Способ изготовления стельки обуви

союз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 32 А ПИС БРЕТЕН ститут т ости шина ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕВЕДОМСТВО СССР(71) Всесоюзный заочный истильной и легкой промышлен(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕЛЬКИ ОБУВИ(57) Использование: обувная промышлен-. ность. Сущность изобретения: способ изготовления стельки обуви, заключающийся в том, что в носочно-пучковой части устанавливают опору для фиксации стопы, имеющую основание в виде дугообразной полосы. Дугообразная полоса размещается Изобретение относится кмышленности, а именно к изго дталей низа обуви,Цель изобретения - повышение. комфортности обуви.На фиг,1 а,б изображена аналитическаямодель стопы и ее расчетная схема; нафиг.2 - графики изменения усилия в подошвенных мышцах Еупр, в зависимости от угла подъема стопы ), активной силы Га икоэффициента трения,и; на фиг,3 - конструкция стелечного узла, содержащего опорудля фиксации стопы,Стопа является сложной конструкцией,нормальная работа элементов которой определяется интенсивностью и характером 1)5 А 43 В 10/00, 7/14, 13/40 в выемке стельки заподлицо с поверхностью стельки, Крайние точки осевой линии дугообразной полосы располагают на расстоянии 0,73 и 0,62 соответственно с внутренней и наружной стороны, где О - длина стопы. Радиусдугообразной полосы Я =1,5- 2 Шл, где Шп - ширина стельки в пучках. Половина ширины дугообразной полосы с равна с = 15 мм от ее центральной линии. Дугообразную полосу изготавливают из материала, который имеет коэффициент трения р, определяемый по формуле: 7,3 з и +) 8 п а - О - 1,6 соз) 7,3 япф+1) соз(а - О - 1,ЫП где а, 3 - угл ы между л и ни я ми и риложения веса человека и действия нагрузки на плюсневую а и пяточную р части; ) - угол подъема стопы на каблук; щ - масса тела человека. 3 ил. них сил, как массоиза обуви,тикой стопы являетспособность уменьых нагрузок. Потеряуплощением свода,остаточных дефор- ашц, что приводит кям в стопе и позвотомляемости и друледствиям.ции подошвенныхе, возникшее в них ийствий и факторов,силий в подошвенвоздействия на его воздеиствия на нее внеш вых, так и со стороны нВажной характерис ся ее амортизационная шать воздействие силов этой функции связана с вызванного появлением маций подошвенных мы болезненным ощущени ночнике, повышению у гим дискомфортным посВеличину деформа мышц определяет усили зависящее от ряда воздеДля определения у нцх мышцах и степенивеличину влияющих параметров, рассмотрим модель стопы и ее расчетную схему, включающую элементы стопы и усилия, которые определяют функционирование амортизационного механизма человеческого тела (фиг.1),Расчетная схема амортизационной системы стопы представляет собой плоскую шарнирно-стержневую конструкцию с включением элемента С 1, имитирующего работу подошвенных мышц, Стержни АВ и ВС отражают конструкцию опорного скелета стопы, шарниры А,В и С - суставные сочленения элементов стопы,Под действием активной силы Еа в стержнях возникают усилия В 12 и В 21, в точках опор - реакции В, и Во и сила трения Еупр, появляющаяся при перемещении шарнира А по опорной поверхности. Шарнир С остается неподвижным, так как направление действия силы В 21 в стержне ВС входит в конус трения (фиг,1). Геометрические характеристики стопы определяются высотой голеностопного сустава ВО, расстоянием СО до его проекции на плоскость опоры и длиной свода СА, которые могут быть определены по уровням связи размерных признаков стопы (1): (СО) = 0,2 Р; (ВО) = 0,210; (СА) = =0,540, где О - длина стопы.Угол у характеризует подъем стопы на каблук, Значения углов а и. ф однозначно определяются из геометрических соотношений звеньев схемь 1, как элементов стопы60 о Рд 20 о)К внешним силовым воздействиям на рассматриваемую шарнирно-стержневую схему является активная сила Еа, физическая природа которой определяется массой тела, динамикой нагружения и характером распределения нагрузки по опорной поверхности,Значение активной силы запишется в виде: Еа = Кдин Красп тц, где К - динамический коэффициент максимального увеличения давления стопы на опору, Кдин = 1,8Красп - коэффициент распределения давления массы тела по опорной поверхности РассматРиваемой зоны, Красп = 0,4, тп 9 - сила тяжести тела, или Еа =. 