PL235657B1

PL235657B1 - Ultralight swim fin with longitudinally moulded blade

Info

Publication number: PL235657B1
Application number: PL431363A
Authority: PL
Inventors: Andrzej Swinarew; Andrzej Ostrowski; Tadeusz Ambroży; Olexander Skaliy; Jadwiga Gabor; Arkadiusz Stanula
Original assignee: Akademia Wychowania Fizycznego Im Jerzego Kukuczki W Katowicach; Univ Slaski
Priority date: 2019-10-03
Filing date: 2019-10-03
Publication date: 2020-09-21
Also published as: PL431363A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest ultralekka płetwa do pływania z wyprofilowanym wzdłużnie piórem (2), przeznaczona do pływania sportowego, rehabilitacyjnego lub nurkowania, zwiększająca prędkość i efektywność pływania przy ruchach wiosłujących kończynami dolnymi z góry w dół (w płaszczyźnie strzałkowej) - zwłaszcza podczas pływania kraulem lub delfinem oraz przy ruchach kończynami dolnymi w bok i z powrotem (w płaszczyźnie czołowej) - podczas pływania żabką na piersiach. Zgodnie z wynalazkiem płetwa, w której skład wchodzi but (1) płetwy stanowiący część mocującą stopę pływaka, zawierający podeszwę, boki i górną część buta, mający kształt pantofla lub z systemem zapięcia paskowego, oraz pióro (2) płetwy stanowiące część roboczą płetwy służącą jako napęd pływaka, charakteryzuje się tym, że pióro (2) płetwy składa się z dwóch profili wzdłużnych (2") o przekroju poprzecznym V-kształtnym lub U-kształtnym, o kącie rozwarcia ramion od 20 do 150 stopni, przyłączonych do przedniej krawędzi buta (1) płetwy, przy czym powierzchnia przekroju poprzecznego każdego profilu (2") zwiększa się w kierunku przeciwległym do buta (1) płetwy, a profile wzdłużne (2") są ze sobą połączone w końcowej strefie krawędzi wewnętrznych każdego z profili tworząc połączenie (4), a pomiędzy krawędziami wewnętrznymi profili wzdłużnych, połączeniem tych krawędzi i przednią krawędzią buta (1) płetwy znajduje się otwór (3) stanowiący kanał przepustowy o kształcie zbliżonym do trójkąta, przy czym but (1) płetwy wykonany jest z tworzywa sztucznego o twardości Shore'a pomiędzy 30 a 120, natomiast pióro (2) płetwy wykonane jest z kevlaru lub mieszanki kevlaru z gumą lub plastyfikowanym poliwęglanem lub poliuretanem lub silikonem, o twardości Shore'a pomiędzy 30 a 120.The subject of the invention is an ultra-light swimming fin with a longitudinally profiled blade (2), intended for sports swimming, rehabilitation swimming or diving, increasing the speed and efficiency of swimming when rowing the lower limbs from top to bottom (in the sagittal plane) - especially when swimming crawl or dolphin stroke, and when moving the lower limbs sideways and back (in the frontal plane) - when swimming breaststroke on the breast. According to the invention, a fin comprising a fin shoe (1) constituting a part fastening the swimmer's foot, comprising a sole, sides and an upper part of the shoe, having the shape of a slipper or with a strap fastening system, and a fin blade (2) constituting a working part of the fin serving as a drive for the swimmer, is characterized in that the fin blade (2) consists of two longitudinal profiles (2") with a V-shaped or U-shaped cross-section, with an angle of opening of the arms from 20 to 150 degrees, connected to the front edge of the fin shoe (1), wherein the cross-sectional area of each profile (2") increases in the direction opposite to the fin shoe (1), and the longitudinal profiles (2") are connected to each other in the end zone of the inner edges of each of the profiles, forming a connection (4), and between the inner edges of the longitudinal profiles, the connection of these edges and the front edge of the shoe (1) The fin has a hole (3) constituting a passage channel of a shape similar to a triangle, wherein the shoe (1) of the fin is made of plastic with a Shore hardness between 30 and 120, while the blade (2) of the fin is made of Kevlar or a mixture of Kevlar with rubber or plasticized polycarbonate or polyurethane or silicone, with a Shore hardness between 30 and 120.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest ultralekka płetwa do pływania z wyprofilowanym wzdłużnie piórem, przeznaczona do pływania sportowego, rehabilitacyjnego lub nurkowania, zwiększająca prędkość i efektywność pływania przy ruchach wiosłujących kończynami dolnymi z góry w dół (w płaszczyźnie strzałkowej) - zwłaszcza podczas pływania kraulem lub delfinem oraz przy ruchach kończynami dolnymi w bok i z powrotem (w płaszczyźnie czołowej) - podczas pływania żabką na piersiach.The subject of the invention is an ultra-light swimming fin with a longitudinally profiled blade, intended for sports swimming, rehabilitation swimming or diving, increasing the speed and efficiency of swimming when rowing the lower limbs from top to bottom (in the sagittal plane) - especially when swimming crawl or dolphin stroke, and when moving the lower limbs sideways and back (in the frontal plane) - when swimming breaststroke on the breast.

Z dotychczasowego stanu techniki znanych jest wiele rodzajów płetw, zarówno do pływania jak i do nurkowania. Część z nich konstruowana jest pod kątem zapewnienia precyzyjnego utrzymywania pozycji nurka pod wodą, inne zaś pod kątem zwiększenia prędkości pływania.Currently, there are many types of fins available, both for swimming and diving. Some are designed to precisely maintain the diver's position underwater, while others are designed to increase swimming speed.

Między innymi z opisu patentowego US3171142A znane są „Buty do pływania”, które są regulowane i dostosowane do różnych rodzajów pływania ogólnie praktykowanego oraz do predyspozycji pływaka dla określonej techniki, gdzie regulowane pręty usytuowane w pobliżu palców stóp ograniczają amplitudę ruchu pióra płetwy i mogą być w położeniu, korzystnie niezależnie od siebie, przez co regulowana jest amplituda ruchu i kąty odchylenia pióra płetwy.Among other things, from the patent description US3171142A, "Swimming shoes" are known, which are adjustable and adapted to various types of swimming generally practiced and to the swimmer's predisposition for a specific technique, where adjustable rods located near the toes limit the amplitude of the fin blade movement and can be in a position, preferably independently of each other, whereby the amplitude of the movement and the angles of the fin blade deflection are adjusted.

Z opisu patentowego US4025977A znane są „Płetwy z kątowym ustawieniem pióra płetwy” mające powierzchnię napędową pod optymalnym kątem w stosunku do stopy użytkownika. Wynalazek obejmuje płetwę mającą kątowe ustawienie pióra płetwy, które może być zmieniane w odniesieniu do stopy użytkownika. Regulacja kątowa umożliwia chodzenie z piórem płetwy w ustawieniu płasko w odniesieniu do podeszwy stopy użytkownika. Gdy pióro płetwy jest pochylone w dół, pozwala użytkownikowi pływać w optymalny sposób.Patent US4025977A discloses "Fins with an angular blade position" having a propulsion surface at an optimal angle relative to the user's foot. The invention includes a fin having an angular blade position that can be adjusted relative to the user's foot. The angular adjustment allows the fin blade to be walked on with the fin blade positioned flat against the sole of the user's foot. When the fin blade is angled downward, it allows the user to swim in an optimal manner.

