专利名称：用于克莱普式冰刀的框架、以及具有这种框架的克莱普式冰刀的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于克莱普式冰刀的框架，所述框架包括 用于承载冰刀或轮子的下框架部分； 具有用于与冰刀鞋的鞋底和后跟联接的装置的上框架部分； 铰链装置，其使这两个框架部分彼此铰接联接，所述铰链装置位于下框架部分的 最前方区域上方一定距离处，并且在冰刀或轮子的主平面或者从主平面变化最大约30°的 平面上限定了第一旋转自由度；以及 重置装置，其用于相对于下框架部分将上框架部分推动至由定位装置确定的停止 位置，在所述停止位置上，框架部分例如以彼此之间成或多或少的平行关系具有最小可能 的间距。
背景技术：
在NL-C-1005080中公开了这种框架。根据该公开文本，克莱普式机构在后跟下方 设有定中心系统，该系统具有单独的用于吸收回程冲击的阻尼元件。该鞋子还相对于上框 架部分以长度可调的方式被装配。根据该说明书，这使得滑冰者能够在必要时刻产生额外 力量，这是通过拉长脚踝实现的。为使这种额外力量很好地分布在冰刀上，在后跟下方设有 带阻尼的定中心系统。
发明内容
本发明的目标是实现所述类型的克莱普式冰刀，从而实现更好、更有效的推离 (push-off)，因而能够获得更快的起动，并且由于鞋子更小可能接触冰而以更急的角度驶 过转弯处，以及由于鞋子更小可能接触冰或滚动表面而在转弯处更好地推离，尤其是因为 冰刀或轮子保持朝向行进方向而在转弯处更好地推离，并且还能在笔直向前滑行时实现更 好的推离。 现有技术中的克莱普式冰刀并不比传统的固定式冰刀快，因为滑行行程变长了， 但是滑行行程变得更经济或更有效。这是由于形成作用力的膝盖和脚踝区域上的作用力更 为有利。 将在下面描述的本发明基于这样的认识，即脚踝转动/腿转动是滑行过程中的 重要因素，其在现有技术的克莱普式冰刀中并未得到考虑。 已使用克莱普式冰刀的主要国际赛事中的结果确定无疑地表明现有技术中的克 莱普式冰刀已使滑行速度相对于传统冰刀得以增加。已证实滑行要快约3%，这对应于 10%数量级的额外力量。在这值得注意的是，由于例如空气动力学上的改进引起的速度增 加和使用克莱普式冰刀导致的速度增加之间存在清楚的区分。 根据本发明，借助如前序部分所述类型的用于克莱普式冰刀的框架来实现所述目 标，其中所述框架具有以下特征，即铰链装置限定与第一自由度垂的第二旋转自由度，使得上框架部分能够相对于下框架部分进行向上和向下以及侧向的枢 转运动。 在此值得注意的是，为了需要的作用力传递，原则上可以机械地实现的第三自由 度必须被阻挡，否则存在冰刀或轮子在推离作用力的作用下形成侧倾运动的危险。
另外，实际上非常重要的是铰链机构不以任何方式影响下框架部分(通常称作 "管子")的特性。这是因为已经发现在例如承载冰刀的"管子"的钢材与通常由铝制成的 下框架部分之间的刚度差已成为困扰滑冰者的问题。因此，下框架部分和管子优选都由铝 或都由钢制成。 参见NL-C-1013271。根据该说明书，转动装置可以布置在鞋子与倾斜销之间和/ 或在倾斜销与滚动或滑动机构之间，利用该装置可以相对于滚动或滑动机构的纵向方向调 节倾斜销的位置。由此可以推断，该较早的说明书具有只存在一个自由度的铰链机构。虽然 存在第二自由度，但在比赛或赛事之前，铰链机构可选地由滑冰者临时固定设定成需要值， 并且在比赛或赛事期间保持不变。这意味着根据本发明基本上自由的第二自由度在该项现 有技术中并未实现，使得根据本发明所追求的优点也未实现。 参考以下事实，即已经发现克莱普式冰刀上的起动比传统冰刀上的起动慢。专利 说明书NL-C-1017598和NL-C-1019089描述了其中借助起动阻挡件解决这项问题的结构， 其中克莱普式冰刀在起动期间作为传统冰刀，并且只在若干个行程之后才开始履行其作为 克莱普式冰刀的功能。国际滑冰协会(ISU)认为用于这种冰刀中的锁定和解锁的电子设备 是一种外部辅助。出于这个原因，根据专门的比赛规则，具有这种起动阻挡件的冰刀在竞赛 中被禁止。 最后，参见NL-C-1007303和NL-C-1007231。在这些较早的说明书中也公开了克莱 普式冰刀。 在所确定的实施例中，框架具有以下特定特征，S卩铰链装置采用万向接头的形 式。
