ЭЛЕМЕНТ ДЛЯ УДЕРЖАНИЯ СПОРТИВНОГО ИНВЕНТАРЯ
RETENTION ELEMENT FOR SPORT EQUIPMENT

Настоящее изобретение относится к элементу для удержания в руке спортивного инвентаря, например, к жерди гимнастического снаряда.
Жердь снаряда соответствует зоне удержания снаряда, то есть элементу, за который держится гимнаст, или на который он опирается и на котором он виснет во время выполнения гимнастического упражнения или гимнастической программы. Такие жерди применяют, например, для разновысоких брусьев или для параллельных брусьев.
Хотя настоящее изобретение описано для области гимнастики и, в частности, в отношении жердей разновысоких брусьев, оно может относиться к любому элементу удержания в руке спортивного инвентаря, выполненному на сердечнике из композиционного материала.
Известные жерди разновысоких брусьев содержат трубку из композиционного материала на основе стекловолокон, возможно усиленного карбоновыми волокнами, и деревянную облицовку, покрывающую трубку из композиционного материала. В снаряде, называемом разновысокими брусьями, жердь соответствует каждой из двух горизонтальных перекладин снаряда и поэтому содержит зоны удержания, за которые пользователь держится при выполнении своей программы.
Деревянная облицовка выполняет несколько функций. Она обеспечивает определенный комфорт для пользователя, улучшает сцепление (обычно называемое в области спортивного инвентаря английским термином ʺgripʺ) и, следовательно, нормальное удержание и обеспечивает поглощение влаги.
Вместе с тем деревянная облицовка жердей имеет ряд недостатков. Во-первых, дерево требует хорошего ухода для обеспечения большого срока службы. Кроме того, дерево является чувствительным к теплу и к влажности и может быстро разрушаться в ненадлежащих условиях использования или хранения.
Кроме того, деревянная облицовка подвергается цикличному прогибу жерди во время гимнастических упражнений. Эти циклы прогиба способствуют отслоению и разрушению деревянной облицовки.
Кроме того, когда деревянная облицовка повреждена, существует риск получения травмы во время удержания жерди. Например, пользователь может порезаться треснувшей облицовкой или занозить руку.
Наконец, облицовку выполняют после формования сердечника жерди. Как правило, для изготовления жерди разновысоких брусьев, выполняют стержень из композиционного материала с остовом из стекловолокон, затем на втором этапе его покрывают деревом. Как правило, облицовку выполняют в другом цеху, отличном от цеха формования сердечника. Это в определенной степени усложняет логистику и увеличивает производственные расходы.
Задачей изобретения является устранение по меньшей мере одного из вышеупомянутых недостатков.
В частности, объектом изобретения является элемент для удержания спортивного инвентаря, содержащий сердечник из композиционного материала, содержащий волокнистый остов, заключенный в полимерную матрицу. Элемент удержания содержит наружный слой, окружающий сердечник и содержащий переплетенный текстильный материал, отличный от материала остова, частично погруженный в матрицу и выступающий из упомянутой матрицы на наружную поверхность элемента удержания.
Выполненный таким образом элемент удержания имеет механические характеристики, аналогичные известным элементам удержания с композитным сердечником, но позволяющие повысить качество удержания, комфорт и ограничить риски травматизма. В частности, текстильный материал, выступающий на поверхность полимерной матрицы обеспечивает лучшее сцепление между рукой и элементом удержания. Выступающие на поверхность волокна текстильного материала обеспечивают также характеристики поглощения влаги, необходимые в вариантах применения, таких как жерди гимнастического снаряда.
Согласно варианту выполнения, переплетенный текстильный материал в основном состоит из натуральных волокон. Например, текстиль может состоять из натуральных волокон, выбираемых среди: льняных волокон, джутовых волокон, бамбуковых волокон, конопляных волокон.
Наружный слой может содержать единый слой переплетенного текстильного материала. Наружный слой может содержать два-четыре наложенных друг на друга слоя переплетенного текстильного материала.
Волокнистый остов может содержать, например, стекловолокна и/или карбоновые волокна.