Z opisu patentowego WO1988001523A1 znane są „Płetwy ulepszone” składające się ze stopy płetwy i pióra płetwy: oddzielonych i odrębnych części, przegubowych i odblokowanych lub zablokowanych razem w dowolnym, wybranym, stałym położeniu kątowym. W stopie płetwy jest urządzenie, które z przodu i z boku ma dwie osie, a w środkowej i przedniej części urządzenie przypominające łuk ze szczelinami utrzymującymi zamek, który przymocowany jest do osi za pomocą urządzenia w kształcie litery H. Część ta ma dwa przedłużenia, które są wkładane do pióra płetwy i do stopy płetwy. Płetwy z kątowym ustawieniem pióra płetwy umożliwiają użytkownikowi możliwość wyboru najlepszego położenia kątowego pióra płetwy w zależności od jego potrzeb, poza tym, są odłączalne i mogą być wymieniane z innymi piórami płetw o różnej wielkości.Patent description WO1988001523A1 describes "Improved fins" consisting of a fin foot and a fin blade: separate and distinct parts, articulated and unlocked or locked together in any selected, fixed angular position. The fin foot has a device that has two axes at the front and sides, and in the middle and front parts an arc-like device with slots holding the lock, which is attached to the axle by an H-shaped device. This part has two extensions that are inserted into the fin blade and the fin foot. Fins with an angular position of the fin blade allow the user to choose the best angular position of the fin blade depending on their needs. Furthermore, they are detachable and can be interchanged with other fin blades of different sizes.

W innym znanym z opisu patentowego GB2331940A rozwiązaniu ujawniono płetwy pływackie, które posiadają klocek z zawiasami i mechanizmem zatrzaskowym w celu łączenia pod określonym kątem z piórem płetwy. Możliwość wypięcia pióra płetwy po pływaniu lub nurkowaniu ułatwia poruszanie się w wodzie płytkiej, na lądzie lub w trakcie wchodzenia na jednostkę pływającą.Another solution, known from patent GB2331940A, discloses swim fins that have a hinged block with a latching mechanism for connecting to the fin blade at a specific angle. The ability to detach the fin blade after swimming or diving facilitates movement in shallow water, on land, or when boarding a vessel.

Z opisu patentowego US5292272A znana jest „Podwójna płetwa” przeznaczona zarówno do pływania jak i chodzenia. Składa się ze stopy płetwy i bulwiastego elementu łączącego z piórem płetwy, powiększających powierzchnię wspomagania napędu.Patent US5292272A describes a "Double Fin" designed for both swimming and walking. It consists of a fin foot and a bulbous element connecting to the fin blade, increasing the surface area for assisting propulsion.

Z opisu patentowego EP0819450A1 znane są „Buty pływackie dla nurków lub pływaków”, które mają cechy charakterystyczne dla normalnych butów z wydłużonym do góry językiem w postaci pływaka z ukształtowanym profilem przepływu. Ten wydłużony język buta w postaci pływaka jest ustawiany poprzez ruchy w stawach skokowych stopy, umożliwiając pływanie wszystkimi sposobami.Patent EP0819450A1 describes "Swimming shoes for divers or swimmers," which have the characteristics of normal shoes, featuring an upwardly elongated tongue in the form of a float with a shaped flow profile. This elongated tongue in the form of a float is adjusted by movements in the ankle joints of the foot, enabling all swimming modes.

Z opisu patentowego FR2565498A1 znane są „Płetwy pływackie” zawierające stopę płetwy i elastyczne pióro płetwy, które są połączone za pomocą urządzenia przegubowego z poziomym wrzecionem, aby w ten sposób być w ustawieniu w linii z podeszwą stopy płetwy lub pozycji do chodzenia, w której jest uniesiona do góry nad przednim końcem stopy płetwy. Rozwiązanie ma na celu umożliwienie pływakowi łatwe wyjście z wody po podniesieniu pióra płetwy do góry nad przednim końcem stopy płetwy.Patent FR2565498A1 describes "Swimming fins" comprising a fin foot and a flexible fin blade, which are connected by means of an articulating device to a horizontal spindle so as to be in an alignment with the sole of the fin foot or in a walking position in which it is raised upwards over the front end of the fin foot. The solution is intended to enable the swimmer to easily exit the water by raising the fin blade upwards over the front end of the fin foot.

Z opisu patentowego US4752259A znane są „Płetwy do pływania”, które mogą być używane do pływania lub chodzenia. Rozwiązanie to ma ulepszoną konstrukcję płetwy, która jest skuteczna i praktyczna w wodzie, a jednocześnie pozwala nurkowi-pływakowi na przejście z trybu pływania do trybu chodzenia, po dnie, na platformach do nurkowania, na drabinach, w łodziach i innych miejscach. Płetwa składa się z gumowej stopy i zintegrowanego z nią pióra płetwy i jest połączona obrotowym zawiasem. Zewnętrzna część płetwy może być złożona do góry na wierzchu stopy płetwy w pozycji do chodzenia lub zagięta pod stopą płetwy. Odpowiednie mechanizmy zatrzaskowe służą do utrzymywania przedłużenia płetwy w czasie pływania i chowania w czasie chodzenia.Patent US4752259A describes "swimming fins" that can be used for swimming or walking. This solution offers an improved fin design that is effective and practical in the water while allowing the diver to transition from swimming to walking mode on the bottom, on diving platforms, ladders, in boats, and other locations. The fin consists of a rubber foot and an integrated fin blade, connected by a rotating hinge. The outer portion of the fin can be folded up over the top of the fin foot in the walking position or bent under the fin foot. Suitable latching mechanisms are used to hold the fin extension in place during swimming and to retract it during walking.

PL 235 657 B1PL 235 657 B1

W kolejnym opisie patentowym GB2237747A ujawniono „Płetwę pływacką” przystosowaną do pływania lub chodzenia, mającą część sprzęgającą się ze stopą, przystosowaną do noszenia przez użytkownika, oraz dwuczęściową płetwę uformowaną z części wewnętrznej i części zewnętrznej, które są połączone ze sobą i obracają się względem siebie za pomocą odpowiedniego zespołu zawiasowego tak, że zewnętrzna część może być złożona na górze lub pod stopą, w jednym przypadku aby ułatwić chodzenie, w drugim aby umożliwić przedłużenie zewnętrznej części, w celu ułatwienia pływania. Odpowiednie zamki utrzymują części płetw w pozycji wysuniętej lub złożonej. Głównym celem niniejszego wynalazku było zmniejszenie wysiłku w czasie pływania. W wyniku zastosowania dwuczęściowego lub oddzielnego pióra płetwy jest możliwość regulacji kąta ustawienia pióra płetwy, a przez to rozkładu nacisku na całe podbicie stopy, a nie tylko palce.Further patent specification GB2237747A discloses a "Swim fin" adapted for swimming or walking, having a foot-engaging portion adapted to be worn by the user, and a two-part fin formed of an inner portion and an outer portion which are connected to each other and rotate with respect to each other by means of a suitable hinge assembly so that the outer portion can be folded over or under the foot, in one case to facilitate walking, in the other to allow extension of the outer portion to facilitate swimming. Suitable locks hold the fin portions in the extended or folded position. The primary purpose of the present invention was to reduce effort during swimming. By providing a two-part or separate fin blade, the angle of the fin blade can be adjusted, thereby distributing pressure over the entire instep of the foot, not just the toes.

