PL205489B1 - Element amortyzujący buta, zwłaszcza buta sportowego - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest element amortyzujący buta, zwłaszcza buta sportowego.

Znany jest but według EP 0 387 505 B1, który ma podeszwę buta o dobrej charakterystyce amortyzacji. Aby zoptymalizować charakterystykę amortyzacji i siłę przywracającą równowagę układu podeszwy buta po usunięciu z niej obciążenia, w podeszwie przewidziano przynajmniej jedną część wkładkową zawierającą korpus w postaci plastra miodu wykonany ze sprężyście ściśliwego materiału, a osie symetrii wypeł nionych gazem komórek plastra miodu przebiegają w przybliż eniu prostopadle do płaszczyzny podeszwy. Korpus w postaci plastra miodu wykonano jako wytłoczkę o określonych wymiarach, a jego komórki na obwodzie lub krawędzi korpusu są gazoszczelne.

Dzięki takiemu elementowi amortyzującemu korpusu w postaci plastra miodu możliwe było uzyskanie dobrej charakterystyki amortyzacji buta oraz znaczne zwiększenie siły przywracającej równowagę układu podeszwy buta, a tym samym odzysku energii po ustąpieniu działającego na nią nacisku. Tym niemniej, pożądane jest dalsze zwiększenie tych parametrów.

Opis patentowy DE 33 38 556 A1 również opisuje element amortyzujący dla buta sportowego, którego podeszwę zaopatrzono w krążki amortyzujące, z których każdy zawiera cylinder z wymiennymi krążkami oraz tłok związany z każdym cylindrem, który łączy się z odnośnym cylindrem i naciska na krążki amortyzujące.

Z opisu patentowego nr US 4 521 979 znana jest podeszwa buta, która może być stosowana na zewnątrz buta lub może być usytuowana od wewnątrz w obrębie buta. Zawiera ona wkładkę podpierającą mającą wiele kolistych wgłębień uformowanych od jej spodu. Wgłębienia są pokryte wieloma identycznymi indywidualnymi osłonami z materiału elastycznego. Każda z osłon składa się z szeregu pierścieniowych ścian kolejno oddalonych osiowo od wgłębień współpracujących z osłoną i mających kolejno zmniejszające się średnice, przy czym ściany są w częściowym wzajemnym zagnieżdżeniu i połączeniu za pomocą cienkiego kawałka materiału. Układ jest taki, że osłona lub komora powietrza mogą całkowicie zapadać się teleskopowo w obrębie wgłębienia wkładki, gdy zapewnione jest ciśnienie pod wpływem chodzenia. Powietrze może uchodzić z każdego z wgłębień poprzez specjalnie do tego przeznaczone otwory. Powtarzające się ściskanie i rozszerzanie osłon podczas każdego kroku absorbuje i amortyzuje uderzenia.

Element amortyzujący buta, zwłaszcza buta sportowego, według wynalazku, zawierający co najmniej jeden pierwszy element wystający na określonej wysokości w kierunku obciążenia w nieobciążonym stanie elementu amortyzującego, mający postać pustego członu tworzącego przestrzeń odbierającą, w którą co najmniej częściowo wchodzi odpowiadający mu drugi element o mniejszych wymiarach przekroju niż pierwszy element, mający zadaną wysokość w kierunku obciążenia w nieobciążonym stanie elementu amortyzującego i umieszczony współosiowo z pierwszym elementem, charakteryzuje się tym, że drugi element również ma postać pustego członu, przy czym oba powiązane ze sobą elementy są połączone poprzez elastyczną część łączącą, która jest ułożona tylko pomiędzy pierwszym elementem i drugim elementem, zaś elementy pierwszy i drugi tworzą gazoszczelną komorę. Korzystnym jest gdy pierwszy element i drugi element mają przystający kształt w przekroju prostopadłym do kierunku obciążenia, a w szczególności pierwszy element i drugi element mają wieloboczny, zwłaszcza sześcioboczny kształt w przekroju prostopadłym do kierunku obciążenia. Pierwszy element i drugi element mają okrągły kształt w przekroju prostopadłym do kierunku obciążenia. Część łącząca jest płasko ułożona w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku obciążenia w nieobciążonym stanie elementu amortyzującego, a zwłaszcza część łącząca jest ułożona po krzywej w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku obciążenia w nieobciążonym stanie elementu amortyzującego.

