БОТИНОК ДЛЯ РОЛИКОВОГО КОНЬКА С БАЙОНЕТНЫМ ЗАМКОМ ДВУХ ПОЛУОСЕЙ
SHOE FOR ROLLER SKATE WITH BAYONET LOCK WITH TWO SEMIAXES

Изобретение относится к ботинку для роликового конька, представляющему собой ботинок, через подошву которого проходит горизонтально высверленное отверстие, в которое с каждой стороны вставлена полуось, на наружных концах которой укреплено по одному ходовому колесу.
От известных уже многие десятилетия роликовых коньков и инлайнеров, у которых по всей длине ботинка расположены друг за другом в направлении движения, по меньшей мере, два ролика, данный ботинок для роликового конька отличается тем, что в передней области ботинка роликов нет, а есть только в задней области.
Известен один единственный ролик, установленный на нижней стороне выступа; распространение получили, однако, также и 2 ролика, укрепленные на двух сторонах выступа. Благодаря этому обладатель такого ботинка для роликового конька может совершать движение либо на передней области ботинок, например, при ускорении, причем задняя часть ботинка с роликами не контактирует с поверхностью катания, либо приподнимает носки ног и катится на роликах, находящихся в задней части ботинок, так же, как и на роликовых коньках.
Пользователь может, таким образом, очень быстро чередовать ходьбу, бег или качение. Из этого следует, что между бегунковой поверхностью ботинка и плоскостью качения ходового колеса при нормальном положении ноги нельзя допускать слишком большой разницы в высоте, чтобы угол необходимого поворота ботинка при переходе от бега к качению и наоборот оставался малым.
Для того чтобы диаметр роликов можно было выбрать по возможности настолько большим, чтобы обеспечить наибольшую устойчивость для перекатывания через меньшие препятствия, ось должна быть расположена как можно выше. Так как ось не может пересекать внутреннее пространство ботинка, то для крепления остается то, что ось проходит через подошву ботинка.
Благодаря этому появляется возможность выполнить ботинок как обычный спортивный ботинок или уличную обувь; пользователи зачастую хотят снять ролики полностью, чтобы ботинок можно было использовать как обычный беговой ботинок или спортивный.
Для снятия ходовых колес и демонтажа оси согласно уровню техники имеется множество предложений, которые, однако, имеют определенные недостатки.
В WO 2005/120664 описаны конструкции, позволяющие разместить направляющий клапан осей на нижней стороне ботинка. Для этого нужны выемки, которые, однако, очень быстро загрязняются и в результате сильно затрудняют замену бегового ботинка на роликовый конек или вообще делают это невозможным.
Альтернативой являются винтовые соединения, которые можно освободить, чтобы демонтировать ось и колеса, но для этого нужен дополнительный инструмент. Недостаток в том, что этот инструмент нужно еще приобрести и держать наготове. Для пользователя самым неприятным является то, что инструмент нужно многократно насаживать и тратить много времени для монтажа или демонтажа.
Известны также предложения, когда шплинты, фиксаторы и штыри нужно вдвигать в оси. Недостаток в том, что места соединений могут покрыться дорожной грязью, которая в результате, по меньшей мере, препятствует монтажу и демонтажу или вообще делает это невозможным. Недостаток также в том, что эти соединительные элементы могут расшататься, что вызывает риск разрушения и потери элементов.
На этом фоне задачей изобретения является усовершенствование ботинка для роликового конька с разъемными осями, когда для крепления осей имеется наиболее простое устройство в ботинке, когда монтаж и демонтаж осей возможен без специального инструмента, когда места соединений между осями наиболее хорошо защищены и когда для монтажа и демонтажа требуется очень мало времени.
В качестве решения изобретение предлагается, чтобы обе полуоси на своих внутренних концах, находящихся внутри высверленного отверстия, имели по одному притуплению, и оба притупления накладывались друг на друга внутри высверленного отверстия, а во второй половине каждого притупления, которая расположена ближе к ходовому колесу, имелось углубление, сформированное в дополнение к фиксирующей защелке в первой половине притупления, и фиксирующая защелка заходила в углубление соответственно другой полуоси.
Заявленное крепление обеих полуосей требует только одного сквозного отверстия в подошве ботинка, чего, например, можно очень просто добиться с помощью высверленного элемента, который заливается в подошву ботинка. Высверленное отверстие можно очень просто выполнить на расстоянии от всех возможных выемок. Подходящую для этого форму оси, точнее круглую сталь, можно так же очень просто получить, чтобы имелся в распоряжении относительно недорогой соответствующий материал из современного уровня техники различного качества.
