NO315639B1 - Skistövel - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en skistøvel.

I mange idretter, som for eksempel langrenn, skal så mye kraft som mulig overføres mellom menneskekroppen og et underlag, i den hensikt å skape fart. Hvor store kreftene er, blir i utgangspunktet bestemt av den fysiske kapasiteten til menneskekroppen, men i stor fart vil det kunne oppstå reaksjonskrefter fra underlaget som overstiger de menneskeskapte kreftene. Kroppens hovedoppgave blir da å motstå disse kreftene. Uansett vil hvor stor andel av kreftene som faktisk blir overført, bestemmes av teknikk og utstyr.

Kropp-utstyr-underlag danner altså et tredelt system. Dette systemet vil bli nærmere forklart med referanse til langrenn, selv om prinsippet også vil gjelde for andre aktiviteter. I den følgende gjennomgangen vil vi se bort fra skistaver og bekledning

Utstyret i langrenn består tradisjonelt av støvel, binding og ski. For at disse komponentene skal utføre sin kraftoverføringsoppgave best mulig, søkes to krav oppfylt: For det første må materialer være så stive som mulig for at kraft ikke skal gå tapt i uønske deformasjoner. I tillegg må form, materialvalg og mekanismer velges slik at de to andre hovedkomponentene i systemet, kropp og underlag, kan oppføre seg så normalt eller hensiktsmessig som mulig.

Disse kravene er ofte motstridende, og optimale kompromisser må inngås. La oss bruke underlaget som et enkelt eksempel først: Det er hensiktsmessig at snøen ikke utsettes for store, lokale deformasjoner. En buet, men helt stiv ski vil overføre størst krefter i tupp og bakski ved fraspark, med resultat at disse delene graver seg ned i snøen. En ski som fordeler kraft jevnt langs hele lengden er mer hensiktsmessig. Det er bred enighet om følgende prinsippielle designvalg for å oppnå dette: - relativt tykk, stiv midtski for å overføre stor kraft; - lignende stivt materiale, men gradvis tynnere og dermed fleksibel fram- og bakski for å fordele kraften; og - resten av utstyret roterer, via mekanisme, i forhold til ski, for at kropp og underlag skal komme i posisjon for kraftutvekslingen.

Hvis vi nærmer oss utstyret fra kroppen i stedet, så er bøying av tåledd en viktig bevegelse i langrenn. Denne bøyingen er hensiktsmessig fordi den, spesielt i klassik diagonalteknikk, gir et kraftoverføringsforløp som er fysiologisk riktig og normalt, ikke så ulikt kraftoverføringsforløpet i løping. Derfor har man i langrennsstøvel-design så langt valgt å kopiere løsningen fra nettopp løping, nemlig å formgi i fleksible materialer som tillater den grad av bøying man er ute etter.

Langrenn har imidlertid mer til felles med andre ski-disipliner enn med løping, fordi løping er fundamentalt forskjellig på et viktig punkt: Støvelen danner grensesnittet mot underlaget. En viktig frihetsgrad i skidesign er muligheten til forme støvelens 'underlag', nemlig oversiden av skien. Denne muligheten har man ikke i løping. Derfor må en løpssko i tillegg til å 1) overføre kraft, også 2) fjære og fordele krefter for å unngå uønskede deformasjoner av foten, og 3) gi informasjon om fotens posisjon i forhold til underlaget. Det siste er essensielt for kroppskontroll og balanse.

De samme kravene gjelder utstyret i langrenn, men her kan og bør oppgave 2 og 3 i hovedsak utføres av skien, fordi den danner grensesnittet mot underlaget. Fram- og bakski må som før nevnt være fleksible for å tilfredstille foregående punkt 2 (er nærmere beskrevet i etterfølgende figurer). Punkt 1 og 3 blir imidlertid best oppfylt hvis midtski, binding og støvel danner en stiv enhet.

Forklaringen på dette er at i de fleste langrennsteknikker innen både skøyting og klassisk vil

kraften sjelden fordeles jevnt på tvers av skia når den skal overføres fra underlaget. Mer kraft vil gå gjennom den ene kanten. Dette gjelder alltid i skøyting, på hardt føre i særlig stor grad. Selv i klassisk diagonalteknikk vil ofte variabler som løyperetning, sidevegs helling av sporet og ujevn snøkonsistens bidra til en stor grad av uforutsigbarhet. Skien vil derfor også i klassisk ofte utsettes for et dreiemoment som ikke fanges opp av torsjonsvridning i fram- og bakski.

