1
Чертежи
Описание
Изобретение относится к полозковому спортивному снаряду или полозковому транспортному средству.
Известен конек с размещаемым на подошве ботинка основанием и закрепленным в нем с возможностью замены беговым ножом. При этом беговой нож путем приведения в действие рычажного механизма зажимают только за его передний и задний концы, а в остальном он прилегает в плоском пазу к нижней стороне пластмассового основания. Этим видом крепления нельзя достичь очень высокой крутильной жесткости закрепленных друг на друге деталей [1].
Ближайшим аналогом изобретения является полозковый спортивный снаряд или полозковое транспортное средство, полоз которого содержит основание и закрепленный на нем беговой нож [2].
Недостатком известного устройства является то, что таким видом крепления невозможно достичь высокой крутильной жесткости закрепленных друг на друге деталей.
Техническим результатом изобретения является достижение высокой крутильной жесткости и изгибной прочности при небольшой общей массе и низкой стоимости изготовления, при этом обеспечивается точное крепление сменного, изготовленного с точными размерами бегового ножа.
Указанный результат достигается тем, что в полозковом спортивном снаряде или полозковом транспортном средстве, полоз которого содержит основание и закрепленный на нем беговой нож, в нижнюю сторону основания залита или вклеена сплошная, плоская, стоящая на ребре стабилизирующая шина, беговой нож прилегает заподлицо к основанию и стабилизирующей шине, при этом предусмотрен ряд проходящих через стабилизирующую шину и беговой нож поперечных отверстий, в каждое из которых вставлено удерживающее стабилизирующую шину и беговой нож крепежное устройство, состоящее из винта и гайки, а беговой нож закреплен на основании с возможностью замены.
Стабилизирующая шина выполнена в виде профильного стержня.
Беговой нож изготовлен из дешевого легкого металла или пластмассы и содержит залитую или приклеенную к его нижней стороне беговую шину из пружинно-твердого материала. Благодаря этому можно значительно снизить стоимость изготовления сменных ножей, причем заметно снижаются износ ребра и опасность поломки ножа.
На беговой шине расположены заделанные в материал бегового ножа фиксирующие ребра, ребра выполнены в виде открытых вдоль беговой шины коробов с трапецеидальными боковыми поверхностями.
В снаряде или средстве основание имеет для уменьшения массы ряд трубчатых поперечных проемов, причем каждое поперечное отверстие для крепежного устройства расположено с обеих сторон каждого поперечного проема.
Верхний край стабилизирующей шины и верхний край бегового ножа проходят в продольном направлении в основном волнообразно и соответствуют контурам поперечных проемов, что позволяет таким образом оптимально использовать возможности крепления.
Беговой нож имеет в основном вертикальную сплошную прорезь, в которую вставлен нижний край стабилизирующей шины. Стабилизирующая шина имеет в основном вертикальную, клинообразно сужающуюся вверх сплошную прорезь, в которую вставлено направленное вверх, также конически сужающееся вверх плоское ребро бегового ножа.
Каждое крепежное устройство состоит из расположенной заподлицо в соответствующем поперечном отверстии гайки с шейкой и винта с головкой, причем головки винта и гайки утоплены в углубления наружной поверхности бегового ножа и основания соответственно, при этом на шейке гайки предусмотрены препятствующие проворачиванию поверхности, взаимодействующие с соответствующими поверхностями в поперечном отверстии. Поперечные отверстия и наружная поверхность шейки каждой гайки выполнены коническими.
Беговой нож прилегает направленными вверх уступами к нижним краям основания и стабилизирующей шины.
Основание может быть изготовлено из пластмассы или углеволокна и/или стабилизирующая шина изготовлена из легкого металла.
Основание имеет также охватывающий подошву конькового ботинка подошвенный край, который сварен с подошвой. Между подошвой конькового ботинка и подошвенной пластиной основания уложен металлический решетчатый вкладыш, термосваренный с подошвой и подошвенной пластиной.
Для уменьшения массы в верхней стороне основания выполнены открытые вверх полости, связанные с поперечными проемами. Беговой нож имеет для уменьшения массы ряд трубчатых поперечных проемов.