7,3 (1)Усилие в пружине АС определяется из условия равновесия узлов шарнирно-стержневой конструкции:Узел В: ХХ=О-Еа+В 12 сов (а-у)+ + В 21 сов ф+ =0 ХУ=О В 12 зи (а-у)-В 21 зп ф+у)=0зп(а+Я Узел А. ХХ=О Вд-В 12 сов (а- у) + + Еу ви у =0Х У=О-В 12 эп (т(-у 1 +Еупр. сов 7-Етр,=О Етр. =- Вд,игде- коэффициент трения стопы по поверхности стельки.с, т(пфу(ыпа - у - и апта -д ап(а + (сну -р апу) 10 ипи т 3 щвпЯ +Явью -у) -рток(а-тд.з 1 п(а+Я(созу -тт в 1 пу) Как видно из уравнения (2), сила упруго 15 сти Еупр возникающая в подошвенныхмышцах, зависит от массы тела т, углау подъема стопы на каблук, определяемоговысотой каблука, значений углов а и Р икоэффициента трения,и стопы на опорнойповерхности.Поставленной задачей является обеспечение естественного напряженного состояния подошвенных мышц, которое определяется условиями формирования опорно-двигательного аппарата человека в процессе, аименно: наличием тонуса подошвенныхмышц, непосредственным контактом стопыс упругопластичным основанием-почвой инепревышением массы тела среднего значения, то есть следующими величинами воздействующих параметров(у) = О, масса телапт должна быть равна среднему значению п 1,определяемому ростом человека (гп)=п 1) икоэффициентом трения, определенным дляконтакта стопы с землей (экспериментально);ропт,)=0,47,Определив оптимальное значение параметров, воздействующих или управляющихвеличиной усилия в подошвенных мышцах,определим оптимальную величину усилияЕупр.1 по уравнению (2):Еупр.1 = 0,16 п 9 = 1,6 гпт,е, усилие, в 1,6 раз превышающее массутела, обеспечивает естественно напряженное состояние подошвенных мышц.Задаваясь попарным значением оптимальных параметров 7, Еа и , можно определить зависимость усилия в подошвенныхмышцах от каждого из них в отдельности(фиг,2),Из графиков зависимости усилия в подошвенных мышцах видно, что с увеличением активной силы Га усилие возрастает влинейной зависимости, при увеличении углаподъема каблука происходит уменьшениеЕупр, и при значении у = 35 (ВК = 75 мм)происходит переход естественных растягивающих усилий в сжимающие, а с возраста 1797832нием коэффициента трения усилия в подошвенных мышцах уменьшаются,Активная сила Г и угол подъема каблука являются трудноуправляемыми параметрами, так как их величины заложены в конструкции обуви в индивидуальных особенностях носчика, легкоуправляемым параметром является коэффициент трения р, поскольку он определяется свойствами материала вкладной стельки, которые возможно изменить,Величину коэффициента трения обеспечивающую оптимальное усилие в .подошвенных мышцах, определим из уравнения (2)ллл."от,".от: и 3сс)73 топот о уу)тпСо - у) - )С и 73 тптЯо оп о-С)-)боот 7,3 гп в)п(а+ сов(а - у) - 16 зу Величины а и 3 являются постоянными, а в и у - переменными, Для пар значений гп- у можно определить соответствующий коэффициент трения, Диапазон изменения определяется областью существования шарнирно-стержневой модели стопы, которая у = а выражается в прямую (фиг.1), Интервал измерения массы определяется отклонением ее значения от средней вели.чины 1 п, которая обычно не превышает 2 щ,Значения оптимальных коэффициентов трения для пар у-а указаны в табл.1. Угол подъема на каблук, у" Отрицательные значения р выходят за область действия как управляющего параметра, то есть границу действия формулы (3). Сжимающее усилие в подошвенных мышцах для массы ниже значения, чем в и для у 30 не может быть скомпенсировано коэффициентом трения. Обеспечить необходимый коэффициент трения возможно за счет установки в зоне плюсны о и о ры с та ким коэффициентом трения, обеспечивающим оптимальное усилие в подошвенных мышцах с учетом материала, из которого может быть изготовлен чулок. Наиболее часто встречающиеся материалы стелек - подкладочная кожа, окрашенная стелечная кожа, а материалы чулок - капрон,эластик, хлопок.Значения коэффициентов трения для вышеуказанных материалов представлены в табл.2.Как видно из данных таблицы, коэффициенты трения сочетания существующих материалов не обеспечивают необходимые величины роп):. Допол н ительно необходимо получить коэффициенты трения больших и меньших значений. Эти значения можнополучить, придавая рекомендуемой опорефрикционные свойства - снизить коэффициент трения возможно путем лакирования5 поверхности стельки, а увеличить - применение шершевания.Данные по материалам, обработаннымукаэанными способами, даны в табл.З.При превышении массы тела среднего10 значения в средней и каблучной обуви процесс управления усилием в подошвенныхмышцах становится возможным.