Объектом изобретения является также жердь гимнастического снаряда и предпочтительно разновысоких брусьев или параллельных брусьев, содержащая описанный выше элемент удержания.
Объектом изобретения является также спортивный инвентарь, содержащий описанный выше элемент удержания, при этом упомянутый спортивный инвентарь является либо гимнастическими разновысокими брусьями, либо гимнастическими параллельными брусьями, либо другим гимнастическим снарядом, либо байдарочным веслом, либо веслом для каноэ, либо шестом для прыжков с шестом. Описанный выше элемент удержания может принадлежать к другим видам спортивного инвентаря, которые в этом случае тоже будут объектом изобретения.
Наконец, объектом изобретения является способ изготовления описанного выше элемента удержания спортивного инвентаря, содержащий следующие этапы:
- одновременно формуют сердечник и наружный слой и производят полимеризацию матрицы;
- осуществляют обработку пемзой наружной поверхности наружного слоя таким образом, чтобы из полимеризованной матрицы выступил текстильный материал наружного слоя.
В рамках такого способа при формовании наружного слоя можно применять переплетенный текстильный материал, содержащий термоплавкие нити.
В рамках такого способа одновременное формование сердечника и наружного слоя можно осуществлять посредством выдавливания с волочением.
Другие отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания.
На прилагаемых чертежах, представленных в качестве не ограничительных примеров:
Фиг. 1 изображает схематичный вид гимнастических разновысоких брусьев.
Фиг. 2 - схематичный вид в поперечном разрезе элемента удержания разновысоких брусьев согласно варианту выполнения изобретения.
Фиг. 3 - схематичный вид в поперечном разрезе элемента удержания параллельных брусьев согласно варианту выполнения изобретения.
Фиг. 4 - пример способа согласно частному варианту осуществления изобретения.
На фиг. 1 схематично показаны разновысокие брусья, которые являются женским гимнастическим снарядом. Во время выполнения программы на разновысоких брусьях гимнастка выполняет определенное число упражнений вокруг двух перекладин, расположенных в разных вертикальных и горизонтальных плоскостях. Снаряд имеет конструкцию, содержащую четыре стойки М1, М2, М3 и М4, которые поддерживают две перекладины, образующие жерди 1, 1', то есть элементы удержания снаряда во время его использования.
На фиг. 2 представлен схематичный вид в поперечном разрезе жерди 1 разновысоких брусьев согласно варианту выполнения изобретения. Жердь 1 образует элемент удержания разновысоких брусьев. Она содержит сердечник 2 из композиционного материала, который содержит волокнистый остов и полимерную матрицу. В частности, волокнистый остов обычно содержит стекловолокна. В альтернативном варианте или дополнительно сердечник может содержать карбоновые волокна и/или кевлар (зарегистрированный товарный знак). Обычно полимерная матрица выполнена на основе термореактивной смолы, на основе синтетических полимерных смол, например, таких как изофталевые полиэфирные смолы или эпоксидная смола.
Волокна (как правило, стекловолокна и/или карбоновые волокна), которые содержит сердечник, обычно до применения могут иметь вид нитей или пряди волокон (обычно называемой английским термином ʺrovingʺ), ткани или мата. Выбор типа применяемых волокон, объединение с соответствующей матрицей и выбранная геометрия позволяют придать полученному элементу основные необходимые механические характеристики. В частности, жердь разновысоких брусьев должна иметь достаточную прочность и определенную жесткость, чтобы снаряд в комплекте соответствовал данной норме.
На сердечник жерди согласно представленному варианту выполнения изобретения нанесено покрытие, образующее наружный слой 3. Наружный слой 3 содержит переплетенный текстильный материал, отличный от материала остова. Как правило, переплетенный текстильный материал соответствует ткани или оплетке, полученной посредством переплетения текстильных волокон.
Таким образом, в случае, когда волокнистый остов тоже содержит переплетенные волокна, переплетенный текстильный материал наружного слоя 3 отличается от материала сердечника. Наружный слой тесно связан с сердечником, поскольку переплетенный текстильный материал наружного слоя 3 частично погружен в матрицу из композиционного материала, образующую сердечник. Переплетенный текстильный материал выступает из матрицы на наружную поверхность 4 жерди.
