Устройство фиксации натяжения упругих элементов блочного лука Российский патент 2022 года по МПК F41B5/14 F41B5/10 

Область техники

Изобретение относится к деталям составных луков, конкретно к устройствам фиксации натяжения упругих элементов блочного лука.

Уровень техники

Изобретенный в конце 60-х годов прошлого (ХХ-го) века в США блочный лук («compound bow» — компаунд - составной (англ.) лук) быстро завоевал признание у стрелков-спортсменов и охотников. По сравнению с традиционными луками, мало в чем изменившимися за двенадцать тысячелетий своей истории, новая разновидность древнего метательного оружия обладает рядом неоспоримых преимуществ, позволивших значительно улучшить, выражаясь языком военных справочников, его тактико-технические характеристики.

Из современной патентной [fips.ru] и научно-технической [nexplorer.ru›print/news__11547.htm] информации известен блочный лук /RU 2499969/, его составные элементы и основные принципы работы.

Согласно данным указанных источников к числу основных достоинств блочных луков можно назвать:

- повышенную точность стрельбы при большей начальной скорости полета стрелы и меньшей утомляемости стрелка,

- небольшие габариты,

- упрощенные условия хранения — лук не надо разбирать после тренировки, хранить его можно в собранном виде.

Недостатком известных блочных луков (БЛ) является отсутствие у них средств фиксации натяжения упругих элементов (УЭ), обеспечивающих длительное удержание в натянутом положении упругих концов блочного лука и снимающих нагрузку на мышцы стрелка во время прицеливания до возможности производства выстрела.

Такая возможность снятия нагрузки на мышцы стрелка появляется (US 5546924, МКИ F41B5/18, 1996, US7946282, МКИ F41B5/18, 2011).) при установке блочного лука (БЛ) на ложе арбалета, снабженной зацепным шепталом со спусковым крючком для удержания тетивы и связанной с ней концов УЭ БЛ в натянутом положении.

Однако при этом существенно изменяется форма БЛ, увеличиваются массогабаритные характеристики и снижается удобство его использования охоте, а в спорте – исключается возможность участия в соревнованиях по стрельбе из лука.

Желательно создать устройство фиксации натяжения (УФН) упругих элементов (УЭ) блочного лука (БЛ) без увеличения массогабаритных характеристик последнего и без изменения его функционального назначения, а именно - без превращения лука в арбалет.

Таких УФП УЭ БЛ в известном уровне техники автором не выявлено.

Постановка задачи

Задачей изобретения является создание неизвестного ранее устройства фиксации натяжения (УФН) упругих элементов (УЭ) блочного лука (БЛ) без изменения его функционального назначения, а именно - без превращения лука в арбалет.

Техническим результатом, достигаемым за счет создания УФН УЭ для блочного лука (БЛ) является снижение утомляемости стрелка и повышение точности метания стрел путем фиксации и продолжительного сохранения в натянутом положении упругих элементов (УЭ) БЛ перед выстрелом без использования рук.

Сущность изобретения

Решение поставленной задачи и, как следствие, достижение заявленного технического результата обеспечивается тем, что устройство фиксации натяжения (УФН) упругих элементов (УЭ) блочного лука (БЛ) содержит зацепное устройство (ЗУ) для установки на блоках натяжных шкивов (БНШ) лука и фиксатор зацепа (ФЗ) со стопором фиксатора (СФ) для установки на концах недеформирующегося корпуса лука. Указанные элементы УФН, а именно ЗУ и ФЗ выполнены с возможностью их последовательного зацепа и расцепа при вращении БНШ в одном угловом направлении натяжения свободных концов упругих элементов (УЭ) блочного лука (БЛ). Для этого ЗУ снабжено зацепом и расцепом, а ФЗ - стопором (СФ) 4 блокировки фиксатора в натянутом положении УЭ БЛ.

Доказательство достижения заявленного технического результата

Снабжение УФН зацепным устройством (ЗУ) для установки на блоках натяжных шкивов (БНШ) лука и фиксатор зацепа (ФЗ) со стопором фиксатора (СФ) - на концах недеформирующегося корпуса лука позволяет вводить в зацепление вращающийся БНШ с корпусом лука и останавливать его вращение при натянутом положении УЭ. Фиксация при этом натяжения УЭ позволяет также зафиксировать потенциальную энергию УЭ, достаточную для метания стрел на заданное расстояние с заданным коэффициентом их рассеяния под силой земного тяготения. При этом исключается необходимость удержания тетивы БЛ стрелком в процессе прицеливания. В свою очередь, исключение необходимости удержания тетивы во время прицеливания исключает силовую нагрузку последней на мышцы стрелка. Исключение силовой нагрузки на мышцы стрелка во время прицеливания позволяет исключить эффект триммера напряженных мышц на силу натяжения УЭ, точность прицеливания и энергию метания стрел.