Каждое крепежное устройство состоит из винта с головкой, проходящего через поперечное отверстие и ввинченного в гайку, причем винты всех крепежных устройств удерживаются с возможностью вращения на общей винтовой планке, уложенной в углубление основания таким образом, что она, включая головки винтов, лежит заподлицо в пределах наружной поверхности основания, при этом гайки фиксированы внутри поперечных отверстий. Головка каждого винта установлена с возможностью вращения в полости приемной гильзы, изготовленной из легкого металла и снабженной отбортованным наружу краем, причем приемная гильза заделана в винтовую планку без возможности вращения. Винтовая планка изготовлена из пластмассы, а приемная гильза залита в винтовую планку.
Все гайки фиксированы в одной общей гаечной планке, которая уложена в углубление основания, причем гаечная планка с гайками установлена заподлицо в пределах наружной поверхности основания. Гаечная планка изготовлена из пластмассы, а изготовленные из легкого металла гайки залиты в гаечную планку. Гайки имеют радиальные края и многоугольное сечение.
В беговой нож в его переднюю зону залита или вклеена стальная зубчатая пластина с выступающими вниз и вперед зубцами.
Беговая шина расположена в ее передней зоне внахлест с зубчатой пластиной для ее лучшей анкеровки в беговом ноже.
Стальная зубчатая пластина охватывает анкерной скобой самое переднее поперечное отверстие для вставки крепежного устройства.
Пластина имеет несколько проемов для анкеровки в материале бегового ножа. Беговой нож имеет с обеих сторон охватывающие сверху стальную зубчатую пластину и доходящие до средней зоны зубцов опорные зубцы. Стальная зубчатая пластина предназначена, в частности, для фигурного катания и массового конькобежного спорта.
На фиг. 1 показан схематичный вид сбоку первой формы исполнения конькового ботинка согласно изобретению; на фиг. 2 - частичный разрез по линии II-II на фиг, 1; на фиг. 3 - увеличенный частичный разрез по линии III-III на фиг. 1; на фиг. 4 - частичное перспективное изображение с разрезом приблизительно по линии II-II на фиг. 1, где для лучшего понимания показана беговая шина, как если бы материал бегового конька был прозрачным; на фиг. 5 - перспективное изображение разобранного крепежного устройства, состоящего из гайки с шейкой и винта с головкой; на фиг. 6 - соответствующий фиг. 1 схематичный вид сбоку второй формы исполнения конькового ботинка согласно изобретению; на фиг. 7 - частичный разрез по линии VII-VII на фиг. 6; на фиг. 8 - приблизительно соответствующий фиг. 4 вид сбоку в разрезе формы исполнения на фиг. 6, причем для пояснения часть основания отсутствует; на фиг. 9 - перспективное изображение гайки с шейкой, используемой в примере исполнения на фиг. 6 для крепежных устройств; на фиг. 10 - схематичный вид сбоку бегового ножа с беговой шиной, используемого в примере исполнения на фиг. 6; на фиг. 11 - увеличенный фрагмент фиг. 7; на фиг. 12 - увеличенный фрагмент части беговой шины по п. 8; на фиг. 13 - частичный вид сбоку полоза с вклеенной беговой шиной согласно третьей форме осуществления изобретения; на фиг. 14 - увеличенный частичный вид сбоку переднего конца бегового ножа на фиг. 13; на фиг. 15 - сечение беговой шины, используемой в примере исполнения на фиг. 13; на фиг, 16 - соответствующий фиг. 1 схематичный вид сбоку четвертой формы исполнения конькового ботинка согласно изобретению; на фиг. 17 - частичный разрез по линии XVII-XVII на фиг. 16; на фиг. 18 - схематичное перспективное изображение термометаллической решетки, используемой в форме исполнения на фиг. 16; на фиг. 19 - частичный вид сбоку переднего конца бегового ножа со стальной зубчатой пластиной согласно пятой форме осуществления изобретения; на фиг. 20 - перспективное изображение переднего конца бегового ножа, используемого в форме исполнения на фиг. 19.