在另一实施例中，该装置具有以下特定特征，即铰链装置包括球窝接头。
根据本发明的重要方面，框架具有以下特定特征，S卩重置装置将框架部分从第一 自由度和/或第二自由度下的最大角位移重置成其彼此停止位置所需的时间总计最大为 400ms，优选为300ms。 为了能够在变化条件下实现这种技术上意义重大的愿望，框架可以有利地具有以 下特定特征，即重置装置是可调节的。 这种变型可以被特别实现，使得该重置装置包括其长度和弹性偏压可以连续或分 步调节的弹簧装置。 因此，可以调节有效弹性，并且可以影响重置弹簧装置将框架部分从其完全打开 位置带到其完全关闭位置所需的时间。 重置装置可以通过其它方式来实现，其中之一是借助磁性装置。因此，可以设定各 种需要的弹簧特性。
在优选实施例中，框架具有以下特定特征，S卩重置装置包括弹簧装置。该弹簧装
置在此可以例如包括一个或多个伸长弹簧、压縮弹簧、片簧或扭簧、或其组合。
根据本发明的另一方面，框架具有以下特定特征，即定位装置包括
4
阻挡件，其具有位于框架部分上的大体V形且逐渐变窄的凹部；以及
位于另一框架部分上的与其共同作用的突出部。 参考以下事实，即根据本发明，还可以采用两个这种突出部，它们被设置成彼此 距离铰链不同距离。离铰链相对较近的定位元件可以例如提供粗略的重置定位，距离相对 较远的定位元件可以提供精细的重置定位。 根据又一方面，根据本发明的框架包括阻尼装置，其用于阻尼在由重置装置引起
的下框架部分相对于上框架部分移动至停止位置的位移中产生的震动。 值得注意的是阻尼装置自身是现有技术中已知的，其中在NL-C-1007303和
NL-C-1005080中已经公开。 根据本发明，具有所述阻尼装置的框架可以被实现，使得该阻尼装置包括由橡胶 或橡胶类材料制成的阻挡件，其中所述材料的硬度为(90±20) Shore (A)量级。
在优选实施例中，根据本发明的框架包括第一限制装置，其用于将第一自由度下 的角位移限制为最大25度，优选约20度。 根据另一优选方面，根据本发明的框架包括第二限制装置，其用于将第二自由度 下的角位移限制成最大±50度，优选约40度。 本发明还涉及克莱普式冰刀，所述冰刀包括冰刀鞋以及与其鞋底和后跟联接的根 据本发明的上述说明中的各个方面的框架。 关于根据本发明的框架的实际设计，要注意为其作出的下列技术要求
非常重要 1、根据本发明的克莱普式冰刀必须能够承受1500N的作用力以及2000N的峰值负 载。 2、从最大打开位置开始的关闭时间可最大为0. 3s。 3、在第一 自由度下的最大角位移为约20度，在第二自由度下的最大角位移为 ±40度。 4、下框架部分相对于冰刀载体("管子")不发生弯曲。
1、必须能够将框架联接到任何一种市场有售的指定高级别鞋的框架上。
2、所有标注尺寸(尤其是高度方向上的)都必须与传统的克莱普式冰刀相同。
3、该框架必须具有至少两年或者是在两个自由度下的2， 000， 000次开关运动的 有效寿命。 4、框架的重量必须小于0. 45kg。 次要重要 1、尽可能便宜。 2、基本上免维护。 3、滑冰者必须能够自行维护。
现在将参考附图来解释本发明。在附图中 图1示出了克莱普式冰刀框架的一部分的高度示意性的透视图，其用于解释根据本发明的两个自由度； 图2示出了实际实施例的侧视图； 图3示出了根据图2的实施例的俯视图； 图4示出了在上框架部分向上移动且移至一侧的情况下从另一侧看到的根据图2 和3的框架的侧视图； 图5示出了在根据图4的情况下的框架的俯视图； 图6示出了从另一侧看到的、根据图4和5的位置上的铰链机构的放大透视图； 图7示出了图2的横截面A-A ; 图8示出了图2的横截面B-B ; 图9示出了图2的横截面C-C ; 图10示出了图2的横截面D-D ; 图11示出了一种重要变型的一些基本部件的高度示意性的分解视图； 图12A示出了根据图11的轴承的轴向视图； 图12B示出了从根据图12A的相应侧看到的局部透明视图； 图12C示出了图12A的相应侧的局部透明视图； 图12D示出了根据图12A、12B和12C的轴承的透视图； 图13示出了根据图11的被组装的单元的侧视图； 图14示出了图13的横截面XIV-XIV ;以及 图15示出了图13的横截面XV-XV。