По данным табл.1 и 3 можно подобратьсоотввтствующий материал вкладной стель 15 ки для сочетания величины массы и высотыкаблука, Весь диапазон изменения,и ==(0,10,92).Опору 1 устанавливают в носочно-пучковой части вкладной стельки 2, располо 20 женной на основной стельке 3, заподлицо иприкрепляют клеем К, Выполняют опору 1 ввиде дугообразной полосы, осевая линия 4которой является дугой окружности с радиусом Я =(1,52) Шл где Шп - ширина стельки25 в пучках, Такой радиус наиболее точно описывает линию плюсны 5. Осевая линия 4располагается на расстоянии а =. 0,730 пооси стельки с внутренней стороны от самойвыпуклой точки пятки М и в = 0,620 - с30 наружной, расстояния а и в соответствуюткоординатам внутреннего инаружного пучка, которые определяют центр пл 1 осневойчасти 5 . стопы. Половина ширины опорыс = 1,5 мм, Эта величина соответствует ши 35 рине опоры плюсневой части 5 стопы всехразмеров(фиг.З). Толщина топоры 1 равнатолщине стельки 2. Материал опоры 1 может быть подвергнут необходимой обработке. Приклеивание опоры клеем Кдолжно40 обеспечить достаточную прочность скрепления при эксплуатации и заменяемостьопоры,При опоре стопы со вставкой 1 коэффициент трения р, определенный для массы45 носчика и высоты каблука используемойобуви обеспечит фиксацию стопы в необходимой точке А,При использовании носчика обуви сразличной высотой каблука возможно иметь50 несколько опор с учетом индивидуальноймассы.Геометрические параметры опоры ирасположение ее на стельке определяются.следующим образом, Опора должна быть55 установлена в зоне контакта плюсны стопысо стелькой, а плюсна имеет Форму дугиокружности, следовательно, и опора должна иметь аналогичную форму, Существует ряд уравнений взаимосвязи геометрических1797832 Таблица 1 Масса тела человека в зависимости от ее среднего значения вю4 = 1 (п, ф) для (Гупр 1 а 2 размеров плюсны стопы с длиной и шириной стельки (1); расстояние от самой выпуклой точки пяточной части до центральной линии плюсны равно:С наружной стороны 0,62 О,С внутренней стороны 0,73 О,где О - длина стопы.П р и м е р. Требуется определять параметры опоры для носчика, обладающего массой щ = 90 кг, длиной. стопы (номер обуви) О = 240 мм для обуви с высотой каблука Вк =50 мм(у=20 ),Найдем значения ах У Ь и й;а = 0,73 О = 0,73 к 240 = 175,2 мм;Ь = 0,620 = 0,62240 = 148,8 мм;Шп = 0,240 + 32 = 89,6 мм;К = 1,7 ф Шп = 146 мм.Масса в превышает е 1,5 раза.По табл,1 определяем,и для п 1 = 1,5 в и у=20.,и =0,6,По табл,3 находим, что такое можно обеспечить при использовании эластичного чулка и материала опоры: стелечная кожа, шершеванная образивом М 40.Применение изобретения позволяет осуществлять профилактику возникновения продольного плоскостопия при использовании обуви с низкой и средней высотой каблука,По сравнению с прототипом предлагаемая конструкция стельки имеет следующие преимущества:точно установлена зона размещения опоры для фиксации стопы, которая обеспечивает естественное напряженное состояние подошвенных мышц для профилактики продольного плоскостопия и увеличения комфортности обуви; опора не усложняет конструкцию обуви; определены фрикционные свойства опоры с учетом массовых характеристик носчика и высоты каблука;профилактика продольного плоскостопия стопы;повышение комфортности обуви, (1). 10 Формула изобретенияСпособ изготовления стельки обуви, заключающийся в том, что в носочно-пучковой части устанавливают опору для фиксации стопы, имеющую основание в виде дугооб разной полосы, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения комфортности обуви, дугообразную полосу размещают в выемке стельки заподлицо с ней, причем крайние точки осевой линии дугообразной 20 полосы располагают на расстоянии 0,73 О и0,620 соответственно с внутренней и наружной стороны, где О - длина стопы с ее радиусом В = 1,5 - 2 Шп, где Шп - ширина стельки в пучках, половина ширины дугооб разной полосы с равна 15 мм от ее центральной линии, при этом дугообразную полосу изготавливают из материала, который имеет коэффициент трения,и, определяемый по формуле30 7,3 зп +) Я и а - ) - 1,6 СОЯ),ф 7;Звпф+ соя(а - О - 1,бяп) где а,р - углы между линиями приложения 35 веса человека и действия нагрузки на плюсневую а и пяточную Р части;) - угол подъема стопы на каблук;щ - масса тела человека,1797832 Составитель С. АлександровТехред М,Моргентал Корректо ерецман акт Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 аказ 725 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5