RU2067478C1

RU2067478C1 - Ski fastener and boot

Info

Publication number: RU2067478C1
Application number: RU93033498A
Authority: RU
Inventors: Валерий Иванович Хромов
Original assignee: Валерий Иванович Хромов
Priority date: 1993-06-29
Filing date: 1993-06-29
Publication date: 1996-10-10

Abstract

FIELD: sports equipment. SUBSTANCE: ski fastener has toe and sole parts and respective struts, each composed of two horizontal strips interconnected along ski axis by vertical wall of air shape. Heel part of ski boot is pivotally connected with upper strip of strut and is movable in vertical plane along ski axis. Upper part of boot is provided with rigidity belts, which embrace foot so as to bias it to sole in locations adjacent to inner and outer foot vault and to nonphalanx finger articulations and crus above talocrural articulation. EFFECT: simplified construction and enhanced reliability in operation. 9 cl, 21 dwg

Description

Изобретение относится к спортинвентарю и может быть использовано в конструкциях лыжных крепления и ботинка. The invention relates to sports equipment and can be used in the construction of ski mounts and boot.

Известно лыжное крепление, которое закрепляет ботинок при помощи передней колодки и пяточного автоматического устройства, причем между креплением и лыжей вставлена распорка, в результате чего лыжа крепится к ботинку на некотором расстоянии, что в сравнении с лыжей, имеющей обычное крепление, ведет к увеличению ее кинетического момента относительно оси, проходящей через тазобедренный сустав лыжника при его движении. Кроме того, в зависимости от высоты распорки, которую можно изменять, лыжник в процессе отталкивания может развить повышенный момент силы относительно той же оси, что может привести к дополнительному ускорению скользящей лыжи [1]
Однако величина момента силы, развиваемого толчковой ногой лыжника и передаваемого на скользящую лыжу, полностью зависит от высоты распорки по той причине, что пяточная область ботинка имеет жесткое закрепление, т. е. при отталкивании исключается прогиб подошвы с поднятием каблука над установочной поверхностью, а это существенно ограничивает величину момента силы при отталкивании. Кроме того, жесткое закрепление каблука создает дополнительные нагрузки на суставы и мышцы ноги лыжника при его движении, что приводит к быстрой утомляемости.A ski mount is known, which secures the boot with the front shoe and the heel of an automatic device, and a spacer is inserted between the mount and the ski, as a result of which the ski is attached to the boot at a certain distance, which, in comparison with ski with a conventional mount, increases its kinetic moment relative to the axis passing through the hip joint of the skier during his movement. In addition, depending on the height of the strut, which can be changed, the skier during the repulsion process can develop an increased moment of force relative to the same axis, which can lead to additional acceleration of the sliding ski [1]
However, the magnitude of the moment of force developed by the jogging foot of the skier and transmitted to the sliding ski completely depends on the height of the strut for the reason that the heel area of the boot is rigidly fixed, i.e. when pushing away the sole deflection with the heel raised above the installation surface is excluded, and this significantly limits the magnitude of the moment of force during repulsion. In addition, the rigid fastening of the heel creates additional loads on the joints and muscles of the legs of the skier during his movement, which leads to rapid fatigue.

К тому же крепление расположено не на самой распорке, а на прикрепляемой к ней пластине, т. е. существует лишняя связь в системе жесткости, которая приводит к недостаточной жесткости пятизвенной системы нога ботинок - крепление распорка лыжа, что при значительных нагрузках лыжника может привести к излому распорки или пластины с креплением и, как следствие к падению или травмированию лыжника. In addition, the mount is not located on the spreader itself, but on the plate attached to it, i.e. there is an extra connection in the stiffness system, which leads to insufficient stiffness of the five-link system of the boot foot - fastening the spacer is the ski, which under significant loads of the skier can breaking a spacer or plate with a mount and, as a result, a skier falling or injuring herself.

Известно, что при ходьбе на лыжах как классическим, так и коньковым стилем, ноги лыжника в некоторые моменты времени совершают вращательное движение относительно оси, проходящей через его тазобедренный сустав. Предположив для упрощения, что во время движения ноги лыжника не сгибаются в коленном суставе, можно представить эту ходьбу фрагментом вращательного движения, аналогичного колебаниям маятника с той лишь разницей, что в классическом стиле передвижения вращение ног происходит в плоскостях, параллельных направлению движения, а в коньковом стиле под некоторым углом к нему, т. е. "елочкой". При наложении проекций на вертикальную плоскость, параллельную направлению движения, в упрощенном виде это движение "елочкой" также представляется схожим с колебаниями маятника. Из динамики вращательного движения известно, что если угловая скорость ω всех точек (в данном случае ноги и лыжи) одинакова, то линейная скорость V в зависимости от радиуса вращения R для каждой точки в отдельности различная и выражается формулой V= ωR. Из этой формулы видно, что наибольшая линейная скорость при движении лыжника будет у точек поверхности скольжения лыжи. Также известно, что момент силы М, развиваемый лыжником при отталкивании, определяется формулой M R • F, где F проекция силы отталкивания на направление касательной к окружности, центр которой лежит на оси вращения, а плоскость окружности перпендикулярна этой оси; R радиус или кратчайшее расстояние от оси вращения до линии действия силы. Из формулы видно, что момент силы тем больше, чем больше радиус вращения при неизменной силе отталкивания. Увеличение момента силы при отталкивании лыжника придает дополнительное ускорение его скользящей лыже. Из двух приведенных выше формул динамики вращательного движения можно сделать следующий вывод: для повышения момента сил при отталкивании, т. е. для увеличения скорости передвижения, необходимо как можно выше перенести место закрепления лыжного ботинка от поверхности лыжи с тем, чтобы по возможности больше увеличить расстояние от тазобедренного сустава лыжника до плоскости скольжения лыжи. Другими словами, необходимо увеличить радиус вращения лыжи вокруг тазобедренного сустава лыжника. It is known that when skiing in both classical and skating styles, at some points in time, the skier's legs rotate relative to the axis passing through his hip joint. Assuming for simplicity that the skier’s legs do not bend at the knee during movement, one can imagine this walk as a fragment of rotational motion similar to pendulum vibrations, with the only difference being that in the classical style of movement the legs rotate in planes parallel to the direction of motion, and in the ridge style at some angle to it, that is, the "herringbone". When projections are superimposed on a vertical plane parallel to the direction of motion, in a simplified form this “herringbone” movement also appears to be similar to the oscillations of the pendulum. From the dynamics of rotational motion it is known that if the angular velocity ω of all points (in this case, legs and skis) is the same, then the linear velocity V, depending on the radius of rotation R for each point individually, is different and is expressed by the formula V = ωR. From this formula it is seen that the greatest linear speed during the movement of the skier will be at the points of the ski sliding surface. It is also known that the moment of force M developed by the skier during repulsion is determined by the formula M R • F, where F is the projection of the repulsive force on the direction of the tangent to the circle whose center lies on the axis of rotation and the plane of the circle is perpendicular to this axis; R is the radius or shortest distance from the axis of rotation to the line of action of the force. The formula shows that the moment of force is greater, the greater the radius of rotation with a constant repulsive force. An increase in the moment of force when pushing off the skier gives an additional acceleration to his sliding ski. From the two above formulas of the dynamics of rotational motion, we can draw the following conclusion: to increase the moment of forces during repulsion, i.e., to increase the speed of movement, it is necessary to transfer the place where the ski boot is fixed from the ski surface as high as possible so as to increase the distance as much as possible from the hip joint of a skier to the plane of gliding of the ski. In other words, it is necessary to increase the radius of rotation of the ski around the hip joint of the skier.

Однако не только повышение скорости передвижения является техническим результатом предложенной конструкции. However, not only increasing the speed of movement is the technical result of the proposed design.

Другой немаловажной задачей, на решение которой направлено изобретение, является гарантия безопасности и удобства лыжника. Удобство достигается введением в пяточный узел крепления шарнирного соединения верхней полки распорки с каблуком, что позволяет суставам ноги естественно изгибаться при движении. Безопасность может быть достигнута увеличением жесткости ботинка посредством шарнирного закрепления каблука и применением в конструкции ботинка ремней жесткости, служащих каркасом для достаточно мягкого ботинка и заодно способствующих плотному прижатию ступни к подошве. Этими мерами достигается двойная выгода: уберегаются ноги лыжника от усталости, вывихов и ушибов и повышается прочность каждой в отдельности распорки. Действительно, при отсутствии либо шарнирного закрепления каблука, либо ремней жесткости ботинка, нога под воздействием значительных изгибающих и крутящих нагрузок будет иметь боковые перемещения, что может привести к ее вывихам. Без достаточной жесткости и на каждую в отдельности распорку действуют те же колоссальные нагрузки, что может привести с излому распорок и нанесению травм лыжнику. С шарнирным закреплением каблука и ремнями жесткости ботинка, плотно прижимающими ступню к подошве и блокирующими боковые перемещения ноги, обе распорки как бы составляют монолит с ногой и каждая в отдельности несет лишь половину нагрузок, взаимодемпфируя по нагрузкам друг друга. Поэтому при достаточной жесткости системы нога ботинок крепление лыжи исключаются травмы и вывихи, а также изломы распорок, что в совокупности с естественным изгибом ноги при движении является гарантией безопасности и удобства лыжника. Следует отметить, что шарнирное (нежесткое) закрепление каблука тоже является лишней связью в системе жесткости, в результате чего жесткость снижается, но дело в том, что во время прогиба стопы и голеностопа с отрывом каблука от верхней полки распорки, боковые нагрузки лыжника на шарнирное соединение бывают не столь значительными. Максимальных же значений они достигают во время прижатия каблука к верхней полке, на которой по бокам предусмотрены ограничители боковых перемещений каблука, компенсирующие боковые нагрузки и предохраняющие шарнирное соединение от излома, так что условно можно принять шарнирное закрепление каблука за жесткое без особого снижения общей жесткости системы нога ботинок крепление лыжа. Another important task to be solved by the invention is to guarantee the safety and convenience of a skier. Convenience is achieved by introducing into the calcaneal fastening unit the articulated joint of the upper shelf of the spacer with the heel, which allows the leg joints to naturally bend when moving. Safety can be achieved by increasing the stiffness of the boot by hinging the heel and using stiffening straps in the boot structure, which serve as a frame for a sufficiently soft boot and at the same time contribute to the firm pressing of the foot to the sole. These measures achieve a double benefit: the legs of the skier are protected from fatigue, dislocations and bruises and the strength of each individual strut is increased. Indeed, in the absence of either articulation of the heel or the stiffness of the boot, the leg will have lateral displacements under the influence of significant bending and torsional loads, which can lead to dislocation. Without sufficient rigidity and for each individual strut, the same enormous loads act, which can lead to breaking the struts and causing injury to the skier. With hinged heels and stiffening straps of the boot, tightly pressing the foot to the sole and blocking lateral movements of the foot, both spacers seem to be a monolith with the foot and each separately carries only half of the loads, damping each other's loads. Therefore, with sufficient rigidity of the boot foot system, ski mounting eliminates injuries and dislocations, as well as breaks in the spacers, which, together with the natural bend of the foot during movement, is a guarantee of the safety and comfort of the skier. It should be noted that the hinged (non-rigid) fixing of the heel is also an unnecessary connection in the stiffness system, as a result of which the stiffness is reduced, but the fact is that during the deflection of the foot and ankle with the heel detached from the upper shelf of the spacer, the skier’s lateral loads on the hinge are not so significant. They reach their maximum values while pressing the heel to the upper shelf, on which lateral heel movement limiters are provided on the sides, which compensate for lateral loads and protect the articulated joint from breaking, so that it is possible to take the articulated articulation of the heel as rigid without any particular reduction in the overall rigidity of the leg system boot mount ski.