В частности, в рамках применения изобретения для жерди разновысоких брусьев переплетенный текстильный материал наружного слоя 3 в достаточной степени открыт на поверхности жерди, чтобы обеспечивать хорошее удержание, то есть хорошее сцепление рук гимнастки с жердью, а также удобство использования и определенное поглощение влаги. Аналогично, в другом варианте применения переплетенный текстильный материал наружного слоя 3 в достаточной степени открыт на поверхности элемента удержания, чтобы обеспечивать хорошее удержание, удобство использования и, возможно, определенное поглощение влаги в соответствии с использованием.
Предпочтительно, ткань, применяемая в наружном слое 3, в основном (то есть в значительной степени, например, более чем на 90% по количеству и по массе) состоит из натуральных волокон. Например, применяемые натуральные волокна могут быть, среди всех прочих, льняными волокнами, джутовыми волокнами, бамбуковыми волокнами, конопляными волокнами или любой смесью из этих различных волокон.
В зависимости от типа применяемой ткани, в частности, от природы ее волокон, от типа тканья, от ее толщины и т.д., могут понадобиться несколько наложенных друг на друга слоев тканей для получения необходимых характеристик комфорта и/или сцепления. Например, можно применять два, три или четыре наложенных друг на друга слоя. В рамках применения изобретения для жерди разновысоких брусьев, как правило, можно применить два слоя льняной ткани.
В рамках применения изобретения для жерди разновысоких брусьев сердечник может иметь наружный диаметр порядка 40 мм (как правило, плюс или минус 1 мм), а наружный слой может иметь толщину порядка 0,7 мм. Сердечник может быть выполнен в виде полой трубки с внутренним диаметром, например, порядка 26 мм.
Например, но не ограничительно, жердь разновысоких брусьев согласно варианту выполнения изобретения может содержать около 61 мас.% стекловолокон, 3% карбоновых волокон и 5% льняной ткани. Часть усилительных волокон (как правило, стекловолокон и/или карбоновых волокон) в значительной степени придает жерди необходимые механические свойства. Количество и расположение усилительных волокон в сердечнике может значительно колебаться от одного варианта применения к другому, чтобы придавать жерди или другому элементу удержания требуемые характеристики.
Наружный слой 3 может дополнительно содержать термоплавкий материал. В частности, речь может идти о термоплавком материале, обычно имеющемся в наличии в торговле, в частности, о термоплавком клейком материале (обычно называемом английским выражением ʺhot-meltʺ). Присутствие в наружном слое такого термоплавкого материала может обеспечивать липкий контакт или определенную липкость, что улучшает комфорт удержания. Термоплавкий материал может состоять из термоплавких нитей, присутствующих в переплетенном текстильном материале, применяемом для получения наружного слоя, до получения этого наружного слоя.
На фиг. 3 представлен схематичный вид в разрезе жерди параллельных брусьев согласно варианту выполнения изобретения. Жердь параллельных брусьев отличается тем, что имеет не круглое сечение, а сечение овальной формы со слегка уплощенной верхней опорной поверхностью. Вместе с тем, такая жердь может иметь элемент удержания согласно варианту изобретения аналогично жерди круглого сечения, описанной со ссылками на фиг. 2. Механические характеристики, необходимые для жерди параллельных брусьев, отличаются от механических характеристик, необходимых для жерди разновысоких брусьев. В частности, жерди параллельных брусьев должны иметь большую жесткость при прогибе, в частности, под вертикальной нагрузкой. Таким образом, кроме особой геометрии сечения сердечника 3 (и, в конечном итоге, жерди), адаптируют также состав сердечника 3, обычно увеличивая количество карбоновых усилений и оптимизируя их расположение. Как и элемент удержания, показанный на фиг. 2, элемент удержания, представленный на фиг. 3, содержит наружный слой 3, содержащий переплетенный текстильный материал (ткань, оплетку), волокна которого выходят из матрицы из композиционного материала на наружную поверхность 4 жерди.
