горнолыжное крепление

Формула изобретения

1. Горнолыжное крепление, содержащее держатель носка и держатель пятки обуви, состоящий из корпуса, верхнего захвата ранта обуви, в виде закрепленного в корпусе с возможностью поворота в вертикальной плоскости рычага, связанного с запорным механизмом в виде подпружиненного ролика, взаимодействующего с направляющей, установленной в корпусе и имеющей лунку для западания ролика, отличающееся тем, что держатель пятки снабжен двумя боковыми захватами ранта обуви, каждый из которых выполнен в виде смонтированного с возможностью поворота в горизонтальной плоскости рычага, кинематически связанного с рычагом верхнего захвата, при этом рычаг верхнего захвата снабжен рукоятью, конец которой в раскрытом положении держателя пятки обуви расположен ниже подошвы лыжи.

2. Крепление по п.1, отличающееся тем, что корпус держателя пятки обуви выполнен с возможностью присоединения к лыже с помощью зацепа, выполненного, например, в виде крючка.

3. Крепление по п.1, отличающееся тем, что ролик запорного механизма установлен на оси, связанной с рычагом верхнего захвата ранта подвижно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оснастке горных лыж и может применяться, в основном, в спорте и туризме.

Известен пяточный зажим безопасного лыжного крепления, содержащий подпружиненный стержень, размещенный в монтированном на лыже корпусе, отличающийся тем, что он снабжен подпружиненным упором, установленным в корпусе посредством шаровой опоры с возможностью взаимодействия одним концом с оковкой ботинка, а другим с подпружиненным стержнем, при этом поверхность взаимодействия упора и стержня представляет собой копир биомеханического профиля [1]

Известно также горнолыжное крепление, включающее фиксатор носка и фиксатор каблука, каждый из которых содержит корпус, рычаг с боковыми и верхним упорами, закрепленный на корпусе вертикальным и горизонтальными шарнирами, и подпружиненный штырь, отличающееся тем, что, боковые упоры имеют гнездо в которое входит конец подпружиненного штыря, концевая поверхность штыря выполнена конической, а шарниры рычага расположены на противоположном конце от упоров [2]

Наиболее близким техническим решением к заявляемому устройству является известное крепление, содержащее держатели носка и пятки обуви, причем держатель пятки состоит из корпуса, верхнего захвата ранта обуви в виде закрепленного в нем с возможностью поворота в вертикальной плоскости рычага, связанного с запорным механизмом в виде подпружиненного шарика, взаимодействующего с направляющей, установленной в корпусе и имеющей лунку для заведения шарика [3]

Однако, известным аналогам и устройству-прототипу присущи следующие основные недостатки:

крепления не позволяют в полной мере использовать физические возможности лыжника;

крепятся к лыжне несъемно;

не останавливают отсоединившуюся лыжу на склоне.

Носковый и пяточный держатели должны удерживать горнолыжный ботинок, если нагрузки на изгиб и кручение ноги лыжника не превосходят установленных величин, и надежно отсоединять ботинок от лыжи при их превышении.

Нагрузки на изгиб возникают при наезде лыж на препятствие. При этом из-за чрезмерного вертикального усилия должен срабатывать пяточный держатель, освобождая ботинок.

Крутильные нагрузки возникают при развороте лыж относительно тела лыжника ( например, при качении, после падения на склоне). В этом случае ботинок освобождается носковым держателем под действием горизонтальных сил.

Практически оба вида нагрузок действуют на ноги лыжника одновременно в разных сочетаниях. В том случае если носковый и пяточный держатели отрегулированы на максимально допустимые нагрузки, а обе действующие нагрузки приближаются к максимальным значениям, но не превосходят их, нога лыжника будет повреждена, т.к. допустимые напряжения в костях ноги будут превышены почти в два раза за счет сложения касательных и нормальных напряжений (при сложном виде нагружения напряжения складываются определенным образом). На практике чтобы избежать подобных случаев, носковый и пяточный держатели регулируют на меньшее усилие срабатывания (например, на 50% допустимого), что предохраняет ноги от перегрузки, но в то же время не позволяет лыжнику использовать полностью свои физические возможности.

