ЛЫЖНОЕ КРЕПЛЕНИЕ
SKI BINDING

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится лыжным креплениям, используемым для катания на беговых или туристических лыжах или в так называемом стиле телемарк.
Уровень техники
Катание на беговых или туристических лыжах очень популярно, как вид проведения досуга или спорта. При этом лыжник прогуливается или бежит на лыжах по равнинной или слегка наклонной поверхности. Известны различные техники передвижения на лыжах, например, простое параллельное перемещение лыж или использование техники конькового хода, когда лыжи выталкиваются в стороны и под углом так, что лыжник передвигается вперед.
Для того чтобы позволить лыжнику эффективно передвигаться на беговых лыжах, лыжный ботинок или полуботинок (или другая соответствующая обувь) пользователя обычно крепится с возможностью поворота. Наиболее обычно, когда лыжный ботинок пользователя снабжен крепежным средством, таким как скоба или стержень на мыске или подошве лыжного ботинка, которые защелкиваются в соответствующей части лыжного крепления. Таким образом лыжный ботинок удерживаются только в одной точке посредством этой скобы или стержня, и может поворачиваться вокруг неподвижной части лыжного крепления. Обычно точка крепления располагается на носке лыжного ботинка, а пятка (каблук) лыжного ботинка может быть приподнята относительно поверхности лыжи.
При катании на лыжах, пользователь (лыжник) обычно поворачивает ботинок относительно лыжи, когда он продвигается вперед с помощью одной из упомянутых стандартных техник передвижения. При этом, однако, важно, чтобы обеспечивалось обратное смещение для возврата лыжного ботинка так, чтобы пятка (или носок, если точка вращения приходится на заднюю часть) возвращалась в контакт с лыжей. Во время передвижения на лыжах, когда лыжный ботинок поворачивается вокруг точки крепления, другая часть лыжного ботинка не имеет контакта с лыжей и лыжа обычно приподнята над землей пользователем. Так производятся лыжные шаги, в которых ботинок обычно поворачивается вокруг точки крепления при отталкивании пользователя вперед и при которых он приподнимает лыжу и переставляет ее в направлении впереди себя, перед тем как сделать следующий лыжный шаг. Как должно быть понятно, необходимо какое-то смещающее средство, обеспечивающее остановку лыжи от свободного вращения, когда лыжник не прикладывает к ней свой вес.
Смещающие усилие для остановки свободного вращения лыжи обычно обеспечивается посредством сжимаемого флексора. Такой сжимаемый флексор размещен рядом с точкой вращения лыжного ботинка в лыжном креплении, так что когда лыжный ботинок поворачивается в креплении, он сжимает флексор. Флексор сжимается, пока не будет сжат полностью, когда лыжный ботинок уже не может поворачиваться далее. Обычно, максимальное сжатие флексора может быть больше, чем возникающее при обычном повороте лыжного ботинка, однако ясно, что когда флексор сжат и лыжа поднимается над снегом, вес не прикладывается для поддержания вращения, и флексор начнет смещать лыжу обратно в полный контакт с подошвой лыжного ботинка. Таким образом лыжник может продолжать следующий шаг лыжей и размещение первой лыжи обратно на снежной поверхности приемлемым образом без потери контроля свободного вращения лыжи.
Лыжные крепления, описанного выше типа, т.е. использующие флексор, в общем хорошо известны. Например, в патенте US 6027135 описываются лыжные крепления ботинок беговых или туристических лыж, которые имеют на переднем конце подошв крепежные элементы, выполненные с возможностью взаимодополняющего введения в крепежные элементы крепления с образованием шарнирного соединения. Крепежные элементы на подошвах включают шарнирный палец, проходящий поперек продольного направления лыжи и по существу параллельно поверхности подошвы, а сопрягаемые крепежные элементы крепления включают фиксатор, зацепляющий сверху шарнирный палец, образуя тем самым шарнир. Фиксатор может быть перемещен из закрытого положения в открытое, и наоборот, приводным рычагом, установленным с возможностью поворота на креплении. Флексор остается между передним концом подошвы и креплением или лыжей и оказывает возвращающее усилие на ботинок, когда его пятка приподнята над верхней поверхностью лыжи. Закрытое и открытое положения фиксатора определяются соответствующими положениями приводного рычага.