Одинаковые или соответствующие детали обозначены на фиг. 1-20 одинаковыми позициями. Выражения "вертикально", "горизонтально", "вверху", "внизу" относятся только к изображенному на фиг. 1-20 вертикальному нормальному положению различных форм исполнения конькового ботинка.
В изображенной на фиг. 1-5 форме исполнения коньковой ботинок 10 снабжен сплошной подошвой 12. К подошве 12 обычным образом винтами 20 привинчены плоская подошвенная пластина 14 и также плоская пяточная крепежная пластина 16 узкого основания 18 полоза, изготовленного предпочтительно из твердой пластмассы или углеволокна (кевлара).
В наклонной средней зоне 22 подошвы 12 основание 18 имеет для компенсации угла вместо прилегающей к подошве 12 пластины выемку 24. Для дальнейшего уменьшения массы узкое и изготовленное из легкого материала основание 18 имеет проходящий от его переднего конца до заднего ряд расположенных на небольшом взаимном расстоянии трубчатых поперечных проемов 26, занимающих большую часть его горизонтальных и вертикальных размеров.
Для достижения требуемых высоких крутильной и изгибной жесткости, а также сопротивления разрушению между поперечными проемами 26 и вокруг них остается достаточно жесткий каркас основания 18. Жесткость и определенную нужную гибкость основания 18 можно регулировать путем изменений толщины стенок на определенных зонах основания, а также путем изменения профилирования и выбора материала стабилизирующей шины 28, 28'.
Более подробно поясняемым ниже образом в основание 18 залита проходящая по его длине плоская и стоящая на ребре стабилизирующая шина 28 из легкого металла, которая на фиг. 1 для лучшего понимания заштрихована с тем, чтобы отличить ее от остальных деталей.
Стабилизирующая шина 28 окружена с обеих сторон изготовленным предпочтительно из легкого металла беговым ножом 30, имеющим на нижней стороне залитую в материал бегового ножа беговую шину 32, которая обычным образом загнута вверх на переднем и заднем концах.
Верхний край 34 бегового ножа 30, который в этой форме исполнения при виде сбоку приблизительно совпадает с верхним краем стабилизирующей шины 28, проходит приблизительно волнообразно и соответствует контуру поперечных проемов 28 в их нижней зоне, так что каждые два гребня 34 волн верхнего края расположены по обеим сторонам каждого поперечного проема 26.
В зоне каждого гребня волны предусмотрено более подробно описанное ниже крепежное устройство 36 для разъемного крепления бегового ножа 30 на основании 18. Беговая шина 32 может быть выполнена в виде предельно тонкой металлической полосы скольжения толщиной, например, около 0,8 мм.
При скольжении беговой шины 32 по льду в результате трения происходит очень быстрый нагрев в зоне контактирования с беговым ножом 30. Благодаря теплоизолирующему действию пластмассы, из которой предпочтительно изготовлен беговой нож 30, образовавшееся тепло не может "стечь".
За счет этого при скольжении возникает значительно более высокая длительная температура беговой шины 32. Быстрый и продолжительный нагрев способствует в свою очередь образованию водяной пленки между беговой шиной 32 и средой скольжения - лед. Следствием является экономящее силы и более быстрое скольжение, чем у всех известных устройств.
На фиг. 2-5 более подробно изображены основание 18, стабилизирующая шина 28 и беговой нож 30, а также его разъемное крепление. Верхний край 34 бегового ножа 30 образует вместе с соответственно выполненным нижним краем выемок 37 с обеих сторон основания 18 сплошной упорный шов 38, вдоль которого обе детали плотно прилегают друг к другу.
Посередине сечения (фиг. 2) беговой нож 30 имеет в основном вертикальную, открытую вверх сплошную прорезь 40, в которую заподлицо входит направленный вниз уступ 42 основания 18. В уступ 42 прочно залит или вклеен верхний отрезок 44 стабилизирующей шины 28. Выступающий из уступа 42 нижний отрезок 44 стабилизирующей шины 28 плотно вставлен в сужающийся нижний отрезок 48 прорези 40, что вместе с упорным швом 38 обеспечивает безупречную посадку бегового ножа 30 на основании 18. Наружные поверхности деталей 18, 30 переходят друг в друга, совпадая на упорном шве 38.