Z opisu patentowego EP2324889B1 znana jest „Płetwa z piórem zginającym się asymetrycznie”. Rozwiązanie dotyczy płetwy składającej się ze stopy płetwy z otwartą piętą zabezpieczoną paskiem i pióra płetwy, które przy ruchu w wodzie z góry w dół dzięki elastycznemu usztywnieniu rozciąga się w kierunku wzdłużnym. Znajdujące się po drugiej stronie pióra płetwy elastyczne usztywnienie jest wtedy nieaktywne. W ten sposób elastyczny element działa jako usztywniacz, który jest aktywnie obciążony w trakcie ruchu w dół i odciążony podczas ruchu płetwy w górę.Patent EP2324889B1 describes a "Fin with an asymmetrically bending blade." This design involves a fin consisting of a fin foot with an open heel secured by a strap and a fin blade that, when moving downward in the water, is stretched in the longitudinal direction by means of a flexible stiffener. The flexible stiffener located on the other side of the fin blade is then inactive. In this way, the flexible element acts as a stiffener, which is actively loaded during the downward movement and relieved during the upward movement of the fin.

Z opisu patentowego FR2455905A1 znana jest „Płetwa o zmiennej krzywiźnie”, która ma w osi pióra giętkie ożebrowanie, składające się z nachodzących na siebie wypustek, umożliwiających zmienne nachylenie kątowe pióra i ograniczające jego wyginanie się. Nachodzące na siebie wypustki nie są równomiernie rozłożone, przez co zmienia się długość sztywnych odcinków pióra. Wypustki są połączone ze sobą zawiasowo i posiadają ograniczniki, warunkujące wielkość wyginania się pióra płetwy.Patent FR2455905A1 describes a "Variable Curvature Fin" that incorporates flexible ribs along the blade axis, consisting of overlapping protrusions that allow for variable angular inclination of the blade and limit its bending. The overlapping protrusions are not evenly distributed, which changes the length of the blade's rigid sections. The protrusions are hinged and have limiters that determine the amount of bending of the fin blade.

Z opisu patentowego US6152794A znane są „Płetwy do pływania” składające się ze stopy płetwy i połączonego z nią pióra płetwy, przy czym stopa płetwy w kształcie stożka ma pochyłą górną powierzchnię i podeszwę od pięty w kierunku pióra płetwy, które rozciąga się od dwóch przeciwległych boków stopy płetwy i kończy się rozwidlonym końcem, mającym cienką środkową część, dwie grube boczne części na dwóch przeciwległych bokach cienkiej środkowej części, dwie boczne szyny odpowiednio uformowane integralnie z grubymi bocznymi częściami po zewnętrznej stronie i wiele żeber utworzonych odpowiednio na ich górnej i dolnej ściance bocznej. Kąt między osią wzdłużnie rozciągniętą od tylnej strony stopy płetwy, a górną powierzchnią stopy płetwy lub ścianką boczną pióra płetwy przekracza kąt 180°, przez co siła wytwarzana w czasie pływania umożliwia szybsze pływanie niż w innych płetwach. Niniejszy wynalazek dotyczy więc płetwy do pływania, która w trakcie użytkowania wytwarza mniejszy opór, przez co umożliwia pływanie z większą prędkością.From the patent specification US6152794A there are known "Swimming fins" consisting of a fin foot and a fin blade connected thereto, wherein the cone-shaped fin foot has a sloping upper surface and a sole from the heel towards the fin blade, which extends from two opposite sides of the fin foot and terminates in a forked end having a thin central portion, two thick lateral portions on two opposite sides of the thin central portion, two lateral rails respectively formed integrally with the thick lateral portions on the outer side, and a plurality of ribs formed on the upper and lower side walls thereof, respectively. The angle between an axis longitudinally extended from the rear side of the fin foot and the upper surface of the fin foot or the side wall of the fin blade exceeds 180°, whereby the force generated during swimming enables faster swimming than in other fins. The present invention therefore relates to a swimming fin that produces less resistance during use, thereby enabling swimming at higher speeds.

Z opisu patentowego US20160287941A1 znana jest „Płetwa do pływania”. Rozwiązanie dotyczy struktury końca pióra płetwy, które składa się z segmentów o dodatnim i ujemnym nachyleniu, usytuowanych naprzemiennie wzdłuż pióra płetwy tworząc kształt fali, trójkąta lub trapezu. Poszczególne segmenty mogą być płaskie lub zakrzywione w kształcie fal. Długości dwóch sąsiadujących segmentów z przejściem określają całkowitą ich długość. Wysokości segmentów, długość całkowita i długość przejścia mogą być równe, zwiększać lub zmniejszać się liniowo, progresywnie lub regresywnie. Segmenty mogą być usytuowane na całej szerokości powierzchni pióra płetwy lub opcjonalnie w jednej części. Wysokość segmentu jest najwyższa u nasady pióra płetwy i zmniejsza się w kierunku zakończenia pióra płetwy, aż do przejścia do części płaskiej. Celem wynalazku jest usunięcie hałasu, w dynamicznie obciążonych piórach płetwy wykonanych z materiałów o wysokim module sprężystości. Wynalazek rozwiązuje wspomniany problem techniczny, tworząc nowy kształt pióra płetwy. Ze względu na swój specjalny kształt, pióro płetwy pod dynamicznym obciążeniem pulsującym nie wytwarza takiego napięcia powierzchniowego, które powodowałoby hałas.A "Swimming Fin" is known from patent description US20160287941A1. The solution concerns the structure of the fin blade end, which consists of segments with positive and negative slopes, arranged alternately along the fin blade, creating a wave, triangle, or trapezoid shape. Individual segments can be flat or curved in a wave shape. The lengths of two adjacent segments with a transition determine their total length. The segment heights, total length, and transition length can be equal, increase or decrease linearly, progressively, or regressively. The segments can be located across the entire width of the fin blade surface or optionally in a single section. The segment height is highest at the fin blade root and decreases towards the fin blade tip, until it transitions to the flat section. The aim of the invention is to eliminate noise in dynamically loaded fin blades made of high-modulus materials. The invention solves this technical problem by creating a new fin blade shape. Due to its special shape, the fin blade, under dynamic pulsating load, does not generate enough surface tension to cause noise.

Z opisu patentowego US6758708B2 znane są „Płetwy z systemem wytwarzania i uwalniania energii dla lepszego kąta natarcia i przepływu wody” składające się ze stopy płetwy i pióra płetwy, które zgina się w wąskim zakresie kątów natarcia w szerokim zakresie obciążeń poprzez zapewnienie zmiennego oporu przez jedno lub więcej nieliniowych żeber. „Prawidłowy” kąt natarcia optymalizuje wytwarzanie energii w czasie ruchu nogami przez pływaka. Gdy ten kąt jest mały, pióro ma mały kąt natarcia, gdy kąt ten jest duży, pióro ma duży kąt natarcia. Wraz ze wzrostem kąta natarcia przepływ wody napiera na powierzchnię atakującą płetwy pod większym kątem. Zwiększa to ciśnienie płynu na tej powierzchni.Patent US6758708B2 describes "Fins with an energy generation and release system for improved angle of attack and water flow" consisting of a fin foot and a fin blade that flexes within a narrow range of angles of attack under a wide range of loads by providing variable resistance through one or more non-linear fins. The "correct" angle of attack optimizes energy generation during the swimmer's leg stroke. When this angle is small, the blade has a low angle of attack; when this angle is large, the blade has a high angle of attack. As the angle of attack increases, the water flow presses against the fin's attack surface at a higher angle. This increases the fluid pressure on that surface.