Однако с лыжными креплениями такого типа могут возникать значительные проблемы, ведущие к нарушению их работы или поломке. Например, резиновый флексор разрушается при неправильном хранении лыжного крепления. В такой ситуации пользователь описанного выше лыжного крепления не имеет возможности просто заменить резиновый флексор, а должен покупать целиком новое дорогое лыжное крепление. Подобные проблемы могут возникать и с самим креплением.
Соответственно, в основу настоящего изобретения положена задача устранения описанных выше недостатков, касающихся ремонта и эксплуатации лыжного оборудования.
Раскрытие изобретения
В настоящем изобретении предлагается лыжное крепление в соответствии с п.1. Предпочтительные варианты раскрыты в зависимых пунктах.
Настоящее изобретение будет более понятно из примеров лыжного крепления, описанных ниже. В общем, в этих примерах представлены предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения. Из последующих разделов описания специалисту будут понятны и некоторые дополнительные особенности, не охваченные объемом изобретения и которые следует рассматривать только, как дополнительную информацию, а не непосредственно притязания изобретения.
Более конкретно, настоящее изобретение относится к лыжному креплению, подходящему для беговых или туристических лыж, лыж для телемарка или лыжероллеров, со съемным запорным узлом, используемым для крепления лыжных ботинок (полуботинок или т.п.) к креплению. В целом само крепление подобно обычным, но имеет дополнительные особенности, относящиеся к корпусу крепления. В частности, это относится к гнездам (пазам) корпуса и защелкам (выступам), позволяющим неподвижно крепить и отсоединять съемный запорный узел. Такой запорный узел вставляется и вынимается с передней стороны крепления, определяемой как ближайший конец к носку лыжи, заостренной в направлении перемещения при обычном использовании лыж.
Первоначально, лыжное крепление и запорный узел настоящего изобретения обеспечивают его легкую установку и сборку для производителя и продавца. Однако когда предлагаемое лыжное крепление закреплено на лыже, для пользователя также обеспечивается удобная возможность прикрепления и снятия лыжного крепления и запорного узла. Собранное устройство обеспечивает крепеж лыжного ботинка, позволяющий избежать непреднамеренного или случайного раскрытия запорного узла. Также в случае любой поломки флексора или неполадки запорного механизма, пользователь может заменить только запорный узел, а не целиком крепление.
Краткое описание чертежей
Далее изобретение будет описано со ссылкой на чертежи, на которых представлено:
фиг.1 - общий вид предлагаемого в настоящем изобретении лыжного крепления отдельно от разъемного запорного узла,
фиг.2 - детальный вид предлагаемого в настоящем изобретении запорного узла,
фиг.3 - детальный вид передней части предлагаемого в настоящем изобретении лыжного крепления,
фиг.4 - общий вид предлагаемого в настоящем изобретении лыжного крепления и съемного запорного узла, собранных вместе,
фиг.5 - вид сверху предлагаемого в настоящем изобретении лыжного крепления, съемного запорного узла и направляющей корпуса,
фиг.6 - вид сбоку компонентов фиг.5, в сечении по линии А-А,
фиг.7 - вид сбоку предлагаемого в настоящем изобретении лыжного крепления и съемного запорного узла, собранных вместе.
Подробное описание вариантов осуществления изобретения
На фиг.1 показано лыжное крепление 2 отдельно от его запорного узла 10.
На фиг.2 представлен увеличенный вид фиг.1, показывающий более детально запорный узел 10 предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения. Каждый компонент будет обсужден ниже, как и их совместный синергетический эффект.
Как лучше видно на фиг.2, запорный рычаг 12 в представленном на фигурах варианте осуществления выполнен в виде единого литого компонента из технической пластмассы, такой как полиоксиметилен. Выбор полиоксиметилена для запорного рычага 12 обусловлен его износостойкостью, низким коэффициентом трения и малым весом. Однако для запорного рычага 12 могут быть использованы и другие материалы, такие как другие пластики или металлы. Запорный рычаг 12 может также может не быть единым компонентом, а состоять из нескольких отдельных частей, которые вместе формируют рычаг.