En stiv støvel, i kombinasjon med en stiv innfesting til ski, kan overføre et stort dreiemoment til foten, som raskt kan finjustére sin posisjon for å gjenopprette nødvendig balanse og kontroll. En myk støvel vil derimot ved en viss belastning presses sammen mellom den mest belastede skikanten og den tilsvarende siden av foten. Denne trykk- og strekkdeformasjonen vil i tillegg suppleres av en vridningsdeformasjon, fordi storparten av kraften som regel overføres gjennom bakre del av foten, mens støvelen bare holdes på plass framme ved innfestingen.

Det kan således formuleres to viktige krav ved design av langrennsutstyr: Valg av dimensjoner og materialer som overfører stor kraft, samt tilpasning til kroppen og dens bevegelser - med spesiell vekt på mulighet for bøying av tåledd. Måten det siste blir søkt oppfylt på i dagens løsninger, oppfyller ikke det første på en tilfredsstillende måte, fordi utstyret blir uhensiktsmessig deformert. Dette fører i neste omgang til uønskede bevegelser i kroppen. Vi vil i det etterfølgende i tillegg vise at hemming av visse ønskede bevegelser også er en konsekvens.

Graden av bøying i tåleddet er mindre i skøyteteknikk enn i klassisk skiteknikk. Derfor har man etterhvert tatt i bruk stivere støvelsåler i skøyting, og begrunnet dette med at sålene blir "torsjonsstive".

Grunnen til at torsjonsstiv her skrives i hermetegn, er at en fullstendig torsjonsstiv plate, f.eks en støvelsåle, som ikke kan vris, heller aldri kan bøyes. Så de eksisterende støvelsålene er på langt nær torsjonsstive. Det samme gjelder for formen rundt hælen. Og selv om denne faktisk var fullstendig torsjonsstiv i seg selv, så ville den likevel kunne vris i forhold til støvelens innfestingspunkt, dvs bindingen, nettopp via den torsjonsmyke sålen.

Heller ikke et kort, bøyelig segment under tåleddet, i en ellers stiv plate, gir fullstendig torsjonsstivhet i sålen. Torsjonsstivheten ville kunne økes ved å la lengden på dette segmentet nærme seg null, men da oppstår et annet problem: Sålen vil ikke kunne forlenge seg. Siden fotsålen forlenger seg ved bøying i tåleddet, vil da foten enten bevege seg oppover i støvelen og miste kontakten med sålen, eller presses mot tå- og hælkappe og deformeres uhensiktsmessig.

Torsjonsstivhet, bøyestivhet og trykk/strekk-stivhet er alle innbyrdes avhengige størrelser i et massivt legeme, og de har til sammen ni komponenter i de tre rom-retningene. Vi har imidlertid i denne problembeskrivelsen fokusert på manglende torsjonsstivhet i lengderetning, fordi dette er mest fatalt og kan sees som utløsende årsak til beslektede problemer. Vi skal kort nevne to: - Sideveis bøyestivhet i støvelen blir mindre, dvs at hælen kan presses langt ut til siden av skien. Et spor under støvelen og en tilsvarende forhøyning på skien avhjelper dette problemet i de fleste tilfeller, men ved store reaksjonskrefter i utforkjøringer må hælen aktivt presses ned for å unngå problemet. Sidestivheten vil øke hvis det bøyelige segmentet under tåleddet forkortes, men dette går som nevnt ut over bøye-egenskapene

rundt tåaksen.

- Langsgående bøyestivhet blir mindre. Dette er et problem i dag fordi støvelen blir produsert med en bue som gir etter for trykket fra fotbuen i stedet for å overføre kraften i dette partiet. Spesielt i skøyting skal mye kraft overføres her. Problemet kan trolig avhjelpes til en viss grad ved å lage støvelen mer massiv under fotbuen.