Аналоги используют несъемное крепление к лыжне, что ухудшает условия транспортировки, хранения лыж и обслуживания самих креплений.

При катании в горах в солнечную погоду, при температуре воздуха минус 10-15^oC, на поверхности креплений снег тает. Вода проникает внутрь механизма креплений и там замерзает. Это явление может стать причиной опасного нерассчетного увеличения усилия срабатывания креплений.

При срабатывании креплений на склоне отсоединившаяся лыжа может "уйти" вниз и затеряться. Для предотвращения применяются разные устройства, от пристегивания лыж к ноге гибким поводком до различных тормозов, представляющие собой самостоятельные конструкции, не входящие в состав креплений.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является обеспечение безопасности лыжника при условии повышения уровня использования его физических возможностей.

Поставленная задача решена тем, что в горнолыжном креплении, включающем держатели носка и пятки обуви, причем последний содержит корпус, захват ранта обуви, элемент ручного раскрытия, запорный механизм, захват ранта обуви выполнен в виде трех взаимодействующих рычагов, два из которых боковые, в закрытом положении держателя пятки обуви размещены с возможностью охвата ранта обуви с боков, а третий верхний, размещен с возможностью охвата ранта обуви сверху, при этом рычаги кинематически связаны, верхний непосредственно, а боковые посредством верхнего с запорным механизмом, который выполнен в виде ролика, установленного на оси соединенной подвижно с верхним рычагом и подпружиненной направляющей, установленной в корпусе и снабженной лункой, при этом верхний рычаг снабжен рукоятью, конец который в раскрытом положении держателя пятки обуви расположен ниже подошвы лыжи. Корпус держателя пятки обуви выполнен с возможностью присоединения к лыже при помощи зацепа, например в виде крючка.

Конструкция горнолыжного крепления представляет собой взаимодействующую рычажную систему, воспринимающую вертикальную составляющую изгибающих нагрузок, передаваемых рантом обуви, и горизонтальную составляющую крутильных нагрузок, передаваемых боковыми сторонами ранта обуви. Воспринимаемые от ранта обуви силы суммируются в необходимых пропорциях и передаются общему запорному механизму.

На фиг. 1 изображено предлагаемое горнолыжное крепление в закрытом положении, в разрезе; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 крепление в раскрытом положении, в разрезе; на фиг. 4 то же, вид сверху, приведены фотографии крепления в различных положениях.

Горнолыжное крепление включает держатель носка ( любого типа из известных, в том числе может быть применен пассивный носковый зацеп) и держатель пятки обуви, который содержит корпус 1, захват ранта обуви, образованный тремя рычагами боковыми 2 и 3 и верхним 4. Передние концы боковых рычагов 2 и 3 размещены по бокам ранта обуви 5, а верхний рычаг 4 передним концом сверху ранта. Рычаги 2, 3 и 4 захвата ранта установлены на соответствующих осях 6, 7 и 8, которые закреплены в корпусе 1. Задние концы боковых рычагов 2 и 3 находятся в соприкосновении с нижним концом верхнего рычага 4. Задний конец верхнего рычага 4 выполнен в виде стержня, на котором установлен подвижно запорный механизм, включающий гильзу 9, гайку 10, пружину 11 и ролик 12 на оси 13. Ось 13 ролика 12 закреплена на конце гильзы 9, имеющей резьбу, по которой может перемещаться гайка 10, для изменения сжатия пружины 11, создающей прижим ролика 12 к направляющей 14, которая прикреплена к корпусу 1 и имеет в верхней части лунку, в которой размещен ролик 12 запорного механизма. Профиль направляющей, обращенной вперед, расположен на переменном расстоянии от оси 8 верхнего рычага 4, меньшим в верхней части и большим в нижней. В верхней части направляющей, на оси 15 установлен элемент ручного раскрытия крепления 16. В нижней части корпуса 1 размещен механизм автоматического закрытия крепления, содержащий рычаг 17, задний конец которого закреплен подвижно на оси 18, установленной в корпусе 1, а передний конец соединен посредством серьги 19 и винта 20 с передним концом верхнего рычага 4. К верхнему рычагу 4 крепится рукоять 21. В передней части корпуса 1 закреплена грузовая площадка 22, воспринимающая давление каблука обуви. Корпус прикреплен к лыже с помощью зацепа 23, выполненного, например, в виде крючка, и зафиксирован защелкой 24, причем зацеп и защелка закреплены на лыже постоянно (несъемно). Боковые рычаги 2 и 3 снабжены регулировочными винтами 25.