Сущность изобретения заключается в том, что лыжное крепление содержит носковый и пяточный узлы крепления и соответствующие им распорки, выполненные каждая в виде двух горизонтальных полок, соединенных расположенной вдоль оси лыжи вертикальной стенкой обтекаемой формы, например в виде двутавра. The essence of the invention lies in the fact that the ski mount contains the toe and heel mounts and their respective struts, each made in the form of two horizontal shelves connected by a streamlined streamwise vertical wall located along the axis of the ski, for example in the form of an I-beam.

Кроме того, лыжное крепление может быть выполнено телескопическим с фиксирующим узлом. Нижняя полка распорки может быть выполнена с вертикальными элементами крепления, размещенными в пазах лыжи заподлицо с ее боковыми поверхностями. Носковый узел крепления ботинка может быть выполнен в виде сменной прижимной скобы, передней частью шарнирно закрепленной на верхней полке распорки, причем на свободных концах скобы установлены серьги с внутренними буртиками, входящими в зацепление с верхней полкой. Лыжное крепление может быть выполнено так, что верхняя полка пяточной или носковой распорки шарнирно соединена с каблуком ботинка. Лыжный ботинок может быть выполнен с пазом в передней стенке каблука над голеностопным суставом. И, наконец, шарнирное соединение пяточной распорки с каблуком может быть выполнено в виде трех звеньев, причем это соединение закреплено одним концом с передней частью верхней полки пяточной распорки, а другим концом с помощью установочного звена, входящего в паз каблука. In addition, the ski mount can be made telescopic with a fixing unit. The lower shelf of the spacer can be made with vertical fasteners placed in the grooves of the ski flush with its side surfaces. The nose attachment unit of the boot can be made in the form of a removable clamping bracket, the front part of which is pivotally mounted on the upper shelf of the spacer, and earrings with inner flanges engaging with the upper shelf are mounted on the free ends of the bracket. The ski mount can be made so that the upper shelf of the heel or toe spacer is pivotally connected to the heel of the boot. The ski boot can be made with a groove in the front wall of the heel above the ankle joint. And finally, the heel joint of the heel spacer with the heel can be made in the form of three links, and this connection is fixed at one end to the front of the upper shelf of the heel spacer, and the other end using the installation link included in the groove of the heel.

Известен лыжный ботинок, выполненный в виде сапожка и подошвы с каблуком, позволяющий предохранять ногу от растяжения и ушибов при действии значительных знакопеременных изгибающих и крутящих нагрузок, возникающих при движении лыжника [2]
В известном устройстве используется лишь гибкость голеностопа и он не имеет достаточной жесткости, поскольку ботинок крепится не на самих распорках, а на пластине, закрепленной на них, что в совокупности накладывает дополнительные нагрузки на суставы и мышцы ноги, приводит к преждевременной усталости и увеличению вероятности травмирования лыжника по причине излома распорок или пластины с элементами крепления.Known ski boot, made in the form of a boot and soles with heels, allowing you to protect your leg from stretching and bruises when exposed to significant alternating bending and torque loads that occur when the skier moves [2]
The known device uses only the flexibility of the ankle and it does not have sufficient rigidity, since the boot is not mounted on the braces themselves, but on a plate fixed to them, which together imposes additional loads on the joints and muscles of the leg, leads to premature fatigue and an increased likelihood of injury skier due to a break in spacers or plates with fasteners.

При этом конструкция ботинка, согласно изобретению, обеспечивающая достаточную жесткость закрепленной на распорках четырехзвенной системы нога - ботинок крепление лыжа и позволяющая использовать гибкость стопы в дополнение к гибкости голеностопа, помогает лыжнику выполнять естественные шаги при передвижении с компенсацией избыточных знакопеременных изгибающих и крутящих нагрузок при максимальном снижении вероятности травмирования. At the same time, the boot design, according to the invention, providing sufficient rigidity of the four-link leg-boot system mounted on the spacers, attaching the ski and allowing the use of foot flexibility in addition to the ankle flexibility, helps the skier to take natural steps while moving with compensation for excess alternating bending and torsional loads with maximum reduction likelihood of injury.

Указанный результат достигается тем, что в лыжном ботинке, состоящем из сапожка и подошвы с каблуком, последний имеет шарнирное соединение с верхней полкой распорки и перемещение только в вертикальной плоскости вдоль оси лыжи. This result is achieved by the fact that in a ski boot consisting of a boot and a sole with a heel, the latter has a hinge connection with the upper shelf of the spacer and only move in a vertical plane along the axis of the ski.

На сапожке выполнены ремни жесткости, обеспечивающие охват стопы с прижатием ступни к подошве в районах наружного и внутреннего свода стопы и плюс нефаланговых суставов пальцев, а также охват голени над голеностопным суставом. В отличие от прототипа, на сапожке которого отсутствуют ремни жесткости, заявленная конструкция позволяет лыжнику в процессе отталкивания развивать больший момент силы при прочих равных условиях. В передней стенке каблука выполнен паз. Шарнирное соединение пяточной распорки с каблуком, состоящее из трех звеньев, закреплено одним концом с передней частью верхней полки пяточной распорки, а другим концом с помощью установочного звена, входящего в паз каблука. Stiffening straps are made on the boot, providing coverage of the foot with pressing the foot to the sole in the areas of the external and internal arch of the foot, plus non-phalangeal joints of the fingers, as well as coverage of the lower leg over the ankle joint. Unlike the prototype, on the boot of which there are no stiffeners, the claimed design allows the skier to develop a greater moment of force in the repulsion process, all other things being equal. A groove is made in the front wall of the heel. The swivel joint of the heel spacer with the heel, consisting of three links, is fixed at one end with the front of the upper shelf of the heel spacer, and the other end with the installation link included in the groove of the heel.

На фиг. 1 изображен вид носковой и пяточной распорок (без элементов закрепления) и их взаимное расположение на лыже; на фиг. 2 носковая распорка, выполненная телескопической с фиксирующим узлом; на фиг. 3 - положения О. Ц. Т. тела при различных стойках, принимаемых лыжником в свободном спуске с гор; на фиг. 4 и 5 общий вид конструкции закрепления нижних полок носковой и пяточной распорок с местным разрезом, показывающим закрепление нижней полки при помощи шурупов с полукруглой головкой; на фиг. 6 нижняя полка пяточной распорки с вертикально расположенными элементами закрепления на лыже; на фиг. 7 участок лыжи с вырезными посадочными пазами для установки и закрепления нижней полки пяточной распорки; на фиг. 8 и 9 вид конструкции закрепления нижних полок носковой и пяточной распорок с местным разрезом, показывающим закрепление нижней полки при помощи шурупов с потайной головкой; на фиг. 10 общий вид верхней полки носковой распорки с расположенными на ней элементами, служащими для установки и закрепления ботинка; на фиг. 11 общий вид верхней полки носковой распорки с расположенными на ней элементами, служащими для установки, закрепления и автоматического расцепления ботинка; на фиг. 12 общий вид верхней полки пяточной распорки с расположенными на ней элементами, служащими для установки, закрепления и автоматического разъединения каблука ботинка; на фиг. 13 вид спереди на звено, устанавливаемое внутрь каблука; на фиг. 14 общий вид ботинка; на фиг. 15 - вид спереди на каблук с пазом и охватывающей скобой; на фиг. 16 процесс установки и закрепления каблука на верхней полке пяточной распорки; на фиг. 17 процесс закрепления и расцепления вручную носковой части ботинка на верхней полке носковой распорки; на фиг. 18 и 19 процесс автоматического разъединения крепежного элемента с каблуком ботинка; на фиг. 20 и 21 процесс автоматического расцепления носковой части ботинка. In FIG. 1 shows a view of the toe and heel spacers (without fastening elements) and their relative position on the ski; in FIG. 2 toe strut made telescopic with a locking unit; in FIG. 3 - O. Ts. T. body positions at various stances taken by a skier on a free descent from the mountains; in FIG. 4 and 5, a general view of the fixing structure of the lower flanges of the toe and heel struts with a local cut showing the fixing of the lower flange using screws with a semicircular head; in FIG. 6 lower shelf of the heel strut with vertically located elements of fastening on the ski; in FIG. 7 section of the ski with cut-out landing grooves for installing and securing the lower shelf of the heel strut; in FIG. Figures 8 and 9 show the construction of fixing the lower shelves of the toe and heel struts with a local section showing the fastening of the lower shelf using countersunk screws; in FIG. 10 is a general view of the upper shelf of the toe strut with elements located on it that serve to install and secure the boot; in FIG. 11 is a general view of the upper shelf of the toe strut with elements located on it that serve to install, fasten, and automatically disengage the boot; in FIG. 12 is a general view of the upper shelf of the heel strut with the elements located on it, used to install, secure and automatically disconnect the heel of the boot; in FIG. 13 front view of the link mounted inside the heel; in FIG. 14 general view of the boot; in FIG. 15 is a front view of a heel with a groove and a female brace; in FIG. 16 the process of installing and fixing the heel on the upper shelf of the heel strut; in FIG. 17 the process of fixing and uncoupling manually of the toe of the shoe on the upper shelf of the toe strut; in FIG. 18 and 19, the process of automatically disconnecting the fastener with the shoe heel; in FIG. 20 and 21 process of automatic disengagement of the toe of the boot.

