ФЛЕКСОР ЛЫЖНОГО КРЕПЛЕНИЯ С УВЕЛИЧЕННОЙ ПЛОЩАДЬЮ КОНТАКТА

Полезная модель относится к области спорта, а именно к креплениям для лыж содержащим упругий элемент (флексор), взаимодействующий с подошвой лыжного ботинка. Крепления предназначены для закрепления лыжных ботинок с осевой системой крепления на беговые и другие типы лыж и лыжероллеров для всех типов лыжного хода, для спорта, туризма, свободного катания  и т.д.
Основным назначением эластичного упругого элемента (флексора) в современных спортивных лыжных креплениях является передача дополнительной нагрузки от ботинка на лыжу. При движении лыжника флексор, деформируясь, оказывает воздействие на различные участки подошвы лыжного ботинка при совершении ботинком движения вокруг оси, выполненной в передней части подошвы (в носке подошвы), которая закреплена в замке, расположенном в корпусе крепления.
Известен флексор для  лыжного крепления по патенту РФ на изобретение № 2518188 (опубликовано 27.08.2013), установленный в лыжном креплении, содержащем замок для разъемного присоединения лыжного ботинка, причем указанный замок выполнен с пазом для размещения и удерживания оси лыжного ботинка, а крепление выполнено с возможностью удерживания флексора на месте так, что паз флексора выровнен с пазом замка, что когда ось лыжного ботинка удерживается в пазу замка, он также находится в пазу флексора и таким образом препятствует потере флексора. Также флексор  в данном изобретении может быть выполнен многокомпонентным (из сочетаний разных материалов), что обеспечивает разнообразные характеристики при взаимодействии его с подошвой лыжного ботинка и может состоять из нескольких секций, взаимодействующих с разными участками подошвы ботинка.
Недостатком данного крепления является недостаточная площадь контакта флексора и носка подошвы, так как ширина флексора и зоны контакта с лыжным ботинком ограничена расстоянием между полок, в которых удерживается ось ботинка.
Известен флексор по патенту РФ на изобретение №2526289 (опубликовано 20.08.2014). Изобретение относится к многоэлементным флексорам для лыжного крепления, в частности крепления для гоночной или туристической лыжи. Флексор содержит флексорный элемент, который соединен с лыжным креплением разъемным образом. Флексорный элемент выполнен с амортизирующей мягкой частью и с присоединенным к нему жестким основанием, выполненным с частью защелкивающегося соединителя для присоединения многоэлементного флексора к лыжному креплению. Флексорный элемент может иметь несколько секций для взаимодействия с разными участками подошвы. Флексорный элемент может иметь выемки и каналы, открытые вниз.
Недостатком данного решения является конструктивная ограниченность ширины зоны контакта с подошвой, так как флексор расположен между полок крепления, удерживающих ось ботинка, и имеет постоянный размер в ширину.
Ограниченные размеры зоны контакта между флексором и носком подошвы приводят к высокой удельной нагрузке на упругие элементы флексора при его деформации от носка подошвы при ее повороте на оси, что приводит к его низкому ресурсу и недостаточной надежности из-за возможности разрыва и других повреждений при эксплуатации, что особенно важно при использовании креплений  в спортивных соревнованиях.
Техническим результатом, на получение которого направлена предлагаемая полезная модель, является улучшение эксплуатационных свойств флексора и увеличения ресурса его работы, а также возможность снижения требований к упругим свойствам материала из которого изготавливается флексор, за счет увеличения площади контакта поверхности флексора с подошвой лыжного ботинка, и связанного с этим уменьшения удельных нагрузок на единицу поверхности флексора.
Технический результат достигается во флексоре, содержащем, передний упругий элемент, выполненный из эластомера, отличающемся тем, что верхняя часть переднего упругого элемента, взаимодействующая с участком подошвы выполнена шире, чем нижняя часть, таким образом, что, передний упругий элемент в поперечном сечении выполнен по форме грибовидным.