Выполнение ЗУ и ФЗ с возможностью их последовательного зацепа и расцепа при вращении БНШ в одном угловом направлении натяжения свободных концов упругих элементов (УЭ) позволяет после прицеливания стрелы в центр мишени и не отрывая руки от тетивы со стрелой метать последнюю с постоянной энергией путем натяжения тетивы в момент выстрела.

Указанные преимущества заявленного УФН УЭ позволяют и, следовательно, достичь заявленного технического результата, заключающегося в повышении точности метания стрел БЛ без увеличения его массогабаритных характеристик и без изменения его функционального назначения, а именно - без превращения лука в арбалет.

Ссылка на чертежи.

Сущность изобретения поясняется рисунками, представленными на фиг. 1-11.

На фиг. 1 представлен рисунок, поясняющий пример конструкции устройства фиксации натяжения (УФН) упругих элементов (УЭ) блочного лука с фиксатором зацепа (ФЗ) в виде подпружиненной задвижки (ППЗ), в том числе:

фиг. 1а) – вид УФН с боковой стороны;

фиг. 1б) – вид УФН сверху;

фиг. 1с) – вид ФЗ с боковой стороны;

фиг. 1д) – вид ФЗ сверху;

На фиг. 2 представлен рисунок, поясняющий пример конструкции устройства фиксации натяжения (УФН) упругих элементов (УЭ) блочного лука с фиксатором зацепа (ФЗ) в виде подпружиненного поворотного рычага (ППР), в том числе:

фиг. 2а) – вид УФН с боковой стороны;

фиг. 2б) – вид УФН сверху;

фиг. 2с) – вид ППР с боковой стороны и по линии А;

фиг. 2д) – вид ФЗ сверху по линии Б;

На фиг. 3, фиг 4– вид соответственно сверху и сбоку УФН с фиксатором зацепа (ФЗ) в виде подпружиненного поворотного рычага (ППР) при ненатянутом (Еп = 0) положении УЭ;

На фиг. 5, фиг.6 - вид соответственно сверху и сбоку УФН с ФЗ ППР в положении зацепа и фиксации потенциальной энергии (Еп) натяжения упругих элементов (УЭ) лука;

На фиг.7, фиг.8 – вид соответственно сверху и сбоку УФН с ФЗ ППР в момент их расцепления и для дальнейшего высвобождения накопленной потенциальной энергии при производстве выстрела;

На фиг. 9, Фиг. 10 – вид соответственно сверху и сбоку УФН с фиксатором ФЗ в виде подпружиненной задвижки (ППЗ) при распрямлённом положении УЭ (Еп = 0).

На фиг. 11 представлен рисунок, поясняющий месторасположение и принцип работы устройства фиксации натяжения (УФН) упругих элементов (УЭ) в блочном луке с ненатянутой (а) и натянутой (б) тетивой соответственно.

На фигурах 1-11 номерами позиций обозначены:

1 - устройство фиксации натяжения (УФН) упругих элементов (УЭ) блочного лука, связанное по вращению с блоком приводных шкивов (БПШ) лука, закрепленных неподвижно как на оси вращения, так и относительно друг друга;

2 - зацепное устройство (ЗУ) для фиксации и расфиксации натяжения УЭ;

2.1 - зацеп - выемка на ЗУ для фиксации натяжения УЭ;

2.2 -отцеп - выступ на ЗУ для разблокировки зацепа 2.1;

3 - фиксатор зацепа (ФЗ);

3.1– ФЗ в виде подпружиненного поворотного рычага (ППР), шарнирно закрепленного на жестком конце корпуса лука;

3.1.1 – фиксирующий конец ППР;

3.1.2 – ось вращения ППР;

3.1.3 – силовая пружина-привод подпружиненного поворотного рычага;

3.2– ФЗ в виде подпружиненной задвижки (ППЗ);

3.2.1 – рама ППЗ;

3.2.2 – задвижка;

3.2.3 - сквозное отверстие в задвижке 3.2.2;

3.2.4 - сквозное отверстие в раме 3.2.1;

3.2.5 - силовая пружина – привод задвижки;

4 - стопор фиксатора (СФ) – запорный механизм для удержания ФЗ в отключенном состоянии;

4.1 - штифт выдвижной (ШВ);

4.2 - силовая пружина – привод ШВ;

4.3 - тяговое кольцо для подключения троса разблокировки стопора;

5 - блок приводных шкивов (БПШ) для натяжения тетивы и тросов упругих элементов (УЭ) лука;

5.1- ось совместного вращения БПШ 5 и ЗУ 2, жестко скрепленных между собой;

5.2 – подшипники вращения оси 5.1;

5.3 - шкив натяжения УЭ лука;

6 - жесткий (недеформирующийся) корпус лука;

7 - упругий элемент (УЭ) – накопитель потенциальной энергии (НПЭ) лука;

8 - тетива;

9 - трос натяжной УЭ.