Z opisu patentowego US20040102110A1 znane są „Płetwy do pływania” składające się ze stopy płetwy i pióra płetwy, które są tak połączone, by napór nogą był jak najmniejszy. Pióro płetwy wyginaPatent description US20040102110A1 describes "Swimming fins" consisting of a fin foot and a fin blade, which are connected in such a way that the pressure exerted by the foot is as low as possible. The fin blade bends

PL 235 657 B1 się przy ruchu w górę i w dół dzięki miękkiemu i elastycznemu materiałowi. Pióro jest zaprojektowane zgodnie z kształtem ogona wieloryba lub ryby oceanicznej, takiej jak płaszczka, w taki sposób, aby przekazać stopą ruch wykonywany przez użytkownika na pióro płetwy i płynnie poruszać się z mniejszym wysiłkiem. Jest połączone ze stopą płetwy za pomocą różnej twardości prętów. Siła wytwarzana podczas kopnięcia w górę wynosi około 60-70% siły pchającej w odniesieniu do występującej podczas kopnięcia w dół.PL 235 657 B1 The blade is designed to provide up-and-down movement thanks to its soft, flexible material. The blade is designed based on the tail of a whale or ocean fish, such as a stingray, to transfer the user's foot movement to the blade, allowing for smooth movement with less effort. It is connected to the fin's foot via rods of varying hardness. The force generated during an up-kick is approximately 60-70% of the thrust force of a down-kick.

Z opisu patentowego WO2019053751A1 znane są „Płetwy do pływania pod wodą” składające się ze stopy płetwy i pióra płetwy, które pierwszą część ma mniejszą, a drugą zdecydowanie większą o kształcie płaskim i wydłużonym, co ogranicza przemieszczanie się piór płetw na boki w trakcie pracy. Druga część pióra płetwy jest asymetryczna względem płaszczyzny wzdłużnej, rozmieszczonej na linii środkowej stopy płetwy, jest węższa w połowie i szersza na zewnętrz. Pierwsza część pióra jest ruchoma względem osi wzdłużnej drugiej części pióra. W celu zmniejszenia bocznych poślizgów płetwy podczas kopnięcia, (które powodują ukośny ruch pióra płetwy, zmniejszając wydajność ciągu) zastosowano wystające krawędzie (grzbiety boczne), rozmieszczone po bokach piór płetwy z funkcją kanałowego przepływu wody.Patent description WO2019053751A1 describes "Fins for underwater swimming" consisting of a fin foot and a fin blade. The first part is smaller and the second part is significantly larger, with a flat, elongated shape, which limits the lateral movement of the fin blades during kicking. The second part of the fin blade is asymmetric with respect to the longitudinal plane located on the centerline of the fin foot, being narrower in the middle and wider on the outside. The first part of the blade is movable with respect to the longitudinal axis of the second part of the blade. To reduce lateral slippage of the fin during kicking (which causes diagonal movement of the fin blade, reducing thrust efficiency), protruding edges (lateral ridges) are used, arranged on the sides of the fin blades, to channel water flow.

Z opisu patentowego US4007506A znane są „Płetwy do pływania” składające się ze stopy płetwy i pióra płetwy, które zawiera wiele poprzecznie rozmieszczonych wzdłużnie rozciągających się żeber, połączonych ze sobą przez człon sieciowy. Żebra składają się z wielu podłużnych, elastycznych członów, umieszczonych obok siebie, przy czym wydłużone elementy połączone są za pomocą czopów i ułożone w rowkach obok siebie, zapobiegając bocznemu oddzieleniu elementów. Sworzeń przechodzący poprzecznie przez wydłużone elementy ogranicza podłużne przemieszczenie jednego wydłużonego elementu względem drugiego. Niniejszy wynalazek dotyczy zastosowania lepszej struktury pióra płetwy, której elastyczne ułożenie w trakcie pracy wytwarza korzystny profil łuku, jednocześnie przepychając wodę do tyłu w trakcie kopnięcia nogą.Patent US4007506A discloses "Swimming fins" comprising a fin foot and a fin blade that includes a plurality of transversely arranged longitudinally extending ribs connected by a web member. The fins consist of a plurality of elongated, flexible members arranged side by side, with the elongated elements connected by pivots and arranged in adjacent grooves, preventing lateral separation of the elements. A pin extending transversely through the elongated elements limits longitudinal displacement of one elongated element relative to the other. The present invention relates to the use of an improved fin blade structure, the flexible arrangement of which, during operation, creates a favorable arc profile while simultaneously pushing water backward during a kick.

We wszystkich ujawnionych rozwiązaniach ich twórcy dążyli do udoskonalenia funkcjonalności płetwy poprzez zmiany materiałowe lub kształtu pióra płetwy pracującej w płaszczyźnie strzałkowej z góry w dół i z dołu do góry. Są także spotykane w handlu przykłady płetw-butów do pływania żabką na piersiach z dobudowaną częścią pod stopą ale bez pióra płetwy, brak jest natomiast uniwersalnej płetwy składającej się z buta płetwy i pióra płetwy, którą poprzez dynamicznie zmienną geometrię wzdłużną powierzchni czynnej (wyprofilowane wzdłużnie pióro płetwy) można wykonywać skuteczne ruchy wiosłujące kończynami dolnymi w płaszczyźnie strzałkowej z góry w dół i z dołu do góry stosowane zwłaszcza w pływaniu kraulem i delfinem lub w płaszczyźnie czołowej w bok i z powrotem, stosowane w skutecznym pływaniu żabką na piersiach. Opracowanie takiej właśnie płetwy stało się celem twórców niniejszego wynalazku.In all the disclosed solutions, their creators sought to improve the fin's functionality by changing the material or shape of the fin blade, which works in the sagittal plane from top to bottom and from bottom to top. Commercially available examples of fin-boots for breaststroking have an added section under the foot but without a fin blade. However, there is no universal fin consisting of a fin boot and a fin blade, which, thanks to the dynamically variable longitudinal geometry of the active surface (longitudinally profiled fin blade), can be used to perform effective paddling movements with the lower limbs in the sagittal plane from top to bottom and from bottom to top, especially used in crawl and dolphin swimming, or in the frontal plane, side to side and back, used in effective breaststroking. The development of such a fin was the goal of the creators of this invention.