Mangelfull torsjons-, bøye- og trykk/strekk-stivhet i dagens støvler vil i sum medføre at støvelen ikke klarer å gi foten den nødvendige støtten nedenfor ankelen. Dermed blir det vanskeligere å balansere, spesielt i skøyting. Dette blir i dag kompensert for ved å bygge skøytestøvler lenger opp enn til ankelen, eller hengsle en støttemansjett koaksialt med øvre ankelledd (talar). Slike løsninger gir bedre balanse, men vil i langrenn gå på bekostning av bevegelighet og/eller kraftoverføring: - Enten er støttemansjetten så stiv at den hemmer rotasjonen om aksen til nedre ankelledd (subtalar). Det er denne rotasjonen som vrir fotblad, støvel og ski ut og opp for å oppnå

kanting.

- Eller så er den så myk at en stor andel av kraften som overføres fra foten her oppe, vil gå tapt i deformasjon av mansjetten. Denne andelen vil da ikke gi noe bidrag til den aktive kraften mellom støvel og ski, men i stedet erstatte den.

For å oppsummere har bindingssystemene (støvel og binding) for langrenn som i dag benyttes følgende svakheter: - De er ikke i stand til å overføre nok kraft, fordi komponentene deformeres lenge før de belastes maksimalt i de fleste skiteknikker; - de utsetter derved fotblad og ankel for unødvendige belastninger, fordi foten enten følger deformasjonen i støvelen og havner i fysiologisk ugunstige stillinger, eller prøver å holde ønskede stillinger ved å kompensere for manglende støtte og kontroll ved statisk

muskelarbeid; og

- de hemmer det dynamiske muskelarbeidet i ankelen.

Alle disse tre problemene kan føres tilbake til den fleksible støvelen som prinsippiell hovedløsning. Valg av del-løsninger vil avgjøre hvilket av de to siste problemene som opptrer i størst grad.

Hvis materialer og/eller dimensjoner i et fottøyskall velges slik at skallet blir ikke-deformerbart, må oppførselen til skallet kontrolles ved hjelp av mekanismer. Et stivt skall med mekaniske ledd vil bare bevege seg i de retninger og avstander, og med den motstand leddene tillater.

Riktig valg av plassering, orientering, antall frihetsgrader og grad av motstand for hvert ledd er essensielt for at skallet til enhver tid på en optimal måte skal

følge fotens ønskede bevegelse

- hjelpe fotens ønskede bevegelse

- hindre uønskede bevegelser.

Hvis man ser bort fra friksjonstap i leddene og mikro-deformasjoner i foten, vil denne type fottøy i teorien kunne overføre all kraft mellom kropp og underlag.

Skal fottøyet låses mekanisk til øvrig utstyr, kan dette sees som en forlengelse av kroppen. De samme prinsippene for hensiktsmessig bevegelse og leddutforming gjelder.

De ovenfor angitte svakhetene ved dagens systemer er løst ifølge oppfinnelsen som angår en skistøvel bestående av en fremre fotøydel og en bakre fottøydel som er innbyrdes leddforbundne om en akse som er tilnærmet sammenfallende med fotens grunnledd i stortåen når foten er plassert i støvelen, kjennetegnet ved tå-partiet under den fremre støveldelen er utformet for leddforbindelse med skien om en i hovedsak horisontal akse tilnærmet normalt på støvelens lengderetning.

Foretrukne trekk ved den foreliggende oppfinnelse er gitt i de uselvstendige kravene 2-4.

Oppfinnelsen vil bli nærmere forklart med henvisning til de etterfølgende figurer hvor:

Figur I viser virkningsmekanisme for skistøvelen, samt mekanismens posisjon ved leddutslag påO°i lb og 2b; Figur II viser eksempler på låseprinsipp. Hovedidéen er at det ene av låseelementene A lier B roterer mot den hovedkomponenten det er del av under bruk, mens det andre kun har en låsende funksjon. Dermed kan rotasjonen skje mellom to permanent sluttede, sylindriske flater. Dette er ikke mulig i dagens løsninger der begge låseelementene også er del av rotasjonsmekanismen; Figur III viser at det i prinsippet er uten betydning hvilke av de to hovedkomponentene A og B allokeres til. Det er heller ikke her spesifisert hvorvidt A (det bevegelige elementet) også er det roterende elementet, eller om det er elementet med kun låsende funksjon; Figur IV viser eksempel på fjærende metallbånd M som motstandselement. Ved rotasjon deformeres M elastisk og motarbeider rotasjonsbevegelsen; Figur V viser store, vertikale pasningsflater på tvers av rotasjonsaksen fordeler de store sideveis momentkreftene.