Основной идеей и важнейшим преимуществом изобретения является то, что соединение обеих полуосей между собой выполняется только с помощью вхождения обеих фиксирующих защелок в углубление на соответствующей другой полуоси. Тем самым значительно сокращается время монтажа и демонтажа.
Точка соединения обеих полуосей находится внутри каждого ботинка в середине высверленного элемента и тем самым подвергается максимально допустимой нагрузке в результате прыжка вместе с ботинком или при преодолении ступенек в незначительной, возможной степени, так как эта нагрузка принимается высверленным отверстием в подошве ботинка. Только при езде по кривой в зависимости от поведения ноги пользователя возможно, чтобы усилия прилагались в направлении продольной полуоси, и именно когда внутреннее ходовое колесо для катания по кривой значительно сильнее нагружается, нежели внешнее ходовое колесо. В случае такой нагрузки можно, однако, с помощью простого расчета перепроверить нагружаемость соединения и при необходимости выбрать размеры и/или более прочный материал.
В предпочтительном варианте выполнения оба притупления возникают в области соединения в результате того, что на внутренних концах обеих полуосей вдоль короткой части продольной оси половину срезают фрезой и остается полукруглый профиль. Полукруглые профили или притупления накладываются друг на друга на внутреннем конце каждой полуоси в середине высверленного отверстия и образуют тем самым снова полный круг.
Для того чтобы соединить друг с другом обе полуоси, оба притупления имеют по одному углублению. В предпочтительном варианте выполнения углубление принимает вторую половину каждого притупления, которая ближе к наружному концу полуоси. Когда углубление находится точно на половине притупления, то оставшаяся первая половина будет иметь непременно ту же длину и будет служить дополнением к углублению.
В предпочтительной форме выполнения предусмотрено, что притупление также и в его поперечном сечении поделено на две части: полукруглый профиль притупления будет иметь половина, т.е. четверть кругового сегмента, вырезанная из притупления в виде углубления. В этот вырез может заходить фиксирующая защелка на другой полуоси в результате четверти оборота.
Благодаря этому соединение обеих полуосей защищено от растягивающего усилия, которое могло бы позволить полуосям выскользнуть из отверстия.
Заявленное соединение обеих полуосей похоже на штыковое (байонетное) соединение, когда оба соединяемых элемента на первом этапе вставляют друг в друга в продольном направлении, а затем на следующем этапе сцепляют друг с другом в результате движения вращения. Для полного штыкового соединения здесь, однако, не хватает третьей операции, а именно движения параллельно первой операции, однако в противоположном направлении относительно первоначального вхождения друг в друга. Линия движения штыка при скреплении соответствует букве J; в заявленном изобретении, однако, в качестве линии движения описывается только буква L.
Возможно также расширить заявленное соединение до штыкового, для чего в боковой стенке углубления, указывающей к внутреннему концу полуоси, должна быть предусмотрена канавка или другое углубление, в которое входит соответствующее формообразование на боковой поверхности фиксирующей защелки второй полуоси. Чтобы это соединение было устойчивым, нужно использовать пружину сжатия, которая прижмет друг к другу обе соединяемые части в их зафиксированном положении в результате давления пружины. Усилие этой пружины должно быть преодолено при монтаже обеих половин, т.е. при окончательном защелкивании штыка.
Однако пригодность такого штыкового соединения для обеих полуосей ботинка для роликового конька ограничивает движение по кривой, так как в продольном направлении появляются растягивающие усилия и силы сжатия, которые могут сдавить пружину сжатия штыка, так что обе половины можно разъединить независимо друг от друга.
Поэтому изобретение предпочитает, чтобы фиксация обеспечивалась не как при штыковом соединении, т.е. против давления пружины в продольном направлении, которая действует одновременно как упорный выступ, а чтобы упорный выступ был неподвижен, а одна маленькая пружина служила бы только как надежное средство от прокручивания для поворотного движения обеих осей навстречу друг другу.
В предпочтительном примере выполнения в стенке углубления, проходящей поперек продольной оси полуоси, выполнено глухое отверстие. Из этого глухого отверстия выступает фиксирующий элемент, который можно вдавливать в глухое отверстие против усилия маленькой пружины. В плоскости фиксирующей защелки, являющейся дополнением указанной стенки, на другой полуоси дополнительно к фиксирующему элементу сформирована выемка. Для надежности фиксирующий элемент, например шарик, вдавливается с помощью пружины сжатия в выемку на боковой поверхности фиксирующей защелки. Благодаря этому обе полуоси скрепляются друг с другом, чтобы не произошло случайного перекоса.