Istotę wynalazku stanowi ultralekka płetwa do pływania z wyprofilowanym wzdłużnie piórem, w której skład wchodzi but płetwy stanowiący część mocującą stopę pływaka, zawierający podeszwę, boki i górną część buta, mający kształt pantofla lub z systemem zapięcia paskowego, oraz pióro płetwy stanowiące część roboczą płetwy służącą jako napęd pływaka, charakteryzująca się tym, że pióro płetwy składa się z dwóch profili wzdłużnych o przekroju poprzecznym V-kształtnym lub U-kształtnym, o kącie rozwarcia ramion od 20 do 150 stopni, korzystnie 90 stopni, przyłączonych do przedniej krawędzi buta płetwy, przy czym powierzchnia przekroju poprzecznego każdego profilu zwiększa się w kierunku przeciwległym do buta płetwy, a profile wzdłużne są ze sobą połączone w końcowej strefie krawędzi wewnętrznych każdego z profili, korzystnie połączone są punktowo narożnikami krawędzi wewnętrznych każdego z profili.The essence of the invention is an ultralight swimming fin with a longitudinally profiled blade, which includes a fin shoe constituting a part fastening the swimmer's foot, containing a sole, sides and an upper part of the shoe, having the shape of a slipper or with a strap fastening system, and a fin blade constituting a working part of the fin serving as a drive for the swimmer, characterized in that the fin blade consists of two longitudinal profiles with a V-shaped or U-shaped cross-section, with an angle of opening of the arms from 20 to 150 degrees, preferably 90 degrees, attached to the front edge of the fin shoe, wherein the cross-sectional area of each profile increases in the direction opposite to the fin shoe, and the longitudinal profiles are connected to each other in the end zone of the inner edges of each profile, preferably they are connected pointwise by the corners of the inner edges of each profile.

Pomiędzy krawędziami wewnętrznymi profili wzdłużnych, połączeniem tych krawędzi i przednią krawędzią buta płetwy znajduje się otwór stanowiący kanał przepustowy o kształcie zbliżonym do trójkąta, umożliwiający - w trakcie ruchów kończynami dolnymi wykonywanych przez pływaka - przepływ wody pomiędzy profilami, dzięki czemu zmniejsza się opór wody i energia wydatkowana przez pływaka w czasie wykonywania kończynami dolnymi ruchu w fazie przygotowawczej (w kraulu na piersiach i delfinie z dołu do góry, w kraulu na grzbiecie z góry w dół).Between the inner edges of the longitudinal profiles, the connection of these edges and the front edge of the fin shoe, there is an opening constituting a passage channel of a shape similar to a triangle, enabling - during the movements of the swimmer's lower limbs - the flow of water between the profiles, which reduces the water resistance and the energy expended by the swimmer during the movement of the lower limbs in the preparatory phase (in the front crawl and dolphin crawl from the bottom up, in the back crawl from the top down).

Długość pióra płetwy wynosi od 20 do 250% długości buta płetwy, korzystnie 80% długości buta płetwy. Zwiększanie długości pióra powyżej wartości korzystnej wiąże się ze zwiększaniem obciążeń stawu skokowego oraz kolanowego podczas pływania. Im dłuższe pióro tym większe obciążenie dla stawów, co w długotrwałym użytkowaniu może doprowadzić do zmian zwyrodnieniowych obu stawów.The blade length of a fin should be between 20 and 250% of the fin's boot length, preferably 80% of the fin's boot length. Increasing the blade length beyond this preferred value increases the stress on the ankle and knee joints during swimming. The longer the blade, the greater the stress on the joints, which, with prolonged use, can lead to degenerative changes in both joints.

PL 235 657 B1PL 235 657 B1

Natomiast zmniejszanie długości pióra poniżej wartości korzystnej stanowić będzie ograniczenie powierzchni roboczej (czynnej) płetwy, co spowoduje utratę jej siły ciągu/siły napędowej jednocześnie ograniczając opór wytwarzany przez płetwę.However, reducing the blade length below the preferred value will limit the working (active) surface of the fin, which will result in a loss of its thrust/propulsion force while limiting the drag generated by the fin.

Korzystnie, w wariancie z piórem wykonanym z materiału o wysokiej twardości, to jest powyżej 45 w skali Shore’a, płaszczyzna pióra płetwy jest odchylona w dół w stosunku do płaszczyzny podeszwy buta płetwy o wartość od 5 do 40 stopni, korzystnie 20 stopni, co zapewnia korzystny (optymalny) kąt dla powierzchni roboczej pióra płetwy podczas wykonywania kraulowych lub delfinowych ruchów kończynami dolnymi, w trakcie których woda przepychana jest do tyłu za pływaka.Preferably, in the variant with a blade made of a material of high hardness, i.e. above 45 on the Shore scale, the plane of the fin blade is inclined downwards in relation to the plane of the sole of the fin shoe by a value of 5 to 40 degrees, preferably 20 degrees, which provides a favorable (optimal) angle for the working surface of the fin blade when performing crawl or dolphin movements of the lower limbs, during which the water is pushed backwards behind the swimmer.

Korzystnie, płetwa zawiera pręty wzmacniające wykonane z włókna węglowego, wbudowane w pióro płetwy wzdłuż osi wzdłużnej. Zastosowanie prętów, zwłaszcza w piórze wykonanym z materiału o niskiej twardości, dodatkowo usztywni konstrukcję oraz nie pozwoli na zmiany geometrii płetwy podczas dynamicznego pływania.Preferably, the fin includes reinforcing rods made of carbon fiber, embedded in the fin blade along its longitudinal axis. The use of rods, especially in a blade made of a low-hardness material, will additionally stiffen the structure and prevent changes in the fin's geometry during dynamic swimming.

But płetwy jest odpowiednio wyprofilowany aby pasować do stopy pływaka, korzystnie z lekko opuszczonymi w dół palcami (ze względu na wektor generowanej siły napędowej) i ma płaską podeszwę, to jest bez żadnych zagięć, uwypukleń, tak aby umożliwiać swobodne chodzenie po dnie zbiornika wodnego lub po wyjściu z wody.The fin shoe is appropriately shaped to fit the swimmer's foot, preferably with the toes slightly downwards (due to the vector of the generated propulsive force) and has a flat sole, i.e. without any bends or bulges, so as to enable free walking on the bottom of the water body or after leaving the water.

Korzystnie, but płetwy, na zewnętrznej powierzchni podeszwy zawiera podkładki antypoślizgowe, wykonane z dowolnego materiału elastycznego, zwłaszcza z silikonu lub gumy.Preferably, the fin shoe, on the outer surface of the sole, includes anti-slip pads made of any elastic material, especially silicone or rubber.

But płetwy (zarówno podeszwa jak i boki i góra), wykonany jest z tworzywa sztucznego o twardości Shore’a pomiędzy 30 a 120, korzystnie z elastomeru termoplastycznego, natomiast pióro płetwy wykonane jest z kevlaru lub mieszanki kevlaru z gumą lub plastyfikowanym poliwęglanem lub poliuretanem lub silikonem, o twardości Shore’a pomiędzy 30 a 120, w zależności od preferencji pływaka.The fin boot (both the sole and the sides and top) is made of plastic with a Shore hardness between 30 and 120, preferably a thermoplastic elastomer, while the fin blade is made of Kevlar or a mixture of Kevlar with rubber or plasticized polycarbonate or polyurethane or silicone, with a Shore hardness between 30 and 120, depending on the swimmer's preference.

Najkorzystniej, podeszwa buta wykonana jest z elastomeru termoplastycznego o twardości Shore’a pomiędzy 60 a 90, natomiast góra i boki buta wykonane są z elastomeru termoplastycznego o twardości Shore’a pomiędzy 30 a 60.Most preferably, the sole of the shoe is made of a thermoplastic elastomer with a Shore hardness of between 60 and 90, while the top and sides of the shoe are made of a thermoplastic elastomer with a Shore hardness of between 30 and 60.

Korzystnie, but płetwy wykonany jest z kevlaru o twardości Shore’a pomiędzy 30 a 60.Preferably, the fin boot is made of Kevlar with a Shore hardness between 30 and 60.

