Устройство крепления обуви на педали велосипеда или аналогичного механизма

 

Использование: для крепления обуви на педали велосипеда или аналогичного механизма. Сущность: устройство содержит на корпусе 2 педали средство 14 фронтального упора, расположенное впереди оси X, и орган 6 заднего зацепления, который может перемещаться против упругого возвращающего усилия, средства удержания вверху для взаимодействия со средствами удержания, имеющимися под подошвой, закрепленную под подошвой прокладку 15, которая спереди имеет средство фронтального упора. В прокладке 15 имеется по меньшей мере один нижний элемент зацепления, выступающий назад и ограничивающий поперечный паз. По меньшей мере на одном поперечном конце заднего элемента имеется грань 35b, наклоненная под определенным углом по отношению к поперечному направлению прокладки. Грань 35b и ближняя часть заднего элемента образуют двугранный угол, выпуклость которого направлена наружу. Грань 35b позволяет расцепление путем извлечения бортика вверх при повороте с определенной амплитудой в заданном направлении на угол, меньший максимального угла поворота, при котором устройство еще оказывает упругое возвращающее усилие на прокладку. 19 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к устройству крепления обуви на педали велосипеда или аналогичного механизма, которое имеет корпус педали, вращающийся вокруг поперечной оси.

Устройство крепления по изобретению имеет на корпусе педали устройство фронтального упора, располагающееся впереди поперечной оси, и задний орган зацепления, расположенный сзади оси и имеющий прямую кромку зацепления, параллельной оси, который может перемещаться в направлении, перпендикулярном к этой оси, против действия упругого возвратного усилия, на корпусе педали перед осью средства удержания от перемещения вверх, которые взаимодействуют с дополнительными средствами удержания, предусмотренными под подошвой, прокладку для закрепления под подошвой обуви, которая спереди имеет средство фронтального упора, сопряженное со средством упора педали и сзади имеет средство зацепления для взаимодействия с задним краем зацепления корпуса педали, причем блокировка обуви на педали может быть получена путем воздействия нажатия ноги на педаль, указанная прокладка имеет по меньшей мере одну нижнюю кромку зацепления, выступающую сзади и ограничивающую поперечный паз, выходящий с каждой поперечной стороны, при этом по меньшей мере один поперечный конец заднего края ограничен стенкой, наклоненной под углом (i), определяемым по отношению к поперечному направлению прокладки, расцепление получается путем извлечения вверх края при скручивании с амплитудой, равной углу i в заданном направлении. Устройство крепления подобного типа описано в патенте ФРГ N 8620037.

Такое устройство имеет много недостатков. Расстояние, которое разделяет два поперечных паза, определяет одновременно жесткость раскрыва (проема) при кручении и освобождении обуви вверх, когда упругие стержни тангенциально касаются цилиндра. Из этого следует, что угол высвобождения обуви определяется только концом упругого воздействия возврата и что вблизи положения высвобождения практически отсутствует упругое возвратное воздействие. Последнее обстоятельство особенно нежелательно, так как это не позволяет хорошо контролировать освобождение ноги, и может происходить несвоевременное освобождение ноги. Если считать, что раскрыв при кручении в 20^о уже значителен для того, чтобы велосипедист мог быстро освободить ногу, то такой угол недостаточен для определенной жесткости удержания при скручивании, поскольку в выражение для момента возврата входит синус угла, который небольшой. Иными словами необходимо иметь тяжелую и имеющую большие размеры пружину, которая бы оказывала большое усилие. Для блокировки устройства по патенту ФРГ N 8620037 требуется вставить втулку в муфту, что, с одной стороны, затрудняет блокировку "вслепую" и, с другой стороны, требует центра вращения обуви при скручивании, располагающегося на оси муфты. Взаимодействие втулки и муфты не оставляет никакой возможности определенной свободы бокового трансляционного перемещения обуви по отношению к педали.

Известно устройство крепления по патенту Великобритании N 20289. Надежность этого устройства не совсем удовлетворительная. Кроме того, вертикальный упор обуви на педаль осуществляется с некоторой упругостью, что нежелательно для спортивного педалирования.

По патентам Великобритании N 20289, США N 4538480 и N 4640151 видно, что известно и является предпочтительным жеско фиксировать подошву обуви средствами крепления, закрепляемыми под подошвой, так, чтобы они не мешали движениям ног велосипедиста.

