CN101178298B - 包括双部分加强套的复合箭杆及其制造方法和用该箭杆制造的前载箭 - Google Patents

Abstract

一种加强的射箭用箭杆，包括管形芯，所附接的双部分套覆盖所述芯或者设置在所述芯的内部作为衬套。所述芯可以在其中包含碳。所述套包括至少一个由织品材料形成的较高密度的前部分，所述前部分缠绕在所述芯的周围并附接到所述芯。所述套还包括较低密度的后部分，所述后部分在所述前部分之后、缠绕在所述芯的周围并附接到所述芯。套织品在其外表面上可以具有装饰设计或图案。前部分的较高密度提供最终箭杆中的中心之前的重量分布。可选地，附件可以附接到箭杆以形成箭。

Description

包括双部分加强套的复合箭杆及其制造方法和用该箭杆制造的前载箭

技术领域

本发明涉及一种加强的射箭用箭杆，包括中空的管形芯，该管形芯具有一体的双部分加强套，所述套以衬套或覆层的关系设置在所述芯上，或者夹在所述芯和至少一个其它层之间。本发明还涉及一种制造所述箭杆的方法，以及利用所述杆制造的前载箭。

更具体地说，本发明涉及一种复合箭杆以及使用该杆制造的箭和制造该杆的方法，所述复合箭杆包括中空的管形芯，双部分加强套包围所述芯、内衬于所述芯或夹在所述芯和至少一个其它层之间，所述套一体地粘接到所述芯，并包括注入到所述双部分加强套的每个部件中的粘合树脂材料。

在具体的实施例中，本发明涉及一种所描述的类型的箭杆，其中，外加强套使用在芯的外部，并且在外加强套被放置到芯的外部并覆盖芯之前，装饰或图案被应用于形成该外加强套的前部分的编织或非编织织品。

背景技术

众所周知，在狩猎和射箭运动中使用多种不同类型的箭。多种不同的箭可以在473类、578子类以及继续直接向下划分的子类中找到。

一些公开射箭用箭的授权专利的例子包括第4,234,190号、第4,489,949号、第4,533,146号、第4,534,568号、第4,795,165号以及第4,900,038号美国专利。

在中空的箭杆的构造中使用石墨或其它含碳材料来制造射箭用箭已变得非常标准化。或者，也可以使用管形金属杆。

然而，使用碳复合箭杆存在一些缺点，包括在制造过程中一些箭杆在其固化期间易于变得轻微弯曲，导致废弃。

传统的碳复合箭杆的另一缺陷在于，虽然它们足够普通使用，但是在重载使用和极端条件下，这种箭杆会出问题。

狩猎箭在箭被放置在弓中期间、在释放期间以及在箭进入到目标中期间处于很大的应力之下。如果这些类型的应力变得大于箭杆所能承受的力，则碳复合箭会破裂、断裂或裂开，因而迫使花成本购买替换箭。

虽然这样的箭失效较不常见并且是异常的，但是箭技术的改进一直是受欢迎的。有经验的猎者和运动员经常寻求最可靠且最耐用的优质产品。

本申请人具有在第6,520,876号和第6,866,599号美国专利中受专利保护的带有碳芯的被织品缠绕的箭。

公知的许多箭采用“中心之前”的重量分布，其中，位于箭中点前面的重量大于位于中点后面的重量。可以在第6,179,736号、第6,554,725号和第6,554,726号美国专利中找到这类箭的例子。

虽然公知的装置对于它们的特定目的具有一些作用，但是在本领域中仍存在对改进的射箭用箭杆的需求。

存在对这样的箭杆的需求，所述箭杆具有加固并加强的管形芯，并且也被构造和布置成具有中心之前的重量分布。

还存在对具有中心之前的重量分布的装饰了的射箭用箭的需求，所述箭在其上带有图像或图案，其中，图案是耐磨且持久的。

还存在对这样的箭杆的需求，所述箭杆对中心之前的重量分布利用改进的设计，而不需要对杆添加辅助配重。

发明内容

本发明提供了一种改进的射箭用箭杆，包括管形芯，附接到所述芯的双部分套，这里，所述双部分套在所述芯的内部作为衬套、或者作为所述芯和外覆盖层之间的夹层、或者位于所述芯的外部而覆盖并包围所述芯。