В зоне каждого гребня волны верхнего края 34 беговой нож имеет на обеих сторонах по одному углублению 50 для размещения головки 52 винта 54 или головки 56 гайки 58 с шейкой, за счет чего они не выступают за наружную поверхность бегового ножа 30.
Винт 54 и гайка 58 образуют крепежное устройство 36 для крепления бегового ножа 30 на основании 18 и в изображенном на фиг. 2 и 4 свинченном виде проходят через поперечное отверстие 60 бегового ножа 30, проходящее от одного углубления 50 к противоположному углублению 50, а также стабилизирующей шины 28 и уступа 42 основания 18.
Шейка гайки 58 имеет две противоположные, препятствующие проворачиванию лыски 62, которые прилегают заподлицо к соответствующим, препятствующим проворачиванию поверхностям 63 поперечного отверстия 60. За счет этого при вворачивании винта 54 гайка 58 самопроизвольно фиксируется от проворачивания.
Для удобства вворачивания винта 54 его головка 52 имеет внутренний многогранник 64. Это исполнение крепежного устройства 36 обеспечивает удобное и быстрое, а также одновременно надежное размещение бегового ножа 30 на основании и такое же отделение, если при износе беговой шины 43 требуется замена бегового ножа 30.
Взаимодействие крепежных устройств 36 с предусмотренными упорными поверхностями и стабилизирующими мероприятиями обеспечивает при затягивании крепежных устройств чрезвычайно стабильную, изгибно- и крутильно-жесткую посадку бегового ножа 30 на основании 18.
Беговая шина 32 состоит из снабженной обычным радиусом скольжения полосовидной части 66 из пружинно-твердого материала и приваренной к ней, изготовленной также из металла фиксирующей части, которая имеет фиксирующие ребра 68, заделанные в материал бегового ножа 30 предпочтительно путем заливки.
Фиксирующие ребра 68 представляют собой открытые вдоль беговой шины 32 короба с трапецеидальными боковыми поверхностями, благодаря чему материал бегового ножа 30 в еще жидком виде может проникать без зазоров в фиксирующие ребра 68 и таким образом чрезвычайно жестко соединять их с беговым ножом 30. На фиг. 4 самая нижняя часть бегового ножа 30 отсутствует, чтобы яснее показать фиксирующие ребра 68.
Пружинно-твердый основной металл части 66 беговой шины 32 имеет преимущественно твердость около 700 ед. по Викерсу и может быть дополнительно снабжен поверхностным покрытием, например, из TiCN, твердость 3000 ед. по Викерсу. Это обеспечивает предельно низкий износ кромок и повышение на коэффициент 4-5 срока службы бегового ножа 30.
Изображенная на фиг. 6-12 вторая форма исполнения конькового ботинка согласно изобретению отличается от формы исполнения на фиг. 1-4 в основном исполнении и креплением бегового ножа 30' и взаимодействующих с ним крепежных деталей. Ниже поясняются только эти отличающиеся детали и отношения.
В этой форме исполнения заделанная в основание 18' стабилизирующая шина 28' имеет открытую вниз вертикальную прорезь 48', конически расширяющуюся вниз. В прорезь 48' вставлено выступающее вверх плоское ребро 46' бегового ножа 30', которое соответственно конически сужается вверх. Вдоль упорного шва 38' беговой нож 30' посредством выступающих с обеих сторон наружу уступов (заплечиков) 70 прилегает заподлицо к нижнему краю стабилизирующей шины 28' и основания 18'.