Целью изобретения является создание крепления, которое не имеет или имеет в меньшей степени те недостатки, о которых говорилось в патенте ФРГ N 8620037. Целью изобретения также является создание крепления, которое позволяет, обеспечивая хорошее сцепление обуви с педалью, получить надежное освобождение обуви относительно педали при повороте ноги, создавая в ходе такого поворота относительно постоянный момент сопротивления. Иначе говоря целью изобретения является устройство крепления, которое позволяет освободить обувь от педали велосипеда по достижении угла поворота при постоянном сопротивлении или жесткости. Кроме того, желательно обеспечить прочный упор подошвы на педаль. Желательно также, чтобы прокладка имела небольшие размеры, чтобы в случае ее жесткого закрепления в подошве он был возможно наименьшим для сохранения большой поверхности опоры при ходьбе.

В соответствии с изобретением устройство крепления обуви на педали велосипеда или аналогичного механизма отличается тем, что указанная наклонная стенка задней кромки образована гранью, которая образует с соседним участком задней кромки двугранный угол с выпуклостью, направленной наружу, тем, что угол i меньше максимального угла скручивания, для которого устройство еще оказывает упругое возвратное усилие на прокладку, и тем, что средство фронтального упора и средство удержания по высоте образованы одним и тем же органом переднего зацепления, который располагается впереди оси, закреплен относительно педали и имеет практически прямую, параллельную оси кромку зацепления и фронтального упора, причем центр поворота при повороте ноги является точкой, расположенной напротив переднего органа зацепления.

Предпочтительно, чтобы каждый из поперечных концов задней кромки имел одну грань. Предпочтительно, чтобы на прокладке имелась нижняя кромка зацепления, выступающая вперед, ограничивающая поперечный паз, выходящий на каждом поперечном конце, и четыре конца кромок прокладки имели грани, параллельные попарно противоположным концам, так что углы, образованные этими гранями, имели вогнутость наружу.

Предпочтительно, чтобы грани (грань) для расцепления при повороте или скручивании ноги велосипедиста были наклонены (наклонена) наружу так, чтобы позволить расцепление при угле меньшем, чем угол для расцепления при повороте ноги внутрь. Угол наклона грани для расцепления наружу по отношению к поперечному направлению прокладки может быть близким или равным 20^о, а угол наклона грани для расцепления при повороте внутрь больше, например, 30^о.

Предпочтительно предусмотренные на корпусе педали передняя и задняя кромки зацепления и поперечные пазы прокладки для взаимодействия с этими кромками выполнить такими, чтобы имелась свобода для поперечного скольжения на несколько миллиметров, в частности порядка 7 мм, подошвы и обуви относительно педали.

Поверхности дна поперечных пазов прокладки выполнены в форме открытой буквы U, острия которой направлены соответственно вперед для передней поверхности и назад для задней поверхности. Прокладка в плане может иметь прямоугольную форму, меньший размер ориентирован в продольном направлении и может быть уменьшен.

Средство фронтального упора и средство удержания по высоте предпочтительно образованы одним и тем же органом переднего зацепления, расположенным впереди оси и закрепленным относительно педали. Предпочтительно расстояние между кромкой фронтального упора и задней кромкой зацепления сделать не больше половины поперечного размера этих кромок.

В общей случае корпус педали имеет станину с гнездом для установки поперечной оси, предпочтительно указанное расстояние между кромками упора и зацепления равно наружному размеру станины.

Средство фронтального упора представляет собой предпочтительно металлическую проволоку, в частности стальную проволоку с большой прочностью, закрепленную в корпусе педали. Проволока образует дугу и на концах прямого участка, образующего фронтальный край фронтального упора, имеет два изгиба, ортогональные к средней плоскости педали для поперечного ограничения выступающего вперед края прокладки. Диаметр стальной проволоки небольшой, предпочтительно 3 мм.

Орган заднего зацепления также может образовывать дугу с поперечным прямым стержнем, на двух концах которого имеются загнутые участки, образующие ветви, которые ориентированы радиально для поворота вокруг поперечной оси, задний край прокладки входит под стержень, и он поперечно ограничен этими ветвями. Удаленные от стержня концы ветвей могут быть закручены так, чтобы получились две пружины кручения. Эти пружины кручения располагаются в выемке корпуса педали, а концы пружин направлены назад и упираются в стенку.

Изобретение относится к педали велосипеда для устройства крепления, а также к прокладке для закрепления под подошвой велосипедной обуви, для взаимодействия с устройством крепления обуви на педали. На этой прокладке имеются передний поперечный паз и задний поперечный паз. Такая прокладка отличается тем, что поверхности дна ее поперечных пазов имеют выемки для соединения наружу через дно и/или через сторону, в частности, для облегчения удаления земли или грязи, попавших в поперечные пазы. На поверхностях дна пазов прокладки могут быть четыре опоры: две средние опоры и две боковые опоры, соответствующие выступающим вверх участкам прокладки, которые поперечно смещены друг от друга. Средние опоры находятся на расстоянии друг от друга, а крайние боковые опоры отступают внутрь по отношению к средним опорам в направлении к средней поперечной линии прокладки.