所述双部分套可以包括由矩形片状编织或非编织织品材料形成的织品部分，所述制品部分缠绕在所述芯的周围并附接到所述芯。

可选地，织品部分可以由薄的连续的条形织品材料形成，所述条形织品材料螺旋形缠绕并以覆盖关系围绕箭芯。

在本发明的具体实施例中，套的织品部分设置在箭杆的外部，使得观察者可以看到它，并且织品部分由图案化的织品形成，所述织品已经在其外表面上印有装饰性设计或图案。

本发明还包括一种制造具有在某种程度上被织品加强的芯的箭杆的方法。在根据本发明的示例性实施例的方法的实施中，首先，一片或多片碳预浸料坯材料被缠绕在圆柱形金属心轴的周围以限定所述芯。

然后，一片较密的编织或非编织织品材料以覆盖关系放置在管形芯的前部分上。然后，单片的较轻材料被放置在芯的另一部分上，所述单片的较轻材料可以是碳合成预浸料坯或者较轻的布料。

然后，将织品材料上的树脂固化，以将织品粘到所述芯。树脂可以在放置到芯上之前浸入织品中，或者可选地，可以在织品施加到芯上之后通过传统的方法例如喷射、浸渍、刷或者粉末涂敷而施加到织品上。

可以应用液体和风干的树脂，或者可选地，树脂可以为通过加热固化的热固性树脂。

在基本方法的变化中，当树脂固化时，双部分套可以通过结合在织品的间隙中的树脂附接到芯。

在这里的具体实施例中，在套的前部分的织品材料可以施加到芯的外部，也可以在被施加到芯之前预印或刻有设计或图案。

因此，本发明的目的是提供一种具有中心之前的重量分布的被织品加强的射箭用箭杆，以及生产这种箭杆的方法。

为了更完全地理解本发明，读者参考下面的详细描述部分，这部分应结合附图阅读。在下面整个详细描述以及附图中，相同的标号表示相同的部件。

附图说明

图1是根据本发明的具体实施例的包括加强箭杆的射箭用箭的透视图；

图2是图1中的箭杆的纵向剖视图；

图3是图1中的箭杆沿着其线3-3截取的剖视图；

图4是作为图1中的箭杆的部件的管形芯的透视图，还示出了第一示例性实施例中的围绕着芯的套的织品材料的一个矩形段；

图5是图1中的箭杆的另一形式沿着其线3-3截取的剖视图；

图6是作为图1中的箭的部件的管形芯的透视图，还示出了第二示例性实施例中的围绕着该芯的套的薄的条形织品材料，所述织品材料被螺旋形缠绕并以覆盖关系围绕着该芯；

图7是图1中的箭杆的第三个实施例的纵向剖视图；

图8是图1中的箭杆的第四个实施例的纵向剖面图；

图9是显示图1中箭杆的第四个实施例的结构的部分截取的部分透视图；

图10是根据本发明的第五个实施例的具备方法的相继步骤的流程图；

图11是根据本发明的第六个实施例的具体方法的相继步骤的流程图。

具体实施方式

现在参照附图中的图1至图4，根据本发明第一示例性实施例的加强箭一般用10表示。箭10包括管形复合加强箭杆12以及附接到所述杆的多个辅助附件，所述附件包括尖端或箭头14、箭羽16、以及箭扣18。

