ХОККЕЙНАЯ КЛЮШКА

Полезная модель относится к спортивному оборудованию, а именно к инвентарю для игры в хоккей с шайбой - к клюшке.
Согласно настоящим существующим стандартам клюшки изготавливаются двух типоразмеров: INT - 88 мм в обхвате так называемая переходная клюшка для подростков и SR 92 мм-93 мм для взрослых.
Со временем игрок растет, растет его ладонь, и он вынужден пользоваться клюшками этих стандартов до тех пор, пока не перепрыгнет с одного размера на другой. При этом игрок пользуется крагами размерами 12'', 13'', 14'', 15'', 16 м.
Из уровня техники известны различные варианты клюшек для игры в хоккей с шайбой.
В качестве наиболее близкого аналога взята хоккейная клюшка, известная из патентного источника RU 205215 U1, опубликованного 02.07.2021, автором которой является автор настоящей полезной модели.
Недостатком наиболее близкого аналога является недостаточная жесткостные характеристики и достаточно болезненные ощущения в ладони игрока.
Задачей заявленной полезной модели является устранение недостатков известного уровня техники.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявленная полезная модели, является снижение болезненных ощущений в ладони игрока во время удара, а также повышение жесткостных характеристик самой клюшки.
Хоккейная клюшка содержит соединенные между собой полую рукоять и крюк, которые выполнены из послойно уложенных и пропитанных связующим заготовок из волокнистой углеродной ткани, подверженных полимеризации, направление волокон заготовок послойно меняется на 0°, 30°, 45° и 90°. Рукоять в поперечном сечении выполнена восьмиугольной с наименьшими, наибольшими и косыми гранями и сужающейся от верхнего конца рукояти к концу, прикрепленному к крюку. В наиболее удаленном от крюка конце рукояти в поперечном сечении наибольшие грани имеют длину 19 мм, наименьшие грани - 6,8 мм, а косые грани имеют длину 7,3 мм. Радиус закругления в местах соединения граней равен 2,4 мм. В месте начала соединения с крюком в поперечном сечении наибольшие грани рукояти имеют длину 18,3 мм, наименьшие грани - 6,5 мм, а косые грани имеют длину 7 мм, при этом радиус закругления в местах соединения граней равен 2,3 мм.
На противоположном от удаленного конца рукояти она имеет наибольшие грани с длиной 23,5 мм, наименьшие грани - 5,5 мм, а косые грани с длиной 1,8 мм, при этом радиус закругления в местах соединения граней равен 3 мм.
Далее более подробно заявленная полезная модель поясняется чертежами, на которых:
На фиг. 1 представлены сечения вариантов рукояти, приведенные в таблице 1.
На фиг. 2 представлены сечения вариантов рукояти, приведенные в таблице 2.
На фиг. 3 представлено сравнение сечений при нормальном изгибе.
На фиг. 4 представлено сравнение сечений при изгибе под углом 30°.
На фиг. 5 представлен общий вид рукояти в разрезе вдоль широкой грани.
На фиг. 6 представлен общий вид рукояти в разрезе вдоль узкой грани.
На фиг. 7 представлен разрез 1-1 на фиг. 5 и 6.
На фиг. 8 представлен разрез 2-2 на фиг. 5 и 6.
На фиг. 9 представлен разрез 3-3 на фиг. 5 и 6.
На фиг. 10 представлена заявленная клюшка в общем виде.
Заявленная клюшка содержит восьмигранную рукоять и крюк для контакта с шайбой. Рукоять представляет собой полую трубу, которая состоит из нескольких полых отсеков, которые могут быть разделены перегородками. Рукоять выполнена полой и сужающейся от верхнего конца рукояти к конце, прикрепленному к крюку
Крюк и рукоять выполнены из послойно уложенных пропитанных связующим заготовок из листа углеродной ткани, которые в последствии подверглись полимеризации посредством прямого прессования. Причем заготовки уложены с чередованием расположения волокон под углами 0°, 30°, 45° и 90°.
Во время пользования клюшкой ее корпус подвергается воздействиям различного характера (удар об лед, передача энергии шайбе, воздействие от рук игрока и др.).
