Лыжное крепление

 

Сущность изобретения: лыжное крепление носка ботинка содержит плоское основание со штырями для фиксирования ботинка и отогнутыми вверх щеками со сквозными отверстиями в передней своей части, в которых расположена упругая поворотная скоба для прижима ранта ботинка с рычагом, расположенным с внешней стороны щеки и отогнутым к переду основания, и замковое устройство для удержания конца рычага в виде крюкообразного изгиба наружу верха задней части внешней щеки. Скоба выполнена изогнутой между щек с направлением выпуклостей изгибов к переду основания в открытом положении крепления, а форма скобы между выпуклостями соответствует форме носка ботинка. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к отрасли, изготовляющей спортинвентарь, является предметом широкого потребления и предназначено для жесткого крепления лыжного ботинка к лыже.

Известно жесткое лыжное крепление, нашедшее широкое практическое применение, состоящее из пружинной скобы, вращающейся в отверстиях щек, выполненных в задней части основания, а "петушок" или защелка другого рода вращается на оси замочного устройства, вынесенного вперед. При закрытии замка скоба прижимает рант ботинка к основанию с двух сторон, по бокам носка ботинка /авторское свидетельство СССР N 1687278, кл. A 63 C 9/00, 1991/.

Расчет силы упругости, необходимой для удержания замка на запоре, производится в соответствии с формулой равенства моментов сил относительно оси вращения скобы в отверстиях щек: где F₁ сила упругости, давящая на ось замка; F₂ сила давления скобы на рант ботинка; d₁ длинное плечо: расстояние между замочной осью и осью вращения скобы; d₂ короткое плечо: расстояние от места прижима скобы к ранту до оси вращения скобы.

Если длина длинного плеча d₁, составляет 65 мм, а длина короткого d₂ 40 мм, то для достижения необходимого и достаточного давления на рант, равного 20 кг, следует иметь на конце длинного плеча силу упругости, равную Но чтобы получить силу упругости F₁, давящую на ось замка, необходимо надавить на скобу для закрытия замка с большим усилием F₃, поскольку точка приложения этого усилия между замком и рантом ботинка находится ближе к оси вращения скобы, чем ось замка.

Усилие F₃ определяется из равенства моментов сил относительно оси вращения скобы, где короткое плечо d₂ и сила давления на рант F₂ остаются теми же, что и в равенстве 1, а длинное плечо короче где F₃ усилие нажатия на скобу между осью замка и рантом ботинка;
d₃ длинное плечо: расстояние от точки нажатия на скобу до оси вращения скобы;
F₂ сила давления на рант;
d₂ короткое плечо: расстояние от места прижима скобы к ранту до оси вращения скобы.

Если точка приложения усилия к скобе отстоит от оси замка на 10 мм, то длина плеча d₃ составит 55 мм, а усилие нажатия на скобу F₃ будет равно

Усилие нажатия на скобу составляет таким образом 72,5% от необходимого давления на рант ботинка. Такое усилие доступно не всем, особенно детям. Следующим недостатком креплений данного вида является невысокая степень жесткости.

При ходьбе на лыжах пружинная скоба, шарнирно соединенная с двумя осями, совершает качательное движение. Это, во-первых, требует от лыжника дополнительных физических усилий, а, во-вторых, вызывает ненужную деформацию ранта ботинка трением.

Кроме того, рант деформируется из-за перегрузки его боковых сторон, прижимаемых скобой. Замочное устройство, находящееся впереди по ходу движения, создает дополнительное сопротивление из-за налипающего снега.

Прототипом изобретения является лыжное крепление /авторское свидетельство СССР N 215775, кл. A 63 C 9/00, 1968/, имеющее одну ось вращения и два замка.

Скоба укреплена своей средней частью в опорной пластине впереди носка ботинка. Замки находятся позади линии штырей, на щеках основания, крюкообразные загибы которых удерживают свободные концы упругой скобы.

Крепление прототип обладает более высокой степенью жесткости по сравнению с креплениями аналогами, описанными выше, но страдает тем недостатком, что рант ботинка прижимается упругой скобой только с боков, где на единицу площади прижима создается повышенное давление.

На фиг. 1 изображено лыжное крепление для левого ботинка в открытом положении, вид сверху; на фиг. 2 то же, вид сбоку; на фиг. 3 лыжное крепление для правого ботинка в открытом положении, вид сверху.

Лыжное крепление согласно изобретению состоит из металлического или пластмассового основания 1, металлических штырей 2, рычага 3, выполненного из пружинной стальной проволоки.