Это позволяет значительно увеличить площадь контакта поверхности, переднего упругого элемента флексора и участка подошвы за счет увеличения ширины этого упругого элемента, по сравнению шириной флексора в месте его присоединения к креплению. Это позволяет применять менее жесткие материалы для изготовления упругих элементов флексора при сохранении высоких возвратных усилий, так как из-за увеличенной площади контакта уменьшается удельная нагрузка на поверхность контакта, что позволяет увеличить ресурс упругого элемента флексора, а также увеличить возможный диапазон применения одного флексора для разных стилей катания.
Флексор предпочтительно выполнен методом литья под давлением
Флексор предпочтительно закреплен в корпусе крепления.
Предпочтительно использование для изготовления флексора материалов, сохраняющих свойства упругости при низких температурах.
В одном из вариантов исполнения флексор дополнительно содержит, по крайней мере, один дополнительный упругий элемент.
Предпочтительно выполнение флексора из двух упругих элементов, между которыми находится проем для оси лыжного ботинка.
В некоторых вариантах исполнения, по крайней мере, в одном упругом элементе флексора могут быть выполнены полости и/или каналы, которые могут быть открыты с боковых сторон флексора и/или открыты вниз, в различных комбинациях. Причем полости и/или каналы, открытые с боковых сторон флексора могут быть выполнены сквозными и/или глухими, с образованием стенки, внутри флексора. Полости и/или  каналы могут иметь в поперечном сечении форму - круга, эллипса, криволинейной фигуры, многоугольника с острыми или скругленными углами, а также их комбинаций. Эти полости и/или каналы могут образовывать сотовую структуру из множества стенок.
Предпочтительно выполнение полостей и/или каналов выполнены одинаковыми по форме поперечного сечения.
Форма каналов и/или полостей определяет параметры деформации флексора наиболее подходящие к определенному стилю катания.
Для катания коньковым стилем предпочтительно выполнение упругого элемента передней части флексора более жестким за счет исполнения его с горизонтальными каналами малого сечения.
Для классического стиля, где необходимы большие углы поворота лыжного ботинка, предпочтительно выполнение упругого элемента с вертикальными полостями большего сечения, допускающими значительные деформации флексора.
Для комбинированного стиля предпочтительно исполнение варианта с промежуточной жесткостью, например с горизонтальными полостями, разделенными горизонтальными стенками.
Для производства флексоров для различенного типа катания (классического, смешанного либо конькового) а также разного веса лыжника предпочтительно использование одинаковой топологии, при выполнении из материалов с разной упругостью, которая определяет необходимую жесткость флексора.
В некоторых вариантах исполнения флексор может быть выполнен с основанием более жестким, чем материал его упругих элементов, с которыми он соединен неразъёмным образом, предпочтительно отливкой в форме с закладной жесткой частью, или двухкомпонентным литьем, или сваркой, или склейкой. Это основание может быть выполнено с боковыми и/или продольными выступами. При этом флексор может фиксироваться в корпусе крепления с помощью выступов в специально выполненных пазах корпуса крепления.
Перечень обозначений узлов и элементов:
1.Флексор.
2.Передний упругий элемент, контактирующий участком подошвы перед осью вращения лыжного ботинка.
3.Задний упругий элемент, контактирующий с поверхностью подошвы, расположенной за осью вращения лыжного ботинка.
4.Основание флексора, выполненное из более жесткого материала.
5.Полость флексора, открытая вбок.
6.Канал флексора, открытый вбок.
7.Полость флексора, открытая вниз.
8. Канал флексора, открытый вниз.
9. Поперечная стенка.
10. Продольная стенка.
11. Боковой выступ в жестком основании флексора.
12. Передний выступ в жестком основании флексора.
13. Корпус лыжного крепления.
14. Ось лыжного ботинка.
15. Участок подошвы лыжного ботинка (носок подошвы), расположенный перед осью лыжного ботинка.