具体实施例方式
图1示出了根据本发明的克莱普式冰刀框架1的一部分的高度示意性的透视图。 该框架1包括下框架部分2，其承载冰刀3 ;以及上框架部分4，其由铰链机构20承载，使 得上框架部分4相对于下框架部分2具有两个旋转自由度。 第一旋转自由度用X标注，并且对应于已知的现有技术的克莱普式冰刀的旋转自
由度，从而上框架部分4能够相对于下框架部分2上、下运动。 根据本发明的第二旋转自由度用Y标注，并且对应于侧向枢转运动。 图2-10均涉及实际的示例性实施例。 用于克莱普式冰刀的框架1包括下框架部分2，其具有由钢或铝制成的所谓"管 子"21，由钢或陶瓷材料制成的冰刀3特别地以图7、8和9所示的方式通过胶粘、焊接或硬 焊接与"管子"21相连；上框架部分4，其具有两个纵向延伸的带狭槽的孔5、6以便将冰刀 鞋的鞋底和后跟相连；将在下面更具体地描述的铰链装置20，其以铰接的方式使两个框架 部分2、4彼此联接，所述铰链装置20位于下框架部分2的最前方区域上方一定距离处，并 且在冰刀3的主平面或者从主平面变化最大约30°的平面上限定第一旋转自由度X ;以及 重置弹簧6、7，其用于相对于下框架部分2将上框架部分4推到由定位装置8、9、10、11 (将 在下文中描述)确定的确定停止位置，在所述停止位置上，框架部分2、4具有最小可能的间 距。 如图7、8和9所示，冰刀3被接收在两个板33、34之间，这些板彼此相同，并且与 管子21—体形成。
根据本发明，铰链装置20还在与第一 自由度X垂直的± 30°范围内限定第二旋转 自由度Y，使得上框架部分4能够相对于下框架部分2进行向上和向下(第一自由度X)以 及侧向的枢转运动(第二自由度Y)。 根据第一自由度的上、下运动通过铰链实现，所述铰链包括由精炼钢制成的枢转 轴19，所述枢转轴19连接到上框架部分4。枢转轴19借助铝青铜轴承轴承装配在轴承单 元22(见图7)中。 轴承单元22能够沿与第一 自由度X基本垂直的方向、根据第二自由度Y自由旋 转。为此，轴承单元22包括支承两个直立板23、24的圆盘25，直立板23、24又将枢转轴19 承载于其间。圆盘25以滑动的方式由滑动轴承支撑，所述滑动轴承为由例如青铜、PTFE、带
PTFE涂层或气相沉积Permaglide⑧的青铜制成的互补形式的轴承承窝26的形式。圆盘
25的上周缘还嵌入由同种材料制成的环中。通过这种方式实现了用于第二自由度Y的滑动 旋转轴承，同时第一自由度X也相对于第二自由度得到限定、即通过枢转轴19。还可以使用 牢固且轻质的材料，诸如高等级的铝。 重置弹簧6、7 (具体参见图2和3)用于在两个框架部分2和4的两个自由度中重 置到彼此牵引的停止位置。伸张弹簧6、7—侧接合在下框架部分2上(参见下面在本段结 尾处的描述)，并且另一侧接合在上框架部分4。为此，在上框架部分4上使用一组孔，在该 示例性实施例中，这组孔标为28、29、30。可将销31放置成穿过上框架部分两侧上的两个相 应孔以联接弹簧6、7的相关自由端。可以例如通过将销从孔28(如图2所示)中移出并将 其放入孔29或30中获得更大的重置弹性，从而重置运动将在更短时间内完成。根据本发 明的目的使这种重置时间尽可能短。短于300ms的时间不被认为是有用的。因此，目的是 使该值约为300ms。为了吸收到达停止位置时产生的冲击，使用了由硬度约为80-90肖氏 (A)的橡胶或橡胶类材料制成的阻尼块12，所述阻尼块12被放置在下框架部分2的后部区 域上。重置弹簧6、7的另一端接合在销32的末端上，销32连接到铰链机构20，并且因此形 成下框架部分2的一部分。 重要的是以简单的方式到达和精确限定关于两个自由度X和Y的停止位置。