Предпочтительно, чтобы средние передняя и задняя опоры образовали соответственно передний и задний концы продольных ребер жесткости, имеющих поперечное расширение наружу, чтобы на участке прокладки межд двумя ребрами жесткости был предусмотрен промежуток для того, чтобы центральные выемки выходили наружу с каждой стороны прокладки. Между боковыми опорами, расположенными с одной стороны, предусмотрена выемка, она сообщается каналом с передней и задней выемками.

Изобретение относится также к подошве велосипедной обуви, в которой может находиться прокладка для устройства крепления. Эта подошва отличается тем, что имеет выемку для попадания верхней части педали. Предпочтительно, чтобы подошва имела внутреннюю подошву из жесткого материала для закрепления прокладки и наружную подошву из относительно гибкого материала, в которой предусматривается указанная выемка, причем наружная поверхность внешней подошвы располагается вне прокладки, за счет чего прокладка не касается земли, когда пользователь идет в обуви с такой подошвой.

На фиг. 1 представлена педаль велосипеда и обуви, которая оборудована устройством крепления, в плане; на фиг. 2 дан разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - частичный вид, когда прокладка повернута наружу (каблук наружу) относительно велосипеда; на фиг. 4 показана подошва обуви для установки прокладки устройства крепления, вид снизу; на фиг. 5 дан разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 приведена объяснительная схема; на фиг. 7 изображена прокладка, вариант реализации; на фиг. 8 дан разрез В-В на фиг. 7.

На фиг. 1-3 показано устройство D крепления обуви С на педали 1 велосипеда. Оно имеет корпус 2 педали, содержащий втулку 3 цилиндрической форы с выемкой 4 для установки поперечной оси 5 для вращательной установки корпуса педали на этой оси с шариковыми или игольчатыми подшипниками (на фигурах не показаны). Корпус педали имеет орган 6 зацепления, расположенный позади втулки. Орган зацепления предпочтительно выполнен в форме дуги из пружинной стальной проволоки круглого сечения. В нем имеется поперечный стержень 7, образующий прямую кромку зацепления, параллельную геометрической поперечной оси Х втулки, вокруг которой может вращаться педаль. На каждом конце стержень 7 продолжен участками, согнутыми под прямым углом, которые образуют ветви 8, ориентированные радиально, они ортогональны средней плоскости корпуса 2 педали. Удаленные от стержня 7 концы ветвей 8 закручены в противоположном направлении так, чтобы образовывать две пружины 9, 10 скручивания. Они накручены на поперечный стержень 11, закрепленный с корпусом педали. Стержень 11 располагается ниже средней плоскости корпуса 2. Соседние концы 12 пружин 9, 10 скручивания направлены назад и упираются в нижнюю стенку 13 корпуса педали. Стержень 7 может быть смещен назад в направлении, ортогональном оси Х втулки 3, против возвратного усилия, оказываемого пружинами 9, 10. Стержень 7 описывается дугу окружности, центрированной на оси стержня 11.

Следует отметить, что выражения задний и передний даются в соответствии с направлением перемещения велосипеда, оборудованного педалью 1. Перед педали - это часть, расположенна перед осью Х, на фиг. 2 и 3 - это левая часть, а правая часть представляет заднюю часть.

Задний орган 6 зацепления и его кромка зацепления в виде стержня 7 располагаются как можно ближе к втулке 3. Практически радиальные ветви 8 касаются задней поверхности втулки 3. В состоянии покоя, когда стержень 7 не толкается назад внешними силами, ветви 8 точно ортогональны к средней плоскости Р корпуса 2 педали.

В рассматриваемом примере реализации на корпусе 2 педали впереди втулки 3 имеется передний орган 14 зацепления, который одновременно является средством фронтального упора и средством удерживания по высоте, взаимодействующий с прокладкой 15, закрепленной в подошве обуви. Передний орган 14 зацепления закреплен по отношению к педали 1 и имеет прямой бортик 16 закрепления, параллельный оси Х. Предпочтительно орган 14 изготовлен из высокопрочной стальной проволоки небольшого диаметра, например 3 мм.

