NO319350B1

NO319350B1 - Anordning for a koble en sko til en sportsanordning

Info

Publication number: NO319350B1
Application number: NO20024483A
Authority: NO
Inventors: Johan Gierveld; Diederik Hendrik Alewijn Hol; Egbert Otten
Original assignee: Salomon Sa
Priority date: 1995-05-24
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2005-07-18
Also published as: NO20024483L; US6113111A; AU5845996A; NO975375D0; EP0958007B1; DE69632416T2; KR19990014733A; EP0958007A1; NO20024483D0; ATE265878T1; DE69632416D1; AU695197B2; CA2221834A1; NO975375L; NZ308660A; WO1996037269A1; NO313492B1; JPH11505733A

Description

Oppfinnelsen vedrører en anordning for å koble en sko til en sportsanordning for å definere en bevegelsesbane for skoen i forhold til sportsanordningen.

En slik anordning er kjent for skøyter og har vært kommersielt tilgjengelig i mange år under navnet "klappskøyte".

Formålet med en slik variabel konstruksjon er å gjøre den kraft skøyteløperen utøver på isen eller marken så stor som mulig for derved å maksimalisere muskelkrafteffektiviteten og den hastighet som således oppnås.

Det er funnet at mens den kjente skøyte har fordelen av en meget enkel konstruksjon, er den ikke i stand til å oppfylle nevnte formål.

En viktig grunn til denne tekniske mangel ved kjente skøyter skyldes det faktum at begge underrammer er forbundet for innbyrdes dreining i en sone som ligger i skotuppens område. Skjønt det derved kan oppnås en stor dreievinkel, har den kraft som utøves et effektivt angrepspunkt som ligger så langt fra fotens front at en effektiv kraftoverføring blir illusorisk.

Et formål med oppfinnelsen er å utforme en skøyteramme slik at den effektive kraftoverføring blir så stor som mulig, på den ene side ved valgfritt, på variabel måte å velge skyvkreftenes effektive angrepspunkt under skøyting på basis av fysiologiske og ergometriske betraktninger, og på den annen side å gjøre brukeren i stand til å bruke leggmusklene under skøyting, hvilket ikke er tilfelle ved kjente, ikke-variable skøyter, og i bare meget liten, nesten neglisjerbar grad er tilfelle ved den beskrevne, kjente klappskøyte.

Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en anordning for å koble en sko til andre sportsanordninger enn skøyter, for eksempel langrennsski og rulleski.

Det er av stor viktighet at koblingsanordningen gir mulighet for å bøye foten på samme måte som ved en gåbevegelse. Dette er viktig for å oppnå et stabilt reaksjonstrykk og for mest mulig effektiv bruk av de relevante muskler. Tidligere kjente skøyter er ikke i stand til dette.

Når det gjelder det som er anført ovenfor, er det spesielle trekk ved anordningen ifølge oppfinnelsen at den omfatter et nedre element som skal kobles til sportsanordningen og et øvre element som skal kobles til skoen, og minst to ledd som forbinder nevnte nedre og øvre elementer, og hvor hver av nevnte nedre og øvre elementer omfatter en respektiv profil, idet nevnte nedre og øvre elementer er i gjensidig kontakt gjennom disse profiler.

Fordelaktige utførelser av oppfinnelsen er definert i de uselvstendige krav.

I det følgende skal en frihetsgrad defineres som en bevegelsesmulighet for en anordning eller en forbindelse utformet med bare én variabel, f.eks. dreievinkelen et organ kan gjennomføre om en leddforbindelse. I dette tilfelle er frihetsgraden definert med hensyn til den øvre og den nedre underrammes relative bevegelsesmuligheter.

Et aspekt ved oppfinnelsen vedrører det faktum at rammen har en (reell eller virtuell) dreiepunktbane. En dreiepunktbane er det sett av momentandreiepunkter eller dreiepunkter av den øvre underramme i forhold til den nedre underramme. Det bør bemerkes at for en veldefinert dreiepunktbane vil rammen bare kunne ha én frihetsgrad.

Det anbefales en utførelse hvor dreiepunktbanen er hovedsakelig rett.

Denne sistnevnte variant kan hensiktsmessig omfatte det trekk at dreiepunktbanen strekker seg hovedsakelig horisontalt.

I det minste for sportsanordninger hvor foten skal bøyes, er den sistnevnte variant fortrinnsvis utformet slik at dreiepunktbanen strekker seg mellom en startposisjon under brukerens fotballe i rammens hvilestilling og en ende-posisjon under brukerens stortå i den mest utaddreiede posisjon av rammen.