10 - трос разблокировки стопора.

Раскрытие сущности изобретения

Согласно фиг 1-11 устройство 1 фиксации натяжения (УФН) упругих элементов (УЭ) 7 блочного лука (БЛ) конструктивно содержит зацепное устройство (ЗУ) 2, для установки на блоках 5 натяжных шкивов (БНШ) лука и фиксатор 3 зацепа (ФЗ) со стопором фиксатора (СФ) 4 для установки на концах недеформирующегося корпуса лука. Указанные элементы УФП, а именно ЗУ 2 и ФЗ 3 выполнены с возможностью их последовательного зацепа и расцепа при вращении БНШ 5 в одном угловом направлении натяжения свободных концов упругих элементов (УЭ) блочного лука (БЛ). Для этого ЗУ 2 снабжено зацепом 2.1 и расцепом 2.2, а ФЗ 3 - стопором (СФ) 4 блокировки фиксатора 3 в натянутом положении УЭ БЛ.

При этом

ЗУ 2 выполнено в виде диска, зацеп 2.1 и расцеп 2.2 которого выполнены в форме выемки и выступа, выполненных на ребре диска последовательно по ходу вращения последнего в сторону натяжения упругих элементов лука или в виде указанных выше выемки и выступа, выполненных непосредственно на ребре одного их натяжных шкивов БНШ 5 в указанной выше последовательности.

ФЗ 3 выполнен в виде подпружиненного поворотного рычага (ППР) 3.1 или в виде подпружиненной задвижки (ППЗ) 3.2.

Стопор 4 блокировки фиксатора (СФ) выполнен в виде запорного механизма для удержания ФЗ 3 в отключенном состоянии и содержит штифт 4.1 выдвижной (ШВ), снабженный силовой пружиной 4.2 и тяговым кольцом 4.3 для подключения троса разблокировки стопора.

Изобретение не ограничивается приведённым примером конструктивного исполнения УФН 1 УЭ 7 БЛ.

В рамках данного изобретения возможно и другое (аналогичное по функции и назначению) конструктивное исполнение его функциональных элементов, не выходящее за пределы признаков независимого пункта (п. 1) формулы.

В частности, ЗУ 2 и ФЗ 3 могут выполнены из металлов и их сплавов, стеклопластика, различных композитов. В качестве упругого элемента 3.2.5 рабочего положения ФЗ 3 - пружины из пружинных сталей, а также стержневые мембранные и торсионные изделия из упругих материалов (на фигурах не показано).

Работа устройства фиксации натяжения упругих элементов

Устройство 1 фиксации натяжения (УФН) упругих элементов (УЭ) 7 в блочном луке (фиг. 11) при исполнении ФЗ 3 в виде подпружиненной задвижки 3.2 (фиг.1) и при стрельбе работает следующим образом.

Перед выстрелом стрелок оттягивает тросом 10 за тяговое кольцо 4.3 стопора 4 выдвижной штифт 4.1 СФ 4 каждого УФН 1, расположенных на противоположных концах жесткого корпуса 2 лука.

Оттянутый выдвижной штифт 4.1 освобождает задвижку 3.2.2, которая под действием пружины 3.2.5 прижимается к поверхности ЗУ 2. После этого стрелок отпускает трос 10.

После прижатия задвижки 3.2.2 к поверхности ЗУ 2 стрелок натягивает тетиву 8. При этом происходит вращение шкивов БПШ 5 и жестко связанного с ними ЗУ 2. Вращающиеся шкивы 5.3 обеих плеч лука наматывают на себя натяжные тросы 9, соединенные со свободными концами упругих элементов (УЭ) 7 лука. За счет уменьшения длинны тросов 9 происходит натяжение УЭ 7 и накопление их потенциальной энергии сжатия. При достижении требуемой энергии сжатия для выстрела выемка 2.1 на вращающейся поверхности ЗУ 2 входит в зацепление с торцевым концом прижимной задвижки 3.2.2 ФЗ 3.2.После зацепа ЗУ 2 с ФЗ 3.2, слышимого по шелчку задвижки 3.2.2, стрелок останавливает натяжку тетивы 9 и может отпустить её. При зацепе ЗУ 2 с ФЗ 3.2 обратное вращение шкивов БПШ 5 закрывается и автоматически фиксируется натяжение УЭ 7 с потенциальной энергией, заданной угловым положением зацепа 2.1 на вращающейся поверхности ЗУ 2.