16. Участок подошвы лыжного ботинка, расположенный после оси лыжного ботинка.
17. Поверхность переднего амортизирующего элемента, контактирующая с носком подошвы.
18. Поверхность заднего амортизирующего элемента, контактирующая с участком подошвы, расположенный после оси лыжного ботинка.
19.  Полости в корпусе крепления для размещения выступов жесткого основания флексора.
20. Проем для размещения оси лыжного ботинка.
21. Полость в корпусе крепления для размещения основания флексора.
22. Полки в корпусе крепления с пазом для оси лыжного ботинка.
23. Нижняя часть амортизирующей секции флексора.
24. Верхняя часть амортизирующей секции флексора.
Полезная модель  иллюстрируется рисунками:
На фиг. 1.1 -1.6 изображены виды спереди (фиг.1.2), сбоку (фиг.1.1), сверху (фиг.1.3), а также сечения А-А (фиг.1.5), В-В (фиг.1.6) и С-С (фиг.1.4) флексора в варианте исполнения с соединенными  вместе упругими (2, 3) и жестким (4) элементами, с полостями (5), открытыми в боковые стороны, выполненными в упругих элементах (2, 3), с продольной вертикальной стенкой (10) и поперечными стенками (9), с верхней частью (24) упругого элемента (2) выполненной более широкой относительно его нижней части (23), с удерживающими  выступами (11) выполненными по бокам жесткого основания (4).
На фиг. 2.1 - 2.6 изображены виды спереди (фиг.2.2), сбоку (фиг.2.1), сверху (фиг.2.3), а также сечения А-А (фиг.2.5), В-В (фиг.2.6) и С-С (фиг.2.4) флексора в варианте исполнения с соединенными  вместе упругими (2, 3) и жестким (4) элементами, со сквозными цилиндрическими каналами (6), открытыми в боковые стороны, выполненными в упругих элементах (2, 3), с поперечными перемычками (8) , с верхней частью (24) эластичной секции (2) выполненной более широкой относительно ее нижней части (23), с удерживающими выступами (11) выполненными по бокам   жесткого основания (4).
На фиг. 3.1 - 3.6 изображены виды спереди (фиг.3.2), сбоку (фиг.3.1), сверху (фиг.3.3), а также сечения А-А (фиг.3.5), В-В (фиг.3.6) и С-С (фиг.3.4) флексора в варианте исполнения с соединенными  вместе упругими (2, 3) и жестким (4) элементами, с вертикальными  полостями (7) и каналами (8), открытыми вниз, выполненными в амортизирующих секциях (2;3), с продольными (10) и поперечными (9) стенками, с верхней частью (24) упругого элемента (2) выполненной более широкой относительно ее нижней части (23), с удерживающими  выступами (11) выполненными по бокам жесткого основания (4).
На фиг. 4.1 изображено сечение флексора, установленного в корпусе (13) лыжного крепления, в варианте исполнения, показанном на фиг.1.5.
На фиг. 4.2 изображено сечение флексора, установленного в корпусе (13) лыжного крепления, в варианте исполнения, показанном на фиг.2.5.
На фиг. 4.3 изображено сечение флексора, установленного в корпусе (13) лыжного крепления, в варианте исполнения, показанном на фиг.3.5.
На фиг. 5.1-5.2 изображен флексор, предпочтительный для использования при классическом стиле катания, с жестким элементом (4), с открытыми вниз полостями (7), выполненными в переднем упругом элементе (2), установленный в корпусе крепления (13), в процессе взаимодействия с подошвой лыжного ботинка, в положении полностью прижатой подошвы к платформе крепления (фиг.5.1), и в положении максимального наклона ботинка относительно корпуса крепления  (13) на оси (14), когда передний упругий элемент (2) флексора, взаимодействующий с носком подошвы (15) оказывается сжатым максимально (фиг.5.2).