Также в данном варианте осуществления запорный рычаг 12 имеет отверстие на своем удаленном (дистальном) от запорного узла 10 конце. Оно служит двум основным целям: во-первых, использование меньшего количества материала уменьшает стоимость производства и вес компонента, а во-вторых, отверстие позволяет пользователю вставить в рычаг пальцы или любой другой подходящий инструмент, что облегчает ему осуществление манипуляций с запорным рычагом 12, в частности, когда рычаг переводится в положение открытия, чтобы освободить лыжный ботинок (полуботинок или т.п.) от крепления 2. Однако наличие такого отверстия в запорном рычаге 12 не является обязательным и его выполнение зависит от выбора конструктора. Например, эквивалентным элементом будет рычаг, содержащий меньшее отверстие или несколько отверстий и такая конструкция также будет охватываться объемом настоящего изобретения.
Ближний (проксимальный) конец запорного рычага 12 прикреплен с возможностью поворота к базовой пластине 20 установочного узла 18 посредством первой и второй осей 40 и 42 запорного рычага. После установки, каждая ось 40 и 42 запорного рычага проходит через соответствующее отверстие, выполненное в вилке 22 базовой пластины 20, после чего каждая ось 40 и 42 запорного рычага проходит через соответствующее отверстие, сформированное в ближнем конце запорного рычага 12. Два оси 40 и 42 запорного рычага образуют ось вращения, вокруг которой запорный рычаг 12 поворачивается во время приведения его в действие.
Оси 40 и 42 запорного рычага не только обеспечивают ось вращения для запорного рычага 12, а также служат второй цели - фиксации флексора 16 относительно базовой пластины 20 (см. ниже более детальное описание смежных с флексором 16 деталей).
Кроме двух отверстий, приспособленных для ввода осей 40 и 42 запорного рычага, запорный рычаг 12 имеет два дополнительных отверстия, приспособленных для ввода двух свободных концов запорного элемента 14 (см. ниже более детальное описание запорного элемента 14). Каждое из этих вторых отверстий сформировано в углубленных (утопленных) частях запорного рычага 12. Когда запорный рычаг 12 находится в своем открытом или незапертом положении, предварительно напряженный запорный элемент 14 сжат между неуглубленными частями запорного рычага 12. Когда запорный рычаг 12 находится в своем закрытом или запертом положении, предварительно напряженный запорный элемент 14 может разжаться в углубленных частях запорного рычага 12. Это гарантирует, что запорный рычаг 12, в отсутствие внешних воздействий, остается в запертом положении и тем самым обеспечивается дополнительная безопасность пользователю лыжного крепления.
Использование двух независимых осей 40 и 42 запорного рычага относится к конструктивному выбору, который увеличивает долговечность запорного узла 10. Как описано выше, предварительно напряженный запорный элемент 14 позволяет ему расширяться в две углубленные области, сформированные на запорном рычаге 12, когда он находится в своем закрытом или запертом положении. Это оказывает усилие на часть запорного элемента 12, эксцентричное к его оси вращения. Сила ответной (противодействующей) реакции от части запорного элемента 12 противоположна приложенной расширяющей силе, т.е. на 180° относительно оси вращения от места приложения воздействующей расширяющей силы. Часть этой противодействующей силы распределяется вдоль оси вращения. В представленном варианте осуществления, использование двух независимых осей 40 и 42 запорного рычага, которые не находятся в контакте друг с другом вдоль оси вращения, позволяет несколько абсорбировать противодействующую силу. Эта противодействующая сила приводит к перемещению концов неконтактирующих осей 40 и 42 запорного рычага по направлению друг к другу. В случае единственной оси запорного рычага, размещенной вдоль оси вращения, противодействующая сила не будет распределяться, и будет оказывать давление (напряжение) на запорный рычаг 12, увеличивая излишний износ и этой единственной оси, и запорного рычага 12, уменьшая в целом эксплуатационный ресурс запорного узла 10.