Korzystnie, but płetwy wykonany jest z żywicy zbrojonej włóknem węglowym, o twardości Shore’a pomiędzy 30 a 60.Preferably, the fin shoe is made of carbon fiber reinforced resin with a Shore hardness between 30 and 60.

Korzystnie, but płetwy wykonany jest z poliuretanu o twardości Shore’a pomiędzy 45 a 90.Preferably, the fin shoe is made of polyurethane with a Shore hardness between 45 and 90.

Korzystnie, but płetwy wykonany jest z plastyfikowanego poliwęglanu o twardości Shore’a pomiędzy 30 a 90.Preferably, the fin shoe is made of plasticized polycarbonate with a Shore hardness between 30 and 90.

Korzystnie, but płetwy wykonany jest z gumy o twardości Shore’a pomiędzy 30 a 60.Preferably, the fin shoe is made of rubber with a Shore hardness between 30 and 60.

Korzystnie, but płetwy wykonany jest z mieszanki kevlaru z gumą lub plastyfikowanym poliwęglanem lub poliuretanem lub silikonem, o twardości Shore’a pomiędzy 30 a 120.Preferably, the fin boot is made of a mixture of Kevlar with rubber or plasticized polycarbonate or polyurethane or silicone, with a Shore hardness between 30 and 120.

Korzystnie, but płetwy wykonany jest z mieszanki włókna węglowego z gumą lub plastyfikowanym poliwęglanem lub poliuretanem, o twardości Shore’a pomiędzy 30 a 120.Preferably, the fin shoe is made of a mixture of carbon fiber with rubber or plasticized polycarbonate or polyurethane, with a Shore hardness between 30 and 120.

Zaletą stosowania mieszanek materiałów jest to, że otrzymujemy korzyści wynikające z kilku użytych typów materiałów, likwidując lub ograniczając niedogodności pojedynczo stosowanych materiałów składowych, takie jak na przykład ścieranie czy kruche pękanie.The advantage of using material mixtures is that we obtain the benefits of several types of materials used, eliminating or reducing the disadvantages of individually used component materials, such as abrasion or brittle fracture.

Korzystnie, elastomer termoplastyczny użyty do produkcji buta płetwy jest domieszkowany substancją zabezpieczającą przed rozwojem bakterii i grzybów, w postaci mieszaniny nanocząstek srebra i miedzi, korzystnie z dodatkiem nanokrzemionki, zawieszonej w alkoholanie lub oleju pełniących rolę czynnika stabilizującego, w ilości od 0,05 do 10%, korzystnie 0,2% substancji zabezpieczającej w stosunku do materiału bazowego, a proporcje mieszaniny nanocząstek do czynnika stabilizującego wynoszą od 0,1:1 do 15:1, korzystnie 1:1, natomiast proporcje poszczególnych rodzajów nanocząstek w substancji zabezpieczającej wynoszą: nanocząstki srebra : nanocząstki miedzi : nanokrzemionka od 0,1:0,1:9,8 do 5:5:0, korzystnie 1:3:6. Korzystnie, jako alkoholan, w którym zawieszona jest mieszanina nanocząstek zastosowany jest glikol propylenowy lub glikol etylenowy. Korzystnie, jako olej, w którym zawieszona jest mieszanina nanocząstek zastosowany jest olej mineralny lub olej organiczny, najkorzystniej olej silikonowy.Preferably, the thermoplastic elastomer used to produce the fin shoe is doped with a substance protecting against the growth of bacteria and fungi, in the form of a mixture of silver and copper nanoparticles, preferably with the addition of nanosilica, suspended in an alkoxide or oil acting as a stabilizing agent, in an amount of from 0.05 to 10%, preferably 0.2% of the protective substance relative to the base material, and the proportions of the nanoparticle mixture to the stabilizing agent are from 0.1:1 to 15:1, preferably 1:1, while the proportions of the individual types of nanoparticles in the protective substance are: silver nanoparticles: copper nanoparticles: nanosilica from 0.1:0.1:9.8 to 5:5:0, preferably 1:3:6. Preferably, propylene glycol or ethylene glycol is used as the alkoxide in which the nanoparticle mixture is suspended. Preferably, mineral oil or organic oil, most preferably silicone oil, is used as the oil in which the nanoparticle mixture is suspended.

Płetwa według wynalazku, pomimo stosunkowo krótkiej części roboczej ma cztery, korzystnie prostopadłe powierzchnie profili wzdłużnych pióra, co daje dużą rzeczywistą powierzchnię części roboczej, co wpływa na minimalizację uciążliwości wynikających ze stosowania długich płetw podczas pływania różnymi technikami pływania, w tym żabką na piersiach. Taka konstrukcja płetwy wpływa na poprawę właściwości hydrodynamicznych, poprzez zapewnienie laminarności i kierunkowości przepływuThe fin according to the invention, despite its relatively short working section, has four, preferably perpendicular, longitudinal blade profile surfaces, providing a large effective working surface area, which minimizes the discomfort associated with using long fins when swimming various swimming techniques, including the breaststroke. This fin design improves hydrodynamic properties by ensuring laminarity and flow directionality.

PL 235 657 B1 wody w trakcie wykonywania pracy przez pływaka. Płetwa jest korzystna zarówno do nauki jak i doskonalenia pływania żabką oraz wszystkimi pozostałymi technikami sportowymi ze względu na duży opór boczny wynikający z większej powierzchni bocznej profili. Płetwa może pracować zarówno w płaszczyźnie strzałkowej jak przy technice kraulowej na piersiach i grzbiecie jak również posiada wystarczająco duży opór boczny, umożliwiający wytworzenie odpowiedniej siły napędowej pływakowi wykonującemu ruchy nóg w płaszczyźnie czołowej jak w pływaniu żabką lub dla ratownika holującego poszkodowanego w położeniu na grzbiecie z wykorzystaniem pracy nóg jak w pływaniu żabką. Budowa płetwy pozwala na znacznie bardziej efektywne wykorzystanie oporu bocznego i ukierunkowanie go na uzyskanie większej prędkości przez pływaka, co skutkuje mniejszym zmęczeniem przy jednoczesnym osiągnięciu wyższej rzeczywistej prędkości płynięcia sportowca lub ratownika.PL 235 657 B1 water while the swimmer is working. The fin is beneficial for both learning and perfecting the breaststroke and all other sports techniques due to the high lateral resistance resulting from the larger lateral surface area of the profiles. The fin can operate in both the sagittal plane, as in the frontal and backstroke techniques. It also has sufficient lateral resistance to generate sufficient propulsion for a swimmer performing leg movements in the frontal plane, as in the breaststroke, or for a rescuer towing a casualty on their back using leg movement, as in the breaststroke. The fin's design allows for much more effective use of lateral resistance and directing it towards achieving higher speed for the swimmer, resulting in less fatigue while achieving a higher actual swimming speed for the athlete or rescuer.

Rozwiązanie według wynalazku posiada wiele zalet w stosunku do rozwiązań znanych ze stanu techniki, z których najważniejsze opisano poniżej.The solution according to the invention has many advantages over the solutions known in the prior art, the most important of which are described below.

