Ролик для катания
Изобретение может быть использовано для роликовых коньков, лыж и других спортивных снарядов, передвигающихся на роликах. Ролик содержит установленные в нем с возможностью вращения вокруг своей оси тела качения, расположенные в двух замкнутых кольцевых канавках. Каждая канавка выполнена в месте сопряжения соответствующих лицевой и боковой поверхностей ролика, причем каждое тело качения расположено с частичным охватом его лицевой поверхности поверхностью канавки, а ось его вращения перпендикулярна оси вращения ролика. Изобретение обеспечивает повышение плавности торможения при широком диапазоне углов наклона плоскости качения ролика к плоскости опоры, а также обеспечивает возможность имитации на роликовых коньках взаимодействия лезвия ледового конька со льдом во время разгона и торможения при беге на коньках по льду. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение может быть использовано для роликовых коньков, лыж и других спортивных снарядов для передвижения на роликах.
Из уровня техники известен ролик для конька по авторскому свидетельству СССР №1107879 (опубликовано 15.08.1984), содержащий цилиндрическую шину, закрепленную на опорной втулке. На внешнем торце шины посредством оси, закрепленной на торце шины, образован опорный кольцевой блок, по всему периметру которого свободно установлены цилиндрические шайбы. Внутри кольцевого блока на торце шины установлена ступица. При беге спортсмен отталкивается шайбами, при этом при уменьшении угла отталкивания сила прижима шайб к ступице и к торцу шины уменьшается, шайбы вращаются на оси и происходит проскальзывание спортсмена. Описанная конструкция позволяет повысить эффективность тренировок посредством формирования у спортсмена необходимого для бега на льду стереотипа движения, однако и обуславливает такой ее недостаток, как неэффективность использования в роликовых коньках или лыжах для массового пользователя.
Наиболее близкой к заявляемому ролику является конструкция ролика по патенту США №5312165 (опубликован 17.05.1994), состоящего из двух дисковых оправ, между которыми с некоторым зазором и возможностью вращения вокруг своей оси установлены тела качения в виде цилиндрических шайб или роликов, при этом ось вращения каждого из указанных тел перпендикулярна оси вращения самого ролика. Лицевые поверхности тел качения образуют лицевую поверхность качения ролика, реализуя при этом возможность торможения пользователя посредством расположения им конька (или коньков) перпендикулярно направлению основного движения.
Несмотря на очевидное достоинство известной конструкции - возможность расширения используемого арсенала приемов торможения, ей также присущ и следующий недостаток. Размер вылета тел качения или, соответственно, размер охватываемой оправами поверхности тел качения обусловлен требованиями к прочности собственно конструкции ролика, что накладывает определенные ограничения к углу наклона конька при торможении и, как следствие, ведет к ограничению скоростей катания. Действительно, принцип торможения на коньках, установленных на известной конструкции ролика, основан на расположении конька в момент торможения перпендикулярно направлению движения. В результате описанных действий происходит вращение тел качения при их контакте с землей с одновременным трением их поверхностей о поверхность оправы, а также друг о друга и, как следствие, процесс торможения. При этом для сохранения равновесия конькобежец должен одновременно отклониться от вертикали в направлении, противоположном направлению движения, причем чем больше скорость и усилие торможения, тем больше должен быть наклон. Очевидно, что при превышении некоторых минимально допустимых значений угла наклона процесс торможения происходит не вследствие контакта с землей тел качения, а вследствие контакта с землей оправы, что приводит к потере плавности торможения и возможному падению пользователя. Кроме того, само использование лицевых поверхностей тел качения в качестве поверхности качения ролика ведет к дополнительному их износу и, следовательно, к общему снижению долговечности конструкции ролика.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в создании конструкции ролика, обеспечивающей возможность торможения пользователя вне зависимости от скорости его движения на коньках путем расширения диапазона угла наклона конька при торможении.
Технический результат, который может быть получен при реализации изобретения, заключается в обеспечении плавности торможения при широком диапазоне углов наклона плоскости качения ролика к плоскости опоры, а также в возможности имитации на роликовых коньках взаимодействия лезвия ледового конька со льдом во время разгона и торможения при беге на коньках по льду.
Для достижения поставленного результата в известном ролике для катания с установленными в нем с возможностью вращения вокруг своей оси телами качения новым является то, что тела качения расположены в двух замкнутых кольцевых канавках, каждая из которых выполнена в месте сопряжения соответствующих лицевой и боковой поверхностей ролика, при этом каждое из тел качения расположено с частичным охватом его лицевой поверхности поверхностью канавки, а ось его вращения перпендикулярна оси вращения ролика.
В частных вариантах реализации изобретения тела качения могут расположены с возможностью трения их боковых поверхностей друг о друга, а также в каждой из канавок - на общей кольцеобразной оси. Кроме того, ролик дополнительно может содержать механизм регулировки прижима тел качения к поверхности канавки или и к поверхности канавки и к кольцеобразной оси.
Изобретение иллюстрируется изображениями, где на фиг.1 представлено схематическое изображение заявленного ролика в разрезе, на фиг.2 - один из вариантов технологической реализации конструкции.