杆12包括中空的管形芯20，该管形芯20可以完全由层状碳预浸料坯或其它重量轻的碳复合材料制成。可选地，芯20可以由下列材料制成：玻璃纤维、树脂浸渍的织品、例如铝或铝合金的金属管、玻璃纤维和碳基材料的层状化合物或混和物。在一个实施例中，芯可以具有连续的、恒定的内径和外径。

可选地，在另一实施例(未示出)中，芯20的一端可以为锥形，或者可以具有比相反端大的直径。

在图1至图4所示的实施例中，最优地如图4所示，通过在杆12的前部、在芯20的周围缠绕第一片较重的(密的)织品或其它柔性材料22来形成套24的前部分40(图1-2)(在这个第一实施例中套在芯20的外部)。除了较密的织品部分之外，或者代替较密的织品部分，可以使用金属网、金属箔或者薄的金属管。可选地，在箭杆的前部分，单密度织品可以用于套的两部分，并且额外的金属网部分可以放置在织品套的下面，或者可选地，用来包围织品套。

用于套的前部分的材料具有第一密度，或者对于在其标准厚度下给定的材料宽度的例如每英寸或每厘米的每标准线性尺寸的重量。这可以通过使用重的织品或者通过如指出地将织品与金属网组合来实现。

从图4中还可看出，在制造根据第一实施例的箭杆12中，第二片较轻的织品或其它柔性材料23在芯20的后部分缠绕在芯20的外部周围，以形成套24的后部分42。

用于套的后部分42的材料具有第二密度，第二密度比第一密度小(轻)，使得在箭扣端的箭杆12的后部分42每标准长度比前部分40轻，并且箭杆的重量分布为，在箭中点的前面比在中点的后面设置更多的重量。换言之，箭杆是中心之前式负载，并且如果杆在它的中点平衡，则它将朝其前端倾斜。如果需要，可以应用多个前向重量层来使得套24为层状构件。

确信这个中心之前的重量分布使得在实践以及野外狩猎中所述箭比沿着杆重量和密度在所有点都恒定的箭好用。不期望受任何理论限制，确信中心之前的重量分布的优点在于，使得箭在离开弓之后比整个杆重量分布恒定的箭更快地从初始摆动中恢复，因此确信能够提供更平滑的飞行。

根据本发明的箭构造不需要向杆添加任何辅助配重来实现这个中心之前的构造。

在一个具体实施例中，本发明提供了一种重量为中心之前的复合箭杆，然而该箭杆沿着基本上整个杆长度具有恒定固定的内径以及恒定固定的外径。因此，根据这个实施例的箭杆能够实现中心之前的重量分布而不需要使箭杆12成锥形。

作为例子，用于套的前部分40的材料可以是较密的棉或玻璃纤维材料，用于套的后部分的材料可以是重量较轻的棉材料，或者是本领域公知的作为预浸料坯的预浸渍碳复合垫。当使用预浸料坯时，可以为多层预浸料坯。

然后，与材料部分22、23相关联的树脂合成物在套24上被固化到位，以在其上形成透明涂层26(图3)。

在图4的实施例中，用于形成套的材料部分22、23形成为一对窄的邻接的矩形薄片25、27，所述一对矩形薄片25和27利用它们的各自相对的侧边缘28、30以及29、31平行于芯20的中心纵轴线来定位。然后所述薄片紧密地缠绕在芯的周围以形成套24。在以这种方式形成套24的地方，薄片25、27可以缠绕在芯20的周围，使得它们的相对的侧边缘28、30以及29、31相邻接并相互接触。可选地，矩形薄片25、27可以缠绕在芯20的周围，使得第一侧边缘28、29覆盖相应的第二侧边缘30、31并与其叠置。

织品材料22、23可以为编织或非编织织品。针织织品在本发明的实施中被认为是编织织品。

织品材料可以从由尼龙、聚酯、棉、凯夫拉尔(KEVLAR^TM)或者本领域公知的其它材料组成的组中选择。

在本发明的具体实施例中，利用芯外面的织品套，套24的前部分由图案化的织品形成，所述图案化的织品在其外表面上已经压印或者雕刻有装饰性的设计或图案。在图1的实施例中，在套24的前部分40上示出了迷彩图案。