Основание имеет отогнутые вверх щеки 4. В отверстиях передней части щек 4 заармированы стальные втулки 5, в которых вращается рычаг 3. В основании 1 имеются отверстия для его крепления к лыже шурупами. Штыри 2 вмонтированы в основание в одну линию.

Ось вращения рычага 3 находится впереди этой линии. В задней части внешней щеки как правого, так и левого крепления выполнено по одному замочному устройству 6, которое образуется верхним и нижним загибами щеки, между которыми имеется щель, соответствующая толщине рычага 3.

Рычаг 3 фигурно изогнут. Его изгибы между щеками, направленные от втулок назад, к носку ботинка, выполняют функцию короткого плеча рычага, прижимая рант к основанию. Внешняя часть рычага, выходящая из втулки на внешней щеке и направленная назад, образует длинное плечо рычага. Пользуются креплением следующим образом.

Откидывается рычаг 3 к носовой части лыжи, ставят ботинок на плоскую часть основания 1, попадая углублениями в подошве на штыри 2. Затем поворачивают рычаг 3 за длинный свободный конец, одновременно отжимая его от щеки 4. Рычаг скользит по верхнему загибу замка 6 вниз и, достигнув цели, проваливается в нее под влиянием силы упругости. Защелкнутый конец рычага, находясь в неподвижном замке, давит на внутреннюю часть загиба щеки вверх и во внутрь.

Нижний загиб щеки в замке увеличивает его надежность.

Сила упругости на конце длинного плеча рычага может быть в 4 5 раз меньше необходимой величины давления короткого плеча рычага на рант. Для расчета силы упругости, давящей на замок, используется формула равенства моментов сил на рычаге

где сила упругости, давящая изнутри на загиб замка;
необходимая сила давления изгибов рычага на рант,
длинное плечо рычага: расстояние от оси вращения рычага до конца загиба щеки, образующей замок;
короткое плечо рычага: расстояние от оси вращения рычага до вершины изгибов рычага, направленных от втулок к носку ботинка.

Если длинное плечо равно 55 мм, а короткое 15 мм, то для создания давления на рант , равного 20 кг, достаточно получить силу упругости , давящую на замок, равную

Чтобы получить такую силу упругости в замке, достаточно приложить к свободному концу рычага гораздо меньшее усилие нажатия, т.к. этот конец выходит из замка наружу. Усилие нажатия определяется по формуле

где усилие нажатия на свободный конец рычага;
необходимая сила давления рычага на рант;
короткое плечо рычага;
длинное плечо рычага.

Если вся длина свободного конца рычага составляет 70 мм, сила давления на рант снова принимается равной 20 кг, а длина короткого плеча остается равной 15 мм, то усилие нажатия на свободный конец рычага составит

Данное усилие не превышает 21,5% от уровня необходимого давления на рант. Защелкнуть на замок такое крепление смогут и дети.

Предлагаемое лыжное крепление обладает высокой степенью жесткости. Его существенное преимущество перед креплением прототипом состоит в следующем. Во-первых, изогнутая часть рычага, заключенная между щеками, огибает носок ботинка и распределяет давление на рант равномерно по его периметру, предохраняя его от деформации.

Во-вторых, один замок вместо двух создает большее удобство в эксплуатации. В-третьих, сокращается расход материалов на изготовление; длина основания крепления минимум на 30% короче, т.к. скоба-рычаг не крепится впереди носка ботинка.

Формула изобретения

1. Лыжное крепление носка ботинка, содержащее плоское основание со штырями для фиксирования ботинка и отогнутыми вверх щеками, упругую скобу для прижима ранта ботинка с рычагом, установленную с возможностью поворота и расположением оси ее поворота перед штырями и замковое устройство для удержания конца рычага в виде крюкообразного изгиба наружу верха задней части внешней щеки, отличающееся тем, что скоба выполнена изогнутой между щек с направлением выпуклостей изгибов к переду основания в открытом положении крепления, причем форма скобы между выпуклостями соответствует форме носка ботинка и обеспечивает прижим ранта по всему периметру носка, а щеки снабжены сквозными отверстиями в передней своей части для расположения в них скобы, при этом рычаг расположен с внешней стороны щеки и отогнут к переду основания.

2. Крепление по п. 1, отличающееся тем, что внешняя щека дополнительно снабжена замковым средством для удержания конца рычага, выполненным в виде крюкообразного изгиба наружу низа задней части щеки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3