В предпочтительном варианте выполнения флексор 16 (см. фиг.5-7) выполнен из резины и на виде в плане (сверху или снизу) имеет в основном I-образную форму. Вдоль одной поверхности флексора 16 проходит углубление для размещения осей 40 и 42 запорного рычага. Как упомянуто выше, при размещении в установочной секции 18, оси 40 и 42 запорного рычага дополнительно служат для удерживания флексора 16 в выровненном положении относительно базовой пластины 20. В качестве компонента запорного узла 10, флексор 16 имеет отверстие, сформированное в одной из его в основном вертикальных сторон, обеспечивая свободный проход запорного элемента 14 во время работы запорного узла 10. Флексор 16 имеет канавки, прорезанные в его верхней поверхности, которые позволяют флексору сжиматься под воздействием лыжного ботинка. I-образная форма и резиновый материал флексора 16 выбираются производителем в зависимости от конкретной конструкции. Наряду с различными материалами флексора 16, возможны и различные его формы, пригодные для его установки в качестве компонента запорного узла 10. Резина является одним из примеров подходящего материала, имеющего сжимаемые эластичные качества, необходимые для успешной работы лыжного крепления 2. Другие подходящие материалы также возможны без отхода от объема настоящего изобретения.
Базовая пластина 20 формирует основание, на котором размещаются компоненты запорного элемента 10. В установленном на лыжном креплении 2 положении основная часть базовой пластины 20 в основном имеет плоскую форму с парой частей (выступов) вилки 22, отходящих вертикально от плоскости лыжного крепления. Каждая из частей вилки 22 имеет отверстие, приспособленное для размещения одной из двух осей 40 и 42 запорного рычага.
Когда запорный узел 10 задвинут в корпус 4 крепления, краевая перегородка 24 упирается в крепление 2, обеспечивая размещение запорного узла 10 в правильном положении для его успешной работы. В краевой перегородке 24 выполнено отверстие, подобное отверстию в вертикальной стенке флексора 16, обеспечивая свободный проход через него подвижного запорного элемента 14. Ниже этого отверстия имеется выступ 28 краевой перегородки, отходящий параллельно длине лыже в направлении от передней стороны F крепления 2. Выступ 28 краевой перегородки выполнен с возможностью ввода и сцепления с первым гнездом (пазом) 30 корпуса крепления, сформированным в лыжном креплении 2 на его корпусе. Комбинация краевой перегородки 24 и выступа 28 краевой перегородки, взаимодействуя с первым гнездом 30 корпуса крепления, обеспечивает стабильность (неподвижность) запорного узел 10, когда он прикреплен к лыжному креплению 2.
Дополнительная стабильность и надежность запорного узла 10 обеспечивается первым и вторым выступами 32 и 34 базовой пластины, взаимодействующими со вторым и третьим гнездами (пазами) 36 и 38 корпуса крепления. Выступы 32 и 34 отходят от базовой пластины 20 и в направлении друг от друга в плоскости лыжного крепления 2. Когда запорный узел 10 вдвинут в корпус 4 крепления, выступы 32 и 34 плотно входят в гнезда 36 и 38 в дополнение к выступам 28 краевой перегородки, вводимой в первое гнездо 30 корпуса крепления. Все три выступа 28, 32, 34 взаимодействуют с их соответствующим гнездом 30, 36, 38 корпуса крепления, обеспечивая жесткую фиксацию базовой пластины 20 и, соответственно, запорного узла 10 в корпусе 4 крепления относительно поверхности лыжного крепления 2.
В основном плоская часть базовой пластины 20 удерживается относительно поверхности лыжного крепления 2 в корпусе 4 крепления посредством упомянутых выступов и гнезд. Эта в основном плоская часть базовой пластины 20 включает два дополнительных элемента, а именно, вертикальный выступ и гнездо 26 установочного узла.