Korzystnym jest gdy pierwszy element oraz część łącząca i drugi element stanowią jedną część, a w szczególności gdy pierwszy element i drugi element są wykonane w operacji formowania wtryskowego, a zwłaszcza są wykonane w jednej operacji formowania wtryskowego. Koniec pierwszego elementu oddalony od drugiego elementu jest połączony do folii uszczelniającej. Korzystnie koniec drugiego elementu oddalony od pierwszego elementu jest połączony do folii uszczelniającej. Pierwszy element i drugi element oraz folie uszczelniające są połączone ze sobą w gazoszczelny sposób, zwłaszcza są spajane. Korzystnym jest gdy pierwszy element i drugi element oraz część łącząca i folie uszczelniające tworzą gazoszczelną komorę elastyczną. Pierwszy element i drugi element są wykonane ze sztucznego tworzywa, zwłaszcza z materiału termoplastycznego, przy czym jako sztuczne tworzywo zastosowano polietylen, polipropylen, polibuten, poliamid, poliuretan lub mieszaninę co najmniej dwóch tych sztucznych tworzyw. Korzystnie sztuczne tworzywo jest półprzezroczyste

PL 205 489 B1 lub przezroczyste. Liczne pierwsze i/lub drugie elementy są połączone ze sobą, a zwłaszcza pierwsze elementy są połączone ze sobą w obszarze ich boku. Korzystnie liczne pierwsze i drugie elementy są umieszczone obok siebie, a w szczególności co najmniej dwa sąsiednie pierwsze i drugie elementy są połączone częścią łączącą, która stanowi część wspólną. Liczne pierwsze i drugie elementy umieszczone obok siebie są połączone ze sobą poprzez części łączące. Korzystnie pierwsze i drugie elementy są usytuowane w odległości i są do siebie równoległe.

Pierwszy i/lub drugi element mają różne wysokości przynajmniej w nieobciążonym stanie elementu amortyzującego. Korzystnym jest gdy materiał pierwszego elementu oraz drugiego elementu i części łączą cej oraz wymiary geometryczne tych części są dobrane dla okreś lenia wł aś ciwoś ci amortyzujących elementu amortyzującego.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że zapewnia zwiększenie siły przywracającej równowagę układu podeszwy buta po ustąpieniu wywieranego na nią nacisku, co umożliwia dalszy wzrost odzysku energii po ustąpieniu nacisku na but.

Element amortyzujący według wynalazku jest zaprojektowany jako teleskopowy element amortyzujący. Pierwszy element pracuje podobnie jak komora cylindra, w którą wchodzi drugi element, podobnie jak tłok. Uzyskuje się przez to duże ugięcie sprężyste oraz charakterystykę sprężystości i amortyzacji podeszwy w dostosowaniu do żądanych warunków. Dodatkowo moż liwe jest również odzyskanie znacznej ilości energii wydatkowanej podczas ściśnięcia elementu amortyzującego.

Geometria przekroju poprzecznego pierwszego elementu i geometria przekroju poprzecznego drugiego elementu są przystające, co tworzy dopasowanie przestrzeni wlotowej dla pierwszego elementu i drugiego elementu.

Ponieważ w nieobciążonym stanie elementu amortyzującego pierwszy element jest umieszczony w swym poosiowym przedłużeniu na zewnątrz drugiego elementu, należy rozumieć, że w nieobciążonym stanie elementu amortyzującego podobny do tłoka drugi element znajduje się poosiowo na zewnątrz podobnego do cylindra pierwszego elementu. „Tłok” wchodzi w „cylinder” tylko wtedy, gdy element amortyzujący jest obciążony w kierunku obciążenia.