Орган 14 образует дугу, основным элементом которой является прямой поперечный стержень 17, параллельный стержню 7. Концы стержня 17 согнуты под прямым углом так, чтобы образовать ветви 18, ортогональные к средней плоскости Р. Удаленные от стержня 17 концы ветвей 18 закреплены в корпусе 2. Бортик 16 образован нижней зоной и задней зоной стержня 17. Два стержня 7 и 17 располагаются на одинаковом расстоянии от средней плоскости Р и выше верхней плоскости, касательной к втулке 3. Когда прокладка 15 не вставлена, расстояние между передним стержнем 17 и задним стержнем 7 является наименьшим возможным. Это расстояние не больше половины поперечного размера У стержней 7 и 17 и на практике равно наружному диаметру d втулки 3. Наружняя форма втулки 3 в ее поперечном сечении, как показано на фиг.2, представляет собой полуцилиндр диаметром d, ограниченный плоскостью, делящей пополам верхний левый квадрант и противоположный квадрант. Корпус 2 педали имеет массивную часть 19, которая продолжает втулку 3 вперед. Закрепление ветвей 18 осуществляется на части 19, причем ветви 18 касаются участка окружности, продолжающего полуцилиндрический корпус втулки 3. С каждой стороны массивной части 19 корпуса педали имеется удлинение 20, 21. Эти удлинения сходятся спереди и соединяются между собой поперечиной 22 на конце, удаленном от втулки 3. При удалении от втулки 3 толщина участка 19 в направлении, перпендикулярном к средней плоскости Р, и толщины удлинений 20, 21 постепенно уменьшаются.

Сзади в корпусе 2 педали имеется паз 23, в который помещаются пружины 9, 10. Он открыт наверх и закрыт снизу стенкой 13. По бокам паз 23 ограничен удлинениями двух продольных стенок 24, 25, ортогональных к плоскости Р и ограничивающих органы 6 и 14. Задняя поперечная стенка 26 соединяет стенки 24 и 25 и закрывает паз 23. В этой стенке имеется паз 27, открытый назад, в котором может устанавливаться пластинка 28 катафота.

Прокладка 15 закрепляется под подошвой при помощи винтов (на фигурах не показаны). Она предпочтительно металлическая, в частности изготавливается из медноалюминиевого сплава. Закрепление прокладки производится с возможностью регулировки в продольном направлении за счет скольжения закрепляющих винтов прокладки в вытянутых прорезях 29 в подошве обуви. Прокладка 15 в плане (фиг. 1) имеет прямоугольную форму. Ее большой размер Н (поперечное направление прокладки) ориентирован параллельно оси Х, когда находится в среднем нормальном положении на педали, меньший размер l ориентирован в продольном направлении, он предпочтительно меньше половины размера Н (H/l > 2).

На прокладке 15 имеются два нижних поперечных бортика 30 и 31 зацепления, выступающие соответственно вперед и назад. Бортики 30 и 31 вместе с нижней подошвой ограничивают два поперечных паза 32 и 33, в которые входят стержни 17 и 7. Пазы 32, 33 расположены на их поперечных концах так, чтобы стержни 17, 7 могли выходить за пределы поперечных концов указанных пазов. Бортики 30 и 31 при нормальном положении закрепления вставлены соответственно под стержни 17 и 7 передней и задней дуг педали и поперечно ограничены соответственно ветвями 18 и 8.

На четырех концах двух бортиков прокладки имеются соответственно грани 34а, 34б и 35а, 35б, предпочтительно параллельные попарно для двух противоположных концов. Грани 35а, 35б позволяют расцепление при повороте ноги велосипедиста наружу (т. е. когда каблук ноги отходит наружу от оси велосипеда). Грань 35а находится на переднем наружном конце прокладки 15, а грань 35б - на противоположном заднем внутреннем конце. Грани 34а, 34б позволяют расцепление при повороте ноги внутрь. Угол наклона η граней 35а, 35б по отношению к поперечному направлению прокладки близок или равен 20^о. Угол наклона ϕ граней 34а, 34б с поперечным направлением прокладки 15 больше i и предпочтительно порядка 30^о. Наклон граней по отношению к поперечному направлению выбран таким, чтобы двугранные углы, образованные с гранями, имели выпуклость наружу, т.е. вперед для передних граней 34а, 35а и назад для задних граней 34б, 35б.

Нижняя поверхность прокладки 15 образована двумя плоскими сторонами 36, 37, имеющими различный наклон относительно средней плоскости Р, когда закрепленная в обуви прокладка 15 находится на месте на педали. Сторона 36 имеет относительно небольшой наклон, начиная с переднего бортика прокладки назад, сторона 37 имеет больший наклон в противоположном направлении, так что она поднимается в направлении назад и образует площадку, вызывающую отход стержня 7 назад, когда обувь оказывает давление в вертикальном направлении на этот стержень. Две поверхности 36, 37 образуют двугранный угол, выпуклость которого направлена вниз, при этом ребро двугранного угла располагается позади прокладки 15.