Systemet kan beskrives som en mekanisme med hovedkomponentene:

ski (1), framstøvel (2) og bakstøvel (3), se figur 1. Komponentene 2 og 3 er permanent låst til hverandre i et hengslet ledd 2b og utgjør tilsammen et støvelskall. Komponent 1 blir låst til komponent 2 i et hengslet ledd lb under bruk. Nederste del av komponent 3, hele komponent 2 og det partiet av komponent 1 som komponent 2 og komponent 3 er i kontakt med, er laget i helt stive materialer som ikke blir deformert ved krefter av den størrelsesorden som er involvert i langrennsaktivitet.

Hvis hælen presses ned og komponent 3 er i kontakt med komponent 1 (0° utslag i ledd 2b og lb), vil mekanismen også være låst i alle andre retninger, fordi komponent 2 og de delene av komponent 1 og komponent 3 som er i kontakt, er helt stive og ikke-deformerbare. For ekstra sikker sidevegs låsing mellom komponent 1 og komponent 3 har tverrsnittene av disse komponentene vertikale former som utfyller hverandre i denne posisjonen.

Når utslagene i ledd lb og ledd 2b er større enn 0°, vil både komponent 1 og komponent 3 kun bevege seg i forhold til komponent 2 ved en-akset rotasjon. Komponenter og ledd må derfor utformes slik at leddutslagene i ledd lb og ledd 2b kan bli minst like store som det som er naturlig for foten, og naturlig i forhold til underlaget. Ledd 2b må plasseres og orienteres sammenfallende med bøyeaksen for tåleddet, slik at denne største bevegelsen i fotbladet tillates utført som normalt inne i skallet. Støvelskallets bevegelser blir da styrt av denne bevegelsen på en forutsigbar måte. Øvrige bevegelser i fotbladet er så små at de blir fanget opp av fleksibilteten i en myk innerstøvel. Ledd lb må plasseres og orienteres slik at komponent 1, via komponent 2 og komponent 3, beveger seg hensiktsmessig når foten utfører en normal frasparkbevegelse for den aktuelle skiteknikken.

Det stive støvelskallet overfører all kraft mellom foten og underlaget. Dette gir større kraftutnyttelse enn i dag og bidrar dermed direkte til større fart.

Det gir i tillegg statisk støtte til fotbladet i alle andre retninger enn om rotasjonsaksene ledd

1 b og ledd 2b, dvs. bidrar til å hindre uønsket store utslag i vridnings- og sidebevegelser i fotbladet, og til å avlaste ledd og muskler som prøver å hindre slike utslag. Skallet bidrar derfor indirekte til større fart, fordi kroppen spares for unyttig kraftbruk. Spart kraft kan i stedet nyttiggjøres i frasparket.

I tillegg til at skallet yter statisk støtte, vil den elastiske andelen av motstanden i ledd 2b og ledd lb gi dynamisk hjelp til fotbevegelsene ved at noe av kraften i arbeidsfasen til bevegelsene (fraspark) lagres i leddet og ytes tilbake til fot eller ski i hvilefasen (innhenting av fot og ski).

For at ledd lb skal kunne åpnes og komponentene 1 og 2 separeres, må systemet inneholde en låsemekanisme bestående av flere elementer. Noen av disse må allokeres til komponent 2, mens de øvrige kan enten integreres direkte i komponent 1, eller i en separat bindingshus-komponent 4 som fikseres til komponent 1.

Figur 2 viser at ett eller flere elementer A i den ene hovedkomponenten beveges og føres sammen med ett eller flere elementer B i den andre. A og B er utformet slik at de utgjør en fiksert enhet AB når de er ført sammen. Figur 2 viser to eksempler på hvordan dette kan gjøres, og figur 3 viser at forskjellig allokering av A og B gir samme prinsippielle resultat.