На фиг. 6.1-6.3 изображен флексор, предпочтительный для использования при коньковом стиле катания, с жестким элементом (4) с поперечными каналами (6), установленный в корпусе крепления (13), в процессе взаимодействия с подошвой лыжного ботинка:
-  в положении полностью прижатой подошвы к платформе крепления (фиг.6.1) - когда сжатым оказывается задний упругий элемент (3), взаимодействующий с участком подошвы (16),
- в положении без нагрузки (фиг.6.2) - когда в результате взаимодействия переднего упругого элемента (2) с носком подошвы (15) и заднего упругого элемента (3) с участком подошвы (16), расположенным после оси (14) подошва занимает положение относительно платформы крепления под заданным углом α.
- в положении максимального наклона ботинка относительно оси (14) (фиг.6.3), когда наиболее сжатым оказывается передний упругий элемент (2) флексора, взаимодействующий с носком подошвы (15).
На фиг. 7.1-7.3 изображен флексор, предпочтительный для использования при комбинированном стиле катания, выполненный с жестким элементом (4), с открытыми вниз полостями (7), выполненными в переднем упругом элементе (2), открытыми вниз  каналами (8) выполненными в заднем упругом элементе (3), установленный в корпусе крепления (13), в процессе взаимодействия с подошвой лыжного ботинка:
- в положении полностью прижатой подошвы к платформе крепления (фиг.7.1), когда сжатой оказывается задний упругий элемент (3), взаимодействующий с участком подошвы (16) расположенным после оси (14)  вращения лыжного ботинка.
- в положении без нагрузки (фиг.7.2) - когда в результате взаимодействия передней амортизирующей секции (2) с носком подошвы (15) и задней секции (3) с участком подошвы (16), расположенным после оси (14) подошва занимает положение относительно платформы крепления под заданным углом α.
- в положении максимального наклона ботинка относительно оси (14) , когда наиболее сжатым оказывается передний упругий элемент (2) флексора, взаимодействующий с носком подошвы (15).
На фиг. 8.1-8.2 на фоне передней части (15) подошвы лыжного ботинка с осью (14) изображены для сравнения поперечные сечения флексора (фиг.8.1) выполненного шириной верхней части одинаковой с шириной нижней части (23) определяемой расстоянием между полок (25), и флексора (фиг.8.2.) выполненного с верхней частью увеличенной ширины (24). Упругие части флексоров (2) выполнены с полостями (5) открытыми вбок.
На фиг. 9.1-9.2 на фоне передней части (15) подошвы лыжного ботинка с осью (14) изображены для сравнения поперечные сечения флексора (фиг.9.1) выполненного шириной верхней части одинаковой с шириной нижней части (23) определяемой расстоянием между полок (25), и флексора (фиг.9.2.) выполненного с верхней частью увеличенной ширины (24). Упругие части флексоров (2) выполнены со сквозными  каналами малого сечения (6) открытыми в бок.
На фиг. 10.1-10.2 на фоне передней части (15) подошвы лыжного ботинка с осью (14) изображены для сравнения поперечные сечения флексора (фиг.10.1) выполненного шириной верхней части одинаковой с шириной нижней части (23) определяемой расстоянием между полок (25), и флексора (фиг.10.2.) выполненного с верхней частью увеличенной ширины (24). Упругие части флексоров (2) выполнены с полостями (7) открытыми вниз.