На фиг. 4 представлен пример заявленного способа согласно частному варианту осуществления. На первом этапе одновременно формируют сердечник и наружный слой. Предпочтительным способом для этого, показанным на фиг. 4, является способ выдавливания с волочением.
Выдавливание с волочением (термин происходит от английского ʺpultrusionʺ, составленного из терминов ʺpullʺ, что значит «тянуть», и ʺextrusionʺ, обозначающего «экструзию») представляет собой процесс, в котором волокна 5, как правило, стекловолокна и/или карбоновые волокна, например, в виде нитей или прядей нитей, протягивают через ванну 6 жидкой матрицы на основе полимерной смолы, которой они заполняются, затем весь комплекс протягивают через нагретую фильеру, что приводит к полимеризации матрицы. Фильера придает получаемому элементу постоянное сечение (как при процессе экструзии). Согласно рассматриваемому способу и в зависимости от средств, применяемых для его осуществления, элементу можно придать форму при помощи предварительной пресс-формы 8 до пропускания через нагретую фильеру 7.
Переплетенный текстильный материал, предназначенный для включения в наружный слой элемента удержания, обволакивает волокна 5 волокнистого остова сердечника во время выдавливания с волочением. Таким образом, во время выдавливания с волочением переплетенный текстильный материал погружается в полимерную матрицу. В частности, речь может идти о ткани или об оплетке, в основном содержащей натуральные волокна, которые могут быть, например, льняными волокнами, джутовыми волокнами, бамбуковыми волокнами, конопляными волокнами или любой смесью из этих различных волокон.
В предпочтительном варианте изобретения переплетенный текстильный материал 9 может содержать термоплавкие нити. В случае ткани термоплавкие нити могут быть, в частности, перемешаны с нитями основы. Термоплавкий материал расплавляется, по меньшей мере частично, под действием экзотермической полимеризации матрицы и нагрева фильеры 7. Термоплавкий материал позволяет удерживать переплетенный текстильный материал в положении во время выдавливания с волочением. Кроме того, термоплавкий материал, присутствующий в наружном слое элемента удержания имеет вышеупомянутые преимущества с точки зрения комфорта и удержания.
На выходе нагретой фильеры 7 получают удлиненный элемент с сечением, соответствующим требуемому сечению элемента удержания. Удлиненный элемент разрезают таким образом, чтобы получить черновой элемент 10 удержания.
На следующем этапе способа наружную поверхность наружного слоя чернового элемента 10 удержания обрабатывают пемзой для повышения ее шероховатости и для того, чтобы переплетенный текстильный материал выступил из матрицы. В зависимости от требуемых свойств сцепления с рукой и поглощения влаги обработка пемзой может быть более или мене интенсивной, чтобы волокна упомянутого текстильного материала в большей или меньшей степени выходили на наружную поверхность получаемого элемента 1 удержания.
Согласно другому варианту заявленного способа вместо выдавливания с волочением можно применить наложение слоев в пресс-форме.
Таким образом, изобретение позволяет получить элемент удержания для спортивного инвентаря, которым, как правило, но не исключительно может быть жердь или поручень гимнастического снаряда, такого как гимнастический конь, гимнастические кольца, параллельные брусья и предпочтительно разновысокие брусья. Согласно изобретению, можно также получить другие элементы удержания спортивного инвентаря, например, зону удержания байдарочного весла, весла для каноэ, шеста для прыжков с шестом, лука, ракетки или велосипедного руля.
Заявленный элемент удержания обеспечивает получение хорошего качества удержания с точки зрения как сцепления, так и комфорта. В случае необходимости, он позволяет также получить свойства поглощения влаги.
Заявленный элемент удержания можно получить при помощи заявленного способа, в котором композитный сердечник и его наружный слой получают одновременно, например, посредством выдавливания с волочением. Это позволяет снизить производственные расходы. Например, в случае применения изобретения для жердей разновысоких брусьев больше нет необходимости в выполнении деревянной облицовки сердечника.