Поверхности 38, 39 дна пазов 32, 33, которые ортогональны плоскости Р, когда прокладка 15 вместе с обувью закреплена на педали, образуют фронтальные опорные поверхности, которые взаимодействуют со стержнями 17 и 7. Поверхности 38, 39 предпочтительно выполнены в форме открытых букв U в плане, как на фиг.3. Острия букв U повернуты соответственно вперед для поверхности 38 и назад для поверхности 39. Участки 38а, 38б поверхности 38, которые немного наклонены назад по отношению к среднему поперечному направлению прокладки, образуют вместе с этим направлением угол j около 10^о. Участки 39а, 39б задней поверхности 39 образуют со средним поперечным направлением угол k предпочтительно меньший, например, 5^о. Такое устройство наклонов на прокладке 15 позволяет получить различные жесткости раскрывания при повороте прокладки, как это показано на фиг.3.

При угле поворота от 0 до 5^о жесткость почти нулевая, что обеспечивает угловую свободу для ноги велосипедиста. Такая угловая свобода получается при небольшом упругом возвратном усилии из-за средних участков 38с, 39с поверхностей 38, 39, параллельных к среднему поперечному направлению прокладки 15. Участки 38с, 39с соответствуют в некотором роде острию буквы поверхностей 38, 39.

При повороте ноги велосипедиста наружу (каблук ноги отходит наружу от велосипеда) прокладка 15 поворачивается, как показано на фиг.3. При этом центр поворота подошвы обуви образован точкой А (фиг.6), которая расположена на наружном конце поверхности 38, упирающейся в неподвижный упор 14. Для поворота внутрь другой конец В поверхности 38 упирается в стержень 17, и он является центром поворота для обуви. Для варианта поверхность 38 дна может быть в плане ограничена двумя сторонами треугольника, вершина которого упирается в неподвижный упор, а основание образовано поверхностью 39 дна.

Стержни 7, 17 и прокладка 15 изготовлены так, чтобы закрепленная на педали обувь могла поперечно перемещаться, т.е. параллельно оси Х, с определенной амплитудой. Для этой цели стержни 7, 17 проходят по всей ширине педали 1, а поперечный размер Н прокладки 15 меньше расстояния между внутренними сторонами ветвей 8 и 18. Предпочтительно между прокладкой и ветвями 8, 18 предусмотрен поперечный зазор 7 мм, так чтобы прокладка 15 и обувь могли перемещаться в сторону на 7 мм. Это позволяет велосипедисту самому подгонять боковое положение своей ноги в обуви в зависимости от ее строения.

Длина переднего бортика 30 может быть уменьшена для облегчения расцепления обуви с педалью в случае падения вперед.

В подошве S обуви С имеется выемка 40 (фиг.4 и 5) в области, расположенной ниже сустава большого пальца. Она, как это видно на фиг.2, служит для установки верхней части, в частности задней верхней части, педали. Прокладка 15 закрепляется в выемке 40, которая раскрыта на внутренний край 41 обуви и закрыта бортом 42 с наружной стороны. Выемка 40 достаточно глубокая, чтобы прокладка 15 не касалась земли, когда велосипедист идет в такой обуви. Иначе говоря прокладка 15 располагается внутри наружной поверхности, продолжающей подошву S в выемке 40. Размеры этой выемки достаточные, чтобы дать ход различным элементам устройства при установке обуви на педаль и при ее освобождении. Передний край 40а выемки 40 проходит поперечно в плоскости, наклоненной вперед, а задний край 40б образует дугу окружности, которая повернута погнутостью вперед.

Предпочтительно подошва S имеет внутреннюю подошву 43 из жесткого материала с находящейся там металлической пластиной (на фигурах не показана) для крепления прокладки 15 и наружную подошву 44 из относительно гибкого материала, в которой и сделана выемка 40. В средней продольной части подошвы 44 имеется паз 45, выходящий в выемку 40 и закрытый сзади.

Следует отметить, что подошва обуви упирается только в стержни 7, 17, а прокладка 15 не опирается на втулку 3, как видно из фиг.2. Наличие жесткой подошвы 43 позволяет велосипедисту нажимать на педаль, не чувствуя давление стержней 7 и 17. Изогнутая в месте плюсны гибкая подошва (выпуклость наружу) облегчает хождение.

Функционирует устройство крепления следующим образом.

Когда велосипедист хочет прикрепить обувь с прокладкой 15 к соответствующей педали, он производит следующие операции.

Педаль сделана так, что в покое ее поперечина 22 приподнята, а стенка 26 находится ниже.

Велосипедист вставляет стержень 17 в паз 32 и оказывает усилие на ногу, направленное вниз и вверх, так чтобы наклонная поверхость 37 толкала стержень 7 назад, против действия, оказываемого пружинами 9 и 10. Стержень 7 отходит и позволяет проход заднего бортика 31. Как только стержень 7 окажется напротив паза 33, под действием пружин 9 и 10 происходит небольшое перемещение стержня 7 вперед, который заходит в паз 33. При этом обувь фиксируется на педали 1.