可选地，如图6所示，在本发明的第二实施例中，双部分套124可以这样形成，在芯20的周围以螺旋的方式缠绕相应的薄的伸长条形的织品125或其它柔性材料122，分别用作套的前部分140和后部分142中的每个。另外，在这个第二实施例中，用于前部分140的材料比用于后部分142的材料重且密，或者可以通过在前部分中的金属网来补充。

在以这种方式形成套124的地方，条125可以被缠绕在芯20的周围，使得它的相对的侧边缘129、130邻接并相互接触。可选地，条125可以被缠绕在芯20的周围，使得第一侧边缘129覆盖第二侧边缘130并与其叠置。

树脂或保护合成物可以应用于双部分套24的外面，以形成透明的保护外层26，如图3所示。

可选地，树脂或保护合成物可以被注入到织品材料22、122的缝隙中，使得树脂穿过套24分布，如图5所示。在一个实施例中，当树脂被固化时，在织品22、122中的树脂将织品结合到芯20。

以示例而非限制的方式，将织品浸入液体溶液中，未固化树脂的悬浮液或乳状液是将树脂分布到织品缝隙中的一种方法。可选地，这可以通过在压力下将液体喷射到织品中来实现，这里，液体含有未固化的树脂。

现在参照图7，以剖面示出了一般用312表示的箭杆的第三实施例。杆312包括中空的管形芯320，其实质上与前面描述的管形芯20相同。芯320可以由碳合成物、含碳材料或者任一种上面讨论的与芯20相连的材料制成。

在图7所示的实施例中，通过在芯320的前部分在其内部放置第一片较重(密)的织品或其它柔性材料来加强杆312，从而形成套324的前部分340(在这个第三实施例中，套位于芯320的内部)。

用于套的前部分340的材料具有第一密度，或对于给定宽度的标准厚度的材料每标准线性尺寸的重量。

另外，在制造根据第三实施例的箭杆312中，第二片较轻的织品或其它柔性材料在芯320的后部分被内置于其内，以形成套324的后部分342。

用于套的后部分342的材料具有第二密度，第二密度比第一密度小(轻)，使得箭杆312的后部分342比前部分340每标准长度更轻，并且箭杆的重量分布为，在箭的中点之前比在中点之后设置更多的重量。如果需要，则可以应用多个重量前向层来使得套324为层状构件。

现在参照图8-9，以剖面示出了一般用412表示的箭杆的第四实施例。这个第四实施例的箭杆412相似于第一实施例的箭杆12，具有应用于套的外侧和外部的附加的外壳444。在图8-9的实施例中，杆412包括中空的管形芯420，其实质上与前面描述的管形芯20相同。芯420可以由碳合成物、含碳材料或者任一种上面讨论的与芯20相连的材料制成。

另外，在图8-9所示的实施例中，通过在芯420的前部分将第一片较重(密)的织品或其它柔性材料外置于其外部来加强杆412，从而形成套424的前部分440。在这个第四实施例中，套424夹在芯420和外壳444之间。外壳444可以由与芯420相似的材料形成，例如由碳合成物材料制成的预浸料坯，或者可以由浸有可固化树脂的单个织品部分形成。

用于套424的前部分440的材料具有第一密度，或者对于给定宽度的标准厚度的材料每标准线性尺寸的重量。

另外，在根据第四实施例的箭杆412中，第二片较轻的织品或其它柔性材料在芯420的后部分置于其外部，以形成套424的后部分442。

用于套的后部分442的材料具有第二密度，第二密度小于(轻于)第一密度，使得箭杆412的后部分442比前部分440每标准长度轻，并且箭杆的重量分布为，在箭的中点之前比在中点之后设置更大的重量。如果需要，则可以应用多个重量前向层，以使得套424为层状构件。