Aby uzyskać wysoki poziom amortyzacji i odzysku energii z elementu amortyzującego według tego wynalazku, elementy te mogą tworzyć gazoszczelne komory. W związku z tym korzystne jest, aby koniec pierwszego elementu oddalony od drugiego elementu był połączony do folii uszczelniającej. Podobnie, koniec drugiego elementu odległy od pierwszego elementu może także być połączony do folii uszczelniającej.

Na poprawę charakterystyki amortyzacji i zdolności elementu amortyzującego do pochłaniania i odzysku energii moż na wpływać poprzez dobór parametrów, które określają geometrię i właściwości materiału. Tak więc, można korzystnie wprowadzić dobór materiału pierwszego elementu, drugiego elementu i części łączącej oraz wymiarów geometrycznych wymienionych części, dla określenia sztywności elementu amortyzującego.

Propozycja według wynalazku stwarza element amortyzujący, który w ogromnym stopniu zwiększa amortyzację i siłę przywracającą równowagę układu podeszwy buta i tym samym odzysk energii po ustąpieniu nacisku działającego na podeszwę buta. Dodatkowo, zaproponowane przykłady wykonania oznaczają, że element amortyzujący według wynalazku można wytwarzać korzystnie z technologicznego punktu widzenia, a zatem tanio. Element amortyzujący 1 według wynalazku można również zastosować w bucie, zwłaszcza w bucie sportowym, w połączeniu z tradycyjnymi elementami amortyzującymi, znanymi w tej dziedzinie. Stwarza do dalsze możliwości optymalnej regulacji charakterystyki sprężystości i amortyzacji buta, zwłaszcza buta sportowego, według szczególnych wymagań.

Przedmiot wynalazku jest opisany w przykładach wykonania na podstawie rysunku na którym, fig. 1 przedstawia schematycznie element amortyzujący w przekroju w widoku z boku, fig. 2 - schematycznie element amortyzujący według fig. 1, w widoku z góry, fig. 3 - element amortyzujący w odkształconym stanie, ilustracja odpowiadająca fig. 1, fig. 4 - element amortyzujący zawierający liczne oddzielne elementy, w widoku z góry, fig. 5 - element amortyzujący, przekrój A-B według fig. 4, fig. 6a element amortyzujący zawierający liczne oddzielne elementy, w widoku z przodu, fig. 6b - element amortyzujący, widok w połączeniu z fig. 6a, fig. 6c - element amortyzujący w widoku z boku w połączeniu z fig. 6a, fig. 6 - element amortyzujący według fig. 6a, 6b i 6c, w widoku perspektywicznym.

Na fig. 1 pokazano element amortyzujący 1 w przekroju. Element amortyzujący 1 jest umieszczony w bucie, nie pokazanym, zwłaszcza w podeszwie buta sportowego. Jest on przeznaczony do

PL 205 489 B1 absorpcji energii, gdy na podeszwę działa siła w kierunku obciążenia R oraz do odzysku energii zgromadzonej w elemencie amortyzującym 1 po ustąpieniu nacisku na podeszwę.

Jak pokazano na fig. 2, element amortyzujący 1 zawiera pierwszy element 2 i drugi element 4, które wykonano w kształcie sześcioboków według wzoru plastra miodu. Pierwszy element 2 tworzy przestrzeń odbierającą 3, zawartą w przestrzeni sześciobocznego korpusu. Wysokość wystawania pierwszego elementu 2 w kierunku obciążenia R oznaczono H (wysokość pierwszego elementu 2 w nieobciążonym stanie elementu amortyzującego 1). Drugi element 4 wystający na poosiowej wysokości h w kierunku obciążenia R umieszczono poosiowo ponad pierwszym elementem 2 w nieobciążonym stanie elementu amortyzującego 1. Jak wynika zwłaszcza z fig. 2, wymiary (szerokość B pierwszego elementu 2 i szerokość b drugiego elementu 4) dobrano w taki sposób, że gdy na element amortyzujący 1 działa nacisk w kierunku obciążenia R, drugi element 4 wchodzi w przestrzeń 3, która jest utworzona przez pierwszy element 2. W związku z tym pierwszy element 2 i drugi element 4 pracują tak jak teleskopowy amortyzator, gdzie pierwszy element 2 pełni rolę „cylindra”, w który wchodzi drugi element 4, podobnie jak „tłok”.