Основным воздействием на рукоять клюшки является изгиб.
Прочность сечения рукояти при изгибе обеспечивается из условия:
где М - изгибающий момент от действия внешних сил, кН⋅см;
3
W - момент сопротивления сечения, см;
2
σ - предел прочности материала, кН/см.
При сравнении сечений силы воздействия и прочностные характеристики принимаются равными. Следовательно, необходимо проанализировать геометрические характеристики сечений - чем больше момент сопротивления сечения, тем более эффективным оно является. Момент сопротивления сечения рассчитывается относительно осей Y и Z согласно следующим формулам:
y
z
4
где J, J - моменты инерции сечения относительно осей Y и Z (осевые), см;
max
max
y, z - расстояние от оси до наиболее удаленной точки сечения, см.
Осевым моментом инерции сечения относительно некоторой оси называется взятая по всей его площади F сумма произведений элементарных площадок на квадраты их расстояний от этой оси. Расчет производится по следующим формулам:
Наиболее эффективным и сбалансированным сечением является круг. Однако, он не позволяет четко позиционировать захват рукояти клюшки. Восьмигранное сечение является максимально приближенным по своим характеристикам к округлым сечениям. При подборе оптимальных размеров сечения рукояти за основу были приняты «классические» пропорции.
При сравнении будем рассматривать два сечения с одинаковым обхватом рукояти (периметром) и толщиной стенки, а также оптимизированное сечение:
«классическое» прямоугольное сечение с обхватом 93 мм и толщиной стенки 1,5 мм;
восьмигранное сечение с обхватом 93 мм и толщиной стенки 1,5 мм;
восьмигранное сечение с обхватом 95 мм и толщиной стенки 1,5 мм.
Сравнение будут производиться при нормальном изгибе, а также при повороте сечения на 30° (наиболее вероятный угол приложения силы при внешнем воздействии на рукоять).
При нормальном (горизонтальном) изгибе (по короткой стороне) жесткость по короткой стороне восьмигранного сечения не отличается от классического сечения, а при менее вероятном приложении силы по длинной стороне имеет жесткость меньше на 5%. Оптимизированное восьмигранное сечение показывает жесткостные характеристики схожие с классическим сечением.
Однако, при изгибе под углом 30° (наиболее вероятный угол приложения силы), восьмигранное сечение имеет характеристики лучше, чем у классического на 7-9%, у оптимизированного восьмигранного сечения жесткость больше на 13-16%.
Еще одним немаловажным параметром является давление и как следствие болезненные ощущения, оказываемые на ладонь игрока при выполнении ударов.
Давлением р называется физическая величина, равная отношению силы F, действующей перпендикулярно некоторой поверхности, к площади S этой поверхности.
.
Из формулы следует, что чем большая площадь соприкосновения рукояти с ладонью игрока, тем меньшее давление оказывается на нее.
При сравнении продолжим рассматривать два сечения с одинаковым обхватом рукояти (периметром), а также оптимизированное сечение:
«классическое» прямоугольное сечение с обхватом 93 мм;
восьмигранное сечение с обхватом 93 мм;
восьмигранное сечение с обхватом 95 мм.
На фиг. 3 и 4 приведены сравнения сечений при нормальном изгибе и сравнения сечений при изгибе под углом 30°.
Из сведений, приведенных на фиг. 3 и 4, можно сделать следующий вывод:
При нормальном изгибе по длинной стороне площадь контакта восьмигранного сечения больше площади классического сечения на 30%, а по короткой стороне - больше на 32%. У оптимизированного восьмигранного сечения площадь контакта больше на 32% и 35% соответственно.
При изгибе под углом 30° (наиболее вероятный угол приложения силы), восьмигранное и оптимизированное восьмигранное сечения имеют площадь больше, чем у классического на 176%) и 182% соответственно.
Таким образом, принятые пропорции восьмигранного сечения обеспечивают более эффективные жесткостные характеристики и менее болезненные ощущения в ладони игрока в сравнении с классическим прямоугольным сечением рукояти хоккейной клюшки.
Для патентования в настоящей заявке был выбран единственный оптимальный размер клюшки, который приведен в независимом пункте формулы заявленной полезной модели.