В общем виде (без элементов закрепления) предложенная конструкция лыжного крепления, состоящего из носковой 1 и пяточной 2 двутавровых распорок (в дальнейшем предложенное крепление или носковая и пяточная распорки), устанавливается на лыже 3 в соответствии с фиг. 1, причем расположение и ориентация представлены в системе координат Х, У, Z. Носковая распорка состоит из нижней 4 и верхней 5 горизонтальных полок, соединенных между собой при помощи вертикально расположенной стенки 6, ориентированной площадью наименьшего сечения вдоль продольной оси Х. Пяточная распорка, аналогично носковой, состоит из нижней 7 и верхней 8 горизонтальных полок, соединенных вертикальной стенкой 9 с минимальной площадью сечения вдоль оси Х. Применение двутавра в конструкции предложенного крепления обеспечивает: возможность и удобство закрепления лыжного ботинка на требуемой высоте от установочной поверхности лыжи; экономию материала, а следовательно, снижение веса конструкции; выдерживание больших знакопеременных нагрузок; хорошую обтекаемость снежным и воздушным потоками при значительных габаритах. Применение в качестве материала предложенного крепления, к примеру дюралюминия или специальных пластмасс, позволяет добиться хорошего сочетания требуемых свойств. Благодаря применению этих недорогих материалов предложенное крепление получается легким, прочным и не подверженным коррозии. Для лучшей обтекаемости снежным и воздушным потоками места соединения стенок с верхними и нижними полками выполняются плавно сопряженными по определенному радиусу закругления. По той же причине закругленными выполняются торцы стенок и верхние поверхности нижних полок по наружному периметру. Нижние полки носковой и пяточной распорок предназначены для закрепления на лыже, поэтому ширина этих полок соответствует ширине лыжи. Верхние полки предназначены для закрепления носковой части ботинка (носковая распорка) и его каблука (пяточная распорка), поэтому по форме и размерам (без элементов закрепления) эти полки соответствуют горизонтальным участкам подошвы с рантом и каблука. Стенки носковой и пяточной распорок принимают основную нагрузку при движении лыжника и в сечении горизонтальной плоскостью могут принимать форму профиля с симметричными закруглениями или эллипса (цельного или полого внутри). Ширина стенок выбирается в пределах диапазона от минимальной до максимальной величины. Минимальной шириной стенки относительно продольной оси Х принимается такая величина, в пределах которой действуют максимальные нормальные усилия лыжника на местности без уклона в процессе отталкивания и скольжения. Максимальная ширина стенки ограничивается максимальным продольным размером верхней полки. Сопряжение стенок с нижними полками происходит по линии, образующей середину ширины этих полок, а с верхними полками стенки сопряжены по линии, проходящей от середины носковой части до середины пяточной части обоих полок. Толщина стенок и площади их поперечного сечения определяются расчетом на устойчивость, остальные размеры и величины предложенного крепления, как то: толщины верхних и нижних полок, длины нижних полок, радиусы закругления, уклоны полок все определяется методом прочностного расчета. Лишь диапазон изменения высоты Н предложенного крепления от своего минимального Н_min до максимального Н_max значения следует определить без использования прочностного расчета.In general terms (without fastening elements), the proposed design of a ski mount consisting of a toe 1 and a heel 2 of I-beams (hereinafter the proposed mount or a toe and heel braces) is installed on the ski 3 in accordance with FIG. 1, and the location and orientation are presented in the coordinate system X, Y, Z. The nose strut consists of a lower 4 and upper 5 horizontal shelves, interconnected by a vertically located wall 6, oriented by the smallest section along the longitudinal axis X. Heel strut, similarly to the sock, consists of the lower 7 and upper 8 horizontal shelves connected by a vertical wall 9 with a minimum cross-sectional area along the X axis. The use of an I-beam in the design of the proposed fastening provides: and ease of securing the ski boot to the desired height from the mounting surface of the ski; material saving, and therefore, reduction in the weight of the structure; withstanding large alternating loads; good streamlining of snow and air currents with significant dimensions. The use of the proposed fastening as a material, for example duralumin or special plastics, allows to achieve a good combination of the required properties. Thanks to the use of these inexpensive materials, the proposed fastening is lightweight, durable and not subject to corrosion. For better streamlining with snow and air flows, the joints of the walls with the upper and lower shelves are smoothly conjugated along a certain radius of curvature. For the same reason, the ends of the walls and the upper surfaces of the lower shelves along the outer perimeter are rounded. The lower shelves of the toe and heel spacers are designed to be fixed on the ski, so the width of these shelves corresponds to the width of the ski. The upper shelves are designed to secure the toe of the boot (toe brace) and its heel (heel brace), therefore, in shape and size (without fastening elements), these shelves correspond to horizontal sections of the sole with a welt and heel. The walls of the toe and heel struts take the main load when the skier moves and in the horizontal section can take the form of a profile with symmetrical curves or an ellipse (solid or hollow inside). The width of the walls is selected within the range from the minimum to the maximum value. The minimum wall width relative to the longitudinal axis X is such a value within which the maximum normal efforts of the skier on the terrain without a slope in the process of repulsion and sliding are applied. The maximum wall width is limited by the maximum longitudinal size of the upper shelf. The walls are conjugated with the lower shelves along the line forming the middle of the width of these shelves, and the walls are paired with the upper shelves along the line from the middle of the forefoot to the middle of the heel of both shelves. The wall thickness and their cross-sectional area are determined by stability, the remaining sizes and sizes of the proposed fastening, such as the thickness of the upper and lower shelves, the length of the lower shelves, the radius of curvature, the slope of the shelves are all determined by the method of strength calculation. Only the range of changes in the height H of the proposed fastening from its minimum H _min to the maximum H _max value should be determined without using the strength calculation.

Предложенное крепление может выполняться так, что его высота Н будет регулируемой. Это достигается при выполнении предложенного крепления телескопическим с перемещаемыми (выдвижными) стенками. Так, например, носковая распорка, в упрощенном виде изображенная на фиг. 2, может изменяться по высоте при помощи простейшего фиксатора 10, представляющего собой обыкновенный стопорный винт. В дальнейшем подобная конструкция не рассматривается. Кроме того, предложенное крепление может выполняться в виде единой распорки, обеспечивающей закрепление носковой и пяточной частей ботинка на лыже. Эта конструкция также в дальнейшем не рассматривается. The proposed fastening can be performed so that its height H will be adjustable. This is achieved by performing the proposed telescopic mount with movable (retractable) walls. For example, a toe brace, in a simplified form depicted in FIG. 2, can be changed in height with the help of the simplest lock 10, which is an ordinary locking screw. In the future, such a design is not considered. In addition, the proposed fastening can be performed in the form of a single spacer, which secures the toe and heel parts of the boot on the ski. This design is also not considered further.