De beste resultater oppnås ved en utførelse hvor spissens hastighet langs dreiepunktbanen, ved konstant relativ vinkelhastighet av underrammene, øker fra startposisjonen til endeposisjonen. Fortrinnsvis er hastigheten innled-ningsvis hovedsakelig konstant mens hastigheten øker mot enden av banen.

En spesiell variant omfatter det spesielle trekk at en ramme er et medlem av familien ifølge den etterfølgende tabell, hvor det første tall angir antallet av stenger i familien og det andre tall betegner familiemedlemmets nummer, pl betegner antallet av forbindelser med én frihetsgrad, p2 betegner antallet av forbindelser med to frihetsgrader og # betegner tilstedeværelsen av en veldefinert dreiepunktbane og dermed egnetheten for en sportsanordning med fotbøyning: Et foretrukket valg av de tilgjengelige anordninger tilveiebringer en ramme hvor rammen omfatter syv, åtte, ni eller ti dreieakser.

Antagelig oppnås det beste kompromiss når det gjelder kinematiske krav, vekt og enkelhet med en ramme hvor rammen omfatter syv dreieakser.

Alle de oppgitte kriterier er tilfredsstilt ved en utførelse hvor rammen er konstruert slik at den innbyrdes plassering av de syv dreieakser, når underrammene ikke er dreiet i forhold til hverandre, er som angitt i diagrammet og

tabellen på fig. 35.

For å kunne motstå de meget store krefter som opptrer, må rammen ha stor mekanisk styrke. Det er spesielt viktig at rammen oppviser torsjonsstivhet.

Følgende ytterligere krav kan stilles til en ramme for anvendelse ved en skøyte med fotbøyning: <*> Den maksimale høyde er ca. 30 mm. Dette maksimum bestemmes ved klaringen mellom bærerøret for skøyteskjæret og skoen. <*> Den maksimale lengde er ca. 150 mm.

Hælunderstøttelsen danner kriteriet i denne henseende.

<*> Akslene som danner dreieakser må ikke befinne seg nærmere hverandre enn grovt regnet 10 mm, idet det ellers vil oppstå styrkeproblemer.

Oppfinnelsen vil nå bli belyst under henvisning til de vedføyde tegninger, hvor

fig. IA, B og C skjematisk viser en kjent klappskøyte i tre forskjellige dreieposisjoner,

fig. 2A, B og C viser en mulig variant av den kjente skøyte, hvor leddet er forskjøvet bakover, eller under fotballen,

fig. 3, 4 og 5 er skjematiske sideriss av tre mulige forbindelser i grunnplanet med én frihetsgrad,

fig. 6 vise en forbindelse i grunnplanet med to frihetsgrader,

fig. 7A skjematisk viser kontakten mellom to profiler,

fig. 7B viser en videreutvikling av utførelsen av forbindelsen på fig. 7A,

fig. 8 - 31 er skjematiske riss av familiemedlemmene ifølge

tabellen i krav 9,

fig. 32A og B viser perspektivriss av en foretrukket ramme ifølge fig. 24 (familiemedlem 6/1) i dreiet posisjon,

fig. 33A og B viser skøyten på fig. 32, delvis i sideriss, delvis i lengdesnitt, i hhv. hvilestilling og den mest dreiede posisjon på 48°,

fig. 34 er et riss som viser konstruksjonen av skøyten på fig. 32 og 33,

fig. 35 er en grafisk fremstilling ved kartesiske koordina-ter av lokaliseringen av dreieaksene, og

fig. 36 viser endringen av posisjonen i polens X- og Y-retning som en funksjon av dreievinkelen av skøyten ifølge fig. 32 - 35. Fig. IA, IB og 1C viser skjematisk en kjent klappskøyte i hhv. hvileposisjon, en mellomposisjon og en ekstrem dreieposisjon. Skøyten omfatter en sko 2, en øvre underramme 3 som er forbundet med dennes såle, en nedre rørformet underramme 5 som ved fronten er forbundet med underrammen 3 via et ledd 4, og et skjær 6 som er anordnet på underrammen 5. Fig. 2 viser en mulig variant av skøyten 1. Denne skøyte 9 er modifisert på den måte at leddets 4■ akse ligger lengre bak enn aksen av leddet 4 på fig. 1. Dette vil kunne resultere i en forbedring når det gjelder kraftoverføring. Leddet 4' ligger grovt regnet under brukerens fotballe.