Опирание обуви на педаль происходит только на уровне стержней 7 и 17, а прокладка 15 нижней поверхности не опирается на втулку 3. Поскольку длина прокладки 15 (т.е. размер l в продольном направлении) уменьшена насколько возможно, то длина педали может быть уменьшена. Паз и, следовательно, выемка 40 в подошве небольшие, что позволяет сохранить большую поверхность подошвы S для ходьбы.

При повороте наружу прямоугольная прокладка поворачивается вокруг своего переднего левого угла А, опираясь на фронтальный упор или стержень 17 и отталкивая упруго нагруженный стержень 7. При такой системе подошва S обуви может совершать при повороте большое смещение, порядка 60^о, при сохранении упругой возвращающей силы, которая стремится вернуть ее на продольную ось педали. Естественно велосипедист не может добровольно произвести такой значительный угловой поворот ноги на 60^о. Это является гарантией против случайных освобождений обуви.

Освобождение обуви вверх относительно педали происходит тогда, когда раскрытие при повороте больше того, который может быть при самом интенсивном педалировании, однако этот угол относительно легко получить при сознательном действии велосипедиста.

Эксперимент показал, что достаточен угол 20^о каблука обуви наружу. Именно этим объясняется то, что передняя грань 35а и предпочтительно задняя грань 35б образуют угол i = 20^о со средним поперечным направлением. После того, как получится поворот наружу 20^о, как показано на фиг.3, грань 35б касается заднего стержня 7 и прокладка 15 больше не удерживается вверху. Таким образом, обувь освобождается от педали. Такое освобождение будет более четким, если передняя грань 35а имеет такой же наклон, что и задняя грань 35б, поскольку происходит одновременное освобождение спереди и сзади.

Однако следует отметить, что освобождение сзади на уровне одной задней грани 35б (предпочтительно с внутренним задним углом прокладки для обеспечения высвобождения путем поворота наружу) является вполне достаточным и что передняя грань 35а может иметь больший наклон по отношению к среднему поперечному направлению и оставаться немного вставленной под передний стержень 17. Действительно, когда велосипедист оказывает на обувь воздействие вверх, как только задний бортик 31 освобождается вверх, педаль, как это показано на фиг.2, имеет тенденцию повернуться в направлении по часовой стрелке вокруг оси 5 и отделиться от обуви, что позволяет освободить передний бортик 30 назад по отношению к стержню 17.

Предпочтительно предусмотреть для высвобождения внутрь (каблук ноги к велосипеду) больший угол высвобождения, например 25-30^о (угол f, образованный между гранью 34б и также предпочтительно гранью 34а и средним поперечным направлением), это обеспечивает лучшее предупреждение случайного высвобождения, что может привести к попаданию ноги в заднее колесо. Однако такое высвобождение ноги возможно при повороте ноги внутрь на 25-30^о для освобождения, когда велосипедист находится на земле после падения.

Таким образом, для освобождения обуви из педали необходимо не только преодолеть жесткость раскрывания, но и получить необходимый угол раскрывания, который должен быть получен при постоянной жесткости раскрывания.

Как видно из фиг. 6, если F - сила, создаваемая стержнем 7 на конец прокладки, противоположный центру поворота А, и если q - диагональ прокладки, то момент сопротивления, который должен преодолеть велосипедист для поворота обуви, равен М = F - q˙sin a, где а - угол между диагональю и средним поперечным направлением.

При раскрывании усилие пружины линейно растет, а плечо рычага q˙sin a уменьшается. Следовательно, жесткость раскрывания остается постоянной. Таким образом, амортизируются закручивания (повороты) небольшой амплитуды при педалировании. Однако эта сила может иметь относительно небольшую величину, поскольку высвобождение обуви не зависит от преодолеваемого усилия, а зависит от требуемого угла.

На фиг. 7 и 8 показан вариант реализации 15 прокладки для крепления под подошвой. На поверхностях 38, 39 дна поперечных пазов 32, 33 выемок прокладки имеются выемки 46, 47, 48 для передней поверхности 38 и выемки 49, 50, 51 для задней поверхности 33. Эти выемки соединяются наружу, когда прокладка закрепляется под подошвой и на педали и служат для удаления земли и грязи, которая может попасть в пазы 32, 33 при ходьбе велосипедиста.

На расположенной впереди поверхности 38 дна имеются четыре упора для стержня 17 педали: два средних упора 52, 53, которые смещены относительно друг друга в поперечном направлении, и два крайних боковых упора 54, 55. Средняя выемка 47 располагается между средними упорами 52, 53, а боковые выемки 46, 48 расположены соответственно между упорами 53, 55 и 52, 54. Задняя поверхность 39 дна выполнена аналогично, с двумя средними упорами 56, 57 и двумя крайними боковыми упорами 58, 59. Эти упоры соответствуют выступающим вверх частях прокладки 15, как это видно из фиг.7, и упираются в подошву обуви.