Предложенное крепление может использоваться как на беговых (гоночных), так и на прогулочных (походных) лыжах. Для прогулочных лыж при определении минимально необходимой высоты H_min следует знать плотность снежного покрова (для свежевыпавшего снега ρ = 80-190 кг/м³), площадь опорной поверхности (поверхность скольжения) и вес лыжника, т. е. выбирается из расчета движения с минимальным сопротивлением снежного покрова, чтобы лыжный ботинок располагался над снегом. Для беговых лыж эффективность оценивается в первую очередь по возможности увеличения скорости передвижения, которая пропорционально зависит от высоты Н предложенного крепления, поэтому при определении Н_min следует руководствоваться мерами безопасности. Для этого нужно знать рельеф трассы, состояние снежного покрова, роста и вес лыжника. Как выяснено, эффективность ходовых качеств лыжи повышается с ростом высоты Н предложенного крепления, но одновременно с этим увеличивается и его вес. Кроме того, с увеличением высоты Н значительно возрастают нагрузки на группы мышц и сустава ноги и стопы, поэтому для компенсации этих нагрузок применяется специальная обувь. Однако при движении лыжника по пересеченной местности с ускорением или торможением возникают инерционные нагрузки, компенсировать избыток которых специальная обувь не в состоянии, поэтому ограничения максимальной высоты H_max предложенного крепления вводятся в первую очередь из-за увеличения инерционных нагрузок. Чтобы рассчитать H_max предложенного крепления, необходимо рассмотреть факторы, вызывающие инерционные нагрузки. К этим факторам относятся: пересеченность местности, неоднородность состояния снежного покрова. Кроме того, к усугубляющим факторам можно отнести повышенный рост и вес лыжника, а также скорость его передвижения. Проявляются инерционные нагрузки следующим образом: на общий центр тяжести (О.Ц.Т.) тела лыжника, приведенный к точке в районе брюшной полости, при ускорении или торможении действует сила инерции, создавая момент относительно мгновенной оси, проходящей через точку опоры. Величина момента инерции тела лыжника относительно оси (мгновенной) вращения равна произведению массы тела на квадрат расстояния центра массы (О.Ц.Т.) от оси вращения. Наиболее наглядно инерционные нагрузки проявляются, к примеру, в свободном спуске с горы, где их компенсация представляет сложную задачу, поэтому в зависимости от ряда усложняющих факторов, лыжник вынужден занимать ту или иную стойку в соответствии с фиг. 3 (см. "Лыжный спорт". Под. общ. ред. Э. М. Матвеева. М. 1975, с. 86, рис.44), чтобы сохранить положение равновесия. Изображенные стойки спуска различаются по высоте расположения О.Ц.Т. тела (высокая, средняя, низкая) и месту нахождения проекции его в передне-заднем направлении (передняя, основная, задняя). Средняя стойка позволяет достичь примерно равной амплитуды амортизации при прохождении бугра и впадины. Высокая стойка позволяет увеличить амортизацию бугра до 75 уменьшая при этом возможность амортизации впадины до 25 увеличивая амортизацию впадины до 75 Высокая и низкая стойки называются критическими. Переднюю стойку лыжник принимает при спуске с быстро нарастающим ускорением, заднюю при спуске с торможением. В основной стойке лыжник спускается с плавно изменяющимся ускорением (торможением), либо вовсе без ускорения (торможения). Существенным недостатком высокорослых лыжников является высокое расположение О.Ц.Т. тела относительно поверхности скольжения, что приводит к увеличению инерционных нагрузок и существенно ограничивает возможности увеличения высоты H предложенного крепления. Недостатком (относительным) низкорослых лыжников является низкое расположение О.Ц.Т. тела с большими возможностями увеличения высоты Н предложенного крепления, что также неприемлемо, поэтому все расчеты по определению H_max предложенного крепления следует усреднить. По этой причине расчеты целесообразно производить для лыжника среднего роста (170 см), а полученные усредненные результаты могут быть признаны действительными для всех лыжников. Известно, что координатами расположения О. Ц. Т. тела является брюшная полость, а точнее район пуповины. Методом экспериментальных замеров были определены расстояния от точки приложения О.Ц.Т. тела до плоскости скольжения по нормали (с учетом толщин каблука ботинка и обычной лыжи в районе грузовой площадки) при принятии лыжником высокой, средней и низкой стоек. Эти расстояния для лыжника среднего роста составляют: в высокой стойке 96 98 см; в средней стойке 84 86 см; в низкой стойке 72 74 см. Для каждой последующей стойки по отношению к предыдущей характерно изменение величины этих расстояний на 10 14 см или в среднем на 12 см. Представим, что лыжнику среднего роста в свободном спуске на лыжах с обычным креплением выгоднее занять среднюю стойку. Ему же, на том же участке трассы, но на лыжах с предложенным креплением высотой Н 12 см, для снижения статически и динамически возросших инерционных нагрузок (расстояние О. Ц. Т. тела относительно поверхности скольжения, неровности трассы, различия плотностей снежного покрова и т. д.) следует занять более подходящую стойку низкую, снижающую положение О.Ц.Т. тела к поверхности скольжения на те же 12 см, что полностью уравнивает инерционные нагрузки с теми, которые возникали при спуске этого лыжника на лыжах с обычным креплением. Представим, что тот же лыжник, на том же участке трассы увеличит в низкой стойке примерно наполовину длину участка опоры, т. е. сделает разножку, тогда высоту Н предложенного крепления можно увеличить наполовину (Н 18 см) с сохранением требуемой устойчивости, так как возросшие статически и динамически инерционные нагрузки компенсируются выдвижением вперед приблизительно на полступни (допускается и на большую величину) одной из ног. И, наконец, последним резервом, используемым для увеличения высоты Н предложенного крепления, является изменение места нахождения проекции данного лыжника в переднем, либо в заднем направлении при его движении на известном участке трассы в низкой стоке и с выдвинутой вперед ногой. Приращение высоты Н предложенного крепления в этом случае составит не более половины от предыдущего (Н 21 см), что вызвано трудностями компенсации непосредственно динамики (без статики) действия повышенных инерционных нагрузок. Таким образом, для трасс с пересеченным рельефом местности принимается максимально допустимая высота предложенного крепления Н_max 21 см. Для комбинированных трасс (равнинная и пересеченная), лыжникам различного роста и веса, рекомендуется устанавливать предложенное крепление в диапазоне высот: H_min ≅ H ≅ (H_max 21 см). Следует отметить, что в отдельных случаях (равнинная трасса, низкорослый лыжник) допускается устанавливать предложенное крепление большей высоты, чем Н_max, но с четким соблюдением мер безопасности от действия негативных факторов.The proposed mount can be used both on cross-country (racing) and walking (hiking) skiing. For recreational skis, when determining the minimum required height H _min, one should know the density of the snow cover (for fresh snow ρ = 80-190 kg / m ³ ), the area of the supporting surface (sliding surface) and the weight of the skier, i.e., is selected from the calculation of movement with minimal resistance to snow so that the ski boot is located above the snow. For cross-country skiing, effectiveness is assessed primarily by the possibility of increasing the speed of movement, which proportionally depends on the height H of the proposed mount, therefore, when determining H _min , safety measures should be followed. To do this, you need to know the terrain, the state of the snow cover, height and weight of the skier. As it turned out, the ski driving performance increases with height H of the proposed mount, but at the same time its weight also increases. In addition, with an increase in height H, the load on the muscle groups and joints of the legs and feet increases significantly, therefore, special shoes are used to compensate for these loads. However, when a skier moves over rough terrain with acceleration or braking, inertial loads occur, special shoes are not able to compensate for the excess, therefore, restrictions on the maximum height H _{max of the} proposed fastening are introduced primarily due to an increase in inertial loads. To calculate the H _{max of the} proposed fastening, it is necessary to consider the factors causing inertial loads. These factors include: rough terrain, heterogeneity of the state of snow cover. In addition, aggravating factors include increased height and weight of the skier, as well as his speed of movement. Inertial loads are manifested as follows: the inertia force acts on the general center of gravity (O.T.T.T.) of the skier’s body, brought to a point in the abdominal cavity, when accelerating or braking, creating a moment relative to the instantaneous axis passing through the fulcrum. The moment of inertia of the skier’s body relative to the axis of (instantaneous) rotation is equal to the product of the mass of the body by the square of the distance of the center of mass (O.T.T.) from the axis of rotation. Inertial loads are most clearly manifested, for example, in the free descent from the mountain, where their compensation is a difficult task, therefore, depending on a number of complicating factors, the skier is forced to occupy one or another rack in accordance with FIG. 3 (see. "Skiing". Under the general editorship of E. M. Matveev. M. 1975, p. 86, Fig. 44), in order to maintain the equilibrium position. The descent racks shown vary in height of O.Ts.T. body (high, medium, low) and the location of its projection in the anteroposterior direction (anterior, main, posterior). The average stand allows you to achieve approximately equal amplitude of depreciation during the passage of the tuber and the cavity. A high strut allows you to increase the cushioning of the tuber to 75, while reducing the possibility of cushioning the trough to 25 increasing the cushioning of the trough to 75. High and low struts are called critical. The skier accepts the front stance during descent with rapidly increasing acceleration, and the rear stance during descent with braking. In the main rack, the skier descends with smoothly changing acceleration (braking), or without acceleration (braking) at all. A significant drawback of tall skiers is the high location of O.Ts.T. body relative to the sliding surface, which leads to an increase in inertial loads and significantly limits the possibility of increasing the height H of the proposed fastening. The disadvantage (relative) of stunted skiers is the low location of O.Ts.T. bodies with great potential to increase the height H of the proposed mount, which is also unacceptable, therefore, all calculations to determine the H _{max of the} proposed mount should be averaged. For this reason, it is advisable to make calculations for a skier of average height (170 cm), and the obtained average results can be recognized as valid for all skiers. It is known that the coordinates of the location of O. C. C. body are the abdominal cavity, or rather the umbilical cord region. The method of experimental measurements determined the distances from the point of application of O.T.T. the body to the glide plane along the normal (taking into account the thickness of the boot heel and normal ski in the area of the cargo area) when the skier accepts high, medium and low racks. These distances for a skier of average height are: in a high rack 96 98 cm; in an average rack 84 86 cm; in a low rack 72 74 cm. Each subsequent rack in relation to the previous one is characterized by a change in the size of these distances by 10 14 cm or an average of 12 cm. Imagine that it is more profitable for a skier of average height in free skiing with normal fastening to take an average rack. Him, on the same section of the route, but on skis with the proposed fastening with a height of H 12 cm, to reduce statically and dynamically increased inertial loads (the distance of the body of the body relative to the sliding surface, roughness of the track, differences in snow cover densities and t. .d.) should take a more appropriate low stance, reducing the position of O.Ts.T. bodies to the sliding surface by the same 12 cm, which completely equalizes the inertial loads with those that occurred during the descent of this skier on skis with the usual fastening. Imagine that the same skier, on the same section of the route, will increase the length of the support section in a low rack by about half, i.e., make a multiplication, then the height H of the proposed fastener can be increased by half (H 18 cm) while maintaining the required stability, since statically and dynamically inertial loads are compensated by an advance of about half a step (allowed and a large amount) of one of the legs. And, finally, the last reserve used to increase the height H of the proposed mount is to change the location of the projection of the skier in the front or back when moving on a known section of the track in low stock and with his leg extended forward. The increase in height H of the proposed fastening in this case will be no more than half of the previous (H 21 cm), which is caused by the difficulties of directly compensating for the dynamics (without static) of the action of increased inertial loads. Thus, for cross-country trails, the maximum permissible height of the proposed fastening is N _max 21 cm. For combined trails (flat and crossed), for skiers of different heights and weights, it is recommended to install the proposed fastening in the height range: H _min ≅ H ≅ (H _max 21 cm). It should be noted that in some cases (flat track, stunted skier) it is allowed to install the proposed fastener of a greater height than H _max , but with strict observance of safety measures from the action of negative factors.