Технический результат, заявляемый в полезной модели, достигается в следующем устройстве. Флексор (1) выполнен как одно целое из переднего (2) и заднего (3) упругих элементов, между которыми находится проем для оси лыжного ботинка (20). В амортизирующем теле упругих элементов выполнены полости (5) и/или каналы (6), которые могут быть открыты с боковых сторон флексора (1) и/или полости (7) и/или каналы (8) открытые вниз, в различных комбинациях. При этом передняя часть (2), взаимодействующая с носком подошвы, в своей верхней части (23), контактирующей с носком подошвы (15) выполнена шире, чем в нижней части (24), ширина которой ограничена расстоянием (21) между полок (22) корпуса крепления (13) в которой закрепляется флексор. Полости (5) или каналы (6) открытые вбок выполнены сквозными, и также они могут быть выполнены глухими, с образованием стенки (7), внутри флексора (1), параллельно плоскости его симметрии. Полости (5, 7) и  каналы (6, 8) могут иметь различную форму - с острыми гранями, скругленные, выполненные в виде цилиндров, призм, криволинейных фигур, многоугольников и их комбинаций. Фактически эти полости могут образовывать сотовую структуру из множества стенок. Также полости (5, 7) или каналы (6, 8) могут быть выполнены одинаковыми в поперечном сечении. Форма каналов и полостей определяет параметры деформации флексора наиболее подходящие к заданному стилю катания. Например, для катания коньковым стилем предпочтительно выполнение более жесткой амортизирующей части флексора с горизонтальными каналами (6) малого сечения. Для классического стиля, где необходимы большие углы поворота лыжного ботинка, предпочтительно выполнение амортизирующей части с вертикальными полостями (7) значительного сечения, допускающими значительные деформации флексора. Для комбинированного стиля возможно исполнение варианта с промежуточной жесткостью, например с горизонтальными  полостями (5), разделенными горизонтальными стенками. Для производства флексоров для различенного типа катания (классического, смешанного либо конькового) а также разного веса лыжника возможно использование флексоров с одинаковой топологией, но выполненных из материалов с разной твердостью, что определяет необходимую жесткость флексора.
Флексор может быть выполнен с более жестким, чем материал амортизирующих участков (2, 3), основанием (4), с которым он соединен неразъёмным образом, предпочтительно отливкой  в форме с закладной жесткой частью (4), двухкомпонентным литьем, сваркой, склейкой либо другим методом. Это основание (4) может иметь боковые (11) и/или продольные (12) выступы. Флексор такой конструкции может фиксироваться в корпусе крепления с помощью выступов (11, 12) жесткой части (4) в специально выполненных пазах (19)  корпуса крепления (13), которые могут располагаться в районе передней секции (2) и/или задней секции (3).
Флексор работает следующим образом:
Передняя часть флексора (2) взаимодействует с участком подошвы (15) перед осью (14) (с носком лыжного ботинка). Задняя часть флексора (3), взаимодействует с участком подошвы (14), расположенным  позади оси ботинка. При взаимодействии с подошвой лыжного ботинка под нагрузкой флексор (1) деформируется в той части (2, 3) на которую оказывается давление соответствующей частью подошвы (15, 16) при повороте лыжного ботинка вокруг оси (22). Например, при подъеме пятки лыжного ботинка и его повороте на оси (14) вперед происходит сжатие передней части флексора (2) носком лыжного ботинка (15). При горизонтальном положении ботинка (при опущенной пятке) давление оказывается на заднюю часть флексора (3). При подъеме лыжи и снятии нагрузки от поверхности скольжения, при наличии задней части флексора (3), в результате одновременного взаимодействия передней (2) и задней (3) частей флексора с участками подошвы лыжного ботинка (15) и (16) корпус крепления (13) и соответственно лыжа устанавливается на конструктивно заданный угол α относительно подошвы.
Такое заданное  положение лыжи относительно подошвы лыжного ботинка необходимо для определенной техники спортивного катания, особенно при коньковом ходе. Также возможно предварительное поджатие частей флексора (2 и/или 3) при установке лыжного ботинка в крепление для более высокого возвращающего усилия.
Таким образом, за счет увеличения площади контакта поверхности флексора с подошвой лыжного ботинка, и связанного с этим уменьшения удельных нагрузок на единицу поверхности флексора достигается заявленный технический результат в виде улучшения эксплуатационных свойств флексора и увеличения ресурса его работы, а также возможность снижения требований к упругим свойствам материала из которого изготавливается флексор.