Enten element A eller B har en utvendig sylindersymmetrisk flate og kan rotere i forhold til et sluttet, sylindrisk hulrom i den ene hovedkomponenten. Siden den andre hovedkomponenten er fiksert til dette elementet via enheten AB, vil denne hovedkomponenten og AB rotere sammen. Rotasjonsleddet lb blir dermed definert av senteraksen til den sylindersymmetriske flaten. Den mest optimale orienteringen av ledd lb er ikke nødvendigvis horisontalt og normalt på skiens lengdeakse, men trolig ganske nærme.

Ønsket rotasjonsbevegelse mellom støvel og ski oppnås ved å integrere ett eller flere motstandselementer i en av eller begge hovedkomponentene. Motstand oppstår ved at disse blir deformert når enheten AB roterer. Motstandselementet kan enten bygges inn rundt, gjennom eller utenfor ledd lb, og elementene kan yte enten torsjons-, bøye-, trykk- eller strekk-motstand. Både fjærer (vrifjær, bøyefjær eller spiralfjær) og fleksible materialer kan brukes. Figur 4 viser eksempel på bøyefjær (m) gjennom ledd lb, mens det kan også anvendes et fleksibelt materiale foran ledd lb. I begge løsningene ytes her minst motstand når utslaget i ledd lberO°.

Rotasjonsmotstand kan i prinsipp justéres på to måter: Ved å skifte til motstandselementer med annen motstandskarakteristikk, eller ved åjustére forspenningen i motstandselementet. Én eller begge måter kan brukes i systemet. Utforming av mekanismer for å bytte ut eller forspenne vil avhenge av valgt motstandsprinsipp, se forrige avsnitt. Slike mekanismer trenger i prinsippet ikke allokeres til samme hovedkomponent som M.

I tillegg til et rent hengsleledd mellom ski og støvel (heretter kalt 'festet', mens leddaksen blir kalt 'festeaksen' eller Måseaksen') inneholder systemet også et rent hengsleledd mellom framre og bakre del av støvelen. Dette blir heretter bare kalt 'leddet'. Leddet er konstruert ved å støpe inn metallarmering i skall-deler av stiv plast, og nagle dem sammen.

For å unngå uønskede deformasjoner i foten er riktig plassering av leddaksen (høyde over fotsåle, lengde bak tå) og orientering i rommet (vinkel mot horisontalakse og normalakse til skien) viktig. I prinsippet bør aksen ligge sammenfallende med aksen til tåleddet, men visse avveininger og forbehold identifiseres diskuteres i det følgende.

Plasseringen er selvsagt først og fremst avhengig av fotstørrelse, så den bør plasseres lenger bak og lenger oppe for hvert støvelnummer. Orienteringen av tåledd-aksen varierer imidlertid mer uforutsigbart enn f.eks. aksen i øvre ankelledd fra person til person. Fra innside til utside synes den som regel å være vinklet rundt 10° bakover og noe nedover når man står på hele foten.

To faktorer gjør det vanskelig å bestemme en gjennomsnittlig orientering av tåledd-aksen, og dermed leddaksen i støvelen, nøyaktig. For det første er det forenklet å si at tåledd-aksen er én akse, siden den går gjennom alle tærne og omkranses av mange små bein og muskler. Den er dermed dynamisk og forandrer orientering i forholdet til de omkringliggende deler av fotbladet. Aksen kan imidlertid sies å vri seg oppover og noe framover på utsiden i løpet av en typisk bøyebevegelse (i løping betyr en 'typisk bøyebevegelse' at 80 % av kraften går gjennom stortåen). Så en gjennomsnittsakse for denne bevegelsen må uansett velges. Det må dessuten uansett være plass til tærne gjennom hele frasparkbeveglsen, så de aller fineste justéringene i fotens posisjon må fanges opp i en myk innerstøvel.

For det andre må også orienteringen av leddet sees i sammenheng med orienteringen av festet, siden den stive framstøvelen er del av begge to. Bevegelsesbanen til skien relativt til bakstøvelen - og dermed de kraftproduserende delene av beinet - vil være en komplisert funksjon av bevegelsene i de to leddene.

I skøyting vil trolig plassering og orientering av festeaksen ha begrenset betydning, fordi støvelen bare roteres i liten grad mot skien, og da etter at frasparket er utført. I klassisk diagonalgang, derimot, kan vi observere at kneet beskriver en bane som ligger tilnærmet i vertikalplanet gjennom skiaksen, samtidig som skien holdes flatt mot underlaget. Dette tilsier at man ikke skal avvike særlig fra horisontale akser som står normalt på skiens lengdeakse.