Теперь следует рассмотреть конструкции, применяемые для закрепления нижних полок предложенного крепления на лыже. Согласно одной из таких конструкций закрепление производится по всему периметру шурупами 11 с полукруглой головкой (см. фиг. 4), причем для головок шурупов соосно с отверстиями растачиваются посадочные места, скрывающие головки и закрепление производится по двум взаимно параллельным плоскостям (см. фиг. 5). Таким образом, ликвидируется уклон нижних полок по плоскости закрепления и не нарушается обтекаемость этих полок. Подобная конструкция закрепления проста в исполнении, но у нее есть существенные недостатки. В процессе действия на верхние полки носковой и пяточной распорок максимальных усилий лыжника, возникают изгибающие моменты М_x и M_y и крутящий момент M_z, которые переносят по стенкам свои максимальные значения M $\binom{max}{x}$ , M $\binom{max}{y}$ и M $\binom{max}{z}$ непосредственно к точкам закрепления нижних полок, т. е. к отверстиями под шурупы. Известно, что вблизи отверстий наблюдается концентрация напряжений по причине резкого изменения геометрической формы или нарушения монолитности материала. В результате действия M $\binom{max}{x}$ или M $\binom{max}{y}$ может произойти излом нижних полок на наиболее ослабленном участке по линии расположения крепежных отверстий в одном из двух взаимно перпендикулярных направлений или в обоих направлениях, т. е. параллельных оси X и (или) Y. Чтобы ослабленные участки нижних полок стали более прочными, необходимо увеличить толщину полок, что приведет к увеличению веса предложенного крепления. Кроме того, эта конструкция закрепления не гарантирована от срыва крепежных шурупов с посадочных мест в том случае, если эти полки имеют вдоль оси X малую протяженность, а изгибающий момент M $\binom{max}{x}$ и крутящий момент M $\binom{max}{z}$ значительны. По этой причине необходимо увеличить длину нижних полок, что также приведет к увеличению веса предложенного крепления. Другая конструкция закрепления нижних полок предложенного крепления не имеет выше перечисленных недостатков. Напротив, нижние полки можно изготовить меньшей толщины и длины. Для достижения этой цели необходимо перенести элементы закрепления нижних полок, имеющие концентраторы напряжений, из зоны опасного воздействия изгибающих моментов M $\binom{max}{x}$ и M $\binom{max}{y}$ . Конструкция элементов закрепления нижних полок как носковой, так и пяточной распорок одинакова и может отличаться лишь по количеству точек (элементов) закрепления. Нижняя полка, к примеру, пяточной распорки с элементами закрепления изображена на фиг. 6, а участок лыжной поверхности с пазами, служащими для установки и закрепления этих полок, изображен на фиг. 7. В общем виде закрепление нижних полок предложенного крепления представлено на фиг. 8. Процесс закрепления производится при помощи шурупов 12 с потайной головкой, для чего в конструкции элементов закрепления выполняются отверстия с фасками под головки шурупов, вворачиваемых вдоль оси Y (см. фиг. 9). Эта конструкция закрепления нижних полок на лыже более надежна и перспективна, нежели предыдущая, хотя и более трудоемкая, так как в боковых поверхностях лыжи необходимо выполнять пазы под элементы закрепления, причем эти пазы, а также элементы закрепления нижних полок должны быть выполнены с большой точностью, чтобы боковые поверхности лыжи и наружные поверхности элементов закрепления располагались в одной плоскости. В противном случае при движении лыжника будет возникать дополнительное сопротивление движению от трения снежного покрова и воздуха о неровности боковых поверхностей лыжи. В отдельных случаях допускается комбинированное закрепление на лыже нижних полок с использованием обеих конструкций закрепления.Now we should consider the structures used to secure the lower shelves of the proposed ski mount. According to one of these designs, fastening is carried out around the entire perimeter with screws 11 with a semicircular head (see Fig. 4), and for the heads of the screws coaxial holes are drilled with holes, hiding the heads and fixing is made in two mutually parallel planes (see Fig. 5 ) Thus, the bias of the lower shelves along the fixing plane is eliminated and the streamlining of these shelves is not disturbed. A similar fastening design is simple to implement, but it has significant drawbacks. During the action on the upper shelves of the toe and heel struts of the skier's maximum efforts, bending moments M _x and M _y and torque M _z arise, which transfer their maximum values M $\binom{max}{x}$ , M $\binom{max}{y}$ and M $\binom{max}{z}$ directly to the fixing points of the lower shelves, i.e. to the holes for the screws. It is known that stress concentration is observed near the holes due to a sharp change in the geometric shape or violation of the solidity of the material. As a result of the action of M $\binom{max}{x}$ or M $\binom{max}{y}$ fracture of the lower shelves can occur in the most weakened area along the line of the mounting holes in one of two mutually perpendicular directions or in both directions, that is, parallel to the X and (or) Y axis. In order to make the weakened sections of the lower shelves become more durable, it is necessary to increase the thickness of the shelves, which will lead to an increase in the weight of the proposed fastening. In addition, this fastening design is not guaranteed to prevent the fastening screws from coming off the seats if these shelves have a small length along the X axis and the bending moment M $\binom{max}{x}$ and torque M $\binom{max}{z}$ significant. For this reason, it is necessary to increase the length of the lower shelves, which will also lead to an increase in the weight of the proposed fastening. Another design of fixing the lower shelves of the proposed mounting does not have the above disadvantages. In contrast, lower shelves can be made of smaller thickness and length. To achieve this goal, it is necessary to transfer the fastening elements of the lower shelves having stress concentrators from the zone of dangerous influence of bending moments M $\binom{max}{x}$ and M $\binom{max}{y}$ . The design of the fastening elements of the lower shelves of both the toe and the heel spacers is the same and can differ only in the number of points (elements) of fastening. The lower shelf, for example, of the heel spacer with fastening elements, is shown in FIG. 6, and a section of the ski surface with grooves for installing and fixing these shelves is shown in FIG. 7. In general, the fastening of the lower shelves of the proposed fastening is shown in FIG. 8. The fastening process is carried out using screws 12 with a countersunk head, for which holes with chamfers are made under the heads of the screws screwed along the Y axis in the design of the fastening elements (see Fig. 9). This design of securing the lower shelves to the ski is more reliable and promising than the previous one, although more laborious, since it is necessary to make grooves for the fastening elements in the side surfaces of the ski, and these grooves, as well as the fastening elements of the lower shelves, must be made with great accuracy, so that the side surfaces of the ski and the outer surfaces of the fastening elements are located in the same plane. Otherwise, when the skier moves, additional resistance will arise to the movement from friction of the snow cover and air about the roughness of the side surfaces of the ski. In some cases, combined fixing on the ski of the lower shelves is allowed using both fixing structures.

Теперь следует рассмотреть, как при помощи каких элементов, расположенных на верхней полке носовой распорки, производится установка и закрепление носковой части лыжного ботинка. Рассмотрим наиболее простую конструкцию, где используются элементы, часто встречающиеся в обычном лыжном креплении, используемым на прогулочных лыжах (см. фиг. 10). Горизонтальный участок (без элементов закрепления) поверхности верхней полки имеет форму и размеры горизонтального участка носковой части подошвы ботинка, спереди и по бокам соответствующие его ранту. Носковая часть ботинка устанавливается и закрепляется на верхней полке жестко. Спереди и по бокам в верхнюю полку запрессовываются установочные шипы 13, на которые надевается подошва ботинка и прижимается по ранту дужкой 14, которая фиксируется законцовками в вертикальных задних ушках по бокам верхней полки при помощи запрессованных в проушины глухих втулок 15. Прижим дужки 14 к ранту ботинка обеспечивается нажатием на пластину 16 с углублением для удобства нажатия. Эта пластина охватывает переднюю часть дужки 14, образуя с ней замкнутую петлю, которая застегивается от углового перемещения дужки относительно законцовок на замок 17, регулирующий усилие прижима дужки 14 к ранту ботинка. Замок крепится на ушках спереди верхней полки при помощи заклепки 18, относительно которой он совершает угловое перемещение без затирания о внутренние поверхности ушек, что обеспечивается установкой по бокам замка шайб 19, сохраняющих зазор. В качестве регулирующего прижим дужки замка может использоваться более совершенный подпружиненный, производящий самозацепление при нажатии на пластину дужки. Задние ушки верхней полки вместе со средними дополнительно выполняют функции, помогая правильной ориентации ботинка на полке при его установке и снижая продольные, боковые и крутящие нагрузки на установочные и закрепляющие элементы при движении лыжника. Отличительной особенностью данной конструкции является более глубокий охват дужкой ранта ботинка, в результате чего обеспечивается его более надежное закрепление на верхней полке носковой распорки. Прижим ранта заканчивается в районе плюснефалангового сустава первого (большого) пальца, обеспечивая плотное прижатие ступни в этом районе к поверхности полки при любых изгибах стопы, связанных с отклонением каблука от установочной поверхности пяточной распорки в процессе отталкивания. Прижим ранта с противоположной стороны полки обеспечивается без линейного смещения по оси X относительно первого прижима, т. е. проекции обоих прижимов на эту ось совпадают. Рассмотренный механизм закрепления носковой части ботинка небезопасен и при больших высотах Н предложенного крепления падение лыжника чревато серьезными последствиями, так как падение может произойти с большой высоты, а механизм расцепления отсутствует. Данную конструкцию целесообразно использовать на лыжах, предназначенных для прогулок и походов, где скорость движения невелика по сравнению со скоростями спортсменов. Для спортсменов необходима конструкция закрепления ботинка, которая имеет механизм расцепления. Наиболее простой в изготовлении и надежной в обеспечении безопасности движения лыжника является конструкция установки и закрепления носковой части ботинка, изображенная на фиг. 11. Горизонтальный участок верхней полки, аналогично с предыдущей конструкцией, имеет ту же форму и размеры (без элементов закрепления) и такие же установочные шипы, на которые надевается подошва ботинка. Передние и задние ушки полки помогают правильной ориентации ботинка при его установке и снижают боковые, продольные и крутящие нагрузки на установочные и закрепляющие элементы при движении лыжника. Закрепление носковой части ботинка осуществляется прижатием его подошвы по ранту дужкой 20, имеющей на законцовках вертикальные прижимные серьги, которые охватывают по бокам верхнюю полку и стопорятся под ее нижней поверхностью при помощи внутренних стопорных буртиков, обеспечивая надежный прижим подошвы ботинка. Дужка в местах прижима имеет плоскую форму и размеры ранта ботинка, для обеспечения равномерности прижатия которого дужка изготавливается несколько вогнутой к ранту. Дужка выполняется сменной и крепится при помощи специального винта 21 спереди верхней полки на ее выступе, имеющем поперечное сквозное отверстий. Осевой люфт дужки выбирается подбором и установкой шайб 22, что обеспечивает угловое перемещение дужки относительно оси закрепления без затирания. Как и в предыдущем случае, в данной конструкции обеспечивается совпадение проекций обоих законцовок дужки на ось X с плотным прижатием ступни в районе плюснефалангового сустава первого пальца к поверхности верхней полки при изгибах стопы, связанных с отклонением каблука от установочной поверхности пяточной распорки в процессе отталкивания. При потере лыжником равновесия с вероятностью его падения вперед по направлению движения изгиб стопы, связанный с перемещением О.Ц.Т. тела вперед, может достичь такой величины, что упругая дужка выходит из зацепления, освобождая носковую часть ботинка от закрепления. Эта конструкция предусматривает ручное закрепление и расцепление, но самым ценным качеством повышения безопасности является обеспечение саморасцепления дужки с освобождением носковой части ботинка в случае потери лыжником равновесия при его падении вперед по направлению движения, т. е. при самом опасном виде падения. Для спортсменов, движущихся с большими скоростями, данная конструкция закрепления необходима. Now you should consider how, with the help of which elements located on the upper shelf of the nose strut, the toe of the ski boot is installed and fixed. Consider the simplest design, which uses elements that are often found in conventional ski mounts used for walking skiing (see Fig. 10). The horizontal section (without fastening elements) of the surface of the upper shelf has the shape and dimensions of the horizontal section of the forefoot of the sole of the shoe, front and sides corresponding to its welt. The forefoot of the boot is fixed and fixed on the upper shelf rigidly. Installation spikes 13 are pressed in front and on the sides of the upper flange, onto which the shoe sole is put on and pressed along the welt by the handle 14, which is fixed by the tips in the vertical rear ears on the sides of the upper shelf with the help of blind bushings pressed into the eyes 15. The clip of the handle 14 to the boot welt provided by pressing on the plate 16 with a recess for ease of pressing. This plate covers the front of the handle 14, forming a closed loop with it, which fastens from the angular movement of the handle relative to the tips on the lock 17, which regulates the force of the clip 14 on the shoulder of the boot. The lock is mounted on the ears in front of the upper shelf with a rivet 18, relative to which it makes an angular movement without rubbing against the inner surfaces of the ears, which is ensured by the installation of washers 19 on the sides of the lock, preserving the gap. As a regulating clip of the castle’s bow, a more perfect spring-loaded spring can be used, which makes self-locking when pressing the handle plate. The rear ears of the upper shelf together with the middle ones additionally perform functions, helping the shoe to be correctly oriented on the shelf during its installation and reducing longitudinal, side and torque loads on the mounting and fixing elements when the skier moves. A distinctive feature of this design is a deeper coverage of the boot welt handle, as a result of which it is more securely fixed to the upper shelf of the toe spacer. The welt clamp ends in the region of the metatarsophalangeal joint of the first (big) toe, providing a tight foot pressure in this area to the surface of the shelf for any bend of the foot associated with the deviation of the heel from the mounting surface of the heel strut during repulsion. The welt clamp on the opposite side of the shelf is provided without linear displacement along the X axis relative to the first clamp, i.e., the projections of both clamps on this axis coincide. The considered mechanism for securing the toe of the boot is unsafe, and at high heights H of the proposed fastening, the fall of a skier is fraught with serious consequences, since a fall can occur from a great height, and there is no trip mechanism. This design is advisable to use on skis intended for walking and hiking, where the speed is low compared to the speeds of athletes. For athletes, a boot fastener design is needed that has a trip mechanism. The easiest to manufacture and reliable in ensuring the safety of the skier is the design of installation and fastening of the toe of the boot, shown in Fig. 11. The horizontal section of the upper shelf, similar to the previous design, has the same shape and dimensions (without fastening elements) and the same mounting spikes on which the shoe sole is worn. The front and rear ears of the shelf help the correct orientation of the boot when installing it and reduce lateral, longitudinal and torque loads on the installation and fixing elements when the skier moves. The toe part of the boot is fastened by pressing its sole on the welt with a handle 20, which has vertical clamping earrings on the tips that cover the upper shelf on the sides and are locked under its lower surface with the help of internal retaining collars, providing reliable clamping of the sole of the boot. The arch in the places of pressure has a flat shape and dimensions of the boot welt, to ensure uniformity of the pressing of which the arch is made somewhat concave to the welt. The handle is removable and fastened with a special screw 21 in front of the upper shelf on its protrusion having a transverse through holes. The axial backlash of the handle is selected by selecting and installing washers 22, which ensures the angular movement of the handle relative to the axis of fixation without mashing. As in the previous case, in this design, the projections of both ends of the arch on the X axis are aligned with the foot pressed firmly in the region of the metatarsophalangeal joint of the first finger to the surface of the upper flange during foot bends associated with the deflection of the heel from the mounting surface of the heel strut during repulsion. If the skier loses his balance with the probability of his falling forward in the direction of motion, a bend of the foot associated with the movement of O.T.T. body forward, can reach such a magnitude that the elastic arm disengages, freeing the toe of the boot from fastening. This design provides for manual fastening and disengagement, but the most valuable quality of improving safety is to ensure self-disengagement of the bow with the release of the toe of the boot in case the skier loses his balance when he falls forward in the direction of travel, i.e., in the most dangerous form of fall. For athletes moving at high speeds, this fastening design is necessary.