Ролик, по существу, представляет собой колесо с лицевыми 1 и боковой 2 поверхностями. На сопряжениях лицевых и боковой поверхностей выполнены замкнутые кольцевые канавки, служащие для размещения в них тел качения 3. Тела качения размещены по окружности кольцевых канавок с возможностью вращения относительно своих осей, при этом указанная ось каждого из тел качения перпендикулярна оси вращения ролика. В одном из вариантов технологической реализации конструкции ролик состоит из составной базы 4, на торцевой поверхности которой закреплена шина 8, по поверхности которой происходит качение ролика в штатном режиме (плоскость вращения перпендикулярна поверхности опоры). Следует отметить, что возможна и цельная конструкция базы. На боковых поверхностях базы выполнены выемки, в которых установлены прижимные шайбы 5 и 5′. Крепление шайб осуществляется за счет винтов 6, расположенных по окружности ролика и проходящих через соответствующие поперечные отверстия, выполненные в шайбах и базе и зафиксированных гайками. Торцевые поверхности шайб совместно с соответствующими частями боковых поверхностей базы образуют кольцевые замкнутые канавки, служащие для размещения в них тел качения 7 и 7′. Тела качения зафиксированы в канавках за счет выполнения торцевой поверхности шайб с соответствующей кривизной.
Форма выполнения тел качения в целом определяется способом их фиксации в канавках. Так, тела качения могут быть выполнены в виде цилиндрических шайб некоторой толщины и расположены на кольцевой оси (не показана) или в виде цилиндрических роликов с конической торцевой поверхностью, входящей в ответную коническую торцевую поверхность соседнего цилиндрического ролика. В общем случае тела качения расположены с частичным охватом их торцевой поверхности поверхностью канавки и с некоторым вылетом относительно соответствующей боковой поверхности ролика, а также с обязательными зазорами между ними и поверхностью канавки, выбираемыми в процессе торможения.
Принцип торможения на коньках, установленных на заявленную конструкцию ролика, основан на расположении конька и установленных на нем роликов так, что направление их качения становится перпендикулярно направлению движения. Одновременно конькобежец наклоняется в направлении, противоположном направлению движения, при этом конек и ролики, установленные на нем, отклоняются от вертикали, и контакт с поверхностью переходит на установленные в кольцевой канавке тела качения. Они начинают вращаться с одновременным трением их поверхностей о поверхность оправы и друг о друга, позволяя коньку скользить с усилием в направлении первоначального движения и производя таким образом торможение, при этом конькобежец за счет наклона корпуса может сохранять равновесие, как это происходит при торможении на ледовых коньках. Конструкция заявленного ролика позволяет расширить диапазон угла наклона конька при торможении, а следовательно, и диапазон усилий торможения и скоростей катания при одновременном сохранении прочностных характеристик конструкции ролика.
Аналогично при разгоне на коньках с установленными роликами заявленной конструкции наклон ноги при классическом способе отталкивания в сторону назад приводит к тому, что контакт с опорой переходит на тела качения, при этом их вращение позволяет имитировать пробуксовку (скольжение перпендикулярно лезвию) ледовых коньков в фазе разгона и приближать условия тренировки на роликовых коньках к бегу по льду.
В описываемой конструкции тела качения могут быть выполнены и установлены так, чтобы обеспечить трение их боковых поверхностей друг о друга, что позволяет изменять характеристики эффекта торможения при поперечном движении при подборе необходимых характеристик и соотношения коэффициентов трения поверхностей тел качения друг с другом и с поверхностью установочных канавок. В другом варианте тела качения могут иметь общую кольцеобразную ось, обеспечивающую дополнительное тормозящее усилие за счет силы трения скольжения с внутренней поверхностью тел качения, что позволяет дополнительно изменять характеристики эффекта торможения при поперечном движении при подборе необходимых характеристик и соотношений коэффициентов трения поверхностей тел качения друг с другом, с поверхностью установочных канавок и поверхностью оси. Кроме того, может быть предусмотрен механизм регулировки усилия торможения за счет регулировки усилия прижима тел качения к поверхности установочных канавок либо друг к другу.
1. Ролик для катания, содержащий установленные в нем с возможностью вращения вокруг своей оси тела качения, отличающийся тем, что тела качения расположены в двух замкнутых кольцевых канавках, каждая из которых выполнена в месте сопряжения соответствующих лицевой и боковой поверхностей ролика, при этом каждое из тел качения расположено с частичным охватом его лицевой поверхности поверхностью канавки, а ось его вращения перпендикулярна оси вращения ролика.
2. Ролик по п.1, отличающийся тем, что тела качения расположены с возможностью трения их боковых поверхностей друг о друга.
3. Ролик по п.1 или 2, отличающийся тем, что тела качения в каждой из канавок расположены на общей кольцеобразной оси.
4. Ролик по п.1 или 2, отличающийся тем, что он дополнительно содержит механизм регулировки прижима тел качения к поверхности канавки.
5. Ролик по п.3, отличающийся тем, что он дополнительно содержит механизм регулировки прижима тел качения к поверхности канавки и к кольцеобразной оси.