Vi har valgt å orientere festeaksen på denne måten, slik det er gjort i dagens løsninger, rett og slett fordi denne orienteringen synes å fungere bra i en myk støvel. Den usikre orienteringen av selve tåledd-aksen gjør det vanskelig å avgjøre om dette vil slå veldig forskjellig ut med en stiv støvel. For å beholde en knebevegelse som beskrevet over har vi derfor også vinklet leddaksen mindre enn det tåledd-aksen indikerer.

Den viktigste forandringen som er gjort i forhold til dagens systemer er at plasseringen av festeaksen er trukket lenger bak. Dette er en helt nødvendig konsekvens av den stive framstøvelen, fordi den siste kraftavviklingen i frasparket ikke kan skje via en gradvis oppbøying av støvelsålen; hele framstøvelen vil forlate skien samtidig. Det er vanskelig å fastslå når dette skjer, men oppbøyingen vil motvirkes av et moment om festeaksen. Det er hensiktsmessig at foten holder de store kraftoverførings flatene i kontakt lengst mulig, men for at dette ikke skal bli for lenge, har vi trukket festeaksen til skien betraktelig lenger bak enn på dagens systemer. Dermed vil momentet bli mindre, og kraftoverføringsretningen etter påbegynt rotasjon blir gunstigere.

I tillegg er rotasjonsaksen trukket langt ned, fordi en da vil kunne overføre kraft over et større sylindrisk areal i pasningen mellom framstøvel og ski.

Det bakre stive skallet når omtrent opp dit foten begynner å skrå innover. Det vil derfor

forhindre sidevegs bevegelser. Innenfor dette er et skall i en mykere plast støpt inn. Én hensikt med dette skallet er at det skal gjøre det mulig å ta støvelen på ved å bende skallet ut fra foten, men en stramme- og lukkespenne sørger for at skallet likevel i lukket tilstand utgjør en sluttet, relativt torsjonsstiv form, som presser foten ned i støvelen. Dermed oppstår god støtte rundt

hele fotbladet.

Det er veldig viktig at skallet gir god, men samtidig fleksibel støtte opp mot ankelkulene. Dette har vi løst ved å avslutte skallet litt nedenfor og legge inn et massivt gummimateriale som former seg rundt ankelleddet nedenfra. Denne støtten er spesielt viktig på utsiden, fordi den, sammen med øvre kant av skallet like foran, gir økende støtte og kontroll for nedre ankelledd når dette roteres utover for å oppnå kanting.

Gummimaterialet under ankelkulene er del av en kappe som også går bak akillessenen. Kappen er laget litt trang, slik at den må spennes bakover når støvelen skal tas på. Derved er også støtten bakfra sikret.

Med all denne stive støtten rundt nedre det av foten og en fullstendig stiv såle har vi muligheten til å gjøre to viktige ting: - støvelen kan bygges høyere enn dagens støvler fordi den overfører skiens dreiemoment til foten og gjør denne i stand til å kontrollere momentet og derved balansere lettere. Fordelen med oppbygging er 1) at det er lettere å komme på kant pga lengre momentarm når kantingen skal utføres, og 2) at fotbladet ikke behøver å roteres så mange grader

utover om nedre ankelakse (subtalar) for at kanten skal komme lenger inn under foten.

- stiv støtte over ankelen kan sløyfes helt. Kun støtte for nedre del av foten, men helt stiv og pålitelig støtte, er bedre enn deformerbar og upålitelig støtte hele veien opp. Vi ser ikke bort fra at en ankelstøtte kan forbedre konseptet ytterligere, men den bør lages og leddes etter samme prinsipp som resten av støvelen: Så stiv at mesteparten av ekstra kraft som den tillater i frasparket, blir overført, og samtidig utformet slik at subtalarbøyingen tillates. Et kombinert hengsle/sleide-ledd kan være en aktuell løsning.

