БИЛЬЯРДНЫЙ КИЙ С ЗАПИЛОМ (ВАРИАНТЫ)

Группа полезных моделей относится к спортивному инвентарю для настольных игр, а именно к вариантам конструкции бильярдного кия с запилами.
Из уровня техники известен кий бильярдный, состоящий из сердечника с сечением в виде квадрата, выполненного на всю длину древка, турняка с катушкой и образующей поверхности, выполненной в виде отдельных элементов. Одни из этих элементов жестко закреплены вдоль граней сердечника, а другие - по его углам (GB №180514, кл. A63D 15/08, опубликован 01.06.1922).
В известном кие сердечник и образующая поверхность выполнены из древесины двух пород деревьев, причем элементы, размещенные по граням сердечника, и сам сердечник, выполнены из древесины одной породы, а элементы, размещенные по углам сердечника, - из древесины другой породы.
У всех элементов, расположенных по граням сердечника, линии годовых слоев дерева имеют одно направление, а именно: совпадают по направлению и расположены под углом 90° к линиям годовых слоев дерева сердечника.
Недостатком известного устройства является наличие резонансных продольных и поперечных колебаний кия, возникающих в результате удара наклейкой по бильярдному шару и приводящих к потере контроля над шаром.
Также известен кий, выполненный в виде преимущественно составной конструкции, представляющий собой усеченный конус, имеющий ударную часть с наклейкой и колпачком, турняк, оснащенный амортизатором и декоративной вставкой, кроме этого кий содержит, по меньшей мере, два сопрягаемых с торцов цилиндрических элемента, в месте сопряжения каждого из которых выполнены шипы, чередующиеся с пазами, имеющие клиновидную форму, внутренние ребра которых направлены радиально и пересекают продольную ось в одной точке, отличающийся тем, что в месте сопряжения торцов цилиндрических элементов вдоль их продольной оси дополнительно размещен шкант. Составная конструкция содержит, по меньшей мере, два цилиндрических элемента, соединенных с торцов с помощью шипов, чередующихся с пазами, выполненными на торце каждого элемента и придающими им форму короны (RU 62058, кл. B27F 1/00, опубликован 27.03.2007).
Соединения частей кия с так называемым запилом "Корона" придают кию неповторимые качества. Плотность и жесткость очень высокая. Но из-за низкого запила такое соединение частей кия придает ему мало амортизационных свойств и пружинности.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному устройству является кий бильярдный с запилом клиновидной формы, выполненным в средней части кия в месте ее соединения с ударником. Кий представляет собой усеченный конус с концевыми наконечниками, имеющими в концевой части конуса заполненную полость. Средняя часть конуса выполнена из набора жестко закрепленных между собой чередующихся вставок, изготовленных из материала, соответствующего материалу ударника, и из материала, соответствующего материалу турняка. Каждая из вставок выполнена цельной, клиновидной остроугольной при вершине формы. Острый угол вставок средней части конуса направлен в сторону ударника. Полость, выполненная в концевой части конуса, в турняке, заполнена материалом, имеющим большой удельный вес (RU 16908, кл. A63D 15/08, опубликован 27.02.2001).
Данный кий, с так называемым "Венским" запилом, отличает достаточно большая площадь склеивания и эластичность в готовом виде. К недостаткам относится различная упругость по сторонам ребер жесткости отдельно взятого клина, поэтому кий с клиновидным запилом в разных положениях по оси деформируется при ударе неодинаково. Кроме того, клиновидная форма запила, направленная острием в сторону ударника создает излишнее напряжение в месте сочленения запила средней части и ударника, что может привести к расклиниванию материала последнего.
Задача полезной модели состоит в исключении недостатка ближайшего аналога, а именно: в уменьшении поперечных резонансных колебаний кия, возникающих в результате удара наконечником по бильярдному шару, а также в упрочнении конструкции и повышении ее надежности.
Кроме того, предложенная полезная модель позволяет повысить амортизационные свойства кия в продольном направлении, улучшить его осевую симметрию и повысить прочность наборной части кия, а также упростить его изготовление.
Вышеназванная задача решена в полезной модели с помощью следующих признаков.
Согласно обоим предложенным вариантам кия и ближайшему аналогу корпус бильярдного кия включает ударник, среднюю часть, состоящую из набора ответных друг другу по форме и соединенных между собой вставок, и турняк.
В отличие от ближайшего аналога каждая вставка средней части первого варианта кия выполнена в виде полой детали, имеющей форму параболоида, направленного вершиной в сторону ударника, при этом все вставки расположены коаксиально.