Вертикальный выступ базовой пластины 20 отходит вертикально от плоскости лыжного крепления в направлении лежащего сверху флексора 16. Вертикальный выступ контактирует с частью флексора 16, которая расположена между вертикальным выступом и краевой перегородкой 24. Комбинация вертикального выступа и краевой перегородки 24 гарантирует отсутствие перемещения флексора 16 в направлении параллельно лыже. Это, в дополнение к вилке 22 и осям 40 и 42 запорного рычага, предотвращает флексор 16 от перемещения в любом из трех измерений без необходимости использования отдельных фиксаторов для удержания флексора 16 на месте.
Гнездо 26 установочного узла представляет собой отверстие, сформированное в базовой пластине 20. Его размер позволяет размещать защелку 5, сформированную на поверхности лыжного крепления 2 (см. Фиг.3). Вставляемая в гнездо защелка 5 сформирована внутри лыжного крепления 2 на его корпусе и присоединена к креплению вдоль только одной из своих четырех сторон. В предпочтительном варианте выполнения, соединительная сторона является ближайшей к передней стороне F лыжного крепления 2. Эта соединительная сторона защелки 5 образует ось, вокруг которой защелка 5 способна перемещаться. Проходя от присоединенной стороны защелки 5 на передней стороне F крепления 2 в направлении к задней части крепления уклон защелки непрерывно увеличивается. Конец защелки имеет поверхность (грань) сдвига, действующую в направлении, перпендикулярном к плоскости лыжного крепления 2, на нижней стенке, соответственно.
При скользящем введении запорного узла 10 в корпус 4 крепления от передней стороны F крепления 2, выступ 28 краевой перегородки скользит поперек верхней поверхности защелки 5. Увеличивающийся уклон защелки 5 заставляет базовую пластину 20 отходить от поверхности крепления 2 и опираться только на поверхность защелки 5. Однако когда запорный узел 10 непрерывно вдвигается в корпус 4 крепления, первый и второй выступы 32 и 34 базовой пластины сцепляются со вторым и третьим гнездами 36 и 38 корпуса крепления. Когда эти выступы 32 и 34 введены в их соответствующие гнездами 36 и 38 корпуса крепления, базовая пластина 20 проходит вдоль поверхности лыжного крепления 2, поворачиваясь вокруг точки вращения, образованной контактирующей стороной защелки 5. В результате, защелка 5 смещается в плоскости лыжного крепления. Как только выступ 28 краевой перегородки вместе с первым и вторым выступами 32 и 34 базовой пластины полностью сцеплены с их соответствующими гнездами 30, 36 и 38, защелка 5 возвращается в свое первоначальное несмещенное положение в гнезде 26 установочного узла.
Перпендикулярная поверхность сдвига конца защелки 5 упирается во внутреннюю поверхность гнезда 26 установочного узла, предотвращая запорный узел 10 от выскальзывания из корпуса 4 крепления. Защелка 5 предотвращает непреднамеренное расцепление от гнезда 26, когда запорный узел 10 установлен на лыже. Конечно, защелка 5 может расцепляться от гнезда 26 установочного узла, когда это требуется пользователю, производителю или продавцу. Защелка 5 фиксирует запорный узел 10 внутри корпуса 4 крепления, предотвращая любое перемещение запорного узла в направлении длины лыжи. Это обеспечивается сцеплением с тремя гнездами 30, 36 и 38 корпуса крепления, вдоль самого корпуса крепления, предотвращая также любое нежелательное поступательное перемещение запорного узла 10 в любом из трех пространственных измерений. На фиг.4 запорный узел 10 введен и зафиксирован в лыжном креплении 2.
Для того чтобы освободить запорный узел 10 из его закрепленного положения в корпусе 4 крепления, защелка 5 должна быть смещена. Пользователь может сместить защелку 5 в плоскости лыжного крепления 2, используя отвертку или другой подобный инструмент, расцепляя таким образом защелку 5 и гнездо 26 установочного узла. Когда защелка 5 смещена, внутренняя поверхность гнезда 26 установочного узла более не контактирует с какой-либо частью лыжного крепления 2. В результате запорный узел 10 может свободно проскальзывать в направлении передней стороны F лыжного крепления 2 из корпуса 4 крепления.