Фиксирующий элемент давит в сторону с помощью передней кромки поворачивающейся фиксирующей защелки и скользит вдоль фиксирующей защелки, пока не войдет в дополнительную выемку. Фиксация происходит в виде защелкивания, и для пользователя это является сигналом, что соединение успешно состоялось.
Преимущество такого надежного соединения в отличие от штыкового затвора заключается в том, что исключено движение в продольном направлении обеих полуосей навстречу друг другу. Тем самым ботинок для роликового конька можно использовать без ограничений также для движения по кривой.
В другом, улучшенном примере выполнения каждая полуось имеет непосредственно около подошвы на краю высверленного отверстия осевой фланец, диаметр которого больше диаметра высверленного отверстия. Преимущество такого осевого фланца заключается в том, что система обеих полуосей внутри подошвы полностью открепляется от системы ходовых колес. При движении по кривой силы, действующие в продольном направлении полуосей, принимаются осевыми фланцами и торцевыми кромками высверленного отверстия в подошве.
В качестве другого улучшенного выполнения заявленного ботинка для роликового конька предлагается новый вариант быстрого монтажа колес.
Известной и очень простой с конструктивной точки зрения возможностью является навинчивание на наружный конец полуоси винта или гайки, которые препятствуют соскальзыванию ходового колеса с полуоси. Для защиты такого винтового соединения от случайного разъединения из современного уровня техники известна, например, контргайка или подкладная шайба, которая высоко загнутым краем входит в соответствующую выемку гайки, или давящий в радиальном направлении на внутреннюю резьбу зажимный винт или пластмассовое кольцо, которое вдавливается в соответствующий самый наружный виток резьбы.
С помощью миллионов подобных винтовых соединений доказано, что и для ботинка для роликового конька можно добиться такого соединения с достаточно надежной устойчивостью. Однако остается ограничение, заключающееся в том, что для разъединения нужен подходящий инструмент и требуется относительно много времени на монтаж.
Поэтому изобретение предпочитает в качестве защиты от соскальзывания ходовых колес другую конструкцию: рядом с наружным концом каждой полуоси сформирована, по меньшей мере, одна плоская ключевая поверхность параллельно продольной оси в каждой полуоси.
Затем на всех ключевых поверхностях выполнена кольцевая канавка, окружающая полуось. В эту кольцевую канавку входит защитный элемент, укрепленный на удерживающей шайбе. Эта удерживающая шайба находится непосредственно около ходового колеса и фиксирует его на полуоси. Чтобы иметь возможность сдвинуть удерживающую шайбу по наружному концу полуоси, контур защитного элемента сформирован как дополнение к ключевой поверхности. Когда удерживающая шайба приводится в такое угловое положение, при котором все без исключения защитные элементы ориентированы относительно всех ключевых поверхностей на наружном конце полуоси, удерживающую шайбу можно снять, а затем удалить и ходовое колесо.
Если в кольцевой канавке находится, по меньшей мере, один упорный выступ, который разъединяет кольцевую канавку, то он ограничивает угол поворота удерживающей шайбы относительно полуоси. Таким образом, удерживающая шайба помимо защиты ходовых колес используется как инструмент для сдвига обеих полуосей друг в друга, т.е. для монтажа и демонтажа полуосей в подошве.
Для дальнейшего повышения шероховатости удерживающей шайбы на ее внешней торцевой кромке можно сформировать ребра, рифления, перекрестные рифления или шероховатые желобки, которые улучшают передачу рукой вращающего момента.
В простом варианте выполнения удерживающей шайбы последняя имеет в середине высверленное отверстие, диаметр которого соответствует внешнему концу полуоси. Когда удерживающая шайба входит своим защитным элементом в кольцевую канавку, конец полуоси немного выступает над удерживающей шайбой.
Возможно также, что это высверленное отверстие в удерживающей шайбе закрыто дополнительным колпачком. Поэтому во время катания грязь не проникает между ключевой поверхностью и высверленным отверстием в удерживающей шайбе.
В качестве дополнительной защиты от проворачивания удерживающей шайбы в наружной торцевой стороне полуоси можно предусмотреть штифт, движущийся в продольном направлении. Этот штифт прижимается пружиной наружу и при насаживании удерживающей шайбы снова вдавливается в полуось навстречу усилию пружины. Поскольку защитные элементы входят на удерживающей шайбе в кольцевую канавку, а затем удерживающая шайба освобождается от нагрузки, штифт прижимает через тело удерживающей шайбы также и защитные элементы к стенке кольцевой канавки и тем самым препятствует самопроизвольному проворачиванию удерживающей шайбы.