为此 使用了两个重置机构，一个用于粗略接近，一个用于精细接近。关于粗略接近，参见图8。该 图示出了第一阻挡件8，其具有大体V形且向下逐渐变窄的形式，阻挡件8中装有钢制的定 中心销9。阻挡件8形成下框架部分的一部分，并且突出部9被制成形成上框架部分的一部 分的销(具体参见图6)。利用与枢转轴19相隔相对较短距离的这种机构，实现了第一级接 近的重置。 更精细、更精确的调节借助第二重置定位机构实现，所述第二机构与枢转轴19相 隔相对更大的距离，并且包括第二阻挡件IO，第二阻挡件10具有上框架部分4上的凹部和 下框架部分2上的第二定中心销11。如图8所示，图9示出了静止位置上的这种结构。
为限制第一 自由度X下的角位移，使用了第一限制装置，其包括可与铰链机构20 的阻挡边缘14共同作用的上框架部分4的前表面13。 为将第二自由度Y下的角位移限制为最大±40度，在一个方向上，枢转轴19的第 一端部区域15可与铰链机构20的第一阻挡台肩共同作用。在另一方向上，枢转轴19的第 二端部区域16与第二阻挡台肩18共同作用。关于这一方面，具体参见图10。
图11-15示出了一种变型。在该实施例中，克莱普式冰刀框架包括球窝接头，其将在下面加以描述。在对所述附图作出下列讨论之前，在此值得注意的是，附图以示意性的方 式被部分地示出，并且为使部件之间的基本关系清晰，例如未绘出重置弹簧6、7及其相关 的紧固点、螺纹以及带有冰刀3的下框架部分2、阻尼块12等。然而，这些部件可以形成具 有将在下面描述的球窝接头的变型的一部分。 图11示出了构成具有根据本发明的自由度的克莱普式冰刀机构的核心的单元35 的分解视图。装配块36可以借助波普空心铆钉经由孔37以不可分离的方式与管子21联 接，所述管子已在前面多个附图中示出。装配块36支撑球形的球38，其构成根据该实施例 的球窝接头的一部分。与上框架部分4刚性连接的套筒39包括通孔40，其用于使球38如 箭头141所示那样通过。在已按照这种方式将球38插入套筒39之后，套筒39中的两个轴 承承窝41、42被移向球38。然后通过设置并且借助螺纹连接固定相关的盖子43、44将这些 轴承承窝41、42封装在套筒39中，其中通过相应的球形内表面以非常小的间隙将球38封 装在承窝41、42中。出于简化的缘故，在附图中未绘出所讨论的螺纹。
为实现盖子43、44上的螺纹连接，这些盖子以其自身已知的方式设置有抓握凹部 45 (例如盲孔)，可以将构成螺丝刀的一部分的两个销插入其中以便以螺纹连接的方式紧 固盖子43、44。 如图11中清楚示出的，球38在其顶侧上设有充当第一引导件和阻挡件的突出部 50，在其后侧上设有类似的第二引导件和阻挡突出部51 。 一旦盖子43、44已经被拧上，这些 突出部则与将在下面描述的轴承承窝41、42的一部分共同作用，其中球38以完全闭合的方 式容纳于所述承窝中。 图12A、12B、12C和12D示出了轴承承窝41。这包括周缘52，其限制了半球形的内 表面53，并且具有以下边缘凹部-第一边缘凹部54，其用于使轴承承窝41、42相对于彼此并相对于套筒39和上框 架部分4被锁定；-第二凹部55，其确保冰刀不会倾斜，因为该凹部的边缘沿第一突出部50滑动；
_第三凹部56，其用于提供脚踝的旋转，还确保在发生向回的枢转时上框架部分 再次回到其中间的停止位置；-第四凹部57，其确保与上框架部分4 一起的套筒39不会倾斜，因为第四凹部57 的边缘沿球38的颈部58滑动。 凹部57的底表面所指向的角度确定了克莱普式机构打开时脚踝旋转的角偏移
量，并且还确保管子21返回其正确的、居中的停止位置。 图13示出了在图11中以分解视图示出的组装单元35的侧视图。 图14和15示出了相应的横截面XIV-XIV和XV-XV。 球38优选地由牢固、抗磨损且轻质的材料(例如高等级的铝)制成。轴承承窝41、 42可以由相同的材料制成。青铜也是合适的材料，然而推荐使用密度较低的材料。这是因 为由此可以减少数克重量，而这对于冰鞋来说被认为是可观的。 球38和/或轴承承窝41、42的相关共同作用表面可以例如通过气相沉积的方式 设有PTFE层。 值得注意的是，根据本发明的所有运动自由度均由球窝接头30、41、42限定。