Как известно, на лыже с обычным креплением пяточная часть ботинка не закрепляется, а лишь опирается каблуком на установочную поверхность лыжи с подпятником. Для более равномерного распределения на носковую и пяточную распорки нагрузок, возникающих при движении лыжника, следует закрепить как носковую, так и пяточную части ботинка. Это обеспечивает взаимное демпфирование, а точнее, перераспределение избыточных нагрузок, действующих как на носковую, так и на пяточную распорки при достаточной жесткости ботинка. Кроме того, для развития лыжником большего момента силы при отталкивании необходимо, чтобы закрепление пяточной части ботинка по каблуку не препятствовало изгибу стопы с отклонением этого каблука от установочной поверхности пяточной распорки. As you know, the heel of the boot is not fixed on a ski with a usual fastening, but only rests with the heel on the mounting surface of the ski with a thrust bearing. For a more even distribution on the toe and heel struts of the loads arising from the movement of the skier, both the toe and heel parts of the boot should be fixed. This provides mutual damping, or rather, the redistribution of excess loads acting on both the toe and heel spacers with sufficient stiffness of the boot. In addition, for a skier to develop a greater moment of force during repulsion, it is necessary that the heel part of the boot is attached to the heel so that the foot does not bend with the deviation of this heel from the mounting surface of the heel spacer.

Теперь следует рассмотреть конструкцию верхней полки пяточной распорки с расположенными на ней ограничительными, установочными и закрепляющими элементами (см. фиг. 12). Горизонтальный участок верхней полки, предназначенный для установки каблука ботинка, по форме и размерам соответствует горизонтальному участку этого каблука. По бокам полки выполнены вертикальные ушки, которые служат направляющими при установке и закреплении каблука. Кроме того, эти ушки в начальный момент процесса отталкивания и всегда, когда каблук прижат к установочной поверхности полки, значительно снижают боковые нагрузки на установочные и закрепляющие элементы каблука. Для закрепления каблука спереди верхней полки выполнен выступ с крепежным отверстием. На этом выступе шарнирно закреплено при помощи заклепки 23 и шайб 24 звено 25, имеющее в районе соединения с верхней полкой буртики, входящие в зацепление с нижней поверхностью верхней полки и ограничивающие излишнее осевое перемещение этого звена. На нем закреплено шарнирно с использованием заклепки 26 и шайб 27 звено 28, в свою очередь закрепляющее шарнирно с помощью специального винта 29 и шайб 30 звено 21, устанавливаемое в каблук таким образом, что последний может иметь перемещение лишь в вертикальной плоскости вдоль оси лыжи (ось X). Это обеспечивается соответствующим подбором шайб, регулирующих минимальный осевой люфт подвижных звеньев, создавая необходимую жесткость соединения. Закрепление каблука на верхней полке пяточной распорки представляет собой кинематическую цепь, состоящую из подвижных звеньев, соединенных шарнирно и совершающих вращательные движения относительно осей закрепления в процессе отклонения каблука от установочной поверхности при движении лыжника. Лишь последнее звено 31 этой цепи способно совершать как вращательное движение относительно оси, соединяющей его со звеном 28, так и линейное перемещение относительно каблука ботинка. Линейное перемещение этого звена может происходить в том случае, если каблук отклонится от установочной поверхности на угол, больший предельно допустимого, т. е. в том случае, если лыжник потеряет равновесие (падение вперед). В этом случае произойдет принудительное выталкивание звена 31 с освобождением его от закрепления в каблуке. Это звено выполняется уклоном верхней и боковых стенок (см. фиг. 13), что необходимо для его самоизвлечения в особых случаях (падение лыжника) свободно и без затирания об установочные поверхности внутри каблука. Кроме того, уклон верхней стенки этого звена выполнен со звеном 28, располагающимся внутри каблука, выполнен без уклона. Это необходимо для того, чтобы избежать самопроизвольного выпадения звена из каблука при его отклонении от верхней полки на угол, близкий предельно допустимому. Для предложенного крепления, в котором не предусмотрено автоматическое расцепление ботинка, допускается выполнять звено 31 без уклона верхней стенки. Свободный (угловой) ход закрепляемого на верхней полке каблука в диапазоне от нуля до предельного значения обеспечивается соответствующим подбором звеньев кинематической цепи по размерам с приданием этим звеньям необходимой формы. Элементы закрепления и установки предложенного крепления могут выполняться из прочного коррозионно-стойкого материала, например из стали. Now we should consider the design of the upper flange of the heel strut with the restrictive, installation and fixing elements located on it (see Fig. 12). The horizontal section of the upper shelf, designed to install the shoe heel, in shape and size corresponds to the horizontal section of this heel. On the sides of the shelf are vertical ears that serve as guides when installing and securing the heel. In addition, these ears at the initial moment of the repulsion process, and always when the heel is pressed against the mounting surface of the shelf, significantly reduce lateral loads on the mounting and fixing elements of the heel. To fix the heel in front of the upper shelf, a protrusion with a mounting hole is made. On this protrusion, a link 25 is pivotally mounted using rivets 23 and washers 24, having flanges in the area of connection with the upper shelf that engage with the lower surface of the upper shelf and limit excessive axial movement of this link. It is pivotally mounted using a rivet 26 and washers 27 to link 28, which in turn is pivotally mounted using a special screw 29 and washers 30 to link 21, which is installed in the heel so that the latter can only move in a vertical plane along the axis of the ski (axis X). This is ensured by the appropriate selection of washers that regulate the minimum axial play of the movable links, creating the necessary rigidity of the connection. The heel fastening on the upper flange of the heel strut is a kinematic chain consisting of movable links pivotally and performing rotational movements relative to the fixing axes in the process of the heel deviating from the mounting surface when the skier moves. Only the last link 31 of this chain is capable of performing both rotational motion about the axis connecting it to link 28, and linear movement relative to the heel of the boot. A linear movement of this link can occur if the heel deviates from the installation surface by an angle greater than the maximum permissible, i.e., if the skier loses balance (fall forward). In this case, there will be a forced ejection of the link 31 with the release of it from fixing in the heel. This link is performed by sloping the upper and side walls (see Fig. 13), which is necessary for its self-extraction in special cases (skier falling) freely and without rubbing against mounting surfaces inside the heel. In addition, the slope of the upper wall of this link is made with a link 28 located inside the heel, made without bias. This is necessary in order to avoid spontaneous loss of the link from the heel when it deviates from the upper shelf by an angle close to the maximum permissible. For the proposed fastening, which does not provide for automatic release of the boot, it is allowed to perform link 31 without biasing the upper wall. The free (angular) stroke of the heel fixed on the upper shelf in the range from zero to the limit value is ensured by the appropriate selection of the kinematic chain links in size, giving these links the necessary shape. The fastening elements and the installation of the proposed fastening can be made of durable corrosion-resistant material, such as steel.

Теперь следует рассмотреть конструкцию лыжного ботинка. К нему предъявляется ряд требований. Основным из них является предохранение ноги лыжника от переломов и вывихов в связи с большими нагрузками на нее во время движения вследствие закрепления ботинка на высоте Н предложенного крепления. Другими словами, ботинок должен обеспечивать безопасность движения лыжника с возможностью автоматического расцепления в случае потери равновесия. Ботинок должен обеспечивать предохранение от переломов и вывихов наиболее уязвимых мест ноги, каковыми являются наружный и внутренний своды и голеностопный сустав, т. е. должен обладать достаточной прочностью и жесткостью. Вместе с тем ботинок должен обладать гибкостью для обеспечения его подвижности. И, наконец, ботинок должен быть легким и удобным, а также обладать высокой износоустойчивостью. Now you should consider the design of the ski boot. It has a number of requirements. The main one is the protection of the skier’s legs from fractures and dislocations due to heavy loads on it during movement due to fixing the boot at a height H of the proposed fastening. In other words, the boot should ensure the safety of the skier with the possibility of automatic disengagement in case of loss of balance. The boot should provide protection against fractures and dislocations of the most vulnerable parts of the leg, which are the external and internal arches and ankle joint, i.e., should have sufficient strength and rigidity. However, the boot must have the flexibility to ensure its mobility. And, finally, the boot should be lightweight and comfortable, and also have high wear resistance.