本发明还包括制造织品加强的箭杆12、312或412的方法。

在实施根据本发明的第五实施例的方法中，碳预浸料坯薄片被缠绕在圆柱形心轴(未示出)的周围，以限定芯20。这个步骤用图10中的50表示。

然后，一片较密的编织或非编织织品材料22以覆盖的关系放置在中空的管形芯20的前部分上，以形成套的前部分40，并且一段较低密度材料被放置成围绕芯20的后部分，以形成套的后部分42。这个步骤用图10中的52表示。如果需要，这个前载套可以包括多个织品层。

在可选步骤中，附加层可以被添加到套24的外部的未固化的箭杆。在使用的地方，这样的附加层可以形成外壳，例如在图8-9中用444表示的外壳。这个步骤用图10中的54表示。

如前面所指出的，在本发明的特定选择的示例性实施例中，前部分的织品材料22或122可以在被应用到芯20之前预印或雕刻有设计或图案。这也适用于这里的方法。

在根据本发明第五实施例的方法中的另一步骤是提供用于保护织品的未固化的树脂，并将它应用于织品材料22。如这里所使用的，术语“树脂”包括但不限于聚氨酯橡胶、清漆、真漆、环氧树脂、涂料以及粉末涂层。

树脂可以在织品放置到芯20上之前浸入到织品22、122中，或者可选地，树脂可以在套24缠绕在芯周围之后应用于套24。

然后，在第五实施例的方法中，织品材料22、122上的树脂被固化，从而将织品粘接到芯20。这样，套24的前部分和后部分被固化到位，以将它们附于芯20。芯20和套24以及任何其它层(如果存在)可以被一起固化在心轴周围的位置中。这个固化步骤用图10中的56表示。在固化步骤中，可以应用液体和风干树脂，或者可选地，可以使用通过加热固化的热固性树脂。虽然不希望受任何理论限制，但是确信树脂材料趋于加固、加强并保护套的织品材料。

在固化步骤之后，可选地，可以处理杆12，以在其外表面上执行平滑化操作。这可以通过手工或适当的机器来执行。这个平滑化操作可以通过将固化后的杆12放置在无中心的砂光机中并砂磨外表面直到平滑为止来执行。这个平滑化步骤用图10中的58表示。

可以在根据本发明的第五实施例的方法中执行的额外步骤是将一个或多个辅助附件附接到固化后的杆12、112，这个步骤可以在固化步骤之后选择性地执行而不是必须的。这些附件可以包括尖端或箭头14、装在箭羽16、以及箭扣18。这个可选的方法步骤用图10中的60表示。

在根据本发明第六实施例的方法的实施中，为了生产如图7所示的箭杆312，一片较密的编织或非编织织品材料以覆盖的关系放置在圆柱杆形心轴(未示出)上，以形成内套的前部分340，并且一片较低密度材料被放置成围绕心轴，以形成套的后部分342。如果需要，这个前载套340可以包括多个织品层。这个步骤用图11中的62表示。

该方法中的另一步骤是提供用于保护织品的未固化的树脂并将其应用于织品材料22。这里所使用的术语“树脂”包括但不限于聚氨酯橡胶、清漆、真漆、环氧树脂、涂料以及粉末涂层。

树脂可以在织品放置到芯20上之前浸入到织品22、122中，或者可选地，树脂可以在套24缠绕在芯周围之后施于套24。

然后，一个或多个碳预浸料坯薄片被缠绕在套的外部周围，以形成围绕套324的芯320。这个步骤用图11中的64表示。

在可选的步骤中，附加的织品层可以被添加到套324和芯的外面的未固化的箭杆。外部织品层在其外表面上可以具有装饰图案。在使用的地方，这样的附加层可以形成外壳，例如在图8-9中用444表示的外壳。这个步骤用图11中的66表示。