Skjønt det herved, kombinert med enkel konstruksjon, vil kunne oppnås en liten forbedring i effektiviteten av kraftoverføringen, medfører denne utførelse den ulempe at dreievinkelen nødvendigvis er begrenset. Dette fremgår spesielt tydelig på fig. 2C.

Generelt skal det bemerkes at samme komponenter er betegnet med samme henvisningstall hvor dette er mulig og hensiktsmessig. Dette gjelder ikke bare identiske komponenter, men også spesielt komponenter som funksjonsmessig svarer til hverandre. Fig. 3 viser en forbindelse mellom to elementer 7, 8 (som hhv. tilsvarer den øvre underramme 3 og den nedre underramme 5). Denne forbindelse i horisontalplanet har bare én frihetsgrad. Fig. 4 viser likeledes en forbindelse mellom to elementer 7, 8 med én frihetsgrad. Som figuren viser er disse elementer forbundet innbyrdes ved hjelp av en rettlinjet føring, slik at de bare har én forskyvningsfrihetsgrad. Fig. 5 viser en forbindelse mellom elementene 7 og 8 omfattende en kurveføring som effektivt utgjør en hybrid av leddforbindelsen på fig. 3 og den rettlinjede føring på fig. 4. Det vil fremgå at det, til tross for at det bare foreligger én frihetsgrad, skjer både en forskyvning og en dreining. Fig. 6 viser en utførelse av en forbindelse mellom elementene 7 og 8 med to frihetsgrader. Dette er et ledd i en føringsbane. Fig. 7A viser forbindelsen mellom to profiler med en frihetsgrad både for forskyvning og dreining.

Skøyten 10 ifølge fig. 7B omfatter to innbyrdes samvirkende tannstenger 11, 12 som utgjør deler av de respektive elementer 7, 8. Det vil fremgå at det på grunn av en forskyvning fra hvileposisjonen, betegnet med 2, 3, av skoen og den øvre underramme til dreieposisjonen, betegnet med 2', 3', vil det skje både en dreining og en forskyvning, hvor dreiepunktet følger en bane svarende til stangen 12. Dette er derfor en reell dreiepunktbane.

For en veldefinert dreiepunktbane vil rammen kunne ha bare en frihetsgrad. Det skal igjen bemerkes at oppfinnelsen utelukkende vedrører de ovennevnte elementers 7, 8 frihetsgrader, svarende hhv. til en øvre underramme som er eller kan kobles til en sko, og en nedre underramme som skøyte-skjær, hjul, en ski e.l. er forbundet eller kan forbindes med.

Fig. 8-31 viser familiemedlemmene som er angitt i tabellen ovenfor.

Som allerede nevnt, skal det bemerkes at en dreiepunktbane må være tilstede for de anordninger som kan anvendes innenfor oppfinnelsen ramme for sportsanordninger med fotbøyning. Utførelsene på fig. 9, 10 og 11 tilfredsstiller derfor ikke dette krav.

Spesielt viktig er utførelsen ifølge fig. 24, familiemedlem 6/1. Denne utførelse omfatter seks stenger og syv dreieakser. Det prinsipp som er vist på fig. 24 vil bli beskrevet nedenfor som et konkret eksempel med referanse til den foretrukne utførelse av oppfinnelsen, dvs. med referanse til fig. 32A, B, 33A, B, 34, 35 og 36.

Med hensyn til den viste tabell og de tilhørende figurer

8 - 31, skal det bemerkes at det i tillegg til de ovennevnte familier av stanganordninger også vil kunne utformes familier med flere enn seks stenger/elementer pr. anordning.

For hver leddforbindelse i de ovennevnte familier vil det også kunne velges en rettlinjet føring.

For hvert ledd i en føringsbane kan det også velges en kontakt mellom to profiler, idet det under henvisning til fig. 7A skal bemerkes at belastning i alle retninger ikke er mulig.

For hvert ledd i en føringsbane vil det også kunne velges en krum føringsbane, hvilket resulterer i at et elements dreiepunktbane påvirkes.

De fireogtyve anordninger ifølge fig. 8 - 31 og deres varianter ifølge beskrivelsen ovenfor er ikke alle like egnet til å tilfredsstille de strenge krav som kan settes til et elements dreiepunktbane. De elementer som i prinsippet er egnet, er betegnet med # i tabellen.