Принцип действия обеих полуосей для служения их опорой для ходовых колес ботинка для роликового конька допускает также различные размеры полуосей, поскольку только каждая фиксирующая защелка сформирована дополнительно к углублению на другой полуоси. При этом размеры обеих фиксирующих защелок могут отличаться друг от друга.
Диаметры обеих полуосей так же могут быть разными, поскольку они являются лишь дополнением к соответствующему диаметру высверленного отверстия. В этом случае различается диаметр высверленного отверстия левой и правой сторон.
Так как, однако, из этих разных размеров нельзя получить выгоду ни с точки зрения функциональности, ни с точки зрения техники изготовления изобретение предлагает выполнить обе полуоси идентичными, что ощутимо облегчит не только изготовление, то также и использование.
В отношении заявленного ботинка для роликового конька имеется следующий способ монтажа обеих полуосей в высверленном в подошве ботинка отверстии:
- на первом этапе каждую полуось вводят в отверстие с каждой стороны до тех пор, пока внутренние концы не соприкоснутся;
- на втором этапе одну полуось закрепляют от прокручивания вокруг своей продольной оси, а другую полуось поворачивают вокруг ее продольной оси настолько, что оба притупления находятся друг против друга относительно продольной оси;
- на третьем этапе обе полуоси вводят вдоль их продольных осей полностью в отверстие до тех пор, пока внутренние концы каждой полуоси не натолкнутся на конец притупления другой полуоси и каждая фиксирующая защелка не будет находиться против углубления;
- на четвертом этапе одну из двух полуосей снова закрепляют от прокручивания вокруг ее продольной оси, а другую полуось поворачивают вокруг ее продольной оси настолько, что каждая фиксирующая защелка входит с фиксацией в углубление на другой полуоси.
В предпочтительном примере выполнения, в котором углубление имеет форму четверти цилиндра, эту полуось поворачивают на четверть оборота, т.е. на 90°, пока фиксирующие защелки полностью не зайдут в углубление. Если на боковых поверхностях фиксирующей защелки и углубления имеется по одному нагруженному усилием пружины фиксирующему элементу и по одной дополнительной выемке на противоположной стороне, то в конце движения заскакивания слышен щелчок, который является акустическим сигналом успешного завершения движения заскакивания.
При таких движениях как в продольном направлении, так и при сдвиге на угол обе удерживающие шайбы могут служить контактными поверхностями для управляющей руки пользователя.
Для демонтажа ходового колеса полуоси необходимы три операции:
- на первом этапе удерживающую шайбу поворачивают относительно полуоси настолько, что края всех защитных элементов установлены на одной прямой с каждой ключевой областью;
- на втором этапе удерживающую шайбу снимают с полуоси и
- на третьем этапе с полуоси снимают также ходовое колесо.
Таким образом, полуось и ходовое колесо можно хранить отдельно друг от друга и при этом сэкономить место. Также выгодно, что таким образом элементы можно легко почистить, а подшипник ходового колеса при необходимости дополнительно смазать. Так же быстро можно сменить ходовое колесо.
Далее раскрываются подробности и признаки примера выполнения изобретения. Однако он не должен ограничивать изобретение, а только лишь пояснить. На фигурах представлено следующее:
фиг.1 - косая проекция ботинка для роликового конька со стороны его подошвы;
фиг.2 - косая проекция двух полуосей и двух удерживающих шайб перед сборкой.
На фиг.1 представлен перспективный вид ботинка 1. Он имеет подошву 11 и боковину. Обе полуоси 2 вставлены в высверленное отверстие 12 в подошве 11, а на каждой полуоси 2 установлено по одному ходовому колесу 3. Что касается двух полуосей, то виден только наружный конец 21 одной полуоси 2.
К ходовому колесу 3, которое видно полностью, прилегает удерживающая шайба 4, в отверстие 41 которой проходит наружный конец 21 полуоси 2. Очень хорошо видно, что этот наружный конец 21 сплющен с двух сторон, так что образуются две ключевые поверхности 28.
На фиг.1 нельзя видеть, что в отверстие 41 удерживающей шайбы 4 с двух сторон входит по одному защитному элементу 42, края которых находятся на одной прямой с ключевой поверхностью 28.
Итак, на фиг.1 показан ботинок для роликового конька с установленными полуосями 2 и установленными ходовыми колесами 3.
На фиг.2 представлены в перспективе две полуоси 2 и две удерживающие шайбы 4. Обе полуоси 2 уже частично вдвинуты в высверленное отверстие 12 (показано штриховой линией). Оба притупления 23 обеих полуосей 2 уже приближены друг к другу и ориентированы так, что при дальнейшем вдвигании полуосей 2 они могут скользить друг мимо друга и затем накладываться друг на друга.