Aby mogło to nastąpić z osiągniętym efektem odzysku po ustąpieniu nacisku na element amortyzujący 1 pole górnego poosiowego końca, pokazane na fig. 1, i pole dolnego poosiowego końca drugiego elementu 4 połączono ze sobą poprzez część łączącą 5. Część łącząca 5 (podobnie jak pierwszy i drugi element 2, 4) jest wykonana z elastycznego sztucznego tworzywa, w wyniku czego po przyłożeniu siły obciążenia na element amortyzujący 1 w kierunku obciążenia R następuje odkształcenie, jak schematycznie pokazano na fig. 3. Drugi element 4 wchodzi w przestrzeń odbierającą 3 pierwszego elementu 2 w taki sposób jak tłok.

Aby zapewnić przywrócenie początkowego stanu po ustąpieniu nacisku na element amortyzujący 1, jak pokazano na fig. 1, oprócz wykonania elastycznej części łączącej 5 uwzględniono następujące środki.

Koniec 6 pierwszego elementu 2 odległy od drugiego elementu 4 jest połączony do pierwszej folii uszczelniającej 7, a mianowicie jest spajany. W ten sam sposób koniec 8 drugiego elementu 4 odległego od pierwszego elementu 2 jest zaopatrzony w drugą folię uszczelniającą 9. Folia uszczelniająca 9 jest także połączona, korzystnie spajana, z drugim elementem 4. W związku z tym pierwszy element 2, drugi element 4, część łącząca 5 i dwie folie uszczelniające 7 i 9 tworzą zamkniętą przestrzeń gazoszczelną, która wykazuje optymalne właściwości sprężyste i amortyzujące.

Poszczególne „elementy tłoków i cylindrów” zawierające elementy 2, 4, 5, 7 i 9 (jak pokazano na fig. 1 do 3) można umieścić obok siebie (jak pokazano na fig. 4 i 5), tworząc element amortyzujący 1 na większym obszarze. Mianowicie, w tym celu elementy 2 i 4 są korzystnie wykonane w postaci sześcioboku, czyli według wzoru plastra miodu.

Pracujące jako „cylindry” dolne elementy 2 plastra miodu są połączone ze sobą według fig. 5, natomiast górne „tłoki” czyli elementy 4 swobodnie wystają obok siebie i są połączone tylko w jednym końcu poprzez folię uszczelniającą 9. Połączenie pomiędzy „cylindrami” i „tłokami” tworzą części łączące 5 (pokazane na fig. 5) o zakrzywionym kształcie. Ułatwia to wejście „tłoków” w „cylindry” po przyłożeniu siły w kierunku obciążenia R.

Cały element amortyzujący 1 pokazany na fig. 4 (stosownie dopasowany) można wprowadzić w podeszwę, a zwłaszcza w jej część pośrednią.

Gdy element amortyzujący 1 jest obciążony, „tłoki” (drugi element 4) są wciśnięte w „cylindry” (pierwszy element 2), ponieważ części łączące 5 leżące poziomo nie są tak sztywne jak ścianki komórek pierwszego lub drugiego elementu 2, 4, wystające prostopadle.

Ze wzrostem siły drugie elementy 4 są coraz bardziej wyciskane w poosiowe pole pierwszych elementów 2.

W ten sposób uzyskuje się siłę przeciwdziałającą obciążeniu na elemencie amortyzującym 1, aż do całkowitego wciśnięcia „tłoków” w „cylindry”.

Po zwolnieniu nacisku na element amortyzujący, następuje przywrócenie początkowej geometrii, jak pokazano na fig. 1 do 5.