如前面所指出的，在本发明的选择的示例性实施例中，前部分的织品材料22或122可以在被应用到芯20之前预印或雕刻有设计或图案。这也适用于这里的方法。

然后，在这个实施例的方法中，织品材料22、122上的树脂被固化，从而将织品粘接到芯。这个固化步骤用图11中的68表示。套324的前部分和后部分被固化到位，以将它们附于芯20。芯320和套324以及任何其它层(如果存在)可以被一起固化在心轴周围的位置中。虽然不希望受任何理论限制，但是确信树脂材料趋于加固、加强并保护套的织品材料。

在固化步骤之后，可选地，可以处理杆312，以在其外表面上执行平滑化操作。这可以通过手工或适当的机器来执行。这个平滑化操作可以通过将固化后的杆312放置在无中心的砂光机中并砂磨外表面直到平滑为止来执行。这个平滑化步骤用图11中的70表示。

可以在根据本发明的这个方法中执行的额外步骤是将一个或多个辅助附件附接到固化后的杆12、112，这个步骤可以在固化步骤之后选择性地执行而不是必须的。这些附件可以包括尖端或箭头14、箭羽16、以及箭扣18。这个步骤用图11中的72表示。

虽然这里已经相对于本发明的多个具体实施例描述了本发明，但是前面的描述是示例性的，而非限制性的。本领域技术人员将意识到，对所描述的实施例的多种修改是可操作的。所有这些落入权利要求的范围内的修改将在本发明的精神和范围之内。

Claims (11)

1.一种箭杆，包括：

中空的管形芯，其适于形成到箭杆中，所述中空的芯包含碳；

双部分套，所述套从外部覆盖所述芯并附接到所述芯，或者设置为位于所述芯的内部并附接到所述芯的衬套；

其中，所述套的第一部分朝着所述箭杆的前部设置，并包括由织品材料形成的且具有第一密度的第一套部分，所述套的第二部分朝着所述箭杆的后部设置，并包括其密度小于所述第一套部分的第二套部分，从而所述箭杆的前部分每英寸的重量比其后部分重；以及

与所述套相关联的粘合树脂材料；

其中，所述树脂有助于将所述套粘到所述芯。

2.如权利要求1所述的箭杆，其中，所述杆在其整个长度上具有恒定的内径和恒定的外径。

3.如权利要求1所述的箭杆，其中，所述套设置在所述芯的外部。

4.如权利要求3所述的箭杆，还包括设置在所述套的外部并附接到所述套上的外壳，从而所述套夹在所述芯和所述外壳之间。

5.如权利要求1所述的箭杆，其中，所述套设置在所述芯的内部。

6.如权利要求1所述的箭杆，其中，所述第一套部分在其上具有款式或图案。

7.如权利要求1所述的箭杆，其中，所述双部分套的外部被处理以在其外表面上形成平滑表面。

8.如权利要求1所述的箭杆，其中，所述树脂材料从涂料中选择。

9.如权利要求1所述的箭杆，其中，所述树脂材料从由聚氨酯橡胶、清漆、真漆和环氧树脂构成的组中选择。

10.如权利要求1所述的箭杆，其中，所述树脂材料从粉末涂料中选择。

11.一种箭，包括：

中空的管形芯；

双部分套，所述套从外部覆盖所述芯并附接到所述芯，或者设置为位于所述芯的内部并附接到所述芯的衬套，所述芯和套配合以构成箭杆，其中，所述套的第一部分朝着所述箭杆的前部设置，并包括由织品材料形成的且具有第一密度的第一套部分，所述套的第二部分朝着所述箭杆的后部设置，并包括密其度小于所述第一套部分的第二套部分，从而所述箭杆的前部分每英寸的重量比其后部分重；

与所述双部分套相关联的粘合树脂材料；以及

至少一个连接到所述箭杆的辅助附件，所述辅助附件从由箭头、箭羽以及箭扣构成的组中选择。

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