Средние упоры 52, 53 и 56, 57 располагаются на одинаковом расстоянии от средней поперечной линии М прокладки 15, а крайние упоры 54, 55 и 58, 59 смещены к средней поперечной линии М по отношению к соответствующим средним упорам. Таким образом, плоская поверхность 38а, расположенная между упором 53 и упором 55, имеет наклон по отношению к среднему поперечному направлению М, подобный наклону j. То же можно сказать о поверхности 38б между упором 52 и упором 54. Задние поверхности 39а, 39б имеют наклон, соответствующий углу k на фиг. 3.

Когда обувь и прокладка 15 занимают среднее положение, стержень 17 упирается в упоры 52 и 53, а стержень 7 - в упоры 56, 57. Крайние боковые упоры 54, 55 и 58, 59 не имеют контакта со стержнями 7 и 17 и контактируют с ними только при повороте обуви, имеющей прокладки 15.

Средние упоры, например 53, 57 и 52, 56, расположенные с одной стороны по отношению к среднему продольному направлению прокладки, образуют концы, предпочтительно закругленные, продольных ребер 60, 61 жесткости, которые имеют продолжения 62, 63 наружу. Эти продолжения имеют конец, закругленный наружу, и ограничены стенками, которые сходятся в направлении наружу. В каждом продолжении 62, 63 предусмотрено отверстие 64 для винта крепления прокладки под подошвой.

В прокладке 15 между ребрами 60, 61 жесткости имеется прямоугольная щель 65. Она выходит вниз, чтобы было сообщение центральных выемок 47, 50 с наружной стороной, когда оборудованная прокладкой обувь находится на месте на педали.

С каждой стороны прокладки 15 между боковыми упорами, расположенными с одной стороны, соответственно 54, 58 и 55, 59, имеется боковая выемка 66, 67. Каждая выемка 66, 67 соединяется с боковыми передними и задними выемками 46, 48 и 49, 51 при помощи проходов 68, расположенных между средними и боковыми упорами. Если такая прокладка забьется землей или грязью в пазах 32, 33, в которые вставляются стержни 17 и 7, то при установке обуви на педаль стержни 17 и 7 вытолкнут землю или грязь через выемки 46, 51, 66, 67 и через прямоугольную щель 65, так что почти точечные контакты между стержнями 17 и 7 и упорами 52, 53 и 56, 57 прокладки будут удовлетворительными.

Функционирование устройства крепления с обувью, имеющей прокладку по фиг. 7 и 8, аналогично описанному для фиг. 1-6.

В соответствии с изобретением угловая и боковая регулировки получаются при помощи педали. Эти регулировки могут быть изменены в любой момент и автоматически в зависимости от выбора пользователя, который не должен осуществлять регулировку прокладки в подошве обуви вручную. Упругое удержание осуществляется в направлении поворота ноги в плоскости, параллельной верхней поверхности педали. Освобождение обуви осуществляется вверх.

Угол (i) высвобождения вверх меньше угла, который может быть получен при упругом удержании. Однако угол i, который выбирался для высвобождения обуви вверх, больше угла, который имела бы обувь с продольной осью педали при резких движениях акробатического педалирования, например при танцах. В соответствии с изобретением этот угол высвобождения определен в 20^о. Угловую свободу и боковую свободу получают при помощи педали автоматически.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО КРЕПЛЕНИЯ ОБУВИ НА ПЕДАЛИ ВЕЛОСИПЕДА ИЛИ АНАЛОГИЧНОГО МЕХАНИЗМА, содержащее корпус педали, установленный с возможностью вращения вокруг поперечной оси, на корпусе педали выполнены средство фронтального крепления, расположенное перед поперечной осью, орган заднего зацепления, расположенный сзади поперечной оси с возможностью перемещения в направлении, ортогональном к этой оси, средства удержания от перемещения вверх перед поперечной осью для взаимодействия с дополнительными средствами удержания, установленными под подошвой, и прокладку, размещенную под подошвой обуви и имеющую спереди фронтальный упор, соединенный с упором педали, и сзади элемент зацепления для взаимодействия с задним элементом корпуса педали, указанная прокладка имеет по меньшей мере один нижний элемент зацепления, выступающий назад для ограничения поперечного паза и расположенного с двух сторон фронтального упора под углом к поперечной оси, причем задний элемент корпуса педали ограничен наклонной стенкой под углом i, отличающееся тем, что указанная наклонная стенка заднего элемента образована гранью, образующей с ближним участком заднего элемента двугранный угол, выпуклость которого направлена наружу, угол i меньше максимального угла поворота при упругом возвратном усилии на прокладку, а средство фронтального упора и средство удержания от перемещения вверх выполнены на одно целое, расположенное перед поперечной осью, закреплены относительно педали с элементом зацепления и фронтального упора, выполненного в виде параллельной поперечной оси с центром поворота, расположенным против органа переднего зацепления.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на каждом поперечном конце заднего элемента выполнена грань.