W odniesieniu do układu folii uszczelniających 7 i 9 należy również uwzględnić, co następuje. W przykładzie wykonania według fig. 1 do 5 folia uszczelniająca 7 lub 9 powierzchnię, pokrywa liczne elementy „tłoków i cylindrów” umieszczone obok siebie, tzn. folia uszczelniająca 7, 9 pokrywa wiele takich elementów. Alternatywnie można zastosować oddzielne części folii, które w każdym przypadku tworzą gazoszczelne zamknięcie tylko dla jednego końca 6 pierwszego elementu 2 i/lub tylko dla jednego końca 8 drugiego elementu 4. W ten sposób części folii tworzą „pokrywę”, która zamyka skrajne

PL 205 489 B1 pola elementów 2, 4. Pokrywa może być spajana odpowiadająco z końcami 6 i 8 elementów 2 i 4, jednakże możliwe jest również formowanie wytryskowe, np. podczas formowania wytryskowego elementów 2 i 4, tzn. zaformowanie wraz z nimi. Korzystnie, końce 6 pierwszych elementów 2 mogą być zamknięte folią 1 (jak pokazano na fig. 1), natomiast końce 8 drugich elementów 4 są zamknięte jedynie oddzielnymi częściami folii 9 w postaci „pokryw”.

Alternatywny przykład wykonania elementu amortyzującego pokazano na fig. 6a, 6c i 7. Liczne pierwsze i drugie elementy 2 i 4 umieszczono tu obok siebie. Pierwsze i drugie elementy 2 i 4 są umieszczone w odstępie od siebie i równolegle względem siebie (na fig. 1 pokazano bez folii 7 lub 9).

Połączenie poszczególnych zespołów zawierających w każdym przypadku pierwszy i drugi element 2, 4 wykonano na częściach łączących 5, które łączą również ze sobą pierwsze i drugie elementy 2, 4. Tak więc, części łączące 5 tworzą oprócz połączenia pomiędzy pierwszym i drugim elementem 2, 4 (w kierunku poosiowym) również połączenie pomiędzy oddzielnymi częściami elementów i struktur, co zilustrowano na podanych rysunkach.

Jak wynika z fig. 6c i 7, pierwsze i drugie elementy 2 i 4 mają różne wysokości H i h przynajmniej w częściowo nieobciążonym stanie dla zilustrowanego elementu amortyzującego (patrz fig. 1).

Charakterystykę sprężystości i amortyzacji elementu amortyzującego 1 można dostosować lub dobrać według potrzeby poprzez wprowadzenie geometrii, a zwłaszcza wysokości i szerokości poszczególnych elementów 2 i 4, grubości oraz kształtu części łączących 5, a także poprzez odpowiedni dobór materiałów, z których te części są wykonane.

Dzięki temu można w żądany sposób dobrać charakterystykę sprężystości i amortyzacji elementu amortyzującego 1, a zwłaszcza siły sprężystości w zakresie sprężystego przemieszczenia.

Umożliwia to wpływ na poszczególne działanie, jakie musi być spełnione przez odrębną część elementu amortyzującego, tworzącego pierwszy element, drugi element i część łączącą, tzn. stosownie do wymaganego podparcia lub amortyzacji.

Claims (25)

1. Element amortyzujący buta, zwłaszcza buta sportowego, zawierający co najmniej jeden pierwszy element wystający na określonej wysokości w kierunku obciążenia w nieobciążonym stanie elementu amortyzującego, mający postać pustego członu tworzącego przestrzeń odbierającą, w którą co najmniej częściowo wchodzi odpowiadający mu drugi element o mniejszych wymiarach przekroju niż pierwszy element, mający zadaną wysokość w kierunku obciążenia w nieobciążonym stanie elementu amortyzującego i umieszczony współosiowo z pierwszym elementem, znamienny tym, że drugi element (4) również ma postać pustego członu, przy czym oba powiązane ze sobą elementy (2, 4) są połączone poprzez elastyczną część łączącą (5), która jest ułożona tylko pomiędzy pierwszym elementem (2) i drugim elementem (4), zaś elementy pierwszy i drugi (2, 4) tworzą gazoszczelną komorę.

2. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy element (2) i drugi element (4) mają przystający kształt w przekroju prostopadłym do kierunku obciążenia (R).