Rettlinjede føringer, kurveføringer og dreieføringer er i praksis mindre i stand til å fastholde anordningen i det definerte plan enn enkle ledd.

Erfaringer med systemfamilier som spesifisert ovenfor har vist at med fire ledd vil de strenge krav med hensyn til kinematikk, vekt, enkelhet og veldefinert dreiepunktbane ikke kunne oppfylles. Disse krav tilfredsstilles tilnærmet fullstendig med syv ledd, mens ti ledd tilfredsstiller kravene fullstendig.

Delvis med henblikk på lav vekt, enkel konstruksjon og prisen, anses for tiden anordningen ifølge fig. 24, familiemedlem 6/1, som mest egnet. De følgende figurer hører alle til denne.

Fig. 32A og B viser en skøyte 13 basert på prinsippet vist på fig. 24. Tilsvarende fig. 24, er den øvre underramme betegnet med en dobbeltreferanse 3, 7 for å tydeliggjøre det funksjonsmessige forhold mellom den øvre underramme ifølge fig. 1 og 2 og elementet 7 på fig. 24. På samme måte er den nedre underramme betegnet med 5, 8. Det vil i denne forbindelse forstås at den nedre underramme 5, 8 er forbundet med et rørformet rammeparti 14 som bærer meien 6 ved hjelp av skruer.

På fig. 32A og B, 33A og B og 34 er bare de syv ledd A, B, C, D, E, F og G vist. De seks stenger er i den grad det er nødvendig betegnet med de relevante betegnelser for disse ledd. Det vil være klart at stangen A B C er dannet av den nedre underramme 5, 8, 14, inkludert det rørformede rammeparti 14. Den øvre underramme G F er koblet til skoens 2 såle.

Fig. 33A og B viser spesielt tydelig de forskjellige posisjonsendringer under dreining av de forskjellige stenger og disses ledd. Fig. 34 viser posisjonen på fig. 33A i større målestokk. Her vises også forskyvningene av leddene D, C, G og F under dreining av underrammen 3, 7.

Den ovenfor omtalte dreiepunktbane for underrammen 3, 7 eller stangen G F forløper i overensstemmelse med de krav som stilles praktisk talt helt horisontalt fra under fotballen til under stortåen av en bruker, forutsatt at dimensjoneringsspesifikasjonene er overholdt, som vist på fig. 35 og den der inkluderte tabell.

På fig. 35 er hvert ledd A, B, C, D, E, F, G angitt i et kartesisk koordinatsystem. Det skal bemerkes at X-aksen for leddet B kan ha den viste verdi eller kan vise et visst positivt avvik, avhengig av brukerens skostørrelse. Det kan f.eks. velges tre skostørrelser, hvor det positive avvik i forhold til den gitte basisverdi utgjør ca. 1,3 og 2,6 mm.

Det skal bemerkes at utgangspunktet for koordinatsystemet på fig. 35 er valgt tilfeldig bak på den nedre underramme 5, 8. Ethvert annet punkt på denne underramme 5, 8 ville kunne ha tjent som referanse, f.eks. leddet A. Dimensjoneringen av hele systemet A-G kan modifiseres i forhold til f.eks. leddet A, forutsatt at proporsjonene bibeholdes.

Fig. 36 viser ved parameterfremstilling dreiepunktbanen for den øvre underramme 3, 7 i forhold til den nedre underramme 5, 8. Horisontalt vises dreievinkelen i grader mens posisjonsendringen av dreiepunktet i hhv. X-retning (AX) og Y-retning (AY) er vist i vertikal retning. Diagrammet på fig. 36 viser at endringen AY i vertikal retning utgjør noen få millimeter og når grovt regnet null ved enden av dreie-banen, tilsvarende en dreievinkel på ca. 48°.

Posisjonsendringen av dreiepunktet i horisontal retning er betegnet med AX. Hastigheten er praktisk talt konstant opp til en dreievinkel på ca. 35°. Etter denne strekning akselererer dreiepunktet opp til endeposisjonen.

Igjen skal det bemerkes at dreiepunktet ved en dreievinkel på null grovt regnet befinner seg under fotballen, og ved enden befinner seg under stortåen.