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что на прокладке выполнен нижний элемент зацепления с выступом вперед для ограничения поперечного паза, который размещен с каждого поперечного конца паза, а на каждом конце элементов прокладки выполнены грани, параллельные попарно противоположным концам, при этом образованные этими гранями двуграные углы имеют направленную наружу выпуклость.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что грани для высвобождения при повороте ноги велосипедиста наружу наклонены для расцепления при угле i, меньшем угла f.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что угол наклона грани для расцепления наружу по отношению к поперечному направлению прокладки равен 20^o, а угол наклона i грани для расцепления при повороте внутрь будет больше 30^o.

6. Устройство по пп.1 - 5, отличающееся тем, что задний и передний элементы зацепления на корпус педали и поперечные пазы прокладки для взаимодействия с этими элементами сделаны со свободным поперечным скольжением.

7. Устройство по одному из пп.1 - 6, отличающееся тем, что прокладка имеет два поперечных паза соответственно спереди и сзади, причем эти пазы имеют поверхности дна, образующие поверхности фронтального упора, а указанные поверхности выполнены в форме буквы V, острие которой повернуто вперед для передней поверхности и назад для задней поверхности.

8. Устройство по одному из пп.1 - 7, отличающееся тем, что прокладка в плане имеет прямоугольную форму, меньший размер которой ориентирован в продольном направлении, причем этот меньший размер l уменьшен.

9. Устройство по одному из пп 1 - 8, отличающееся тем, что расстояние между элементом фронтального упора и элементом заднего зацепления не больше половины поперечного размера этих элементов.

10. Устройство по одному из пп. 1 - 9, отличающееся тем, что корпус педали имеет станину с проточкой для установки поперечной оси, расстояние между бортиками равно наружному размеру d станины.

11. Устройство по одному из пп. 1 - 10, отличающееся тем, что органом фронтального упора является металлическая проволока, в частности, высокопрочная стальная проволока.

12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что металлическая проволока образует дугу и имеет на концах прямого участка, который является элементом фронтального упора, два загнутых участка, ортогональных к средней плоскости педали, поперечно ограничивающих элемент прокладки, выступающей вперед.

13. Устройство по п. 11 или 12, отличающееся тем, что образующая фронтальный упор стальная проволока имеет диаметр около 3 мм.

14. Устройство по одному из пп.1 - 13, отличающееся тем, что орган заднего зацепления образует дугу, состоящую из прямоугольного поперечного стержня, на концах которого выполнены согнутые участки, образующие ветви, которые ориентированы радиально для вращения вокруг поперечной оси, причем задний элемент прокладки заходит под стержень и поперечно ограничен ветвями.

15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что удаленные от стержня концы ветвей выполнены с возможностью образования двух пружин кручения, расположенных в выемках корпуса педали, причем концы пружин кручения направлены назад для упирания в стенку.

16. Устройство по п. 15, отличающееся тем, что прокладка под подошвой обуви велосипедиста для взаимодействия с устройством крепления обуви на педали имеет передний поперечный паз и задний поперечный паз, а поверхности дна поперечных пазов прокладки имеют выемки, сообщающиеся наружу через основание и/или через сторону, в частности, для облегчения удаления земли или грязи, попавшей в поперечные пазы.

17. Устройство по п.16, отличающееся тем, что прокладка имеет на поверхности дна пазов четыре упора: два средних упора и два крайних боковых упора, соответствующие участкам прокладки, которые выступают вверх и размещены на расстоянии друг от друга в поперечном направлении, причем средние упоры имеют промежутки между собой, а боковые крайние упоры направлены внутрь по отношению к средним упорам к средней поперечной линии.

18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что прокладка имеет передний и задний средние упоры, выполненные с образованием соответственно переднего и заднего концов продольных ребер жесткости, которые имеют поперечное продолжение наружу, в участке прокладки между ребрами жесткости предусмотрен элемент для сообщения центральных выемок с наружной частью, а боковая выемка на каждой стороне прокладки между боковыми упорами, расположенными с одной стороны, через канал сообщена с передними и задними выемками.

19. Устройство по п. 18, отличающееся тем, что подошва велосипедной обуви, предназначенная для установки прокладки для устройства крепления, имеет выемку для установки верхней части педали.

20. Устройство по п.19, отличающееся тем, что подошва имеет внутреннюю подошву из жесткого материала и наружную подошву из гибкого материала, в которой выполнена указанная выемка, причем наружная поверхность наружной подошвы располагается за пределами прокладки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8