При возрастании усилия на переднюю часть верхнего рычага 4 от ранта обуви 5 до предельной величины, последний поворачивается на оси, вынуждая ролик 12 выкатиться из лунки направляющей 14. Усилие срабатывания зависит от тангенса угла скоса края лунки "Г" (фиг. 3) и усилия затяжки пружины 11 гайкой 10. Дальнейший откат ролика 12 в крайнее нижнее положение происходит под воздействием пружины 11 и скоса профиля направляющей 14. Усилие отката зависит от тангенса угла скоса "Д" (фиг.3), стороны углов "Г" и "Д" образованы касательной к профилю направляющей в точке касания ролика 12 и нормально к направлению на ось 8. При движении в раскрытое положение верхний рычаг 4, нижним концом освобождает боковые рычаги 1 и 2 (фиг. 4). Рукоять 21, поворачиваясь вместе с рычагом 4, занимает положение, при котором ее конец устанавливается ниже подошвы лыжи. Передний конец рычага 17 перемещается в крайнее верхнее положение. Крепление переходит в раскрытое положение.

При возрастании усилия от ранта 5 обуви на переднюю часть бокового рычага 2, последний, поворачиваясь на оси, задним концом нажимает на нижний конец верхнего рычага 4, который, поворачиваясь, вызывает раскрытие крепления. Аналогично происходит раскрытие крепления при силовом воздействии на передний конец бокового рычага 3.

При одновременном нажиме на верхний рычаг 4 и на боковой рычаг 1 и 2 усилия складываются и воздействуют на запорный механизм. Необходимое соотношение усилия срабатывания (горизонтальных и вертикальных) определяется отношением плеч взаимодействующих рычагов.

Раскрытие крепления вручную производится нажимом на элемент ручного раскрытия 16, при этом последний, поворачиваясь на оси 15, выталкивает ролик 12 из лунки направляющей 14, после чего крепление раскрывается, как описано выше. После раскрытия крепления пяточная часть обуви полностью освобождается.

Для автоматического закрытия крепления носок обуви должен быть установлен в держатель носка. Пяточная часть обуви, опускаясь нажимает на передний конец рычага 17 (фиг. 3). Последний, опускаясь, за серьгу 19, поворачивает верхний рычаг 4, опуская его передний конец на рант обуви. Задний конец верхнего рычага 4 перемещает ролик 12 по направляющей 14 вверх до западания ролика в лунку. Нижний конец верхнего рычага 4 (фиг. 4) нажимает на задние концы боковых рычагов 2 и 3, поворачивает их: на осях 6 и 7, сводя их передние концы и подводя их к ранту обуви 5. Крепление переходит в закрытое положение.

Ручное закрытие крепления может производиться поворотом рычага 4 за рукоять 21.

Регулирование крепления производится винтами 25, гайкой 10, и винтом 20.

Описываемое горнолыжное крепление благодаря суммированию горизонтальных и вертикальных сил, передаваемых на запорный механизм, допускает безопасно устанавливать наибольшие допустимые усилия срабатывания, что позволяет лыжнику максимально использовать свои физические возможности.

Наряду с этим крепление останавливает лыжу на склоне после отсоединения от обуви при срабатывании крепления. Наибольшая подвижность механизма под действием переменных нагрузок обеспечивает незамерзаемость крепления, что повышает безопасность лыжника. Легкий съем и быстрая установка держателя пятки обуви на лыжу придают креплению дополнительные удобства в эксплуатации.