Каждое из двух притуплений 23 поделено на две части. Рядом с внутренним концом 22 полуоси 2 на первой половине возвышается фиксирующая защелка 25. Прилегающее углубление 24 выфрезеровано во второй половине притупления 23. Обе половины притупления имеют одинаковую длину, так что фиксирующие защелки 25 являются дополнениями к углублениям.
На фиг.2 очень хорошо видно, как при дальнейшем вставлении обеих полуосей 2 притупления 23 все больше накладываются друг на друга. Когда обе фиксирующие защелки 25 скользят друг мимо друга и упираются в конец соответствующего противоположного притупления 23, обе фиксирующие защелки 25 находятся соответственно на той же высоте, что и углубление 24. Так как и фиксирующие защелки 25, и углубления 24 имеют форму четверти цилиндра и одинаковую длину, то они дополняют друг друга.
Поэтому в результате поворота полуоси 2 каждая фиксирующая защелка 25 заходит в углубление 24 на соответственно другой полуоси 2 и полностью заполняет ее. Таким образом, обе фиксирующие защелки сцеплены друг за другом наподобие тисков и тем самым обеспечивают защиту обеих полуосей от выскальзывания из отверстия 12.
На фиг.2 видно, что фиксирующие защелки 25 находятся в установленном положении с помощью фиксирующего элемента 61, который движется в глухом отверстии 6 навстречу усилию пружины и заскакивает в дополнительную выемку 7 в торцевой области на внутреннем конце 22 полуоси 2.
На фиг.2 вблизи наружного конца 21 полуоси 2 видны оба осевых фланца 27. В собранном виде они касаются полуосей 2 своей внутренней стороной торцевых кромок высверленного отверстия 12. К их наружным поверхностям прилегает ходовое колесо 3 (на фиг.2 не показано).
На фиг.2 можно увидеть, как удерживающая шайба 4 обеспечивает защиту на полуоси 2. Удерживающая шайба 4 имеет высверленное отверстие 41, диаметр которого соответствует диаметру наружного конца полуоси 2. В это отверстие входят два защитных элемента 42. Внутренний край этих защитных элементов 42 находится на одной прямой с поверхностью обеих ключевых плоскостей 28 на наружном конце 21 полуосей 2.
На фиг.2 обозначено, что удерживающую шайбу 4 можно продвигать по ключевым поверхностям 28 только при правильном угловом положении, в данном случае вертикальными краями защитных элементов 42. В конце этого пути защитные элементы 42 утопают в кольцевой канавке 29 и прилегают к находящейся с внутренней стороны стенке канавки 29. В результате поворота удерживающей шайбы 4 края защитных элементов 42, указывающие внутрь, проскальзывают в кольцевую канавку 29. Там они сразу же наталкиваются на упорный выступ 5, который разъединяет кольцевую канавку 29. Этот упорный выступ 5 можно видеть на фиг.2 только как черную точку на конце кольцевой канавки 29.
Когда защитные элементы 42 прилегают к упорному выступу 5, удерживающую шайбу 4 можно использовать также как поверхность захвата для поворота полуоси 2.
На фиг.2 обозначено, что удерживающая шайба 4 служит и для защиты ходовых колес 3, и для установки обеих полуосей 2 в отверстие 12 и для удаления их оттуда. Представленный пример выполнения тем самым соответствует требованиям постановки задачи, заключающейся в быстром, простом и без использования какого-либо инструмента монтаже и демонтаже обеих полуосей и (на фиг.2 не показано) ходовых колес 3.
Перечень обозначений
I ботинок
II подошва ботинка 1
12 высверленное в подошве 11 отверстие
2 полуось, вставленная в отверстие 12
21 наружный конец полуоси 2
22 внутренний конец полуоси, находящийся внутри отверстия 12
23 притупление на конце 22 полуоси 2
24 углубление во второй половине притупления 23
25 фиксирующая защелка на первой половине притупления 23
26 продольная ось полуосей 2
27 осевой фланец на полуоси 2
28 ключевая поверхность на наружном конце 21 полуоси 2
29 кольцевая канавка, примыкающая к ключевой поверхности 28
3 ходовое колесо на наружном конце 21 полуоси 2
4 удерживающая шайба на наружном конце 21 полуоси 2
41 высверленное отверстие в удерживающей шайбе 4
42 защитный элемент, входящий в отверстие 41 и в кольцевую канавку 29
5 упорный выступ, разъединяющий кольцевую канавку 29
6 глухое отверстие в стенке углубления 24
61 фиксирующий элемент в глухом отверстии 6
7 выемка в фиксирующей защелке 25 как дополнение к фиксирующему элементу 61