Поперечное отверстие 60'и шейка имеющей головку 56' гайки 58' выполнены в этой форме исполнения коническими в одном направлении и одинаково, так что при затягивании винта 54 в гайке 58' клиновидное ребро 46' втягивается в клиновую прорезь 48' стабилизирующей шины 28' с возрастающей прочностью и одновременно заплечики 70 бегового ножа 30' прочно прилегают к нижним краям стабилизирующей шины 28' и основания 18'. Этим достигается особенно жесткое соединение между беговым ножом 30' и основанием 18'.
Остальные детали этой формы исполнения имеют в основном то же исполнение и тот же принцип действия, что и соответствующие детали в форме исполнения на фиг. 1-4, и поэтому не требуют повторного пояснения. Здесь лишь следует упомянуть срезанные гребни волн волнообразного верхнего края 34' бегового ножа 30'.
Однако с помощью фиг. 10 следует особо указать на то, что за счет соответствующего формообразования сменного бегового ножа 30, 30' можно свободно выбрать так называемую длину 37 поверхности вставания, а также увеличить или уменьшить так называемый угол стояния α , например, на угол β . Кроме того, в зависимости от характера и твердости среды скольжения, а именно поверхности льда, можно путем увеличения или уменьшения радиусов скольжения части 66 привести его в соответствие с оптимальными условиями движения.
В зависимости от назначения можно поэтому держать в запасе различные сменные ножи и соответственно менять их, для чего необходимо лишь ослабить ряд простых резьбовых соединений, а затем снова затянуть их, чтобы получить абсолютно прочную, а также изгибно- и крутильно-жесткую посадку бегового ножа.
Обе головки 52, 56 или 56' снабжены при этом на внутренней стороне большими плоскими поверхностями для притягивания бегового ножа 30, 30' с большим усилием к основанию 18, 18'. Гайка 58, 58' изготовлена целесообразно из легкого металла или прочной пластмассы.
На фиг. 11, 12 еще раз в увеличенном масштабе изображены исполнение и анкеровка фиксирующих ребер 68. В принципе возможны и другие формы фиксирующих ребр, причем следует обратить внимание лишь на хорошее проникновение образующей беговой нож 30, 30' литьевой массы в профили фиксирующих ребер и на их достаточную прочность. Соединение имеющей фиксирующие ребра 68 части с пружинно-твердой частью 66 беговой шины может осуществляться предпочтительно лазерной сваркой.
На фиг. 13-15 изображена третья форма исполнения конькового полоза согласно изобретения, у которой беговая шина 32'' закреплена на беговом ноже 30'' нефиксирующими ребрами, а путем приклеивания к его нижней стороне 74. На загнутых вверх концах беговой шины 32'' беговой нож 30'' имеет по одному углублению 76, исключающему выступание обоих концов беговой шины 32'' на его концах. Склеивание вдоль клеевой поверхности 78 осуществляется предпочтительно нерастворимым клеем для пластмассы или металла в соответствующем склеивающем устройстве.
Радиус скольжения 80 у всех форм исполнения в значительной степени произвольный.
В форме исполнения на фиг. 16-18 вытянутый вверх подошвенный край 106 основания 18''' охватывает сверху со всех сторон подошву конькового ботинка 10, и связи с подошвой 12 целесообразно осуществлять термосваркой и т.п. Между подошвой 12 и подошвенными пластинами 14' основания 18''' вложен полосовидный, проходящий по периметру подошвы металлический решетчатый вкладыш 105 (фиг. 18).
После сборки конькового ботинка 10 и основания 18''' металлический решетчатый вкладыш 105 подвергают термосварке с подошвой 12 и подошвенной пластиной 14'. Эта термосварка может осуществляться вместе со сваркой подошвенного края 106. Вкладыш 105 состоит предпочтительно из узкоячеистой тонкой металлической решетки, например, 116 на фиг. 18.
Она может быть изготовлена, например, из медного сплава и обработана плоской лентой, вырубленной шириной около 10 мм и уложенной по форме контура подошвы. Оба конца + и - отделены друг от друга, и их соединяют для термосварки с одноименными полюсами источника электрического напряжения. Для дальнейшего уменьшения массы основания 18''' на его верхней стороне выполнены полости 102, которые связаны со служащими также для уменьшения массы поперечными проемами 26 основания 18''' или открыто переходят в них.