Støvelen må ha en myk innside av to grunner:

- på mikronivå kan optimal trykkfordeling i alle posisjonene som foten inntar hverken oppnås ved perfekt formtilpasning eller mekanismer. Et materiale som gir etter for små bevegelser og fordeler er hensiktsmessig. Det stive skallet må utformes slik at det stopper

disse bevegelsene i hensiktsmessige ytterstillinger.

- langrenn er en vinteridrett som utøves i temperaturer ned mot minus 20, samtidig som de fleste konkurransene foregår over lang tid og med en aktiv bruk av fotbladet som forutsetter god blodsirkulasjon. Et stivt skall alene vil aldri kunne tilby dette. Det kan derfor være aktuelt å overdimensjonere tykkelsen på trykkfordelingslaget pga gevinsten en varmere fot gir.

Et stivt støvelskall har én ulempe i forhold til en fleksibel støvel: Innvendige mål må dimensjoneres etter de største fotmålene blant brukere med samme støvelnummer. Pass formen blir derfor i utgangspunktet dårligere for mange. En optimal innerstøvelløsning ville være formstøping med et skum-materiale, som i alpint. Et enklere, men godt alternativ som er benyttet i denne prototypen, er å bruke en standard innerstøvel i tykk, varmende neopren, og en individuelt tilpasset såle i et hardere materiale som sikrer optimal tilpasning og stabilitet under hele fotsålen.

Vi har valgt å la innerstøvelen nå over ankelen, dels pga av varme-effekten, men også fordi stoffet i den gir et bidrag til informasjon om orienteringen til leggen. Vinkles f.eks. fotbladet utover, vil et lett trykk kjennes mot utsiden av nedre del av leggen. Dette vil hjernen automatisk nyttiggjøre seg til å fin-regulere fotstillingen.

Vår sidevegs stive støvel vil gi momentkrefter på innfestingen til skien som er mange ganger så store som i dagens løsninger, fordi ingen krefter går bort i langsgående deformasjon av støvelsålen når hælen presses ut til siden. Et grunnprinsipp i utformingen av bindingsdelen har derfor vært å konsekvent velge løsninger og dimensjoner som er sterkere enn i dagens bindinger for å overføre de økte kreftene videre til skien. Følgende punkter viser grepene som er gjort.

Diameteren til roterende element er firedoblet i forhold til dagens løsninger, dvs. økt til 20

mm. På sidene har bindingen store vertikale pasningsflater mot støvelen på tvers av rotasjonsaksen, se skravert område i figur 5. Den store diameteren gjør at kreftene mellom roterende element og stasjonær del får en lang momentarm og blir fordelt og overført over en stor sylindrisk flate, og kreftene mellom binding og støvel vil bli fordelt over de store vertikale sideflatene. Derved unngås store punktkrefter som gir mulig deformasjon. - Det prinsippielt nye i vår løsning er funksjonsallokeringen Vi lar ikke begge låsende elementer være del av rotasjonsmekanismen og ha kontaktflater som roterer mot hverandre. Vi har valgt løsningen øverst til venstre på figur 2. Vi oppnår da at det ikke oppstår krefter som motarbeider låsekraften under bruk. Begge de roterende pasningsflatene har en sluttet, permanent sylindrisk form, og det virker bare momentkrefter mellom dem. Se figur 5.

Claims (4)

1. Skistøvel bestående av en fremre fotøydel (2) og en bakre fottøydel (3) som er innbyrdes leddforbundne om en akse (2b) som er tilnærmet sammenfallende med fotens grunnledd i stortåen når foten er plassert i støvelen, karakterisert ved at tå-partiet under den fremre støveldelen (2) er utformet for leddforbindelse med skien (1) om en i hovedsak horisontal akse (lb) tilnærmet normalt på støvelens lengderetning.

2. Skistøvel ifølge krav 1, karakterisert ved at elementene om rotasjonsaksen (lb) i leddforbindelse med skien (1), under bruk, roterer om flater som begge er lokalisert i bindingen.

3. Skistøvel ifølge krav 1, karakterisert ved at elementene i rotasjonsaksen (lb) i leddforbindelsen med skien (lb), under bruk, roterer om flater som begge er lokalisert i støvelen.

4. Skistøvel ifølge krav 1, karakterisert ved at den horisontale aksen (lb) er lokalisert i området mellom støvelens fremre kant og aksen (2b).