Dzięki zmiennej geometrii powierzchni czynnej pióra płetwy (z wyprofilowanymi wzdłużnie piórami) płetwy według wynalazku umożliwiają szybsze i skuteczniejsze pływanie ruchami wiosłującymi z góry w dół stosowanymi zwłaszcza podczas pływania kraulem na piersiach i grzbiecie, a także delfinem oraz poruszanie się w wodzie żabką na piersiach.Thanks to the variable geometry of the active surface of the fin blade (with longitudinally profiled blades), the fins according to the invention enable faster and more effective swimming with top-down paddling movements, used especially when swimming the crawl on the breast and back, as well as the dolphin stroke and moving in the water with the breaststroke on the breast.

Rozwiązanie według wynalazku, dzięki zmiennej geometrii powierzchni czynnej pióra płetwy (z wyprofilowanymi wzdłużnie piórami) powodując większą jego sztywność w czasie ruchu wiosłującego nogami z góry w dół wytwarza większe i bardziej strumieniowe (ukierunkowane) siły przepychające wodę do tyłu, co skutkuje bardziej efektywną pracą nogami niż przy użyciu klasycznych płetw o tym samym obrysie piór. Pływak przy użyciu płetw tradycyjnych w trakcie ruchu wiosłującego z góry w dół napiera na wodę powierzchnią płaską pióra, która spływa z niej w jednakowym stopniu w tył jak też i na boki. Pływak w wyniku zastosowania płetw według wynalazku, o dynamicznie zmiennej geometrii wzdłużnej powierzchni czynnej pióra (płetwy z wyprofilowanymi wzdłużnie piórami) w wyniku użycia proporcjonalnie mniejszego wysiłku osiąga większą moc i związaną z tym prędkość niż przy użyciu płetw tradycyjnych. W przypadku chęci zastosowania równoważnego wysiłku jak przy użyciu płetw tradycyjnych pływak może zastosować płetwy o dynamicznie zmiennej geometrii wzdłużnej powierzchni czynnej z wyraźnie mniejszym piórem.The solution according to the invention, thanks to the variable geometry of the active surface of the fin (with longitudinally profiled blades), which increases its stiffness during the downward paddling movement, generates greater and more streamlined (directed) forces pushing the water backward, resulting in more efficient leg movement than using traditional fins with the same blade contour. During the downward paddling movement, a swimmer using traditional fins presses against the water with the flat surface of the blade, which flows back and forth equally. As a result of using fins according to the invention, with the dynamically variable geometry of the longitudinal active surface of the blade (fins with longitudinally profiled blades), the swimmer achieves greater power and associated speed with proportionally less effort than using traditional fins. If a swimmer wants to apply an equivalent effort to that achieved with traditional fins, they can use fins with dynamically variable longitudinal geometry of the active surface with a significantly smaller blade.

Płetwa według wynalazku, dzięki zmiennej geometrii powierzchni czynnej pióra płetwy (z wyprofilowanymi wzdłużnie piórami) powoduje, że w czasie ruchu powrotnego nogami z dołu do góry podczas pływania z naprzemianstronną pracą nóg jak w kraulu na piersiach i symetryczną pracą nóg jak w pływaniu delfinem (lub odwrotnie, to jest z góry do dołu podczas pływania z naprzemianstronną pracą nóg jak w kraulu na grzbiecie), na płetwie dzięki zewnętrznym powierzchniom stożkowym lub U-kształtnym pióra i otworu przepływowego pomiędzy profilami, po których woda łatwiej spływa powstają zdecydowanie mniejsze opory niż przy ruchu tą samą płetwą z góry w dół, co wymaga mniejszego wysiłku użytkownika a przez to następuje mniejsze zmęczenie nóg. Podczas gdy przy ruchu powrotnym płetwą tradycyjną pióro napiera na wodę przy niekorzystnych kątach natarcia całą swoją płaską powierzchnią, co wymaga równie dużego wysiłku jak przy ruchu wiosłującym, jednak efekt płynięcia jest zdecydowanie słabszy.The fin, thanks to the variable geometry of the active surface of the fin blade (with longitudinally profiled blades), causes the legs to return from the bottom up while swimming with alternating leg movements, such as in the front crawl and symmetrical leg movements, such as in dolphin swimming (or vice versa, i.e., from the top down while swimming with alternating leg movements, such as in the back crawl). The conical or U-shaped outer surfaces of the blade and the flow opening between the profiles, which allow water to flow more easily, create significantly less resistance than when moving the same fin from the top down, requiring less effort from the user and therefore less leg fatigue. While the return stroke of a traditional fin causes the blade to press against the water at unfavorable angles of attack, which requires just as much effort as in a rowing stroke, the flow effect is significantly weaker.

Rozwiązanie według wynalazku, dzięki zmiennej geometrii powierzchni czynnej pióra płetwy powoduje, że w czasie ruchu wiosłującego nogami pióro płetwy jest ustawione w całości pod tym samym kątem natarcia, przez co cała powierzchnia pióra wytwarza siłę ciągu w podobnym stopniu (zakresie). Kąt natarcia pióra jest dodatkowo korzystnie regulowany w czasie ruchu wiosłującego i powrotnego dzięki elastycznemu (a nie na sztywno) połączeniu buta płetwy z piórem. Podczas gdy przy ruchu wiosłującym płetwą tradycyjną pióro najczęściej jest bardziej sztywne bliżej buta płetwy i bardziej elastyczne na końcach pióra, przez co jego sztywniejsza, bliższa buta część napiera na wodę przy mniej korzystnych kątach natarcia, a w efekcie zmniejsza się wypadkowa korzystnych kątów natarcia.The inventive solution, thanks to the variable geometry of the fin's active surface, ensures that the entire fin blade is positioned at the same angle of attack during the paddling movement, thus generating thrust across the entire blade surface to a similar degree (range). The blade's angle of attack is additionally advantageously adjusted during the paddling and return movement thanks to the flexible (rather than rigid) connection between the fin boot and the blade. While traditional fin paddling typically results in the blade being stiffer closer to the boot and more flexible at the blade tips, the stiffer, boot-closer part presses against the water at less favorable angles of attack, reducing the resultant favorable angles of attack.

Rozwiązanie według wynalazku, dzięki zmiennej geometrii powierzchni czynnej pióra płetwy powoduje, że w czasie ruchu wiosłującego nogami z pozycji nóg wyprostowanych i złączonych po przez ugięcie w stawach biodrowych, kolanowych oraz skokowych i wykonanie ruchu w bok i z powrotem, dzięki znacznie zwiększonym powierzchniom bocznym pióra i buta płetwy wytwarzana jest siła napędowa umożliwiająca skuteczne i szybkie pływanie żabką.The solution according to the invention, thanks to the variable geometry of the active surface of the fin blade, causes that during the rowing movement with the legs from the straight and joined position through bending in the hip, knee and ankle joints and making a sideways and back movement, thanks to the significantly increased side surfaces of the fin blade and shoe, a driving force is generated that enables effective and fast breaststroke swimming.

W rozwiązaniu według wynalazku zastosowano materiały o niskiej gęstości a zarazem wysokiej wytrzymałości, zwłaszcza zmęczeniowej i na rozciąganie. Wszystkie wymienione materiały posiadają relatywnie niską gęstość, a zatem niską wagę (ultralekkość), co docelowo daje płetwę o możliwie najlepszym stosunku masy do wytrzymałości.The inventive solution utilizes materials with low density and high strength, particularly fatigue and tensile strength. All of these materials have relatively low density and therefore low weight (ultralightness), ultimately resulting in a fin with the best possible weight-to-strength ratio.