Рассмотрим конструкцию, изображенную на фиг. 14. Ботинок 32 выполняется в форме достаточно высокого сапожка 33 из легкого прочного и износоустойчивого материала, например из натуральной кожи или искусственного материала, при этом сапожок плотно облегает ногу в районах стопы и голени. Прочная и эластичная подошва с каблуком 34, по возможности выполненные воедино, например, из резины, жестко присоединяются к ботинку. Идеальным по обеспечению прочности может считаться ботинок, в котором подошва, каблук и сапожок представляют монолит. Таким методом изготовлен обычный резиновый сапог, поэтому при выполнении ботинка из искусственного материала, допускается подобное изготовление. Подошва из толстой резины хорошо выдерживает многократные циклы нагружения на изгиб. В носковой части подошва образует сандальный рант, посредством которого носковая часть прижимается дужкой на верхней полке. Снизу носковой части подошвы выполняются глухие отверстия под установочные шипы верхней полки. Изнутри ботинок подбивается мягкой подкладкой по всем его боковым поверхностям, включая язык и голенище. Это необходимо для предохранения стопы от стирания и для утепления ботинка. Кроме того, мягкая толстая подкладка способствует более плотному облеганию ноги при шнуровке ботинка. Стелька ботинка выполняется из более плотного и жесткого материала, например из войлока. Ботинок шнуруется прочным мягким шнурком 35, который вдевается в пистоны 36 сверху вниз, что позволяет добиться неодинаковой плотности шнуровки, которая обеспечивает плотное облегание ноги ботинком. Для более плотного прижатия ступни к подошве в передней и средней частях ботинка выполняются ремни жесткости 37 с застежками, причем первый ремень располагается в районе над плюснефаланговым суставом первого пальца ноги, а второй как бы охватывает наружный и внутренний своды стопы, причем этот ременный охват в средней части располагается на подъеме стопы немного ниже участка продольного изгиба ноги в голеностопном суставе, не затрудняя этого изгиба. Передний и средний ремни служат не только для прижатия ступни к подошве. Их основное назначение уберечь стопу от вывихов и переломов при воздействии больших нагрузок на наружный и внутренний своды стопы и на суставы пальцев. Поэтому эти ремни выполняют функции каркаса, принимая на себя основную тяжесть от нагрузок и увеличивая прочность и жесткость ботинка. Подобную задачу выполняет двойной ремень жесткости 38 с застежками, прикрепляемый к тыльной стороне голенища ботинка выше голеностопного сустава и охватывающий участки голени чуть выше этого сустава. При достаточном затягивании этого ремня, голеностопный сустав будет застрахован от изгиба ноги в поперечном направлении, так как ремень вместе с материалом ботинка принимает на себя основную тяжесть изгибающих нагрузок, что также увеличивает прочность и жесткость ботинка и снижает вероятность вывихов и переломов ноги в районе щиколотки. Отличительной особенностью от ранее известных конструкций лыжного ботинка является то обстоятельство, что каблук предложенного ботинка закрепляется шарнирно на верхней полке пяточной распорки, с возможностью отклонения от установочной поверхности в вертикальной плоскости вдоль лыжи, при движении лыжника. В передней стенке каблука выполняется паз (см. фиг. 15) типа "ласточкин хвост", имеющий форму и размеры звена 31, помещаемого в этот каблук для его закрепления. Паз несколько снижает жесткость каблука, поэтому для его усиления на всю длину паза выполняется металлическая охватывающая скоба 39, которая подобно арматуре вплавляется в каблук в процессе его изготовления. Однако эта скоба предназначена не только для упрочнения каблука. Другое ее назначение заключается в принудительном выталкивании звена 31 из посадочного паза каблука, т. е. в освобождении каблука от закрепления при потере лыжником равновесия. Скоба спереди имеет местный уклон в пределах ширины паза каблука, что необходимо для облегчения установки звена 31 внутрь паза при закреплении каблука. Consider the construction shown in FIG. 14. Boot 32 is made in the form of a sufficiently high boot 33 made of lightweight durable and wear-resistant material, for example, genuine leather or artificial material, while the boot fits snugly around the foot and lower leg. Strong and elastic sole with a heel 34, if possible made together, for example, of rubber, rigidly attached to the boot. An ideal shoe for ensuring strength is a shoe in which the sole, heel and boot represent a monolith. Using this method, a regular rubber boot is made, so when making a boot from artificial material, such a manufacture is allowed. The thick rubber sole withstands multiple bending cycles. In the forefoot, the sole forms a sandal-plated welt, by means of which the forefoot is pressed by the arch on the upper shelf. From the bottom of the toe of the sole, blind holes are made for the installation spikes of the upper shelf. From the inside, the shoes are lined with a soft lining on all its lateral surfaces, including the tongue and bootleg. This is necessary to protect the foot from abrasion and to insulate the boot. In addition, a soft thick lining contributes to a tighter fit of the leg when lacing the boot. The insole of the boot is made of a denser and more rigid material, such as felt. The shoe is laced with a strong soft lace 35, which is threaded into the pistons 36 from top to bottom, which makes it possible to achieve an unequal lacing density, which provides a tight fit to the foot of the shoe. To tighten the foot against the sole in the front and middle parts of the boot, stiffening belts 37 with fasteners are made, the first belt being located in the area above the metatarsophalangeal joint of the first toe, and the second one, as it were, covers the outer and inner arches of the foot, and this belt coverage in the middle part is located on the rise of the foot slightly below the site of the longitudinal bend of the leg in the ankle joint, without complicating this bend. The front and middle belts are not only for pressing the foot to the sole. Their main purpose is to protect the foot from dislocations and fractures when large loads are applied to the external and internal arches of the foot and to the joints of the fingers. Therefore, these belts perform the functions of the frame, taking on the bulk of the load and increasing the strength and rigidity of the boot. A similar task is performed by a double stiffening belt 38 with fasteners, attached to the back side of the boot shaft above the ankle joint and covering parts of the shin just above this joint. With sufficient tightening of this belt, the ankle joint will be protected from bending the leg in the transverse direction, since the belt together with the boot material assumes the main burden of bending loads, which also increases the strength and stiffness of the boot and reduces the likelihood of dislocation and fracture of the leg in the ankle region. A distinctive feature from previously known designs of the ski boot is the fact that the heel of the proposed boot is pivotally mounted on the upper shelf of the heel strut, with the possibility of deviation from the installation surface in a vertical plane along the ski when the skier moves. A groove (see FIG. 15) of the dovetail type is made in the front wall of the heel, having the shape and dimensions of the link 31 placed in this heel to secure it. The groove slightly reduces the stiffness of the heel, therefore, to strengthen it over the entire length of the groove, a metal covering bracket 39 is made, which, like a reinforcement, is melted into the heel during its manufacture. However, this bracket is not only designed to strengthen the heel. Its other purpose is to force the link 31 out of the landing groove of the heel, i.e., to free the heel from fastening when the skier loses his balance. The front bracket has a local slope within the width of the groove of the heel, which is necessary to facilitate the installation of the link 31 inside the groove when securing the heel.

Учитывая, что установка и закрепление лыжного ботинка производится на высоте Н предложенного крепления, необходимо использование специальной конструкции лыжи, позволяющей наиболее эффективно использовать предложенные крепление и ботинок. По этой причине целесообразно использовать лыжу, аналогичную представленной в патенте RU N 2004282, кл. A 63 C 5/04. Иная конструкция лыжи не подходит вследствие недостаточной продольной устойчивости ("рыскание", ход, "юзом", разъезжание в разные стороны), либо недостаточной управляемости (маневренности), вынуждающей лыжника прилагать значительные усилия при выполнении того или иного маневра. Given that the installation and fastening of the ski boot is carried out at a height H of the proposed mount, it is necessary to use a special ski design that allows the most efficient use of the proposed mount and boot. For this reason, it is advisable to use a ski similar to that presented in patent RU N 2004282, cl. A 63 C 5/04. A different design of the ski is not suitable due to insufficient longitudinal stability (“yawing”, running, “use”, moving in different directions), or insufficient controllability (maneuverability), forcing the skier to make considerable efforts when performing this or that maneuver.

Рассмотрим процесс установки и закрепления ботинка на носковой и пяточной распорках. Прежде всего производится установка и закрепление каблука ботинка на верхней полке пяточной распорки. Для этой цели каблук подводится сзади полки к ее направляющим ушкам (см. фиг. 16). Элементы, предназначенные для закрепления каблука, располагаются так, что звено 25 упирается своими буртиками в нижнюю поверхность полки, занимая по длине горизонтальное положение, а шарнирно соединенные с ним звенья 28 и 31 также горизонтально располагаются по длине, причем звено 31 лежит на верхней полке и его свободный конец направлен в сторону установочного паза каблука. Далее лыжник, опираясь каблуком о верхнюю поверхность полки, движет его вперед так, чтобы ушки с обеих сторон охватывали этот каблук и направляли его без значительного перекоса к звену 31. После приближения каблука вплотную к этому звену начинается его установка в тело каблука, чему способствует наличие фасок на свободном конце звена и скобе на входе в паз каблука. Consider the process of installing and securing the boot on the toe and heel spacers. First of all, the boot heel is installed and fixed on the upper shelf of the heel strut. For this purpose, the heel is brought in from the back of the shelf to its guide ears (see Fig. 16). Elements intended for fixing the heel are arranged so that the link 25 abuts its flanges on the lower surface of the shelf, occupying a horizontal position along the length, and the links 28 and 31 pivotally connected to it are also horizontally located along the length, and the link 31 lies on the upper shelf and its free end is directed towards the installation groove of the heel. Next, the skier, leaning the heel on the upper surface of the shelf, moves it forward so that the ears on both sides cover this heel and direct it without significant skew to link 31. After approaching the heel close to this link, its installation in the body of the heel begins, which is facilitated by chamfers at the free end of the link and the bracket at the entrance to the groove of the heel.

В момент соприкосновения со скобой звено, приподняв над поверхностью полки свободный конец, начинает погружаться в тело каблука. Затем лыжник резким движением досылает каблук вперед до полной установки этого звена. Процесс разъединения каблука (при незакрепленной носковой части ботинка) производится с помощью резкого движения ногой назад так, чтобы каблук перемещался по установочной поверхности между направляющими ушками, в результате чего звено 31 выходит из тела каблука, освобождая его от закрепления. At the moment of contact with the bracket, the link, lifting the free end above the surface of the shelf, begins to sink into the body of the heel. Then the skier with a sharp movement sends the heel forward to the full installation of this link. The process of disengaging the heel (with the toe of the boot unfastened) is carried out by a sharp backward movement of the foot so that the heel moves along the mounting surface between the guide ears, as a result of which the link 31 leaves the body of the heel, freeing it from fastening.