Запорный элемент 14 предпочтительно выполнен в виде единого металлического элемента, хотя и возможны и другие частные варианты, такие как использование пластиков или других материалов и выполнение из нескольких частей. В предпочтительном варианте выполнения, запорный элемент 14 имеет в основном U-образную форму.
Свободные концы запорного элемента 14 отогнуты наружу в направлении друг от друга. Эти свободные концы зацеплены во второй группе отверстий в запорном рычаге 12 (см. выше). По умолчанию, когда запорный элемент 14 не установлен в качестве компонента запорного узла 10, стороны в основном U-образного элемента предварительно напряженны так, что свободные концы разведены на номинальное расстояние. При ведении свободных концов запорного элемента 14 в соответствующие отверстия в запорном рычаге 12 они поджаты в направлении друг к другу. Как описано выше, предварительное напряжение запорного элемента 14 обеспечивает дополнительную безопасность пользователю лыжного крепления 2, когда запорный узел 10 находится в своем закрытом или запертом положении.
Когда запорный рычаг 12 перемещен из своего открытого или незапертого положения в закрытое или запертое положение, нижняя часть U-образного запорного элемента 14 смещена через отверстие в вертикальной поверхности (грани) флексора 16 и через отверстие в краевой перегородке 24. При этом, когда лыжный ботинок размещен в лыжном креплении 2, запорный элемент 14 захватывает и удерживает ось 44 лыжного ботинка, закрепляя ее в лыжном креплении 2. Поскольку обычно в лыжных ботинках для телемарка или беговых лыж, ось 44 лыжного ботинка имеет цилиндрическую форму, в запорном элементе 14 прорезается маленькая канавка, позволяющая оси лыжного ботинка 44 поворачиваться в креплении плавно, на сколько это возможно.
Когда запорный рычаг 12 перемещен из своего запертого или закрытого положения в открытое или незапертое положение, нижняя часть U-образного запорного элемента 14 втянута через отверстие в вертикальной поверхности флексора 16 и через отверстие в краевой перегородке 24. При этом, когда лыжный ботинок (полуботинок) размещен в лыжном креплении 2, запорный элемент 14 освобождает ось 44 лыжного ботинка, позволяя легко освободить его из лыжного крепления 2.
Предпочтительный вариант выполнения лыжного крепления 2 со съемным запорным узлом 10, вставляемым через переднюю сторону F лыжного крепления 2, обеспечивает пользователю ряд преимуществ. Во-первых, в случае неполадки или поломки любого компонента запорного узла 10, запорный узел 10 может быть вынут и отремонтирован или замен без необходимости пользователю покупать целиком новое крепление. Во-вторых, если само лыжное крепление 2 имеет неполадки или поломку, запорный узел 10 может быть вынут и вставлен в новое или отремонтированное лыжное крепление, позволяя пользователю избежать покупки нового запорного узла. В-третьих, в случае распространения лыжных ботинок с осью 44 другого вида или формы, необходимо будет только заменить запорный узел 10, а не целиком лыжное крепление 2.
Как показано на фиг.5-7, к корпусу 4 крепления может присоединяться направляющая 46 корпуса, защищающая компоненты запорного узла 10 и способствующая повышению эстетической привлекательности лыжного крепления 2 и соединяющая запорный узел 10 и крепление в единый узел. Направляющая 46 корпуса плотно устанавливается вокруг запорного узла 10, защищая его компоненты. Направляющая 46 корпуса имеет два отходящих плеча, которые размещаются внутри корпуса 4 крепления, снабженного второй защелкой на его передней стороне F, фиксирующей направляющую по месту. Направляющая 46 корпуса в предпочтительном варианте выполнения выполнена из пластика, хотя возможны и другие материалы, такие как металлы или углепластик. На фиг.7 показано собранное лыжное крепление, укомплектованное направляющей 46 корпуса.
Установка и выемка запорного узла 10 из передней стороны F лыжного крепления 2 позволяет пользователю поддерживать в работоспособном состоянии или модернизировать его снаряжение без дополнительных проблем и затрат.