амортизирующий каблук

Формула изобретения

АМОРТИЗИРУЮЩИЙ КАБЛУК, включающий корпус из двух полых частей, выполненных с возможностью перемещения нижней части относительно верхней посредством упругого элемента, ограничитель перемещения и средство регулирования величины сжатия упругого элемента, отличающийся тем, что корпус выполнен в виде стакана с крышкой цилиндрической формы, размещенного в теле каблука и заполненного техническим маслом, а упругий элемент в виде пружины, при этом внутри корпуса установлен стержень, на верхнем конце которого выполнен шлиц для его поворота через отверстие, образованное в крышке, а нижний соединен с парой дисков с отверстиями, выполненных с возможностью вращения один относительно другого в горизонтальной плоскости, ограничитель перемещения выполнен в виде упоров, размещенных на верхнем конце стержня, а в зоне пяточного закругления каблука с его ходовой стороны установлена жесткая пластина, закрепленная в теле каблука посредством поперечного стержня и соединенная со стаканом посредством шаровой детали, а средство регулирования величины сжатия пружины включает сменную эластичную прокладку, размещенную между жесткой пластиной и стаканом.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обувной промышленности, а именно к деталям низа обуви.

Известна обувь с эластичным вкладышем для каблука в виде двух последовательно соединенных пружин, установленных в полости каблука (заявка РСТ N 90/06700), обувь и эластичный вкладыш для подошвы такой обуви.

Известна также амортизирующая система для обуви, содержащая одну пружину между наружной подошвой и верхом (заявка ЕПВ N 0215491), амортизирующая система для обуви.

К недостаткам описанных изобретений относится обеспечение амортизирующего эффекта в фазе полной постановки стопы на каблук, тогда как наиболее опасной из-за максимальных перегрузок опорно-двигательного аппарата человека является первая фаза контакта каблука с опорой. Недостатком указанных систем является также невозможность изменения упругости пружин, а также отсутствие в них демпфирующих элементов, позволяющих рассеивать ударную энергию на стопу.

В качестве прототипа выбрана обувь, содержащая в полости каблука, представляющий собой цилиндр, упругий элемент, выполненный в виде пружины из эластичного полимера. Регулирование упругих и демпфирующих характеристик амортизирующего элемента осуществляется посредством изменения величины его сжатия [1]

Недостатком амортизирующего устройства по прототипу является также невозможность обеспечения его функционирования в начальной фазе постановки обуви на опорную поверхность, маленький диапазон регулирования упруго-демпфирующих параметров пружинящего элемента, а также невозможность разделения изменения коэффициентов жесткости и демпфирования.

Цель изобретения обеспечение амортизирующего эффекта каблука в начальной фазе контакта обуви с опорой при обеспечении независимого регулирования амортизирующей и демпфирующей характеристик каблука.

Поставленная цель достигается тем, что в амортизирующем каблуке, включающем корпус из двух полых частей, выполненных с возможностью перемещения нижней части относительно верхней посредством упругого элемента, ограничитель перемещения и средство регулирования величины сжатия упругого элемента, корпус выполнен в виде стакана с крышкой цилиндрической формы, размещенного в теле каблука и заполненного техническим маслом, а упругий элемент в виде пружины, при этом внутри корпуса установлен стержень, на верхнем конце которого выполнен шлиц для его поворота через отверстие, образованное в крышке, а нижний соединен с парой дисков с отверстиями, выполненных с возможностью вращения один относительно другого в горизонтальной плоскости, ограничитель перемещения выполнен в виде упоров, размещенных на верхнем конце стержня, а в зоне пяточного закругления каблука с его ходовой стороны установлена жесткая пластина, закрепленная в теле каблука посредством поперечного стержня и соединенная со стаканом посредством шаровой детали, а средство регулирования величины сжатия пружины включает сменную эластичную прокладку, размещенную между жесткой пластиной и стаканом.

Отличительные признаки амортизирующего каблука являются существенными, так как упомянутая совокупность их в патентной и научно-технической литературе не обнаружена.

На фиг.1 изображен сборочный чертеж каблука с амортизирующим устройством в разрезе по осевой линии; на фиг.2 конструкция стакана; на фиг.3 жесткая пластина с эластичной прокладкой; на фиг.4 поршни с отверстиями.

Амортизирующее устройство (фиг.1) состоит из жесткой пластины 1 с набойкой 2, которая установлена в нижней части каблука 3 в зоне, соответствующей начальному периоду контакта обуви с опорной поверхностью. Пластина 1 в зоне контакта соответствует форме каблука 3, а затем переходит в прямоугольную деталь 4, имеющую отверстия 5 для установки стержня 6, удерживающего устройство в теле каблука 3. Для предотвращения скольжения стержня 6 в теле каблука 3 на концах стержня выполнены пробки 7. На верхней части пластины 1 установлена мягкая сменная прокладка 8 в форме пластины 1 (фиг.3), которая предназначена для дополнительного смягчения ударной нагрузки и регулирования величины амортизации устройства. Прокладка 8 выполнена из материала, модуль упругости которого в 2-3 раза ниже модуля упругости материала каблука 3 для обеспечения возможности движения пластины 1 при наступании на каблук 3.