Теперь рассмотрим процесс установки и закрепления носковой части ботинка на верхней полке носковой распорки (при закрепленном каблуке). Для этого носковая часть ботинка плавно опускается на полку так, чтобы ее установочные шипы совпали и погрузились в отверстия подошвы. После этого подошва прижимается по ранту к поверхности полки дужкой. Прижимное усилие регулируется замком, фиксирующим дужку в зажатом состоянии. Рассмотренный процесс установки и закрепления носковой части ботинка применим для носковой распорки, не имеющей механизма автоматического расцепления. Now consider the process of installing and securing the toe of the boot on the upper shelf of the toe strut (with the heel attached). To do this, the toe of the boot gently lowers onto the shelf so that its mounting spikes align and sink into the holes of the sole. After that, the sole is pressed along the welt to the surface of the shelf with a bow. The pressing force is regulated by a lock securing the handle in the clamped state. The considered installation and fastening process of the toe of the boot is applicable to the toe spacer that does not have an automatic release mechanism.

Рассмотрим установку и закрепление носковой части ботинка на верхней полке, имеющей механизм автоматического расцепления (см. фиг. 17). Установка производится аналогично выше описанному процессу при откинутой вперед дужке, которая шарнирно закреплена на переднем выступе верхней полки. После установки производится процесс закрепления подошвы по ранту дужкой, которая своими законцовками с вертикальными прижимными серьгами подводится к ранту до соприкосновения с ним внутренних стопорных буртиков серег, предназначенных для зацепления на нижней поверхности верхней полки. Затем лыжник большими пальцами обеих рук прикладывает разжимающее усилие к верхним ушкам серег в направлениях, обозначенных горизонтальными стрелками. При достижении необходимого усилия зажатия дужки, ее стопорные буртики больше не упираются в верхние края ранта ботинка и тогда лыжник, не уменьшая разжимающего усилия, начинает теми же пальцами рук производить нажимное усилие в направлении, указанном вертикальными стрелками (вниз). Нажатие производится до тех пор, пока стопорные буртики дужки не пройдут рант ботинка и боковую поверхность полки. После этого лыжник снимает разжимающее и нажимное усилия, в результате чего стопорные буртики дужки, по причине ее достаточной жесткости, зацепляются под нижней поверхностью верхней полки, обеспечивая закрепление носковой части ботинка. Расцепление носковой части ботинка вручную производится в результате приложения большими пальцами рук разжимающего усилия (горизонтальные стрелки) и затем, не снимая этого усилия, прикладывается вытяжное усилие (вертикальные пунктирные стрелки) до расцепления дужки и освобождения носковой части ботинка. Consider the installation and fastening of the toe of the boot on the upper shelf, with a mechanism for automatic disengagement (see Fig. 17). Installation is carried out similarly to the process described above with the bow folded forward, which is pivotally mounted on the front protrusion of the upper shelf. After installation, the process of fixing the sole on the welt with a handle is carried out, which is brought to the welt with its tips with vertical clamping earrings until the inner retaining collars of the earrings are in contact with them, intended for engagement on the lower surface of the upper shelf. Then the skier with the thumbs of both hands applies a tensile force to the upper ears of the earrings in the directions indicated by the horizontal arrows. When the necessary clamping force is reached, its retaining collars no longer abut the upper edges of the boot welt and then the skier, without decreasing the unclenching force, begins to apply pressure with the same fingers in the direction indicated by the vertical arrows (down). Pressing is done until the retaining collars of the bow pass the boot welt and the side surface of the shelf. After that, the skier relieves the unloading and pressing forces, as a result of which the retaining collars of the bow, due to its sufficient rigidity, engage under the lower surface of the upper shelf, ensuring the fastening of the toe of the boot. Manual disengagement of the toe of the boot is carried out as a result of the thumbs applying a tensile force (horizontal arrows) and then, without removing this force, a pulling force (vertical dashed arrows) is applied until the bow is disengaged and the toe of the boot is released.

Теперь рассмотрим работу механизма автоматического расцепления ботинка. Этот механизм срабатывает в случае потери лыжником равновесия и его падения вперед по направлению движения. Элементы механизма расцепления расположены на верхних полках носковой и пяточной распорок, а также на ботинке. Рассмотрим последовательность процесса автоматического расцепления ботинка при падении лыжника вперед. На начальном этапе процесса падения О.Ц.Т. тела лыжника перемещается вперед и каблук ботинка опорной ноги отклоняется от установочной поверхности на предельный угол (см. фиг. 18). Далее каблук перемещаться не может, так как закрепляющие его шарнирно соединенные звенья 25 и 28 расположились по своей максимальной длине в линию относительно точек соединения. Но О.Ц.Т. тела лыжника продолжает перемещаться вперед, что приводит к созданию дополнительного усилия на каблук, который стремится отклониться на больший угол. В результате этого на установленное в каблуке звено 31 в точке соединения со звеном 28 действуют силы F₁ и F₂. Растягивающее усилие F₁ действует по линии расположения соединительных точек (23, 26, 26 звеньев 25, 28, 31) в направлении к точкам 23 и 26. Усилие F₂ образуется в результате действия на звено 28 передней кромки с фаской скобы 39. Полученное при этом взаимодействие усилие направлено под углом α к усилию F₁. Результирующий усилия F₁ и F₂ является выталкивающее усилие F, которое при отклонении каблука ботинка на угол, больший критического, производит полезную работу по линейному перемещению звена 31 и выталкиванию его из тела каблука (см. фиг. 19). После освобождения каблука от закрепления происходит расцепление носковой части ботинка. В момент расцепления каблука основное усилие P_max опорной ноги приходится на плюснефаланговый сустав первого пальца (см. фиг. 20).Now consider the operation of the mechanism of automatic release of the boot. This mechanism works if the skier loses his balance and falls forward in the direction of travel. Elements of the trip mechanism are located on the upper shelves of the toe and heel struts, as well as on the boot. Consider the sequence of the process of automatic disengagement of the boot when the skier falls forward. At the initial stage of the fall process O.Ts.T. the body of the skier moves forward and the heel of the boot of the support leg deviates from the installation surface by the limit angle (see Fig. 18). Further, the heel cannot move, since the pivotally connected links 25 and 28 securing it are located along their maximum length in a line relative to the connection points. But O.Ts.T. The skier’s body continues to move forward, which creates an additional effort on the heel, which tends to deviate to a larger angle. As a result, the forces F ₁ and F ₂ act on the link 31 installed in the heel at the point of connection with the link 28. The tensile force F ₁ acts along the location line of the connecting points (23, 26, 26 of the links 25, 28, 31) towards the points 23 and 26. The force F _{2 is} formed as a result of the action on the link 28 of the leading edge with the chamfer 39. Obtained with In this interaction, the force is directed at an angle α to the force F ₁ . The resulting force F ₁ and F ₂ is the buoyant force F, which, when the shoe heel is deflected by an angle greater than the critical one, does the useful work of linearly moving the link 31 and pushing it out of the body of the heel (see Fig. 19). After releasing the heel from fastening, the toe of the boot is disengaged. At the moment of disengagement of the heel, the main force P _{max of the} supporting leg falls on the metatarsophalangeal joint of the first finger (see Fig. 20).

В дальнейшем процесс падения лыжника прогрессирует, в результате чего О. Ц.Т. тела продолжает смещаться вперед и, стремясь сохранить равновесие, лыжник вынужден переносить основное усилие P_max на основание первого пальца и даже дальше (см. фиг. 21). Действуя мощным рычагом, длина которого исчисляется расстоянием от точки приложения О.Ц.Т. тела до установочной поверхности верхней полки, лыжник производит работу по переносу усилия P_max от плюснефалангового сустава первого пальца до его основания. Результатом этой работы является преодоление рантом ботинка сжимающего усилия законцовок дужки и, как результат выход стопорных буртиков дужки из зацепления с нижней поверхностью верхней полки. Свободная от зацепления дужка при продолжении падения лыжника легко откидывается рантом ботинка вперед.In the future, the process of falling a skier progresses, as a result of which O. Ts.T. body continues to move forward and, trying to maintain balance, the skier is forced to transfer the main force P _max to the base of the first finger and even further (see Fig. 21). Acting as a powerful lever, the length of which is calculated by the distance from the point of application of O.Ts.T. body to the installation surface of the upper shelf, the skier performs the work of transferring the force P _max from the metatarsophalangeal joint of the first finger to its base. The result of this work is to overcome the boot welt compressive efforts of the endings of the arch and, as a result, the retaining collars of the arch out of engagement with the lower surface of the upper shelf. When the skier continues to fall, the bow-free bow easily reclines with the boot welt forward.

Claims

1. Ski mount containing the toe and heel mounts and the corresponding struts, characterized in that each strut is made of two horizontal shelves connected by a streamlined streamlined vertical wall located along the axis of the ski.

2. Ski mount according to claim 1, characterized in that the strut is made telescopic with a fixing unit.

3. Ski mount according to claim 1, characterized in that the strut is made in the form of an I-beam, the wall of which is located along the axis of the ski.

4. A ski mount according to claim 1, characterized in that the lower shelf of the spacer has vertical mounts located in the grooves of the ski flush with its side surfaces.

5. A ski mount according to claim 1, characterized in that the toe mount of the boot is made in the form of a removable hold-down bracket, the front part of which is pivotally mounted on the upper shelf of the spacer, and earrings with inner flanges engaging with the upper shelf are mounted on the free ends of the bracket .

6. Ski mount according to claim 1, characterized in that the upper shelf of the heel strut is pivotally connected to the heel of the boot.

7. A ski boot, consisting of a boot and a sole with a heel, characterized in that the heel has a hinge joint with the upper shelf of the spacer and only moves in a vertical plane along the axis of the ski if there are stiffness straps on the boot to provide coverage of the foot with the step pressed against the sole in areas of the external and internal arches of the foot and metatarsophalangeal joints of the fingers and coverage of the lower leg over the ankle joint.

8. The boot according to claim 7, characterized in that a groove is made in the front wall of the heel.

9. Ski mount according to paragraphs. 1 and 6, characterized in that the swivel joint of the heel spacer with the heel, consisting of three links, is fixed at one end with the front of the upper shelf of the heel spacer, and the other end with the installation link included in the groove of the heel.