Массу бегового ножа 30''' также можно уменьшить путем выполнения в нем ряда трубчатых поперечных проемов 104.
Монтаж крепежных устройств 36'' можно облегчить в этой форме исполнения на фиг. 16 и 18 тем, что в качестве крепежного устройства используют винт 54, ввинчиваемый в гайку 113, причем винт 54 и гайка 113 проходят через поперечное отверстие 60'', однако не прилегают к его стенкам. Головка 52 каждого винта 54 сидит в полости 115, изготовленной предпочтительно из легкого металла приемной гильзы 101, и в этом положении ее выпадению препятствует отбортованный край 114, однако она может вращаться относительно приемной гильзы 101 внутри полости 115.
Приемная гильза 101 снабжена затыловками и т.п. и в свою очередь заделана (залита) в изготовленную предпочтительно из пластмассы винтовую планку 100 без возможности вращения, проходящую вдоль боковой поверхности основания 18''' от самого переднего крепежного устройства 36'' до самого заднего.
Винтовая планка 100 утоплена в боковую поверхность основания 18''' таким образом, что она, включая головки 52 винтов, лежит заподлицо в пределах наружной поверхности основания 18''' . За счет этого винты 54 всех крепежных устройств 36 удерживают полоз на винтовой планке 100 без возможности спадения, что очень облегчает монтаж.
Подобным образом гайки 113 всех крепежных устройств 36'' залиты на противоположной стороне основания 18''' в общую гаечную планку 112, которая также изготовлена из пластмассы и уложена в углубление на противоположной стороне основания 18''' таким образом, что она, включая гайки, лежит заподлицо в пределах наружной поверхности основания 18'''. Гайки 113 имеют для лучшей анкеровки в гаечной планке 112 радиальные края (канавки) 117 и многоугольное сечение, например шестиугольное.
Изображенная на фиг. 19 и 20 форма исполнения бегового ножа 30'''' содержит стальную зубчатую пластину 107, залитую или вклеенную в его переднюю зону. Стальная зубчатая пластина 107 имеет выступающие вниз и вперед зубцы 110. Эта форма исполнения предназначена, в частности, для фигурного катания и массового конькобежного спорта.
Целесообразно, если беговая шина 32 в своей передней зоне 111 расположена внахлест с зубчатой пластиной 107 для ее лучшей анкеровки в беговом ноже 30''''. Дальнейшее улучшение анкеровки стальной зубчатой пластины 107 в беговом ноже 30'''' может быть достигнуто тем, что самое переднее поперечное отверстие 60 для вставки крепежного устройства 36' обрамлено выполненной за одно целое со стальной зубчатой пластиной 107 анкерной скобой 118, так что затягивание крепежного устройства 36' оказывает также усилие анкеровки на стальную зубчатую пластину 107.
Кроме того, для заливки стальной зубчатой пластины 107 и тем самым для анкеровки в материале бегового ножа 30'''' служат несколько проемов 108. Целесообразное боковое опирание стальной зубчатой пластины 107 с обеих сторон может осуществляться за счет того, что беговой нож 30'''' имеет на обеих сторонах охватывающие сверху стальную зубчатую пластину 107 и доходящую до средней зоны зубцов 110 опорные зубцы 109, отлитые за одно целое с беговым ножом 30''''.
Реферат
Изобретение относится к полозковому спортивному снаряду или транспортному средству. В снаряде или транспортном средстве полоз содержит основание и закрепленный на нем с возможностью замены беговой нож. В нижнюю сторону основания залита или вклеена сплошная, плоская, стоящая на ребре стабилизирующая шина. Беговой нож прилегает заподлицо к основанию и шине. Предусмотрен ряд поперечных отверстий, проходящих через шину и нож, в каждое из которых вставлено крепежное устройство. В снаряде обеспечивается точное крепление сменного бегового ножа, обеспечивается достижение высокой крутильной жесткости и изгибной прочности при небольшой общей массе и низкой стоимости изготовления. 27 з.п.ф-лы, 20 ил.