В пластине 1 на участке 4 выполнено шаровидное углубление 9, в которое устанавливается шарик 10. На шарик 10 опирается стакан 11. В нижней стенке стакана 11 выполнено ответное форме шарика 10 углубление 12 по центру окружности, описывающей нижний контур стакана 11. Описанное соединение пластины 1 со стаканом 11 позволяет избежать перекосов системы при шаге. Этой же цели служат направляющие 13 в крышке 14 цилиндрической формы, по которым скользит стакан 11 (фиг.1).

В стакане 11 установлена пружина 15, которая деформируется диском 16, состоящим из двух частей 16 и 16". Диск 16 закреплен на стержне 17, в верхней части которого выполнен шлиц 18, посредством которого в цилиндрической крышке 14 с отверстием 19 можно вращать диски 16 и 16" один относительно другого. Такое смещение дисков 16 и 16" обеспечивается выполнением в диске 16 квадратного крепления 20 стержня 17, а в диске 16" круглого 21 (фиг.2 и 4).

В верхней части стержня 17 выполнены ограничители 22 перемещения для избежания его выдвижения в отверстие 19 цилиндрической крышки 14.

Стакан 11 выполнен техническим маслом 23, которое в процессе работы амортизирующего устройства проходит через отверстия 24, выполненные в дисках 16 и 16". Для уравновешивания объема стержня 17 в нижней части диска 16 выполнена накладка 25. В отверстие 26 стакана 11, по которому скользит стержень 17, установлено резиновое кольцо 27 для герметизации стакана 11.

Амортизирующее устройство работает следующим образом.

При наступании на каблук 3 в первой фазе контакта стопы с опорой пластина 1 сжимает эластичную прокладку 8 и придает через шарик 10 движение стакану 11. Стакан 11 двигается вверх до ограничителя 22 по направляющим 13 на крышке 14. Стержень 17 остается неподвижным и диски 16 сжимают пружину 15. Масло 23 по отверстиям 24 в диске 16 поступает в верхнюю часть стакана 11, осуществляя демпфирование удара на стопу. После прекращения в процессе шага нагружения каблука 3 пружина 15 разжимается, масло 23 по отверстиям 24 проходит в нижнюю часть стакана 11, который сам смещается вниз и, передвая движение через шарик 10, возвращает пластину 1 и прокладку 8 в исходное положение (фиг.1 и 2).

Амортизирующий эффект в описанном устройстве достигается сжатием пружины 15 и прокладки 8. Регулирование амортизации каблука осуществляется заменой прокладки 8 на материал с меньшим (при необходимости увеличения амортизации) или большим (для снижения амортизации) модулем упругости.

Демпфирование, то есть рассеивание энергии удара в процессе шага, обеспечивается возвратно-поступательным движением жидкой среды масла 23 через отверстия 24 в диске 16.

Регулирование коэффициента демпфирования осуществляется посредством изменения величины перекрытия отверстий 24 в дисках 16 и 16" (фиг.4), которое достигается вращением стержня 17 посредством шлица 18 за счет того, что крепление стержня 17 в диске 16 выполнено квадратной формы 20, а в диске 16" круглой 21, поэтому при вращении стержня 17 диск 16 перемещается вместе со стержнем 17, а диск 16" остается неподвижным. При большем перекрытии отверстий 24 коэффициент демпфирования увеличивается и наоборот.

Фиксирование величины перекрытия отверстий 24 осуществляется установкой шлица 18 в стержне 17 по шкале 28, на которую наносятся значения величины перекрытия отверстий 24, установленные в процессе сборки каблука. Крышка 14 должна быть установлена в основной стельке 29, а доступ к шлицу осуществляется поднятием вкладной стельки 30.

Размещение элементов устройства подобным образом позволяет добиться идентичности упруго-демпфирующих параметров каблука характеристикам среды, естественной для контакта стопы с опорой средним грунтом, а именно подобрать значения модулей упругости пружины 15 и прокладки 8, коэффициентов демпфирования и трения стакана 11 по направляющим 13 крышки 14, соответствующие аналогичным характеристикам в упруговязкопластичной модели среднего грунта.

Преимущества предлагаемого амортизирующего каблука перед прототипом состоят в следующем:

обеспечение амортизирующего эффекта в начальный, самый опасный для организма человека фазе контакта обуви с опорной поверхностью;

возможность регулирования независимо друг от друга коэффициентов жесткости и демпфирования элементов устройства;

введение в конструкцию элемента сухого трения, обеспечивающего идентичность характера нагружения каблука с естественным для стопы нагружением грунта.