Далее стрелок укладывает на соответствующую прицельную полочку стрелу и выцеливает ожидаемую точку встречи стрелы с бегущей мишенью, не прилагая физических усилий для удержания тетивы 8 в натянутом положении.

В случае появления мишени в зоне поражения лука стрелок повторно натягивает тетиву 8, вращая БПШ 5 и преодолевая силу фиксации прижимной задвижки 3.2.2 ФЗ 3.2 в зацепе 2.1. При вращении БПШ 5 и соответственно ЗУ 2 прижимная задвижка 3.2.2 ФЗ 3.2 наезжает на отцепной выступ – отцеп 2.2, расположенный на поверхности ЗУ 2 непосредственно после зацепа 2.1 по ходу вращения ЗУ 2 при натяжении тетивы 8. Отодвинутая отцепом 2.2 прижимная задвижка 3.2.2 входит в зацепление (фиг. 1) с подпружиненным штифтом 4.1 через отверстие 3.2.3 в задвижке 3.2.2. В результате этого происходит разблокировка зацепа ЗУ 2 с ФЗ 3.2 и при опускании тетивы происходит свободное вращение БПШ 5 и преобразование кинетической энергии УЭ 7 в кинетическую энергию метаемой стрелы.

Для проведения очередного выстрела стрелок тросом 10 за тяговое кольцо 4.3 стопора 4 освобождает прижимную задвижку 3.2.2 и процесс стрельбы БЛ повторяется.

Аналогичным образом устройство 1 фиксации натяжения (УФН) упругих элементов (УЭ) 7 в блочном луке работает при исполнении ФЗ 3 в виде в виде ФЗ 3.1 - подпружиненного поворотного рычага (ППР).

Отличие состоит только в зацепе ЗУ 2 с ФЗ не подпружиненной задвижкой 3.2, а подпружиненным рычагом 3.1.

Для одиночной стрельбы по удаленным целям упругие элементы (УЭ) 7 в блочном луке могут натягиваться стрелком, держась за тетиву 8 двумя руками и упираясь в корпус лука ногами для фиксации натяжения УЭ 7 (на фигурах не показано).

При застопоренном фиксаторе ФЗ 3 блочный лук может работать в свободном режиме натяжения тетивы без фиксации натяжения УЭ 7, как стандартный лук.

Промышленная применимость

Изобрете6ние разработано на уровне технического проекта. Разработан опытный образец УФН 1 УЭ 7 для блочного лука. Испытания опытного образца показали возможность его применения в блочных луках (БЛ) и достижение заявленного технического результата. Готовятся маркетинговые документы и предложения по серийному освоению УФН 1 УЭ 7 для охотничьих и спортивных БЛ.

Изобретение относится к устройствам фиксации натяжения упругих элементов блочного лука. Устройство фиксации натяжения упругих элементов блочного лука содержит зацепное устройство для установки на блоках натяжных шкивов лука и фиксатор зацепа для установки на концах недеформирующегося корпуса лука. Зацепное устройство и фиксатор зацепа выполнены с возможностью их последовательного зацепа и расцепа при вращении блоках натяжных шкивов в одном угловом направлении натяжения свободных концов упругих элементов блочного лука. Зацепное устройство снабжено зацепом и расцепом. Фиксатор зацепа снабжен стопором блокировки фиксатора. Достигается снижение утомляемости стрелка и повышение точности метания стрел путем фиксации и продолжительного сохранения в натянутом положении упругих элементов блочного лука перед выстрелом без использования рук. 3 з.п. ф-лы, 18 ил.

1. Устройство фиксации натяжения упругих элементов блочного лука, характеризующееся тем, что оно содержит зацепное устройство для установки на блоках натяжных шкивов лука и фиксатор зацепа для установки на концах недеформирующегося корпуса лука, зацепное устройство и фиксатор зацепа выполнены с возможностью их последовательного зацепа и расцепа при вращении блока натяжных шкивов в одном угловом направлении натяжения свободных концов упругих элементов блочного лука, при этом зацепное устройство снабжено зацепом и расцепом, а фиксатор зацепа - стопором блокировки фиксатора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что зацепное устройство выполнено в виде диска, зацеп и расцеп которого выполнены в форме выемки и выступа, выполненных на ребре диска последовательно по ходу вращения последнего в сторону натяжения упругих элементов лука или в виде указанных выше выемки и выступа, выполненных непосредственно на ребре одного их натяжных шкивов блока натяжных шкивов в указанной выше последовательности.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что фиксатор зацепа выполнен в виде подпружиненного поворотного рычага или в виде подпружиненной задвижки.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что стопор блокировки фиксатора выполнен в виде запорного механизма для удержания фиксатора зацепа в отключенном состоянии и содержит штифт выдвижной, снабженный силовой пружиной и тяговым кольцом для подключения троса разблокировки стопора.