В отличие от ближайшего аналога каждая вставка средней части второго варианта кия выполнена в виде полой детали, имеющей форму усеченного конуса, направленного вершиной в сторону ударника, при этом все вставки расположены коаксиально.
Согласно первому и второму вариантам кия концевая часть его ударника снабжена наконечником (наклейкой), а концевая часть турняка - бампером, при этом последний выполнен с полостью для груза.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 схематично изображен первый вариант бильярдного кия (осевой разрез); на фиг.2 - параболоид в осях симметрии; на фиг.3-5 - пояснения к расчету площади внешней поверхности классического запила; на фиг.6 - пояснение к расчету площади внешней поверхности параболоида; на фиг.7 - второй вариант бильярдного кия (осевой разрез); на фиг.8 - пояснения к расчету площади внешней поверхности усеченного конуса.
Изображенные на фиг.1 и 7 варианты бильярдного кия состоят из следующих общих элементов: ударника 1 с наконечником 2, средней части 3, состоящей из набора ответных друг другу и соединенных между собой вставок 4.1 (для первого варианта) или 4.2 (для второго варианта), турняка 5, в котором выполнена цилиндрическая полость 6, предназначенная для заполнения плотным материалом, выполняющим функцию груза, и расположенного на торце турняка 5 бампера 7, выполненного из упругого мягкого материала.
Изображенный на фиг.1 первый вариант кия характеризуется выполнением каждой вставки 4.1 в виде полой неоднородной по толщине детали, имеющей форму параболоида (фиг.2). Вершины всех вставок средней части кия лежат на его продольной оси, т.е. расположены коаксиально.
Изображенный на фиг.7 второй вариант кия характеризуется выполнением каждой вставки 4.2 в виде полой неоднородной по толщине детали, имеющей форму усеченного конуса (фиг.8). Центры меньших оснований конусов вставок средней части кия лежат на его продольной оси, т.е. расположены коаксиально.
Куполообразные вставки 4.1 и 4.2 изготовлены из древесины различной плотности и выполнены без склеек из цельного деревянного массива. Для надежного соединения ударника 1 и турняка 5 со средней (наборной) частью 3 кия в ударнике и турняке делают куполообразную выборку или выступ, соответственно, для сопряжения указанных частей кия по осевой линии.
Важным моментом при изготовлении кия является сопряжение склеиваемых частей, а именно площади сопрягаемых поверхностей.
Найдем отношение данных площадей при использовании различных видов запилов с одинаковыми параметрами (высота и диаметр).
1. Классический (Венский) запил составляет 7-8 градусов. Площадь запила (Фиг.3-5) определяется по формуле:
, где:
S - площадь сектора;
1
S - площадь ламели;
R - радиус основания вставки;
Н - высота вставки;
r - радиус у вершины вставки.
2. Предлагаемый запил (Параболоидный). Значения радиуса основания и высоты, взяты такими, как и при классическом запиле. Площадь запила (Фиг.6) определяется по стандартной формуле сегмента параболоида:
где:
2
ρ - коэффициент, равный R/Н;
R - радиус основания вставки;
Н - высота вставки; π - число = 3.14…
Площадь склеиваемых поверхностей параболоидного запила более чем на треть больше склеиваемой площади классического запила, при условии что высота и диаметр запилов были идентичными. Отсюда следует, что прочность соединений элементов параболоидного запила на единицу длины кия соответственно выше прочности соединений классического запила. Важным моментом параболоидного запила является то, что по осевой линии кия сопряжения составных частей запила происходит не под углом, а строго перпендикулярно направлению распространения упругих продольных волн.
Для изготовления предложенных вариантов кия может использоваться обычный токарный станок. Для изготовления углубления в деревянной заготовке на суппорт станка укрепляют спиральный резец в форме параболоида с характеристиками (R.H.ρ), а затем абразивную полировальную насадку. Внешнюю часть заготовки выполняют с помощью копира с последующей полировкой.
Для еще большего упрощения изготовления кия можно в качестве вставок точить пустотелые конусы, которые можно выполнять за один проход. Площадь склеиваемых поверхностей в этом случае уменьшится, но все равно будет больше площади склеиваемой поверхности при классическом запиле.
3. Предлагаемый запил (упрощенный вариант параболоидного запила) - конусный. Те же значения радиуса основания и высоты, что и у классического запила. Площадь запила (Фиг.8) определяется по формуле поверхности усеченного конуса:
, где:
π - число = 3.14…;
R - радиус основания конуса;
Н - высота конуса;
r - радиус верхнего основания конуса.