在图14中，参考数字60指示脚踝旋转的角度。
附图及其说明只涉及示例性实施例。显而易见的是各种各样的改变和改进都将落 在本发明的范围内。
权利要求
一种用于克莱普式冰刀的框架(1)，所述框架(1)包括用于承载冰刀(3)或轮子的下框架部分(2)；具有用于联接到冰刀鞋的鞋底和后跟的装置(5，6)的上框架部分(4)；铰链装置(20)，其使两个所述框架部分彼此铰接联接，所述铰链装置位于所述下框架部分(2)的最前方区域上方一定距离处，并且在所述冰刀(3)或轮子的主平面或者从主平面变化最大约30°的平面上限定第一旋转自由度(X)；以及重置装置(6，7)，其用于相对于所述下框架部分(2)将所述上框架部分(4)推动至由定位装置(8，9；10，11)确定的停止位置，在所述停止位置上，所述框架部分(2，4)具有最小可能的间距；其特征在于，所述铰链装置(20)限定与第一旋转自由度(X)垂直的在±30°范围内的第二旋转自由度(Y)，使得所述上框架部分(4)能够相对于所述下框架部分(2)执行向上和向下以及侧向的枢转运动。
2. 如权利要求l所述的框架(l)，其特征在于，所述铰链装置采取万向接头的形式。
3. 如权利要求l所述的框架(l)，其特征在于，所述铰链装置包括球窝接头。
4. 如权利要求l所述的框架(l)，其特征在于，所述重置装置是可调的。
5. 如权利要求4所述的框架(l)，其特征在于，所述重置装置包括其长度和弹性偏压能 够被连续或分步调节的弹簧装置(6， 7)。
6. 如权利要求l所述的框架(l)，其特征在于，所述重置装置(6， 7)将所述框架部分 (2， 4)从第一 自由度和/或第二自由度下的最大角位移重置成其彼此停止位置所需要的时 间总计最大为400ms，优选为300ms。
7. 如权利要求l所述的框架(l)，其特征在于，所述重置装置包括弹簧装置(6，7)。
8. 如权利要求l所述的框架(l)，其特征在于，所述定位装置包括阻挡件(8 ;10)，其具有位于一个所述框架部分上的大体V形且逐渐变窄的凹部；以及 位于另一个所述框架部分上的与其共同作用的突出部(9， 11)。
9. 如权利要求l所述的框架(l)，其包括阻尼装置(12)，所述阻尼装置用于阻尼在由所 述重置装置(6， 7)引起的所述下框架部分(2)相对于所述上框架部分(4)移动至停止位置 的过程中产生的震动。
10. 如权利要求7所述的框架(l)，其特征在于，所述阻尼装置包括由橡胶或橡胶类材 料制成的阻挡件(12)，其中所述材料的硬度为(90±20)肖氏(A)量级。
11. 如权利要求l所述的框架(l)，其包括第一限制装置，所述第一限制装置用于将第 一自由度下的角位移限制为最大25度，优选约20度。
12. 如权利要求l所述的框架(l)，其包括第二限制装置(15，17;16，18)，所述第二限 制装置用于将第二自由度下的角位移限制成最大±50度，优选约40度。
13. —种克莱普式冰刀，所述冰刀包括冰刀鞋以及联接到其鞋底和后跟的如前述权利 要求中任一项所述的框架(1)。
全文摘要
一种用于克莱普式冰刀的框架，其包括用于承载冰刀或轮子的下框架部分；具有用于与冰刀鞋的鞋底和后跟联接的装置的上框架部分；铰链装置，其使两个框架部分彼此铰接联接，并且位于下框架部分的最前方区域上方一定距离处且在冰刀或轮子的主平面或者从主平面变化最大约30°的平面上限定第一旋转自由度；以及重置装置，其用于相对于下框架部分将上框架部分推动至由定位装置确定的停止位置，在所述停止位置上，框架部分具有最小可能间距。铰链装置限定与第一自由度垂直的在±30°范围内的第二旋转自由度，因此上框架部分能够相对于下框架部分进行向上和向下以及侧向的枢转运动。
文档编号A63C17/06GK101795735SQ200880106014
公开日2010年8月4日 申请日期2008年7月17日 优先权日2007年7月17日
发明者J-W·迈耶 申请人:维迪有限公司