3. Element według zastrz. 2, znamienny tym, że pierwszy element (2) i drugi element (4) mają wieloboczny, zwłaszcza sześcioboczny kształt w przekroju prostopadłym do kierunku obciążenia (R).

4. Element według zastrz. 2, znamienny tym, że pierwszy element (2) i drugi element (4) mają okrągły kształt w przekroju prostopadłym do kierunku obciążenia (R).

5. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że część łącząca (5) jest płasko ułożona w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku obciążenia (R) w nieobciążonym stanie elementu amortyzującego (1).

6. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że część łącząca (5) jest ułożona po krzywej w płaszczyźnie prostopadłej do kierunku obciążenia (R) w nieobciążonym stanie elementu amortyzującego (1).

7. Element według zastrz. 1 albo 5, albo 6, znamienny tym, że pierwszy element (2) oraz część łącząca (5) i drugi element (4) stanowią jedną część.

8. Element według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że pierwszy element (2) i drugi element (4) są wykonane w operacji formowania wtryskowego.

9. Element według zastrz. 7, znamienny tym, że pierwszy element (2) oraz część łącząca (5) i drugi element (4) są wykonane w jednej operacji formowania wtryskowego.

10. Element według zastrz. 8, znamienny tym, że pierwszy element (2) oraz część łącząca (5) i drugi element (4) są wykonane w jednej operacji formowania wtryskowego.

PL 205 489 B1

11. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że koniec (6) pierwszego elementu (2) oddalony od drugiego elementu (4) jest połączony do folii uszczelniającej (7).

12. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że koniec (8) drugiego elementu (4) oddalony od pierwszego elementu (2) jest połączony do folii uszczelniającej (9).

13. Element według zastrz. 11 albo 12, znamienny tym, że pierwszy element (2) i drugi element (4) oraz folie uszczelniające (7, 9) są połączone ze sobą w gazoszczelny sposób, zwłaszcza są spajane.

14. Element według zastrz. 13, znamienny tym, że pierwszy element (2) i drugi element (4) oraz część łącząca (5) i folie uszczelniające (7, 9) tworzą gazoszczelną komorę elastyczną.

15. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszy element (2) i drugi element (4) są wykonane ze sztucznego tworzywa, zwłaszcza z materiału termoplastycznego.

16. Element według zastrz. 15, znamienny tym, że jako sztuczne tworzywo zastosowano polietylen, polipropylen, polibuten, poliamid, poliuretan lub mieszaninę co najmniej dwóch tych sztucznych tworzyw.

17. Element według zastrz. 15 albo 16, znamienny tym, że sztuczne tworzywo jest półprzezroczyste lub przezroczyste.

18. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że liczne pierwsze i/lub drugie elementy (2, 4) są połączone ze sobą.

19. Element według zastrz. 18, znamienny tym, że pierwsze elementy (2) są połączone ze sobą w obszarze ich boku.

20. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że liczne pierwsze i drugie elementy (2, 4) są umieszczone obok siebie.

21. Element według zastrz. 20, znamienny tym, że co najmniej dwa sąsiednie pierwsze i drugie elementy (2, 4) są połączone częścią łączącą (5), która stanowi część wspólną.

22. Element według zastrz. 20, znamienny tym, że liczne pierwsze i drugie elementy (2, 4) umieszczone obok siebie są połączone ze sobą poprzez części łączące (5).

23. Element według zastrz. 20 albo 21, albo 22, znamienny tym, że pierwsze i drugie elementy (2, 4) są usytuowane w odległości i są do siebie równoległe.

24. Element według zastrz. 18 albo 19, albo 20, albo 21, albo 22, znamienny tym, że pierwszy i/lub drugi element (2, 4) mają różne wysokości (H, h) przynajmniej w nieobciążonym stanie elementu amortyzującego (1).

25. Element według zastrz. 1, znamienny tym, że materiał pierwszego elementu (2) oraz drugiego elementu (4) i części łączącej (5) oraz wymiary geometryczne tych części są dobrane dla określenia właściwości amortyzujących elementu amortyzującego (1).