En tilbakestillingsfjær 115 utformet som skruelinjeformet torsjonsfjær (se fig. 33A, B) er anordnet rundt leddets A aksel og utøver en tilbakestillingskraft mellom stengene ABE (se fig. 24) og AD, slik at underrammen 3, 7 derved tvinges til sin hvilestilling, som vist på fig. 33A, hvor et hæl-element 15 kan hvile i en avsmalnende stoppflate 16 som utgjør en del av den nedre underramme 5, 8 og som er dekket med et elastisk materiale for således å danne en myk stopper.

Den nedre underramme 5, 8 kan fremstilles ved å gå ut fra et ekstrudert profil hvorfra deler fjernes selektivt. Alle rammens stenger fremstilles hensiktsmessig av aluminium. Dette materiale kombinerer lav vekt med tilstrekkelig styrke. Leddene kan på i og for seg kjent måte fremstilles av meget slitesterke materialer og kombinasjoner av disse. Det skal bemerkes at tilbakestillingsfjæranordningene ikke er vist på alle figurer. Disse vil mest hensiktsmessig kunne utformes som skruelinjeformet trekkfjær, torsjonsfjær eller spiralfjær. En flerhet av fjærer vil også kunne virke i stanganordningen. Fjæranordningenes forspenning og stivhet bestemmes ut fra to hensyn. For det første må den nedre underramme bringes så raskt som mulig til den øvre underramme under den inaktive fase av skøytetaket. For det annet må ikke tilbakestillingskraften være så stor at en for stor del av den tilgjengelige kraft absorberes av fj æranordningene.

Det skal bemerkes at den forholdsvis store dreievinkel på mer enn, eventuelt betydelig mer enn 20°, som gjennomføres ifølge oppfinnelsen, tilsvarer en naturlig avrulling av fotens bevegelse.

Skøyten ifølge oppfinnelsen gjør optimal anvendelse av den mulige dreining av foten om ankelen. Denne mobilitet er kalt "plantarbøyning" og er avgjørende for en god kraftover-føring .

På basis av ovenstående meget kort fremførte betraktninger, vil det kunne regnes med at skøyterammen ifølge oppfinnelsen kan resultere i betydelige hastighetsøkninger.

Claims

1. Anordning for å koble en sko (2) til en sportsanordning (14,6) for å definere en bevegelsesbane for skoen i forhold til sportsanordningen, karakterisert ved at nevnte anordning omfatter et nedre element (5,8) som skal kobles til sportsanordningen (14,6) og et øvre element (3,7) som skal kobles til skoen (2), og minst to ledd (BC,EF,DG,AD,GF) som forbinder nevnte nedre og øvre elementer, og hvor hver av nevnte nedre og øvre elementer omfatter en respektiv profil, idet nevnte nedre og øvre elementer er i gjensidig kontakt gjennom disse profiler.

2. Anordning ifølge krav 1, hvor en fjær (115) er til-veiebrakt for å tvinge sammen nevnte nedre (5,8) og øvre (3,7) elementer.

3. Anordning ifølge krav 1, hvor nevnte nedre (5,8) og øvre (3,7) elementer har en translasjons- og en rotasjons-frihetsgrad.

4. Anordning ifølge krav 1, idet nevnte anordning omfatter en leddmekanisme, der nevnte leddmekanisme omfatter flere leddelementer (3,5,7,8,BC,EF,DE,AD,GF) og der nevnte leddmekanisme er anordnet for tilkobling til både skoen (2) og sportsanordningen for å definere en kombinert dreibar og forskyvbar bevegelse av skoen i forhold til sportsanordningen langs en forhåndsbestemt bane i et hovedplan.

5. Anordning ifølge krav 4, hvor en første (3,7) av nevnte flerhet av leddelementer er anordnet for tilkobling til skoen (2) og en andre (5,8) av nevnte flerhet av leddelementer er anordnet for å tilkobles til sportsanordningen, og i tillegg minst to av nevnte flerhet av leddelementer (BC,EF,DE,AD,GF) er tilkoblet til nevnte første og andre leddelementer.

6. Anordning ifølge krav 1, hvilken anordning omfatter en øvre underramme (3,7) som er anordnet for tilkobling til en sko (2) som skal bæres av en bruker, en nedre underramme (5,8) som er tilkoblet via en dreieanordning til nevnte øvre underramme for dreining i et hovedplan, hvor underrammene er gjensidig dreibare og forskyvbare i nevnte hovedplan, og hvor den nedre underramme er festet til en sportsanordning som er glidbar eller rullbar ved hjelp av hjul.

7. Anordning ifølge et av de foregående krav, hvor sportsanordningen er en ski.