PL 235 657 B1PL 235 657 B1

Płetwa według wynalazku zostanie bliżej przedstawiona w opisie poniższych przykładów oraz na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia płetwę w widoku perspektywicznym z przodu, fig. 2 - płetwę w widoku perspektywicznym z tyłu, fig. 3 - płetwę w widoku z góry, fig. 4 - płetwę w widoku z boku, fig. 5 - płetwę w widoku z tyłu, fig. 6 - płetwę w widoku z przodu.The fin according to the invention will be presented in more detail in the description of the following examples and in the drawing, in which Fig. 1 shows the fin in a front perspective view, Fig. 2 - the fin in a rear perspective view, Fig. 3 - the fin in a top view, Fig. 4 - the fin in a side view, Fig. 5 - the fin in a rear view, Fig. 6 - the fin in a front view.

P r z y k ł a d 1Example 1

Rozwiązanie według niniejszego przykładu stanowi ultralekka płetwa do pływania z wyprofilowanym wzdłużnie piórem, w której skład wchodzi but 1 płetwy stanowiący część mocującą stopę pływaka, zawierający podeszwę, boki i górną część buta, mający kształt pantofla, oraz pióro 2 płetwy stanowiące część roboczą płetwy służącą jako napęd pływaka. Pióro 2 płetwy składa się z dwóch profili wzdłużnych 2’ i 2” o przekroju poprzecznym V-kształtnym, o kącie rozwarcia ramion 90 stopni, przyłączonych do przedniej krawędzi 1’ buta 1 płetwy, przy czym powierzchnia przekroju poprzecznego każdego profilu zwiększa się w kierunku przeciwległym do buta płetwy, a profile wzdłużne 2’ i 2” są ze sobą połączone adhezyjnie w końcowej strefie krawędzi wewnętrznych każdego z profili tworząc połączenie 4.The solution according to this example is an ultralight swimming fin with a longitudinally profiled blade, which comprises a fin shoe 1 constituting a part fastening the swimmer's foot, comprising a sole, sides and upper part of the shoe, having the shape of a slipper, and a fin blade 2 constituting the working part of the fin serving as the swimmer's propulsion. The fin blade 2 consists of two longitudinal profiles 2' and 2" with a V-shaped cross-section, with an angle of opening of the arms of 90 degrees, attached to the front edge 1' of the fin shoe 1, wherein the cross-sectional area of each profile increases in the direction opposite to the fin shoe, and the longitudinal profiles 2' and 2" are adhesively connected to each other in the end zone of the inner edges of each profile, forming a connection 4.

Pomiędzy krawędziami wewnętrznymi profili wzdłużnych 2’ i 2”, połączeniem narożnym 4 tych krawędzi i przednią krawędzią 1’ buta 1 płetwy znajduje się otwór 3 stanowiący kanał przepustowy o kształcie zbliżonym do trójkąta.Between the inner edges of the longitudinal profiles 2' and 2", the corner connection 4 of these edges and the front edge 1' of the fin shoe 1, there is an opening 3 constituting a passage channel with a shape similar to a triangle.

Długość pióra 2 płetwy wynosi 120% długości buta 1 płetwy.The blade length of the 2nd fin is 120% of the boot length of the 1st fin.

Płaszczyzna pióra 2 płetwy jest odchylona w dół w stosunku do płaszczyzny podeszwy buta 1 płetwy o wartość 15 stopni.The blade plane of fin 2 is inclined downwards in relation to the sole plane of fin 1 by 15 degrees.

Płetwa zawiera cztery pręty wzmacniające 5 wykonane z włókna węglowego, wbudowane w pióro 2 płetwy wzdłuż osi wzdłużnej.The fin comprises four reinforcing rods 5 made of carbon fibre, incorporated into the blade 2 of the fin along the longitudinal axis.

But 1 płetwy wykonany jest z elastomeru termoplastycznego o twardości Shore’a pomiędzy 50 a 60, przy czym podeszwa buta płetwy wykonana jest z poliuretanu termoplastycznego o twardości 60 w skali Shore’a, a bok i góra buta płetwy wykonana jest z poliuretanu termoplastycznego o twardości 50 w skali Shore’a. Poliuretan zawiera dodatek substancji zabezpieczającej w postaci zawieszonej w alkoholanie (glikolu etylenowym) mieszaniny nanocząstek srebra, nanocząstek miedzi oraz nano krzemionki, przy czym proporcje nanocząstek względem siebie wynoszą odpowiednio 2:0,5:6, a proporcje mieszaniny nanocząstek do alkoholanu wynoszą 1:1. Ilość substancji zabezpieczającej w stosunku do materiału bazowego wynosi 0,2%.The fin boot is made of a thermoplastic elastomer with a Shore hardness between 50 and 60, with the sole of the fin boot made of thermoplastic polyurethane with a Shore hardness of 60, and the side and top of the fin boot made of thermoplastic polyurethane with a Shore hardness of 50. The polyurethane contains an added protective substance in the form of a mixture of silver nanoparticles, copper nanoparticles, and nanosilica suspended in an alkoxide (ethylene glycol), with the nanoparticle ratios being 2:0.5:6, and the nanoparticle to alkoxide ratio being 1:1. The amount of the protective substance relative to the base material is 0.2%.

Pióro 2 płetwy wykonane jest z kevlaru o twardości Shore’a 120.The blade of the 2nd fin is made of Kevlar with a Shore hardness of 120.

P r z y k ł a d 2Example 2

Rozwiązanie według niniejszego przykładu stanowi ultralekka płetwa do pływania z wyprofilowanym wzdłużnie piórem, w której skład wchodzi but 1 płetwy stanowiący część mocującą stopę pływaka, zawierający podeszwę, boki i górną część buta, mający kształt pantofla, oraz pióro 2 płetwy stanowiące część roboczą płetwy służącą jako napęd pływaka. Pióro 2 płetwy składa się z dwóch profili wzdłużnych 2’ i 2” o przekroju poprzecznym U-kształtnym, o kącie rozwarcia ramion 90 stopni, przyłączonych do przedniej krawędzi 1’ buta 1 płetwy, przy czym powierzchnia przekroju poprzecznego każdego profilu zwiększa się w kierunku przeciwległym do buta płetwy, a profile wzdłużne 2’ i 2” są ze sobą połączone adhezyjnie w końcowej strefie krawędzi wewnętrznych każdego z profili tworząc połączenie 4.The solution according to this example is an ultralight swimming fin with a longitudinally profiled blade, which comprises a fin shoe 1 constituting a part fastening the swimmer's foot, comprising a sole, sides and upper part of the shoe, having the shape of a slipper, and a fin blade 2 constituting the working part of the fin serving as the swimmer's propulsion. The fin blade 2 consists of two longitudinal profiles 2' and 2" with a U-shaped cross-section, with an angle of opening of the arms of 90 degrees, attached to the front edge 1' of the fin shoe 1, wherein the cross-sectional area of each profile increases in the direction opposite to the fin shoe, and the longitudinal profiles 2' and 2" are adhesively connected to each other in the end zone of the inner edges of each profile, forming a connection 4.

Długość pióra 2 płetwy wynosi 150% długości buta 1 płetwy.The blade length of the 2nd fin is 150% of the boot length of the 1st fin.

Płaszczyzna pióra 2 płetwy jest odchylona w dół w stosunku do płaszczyzny podeszwy buta 1 płetwy o wartość 20 stopni.The blade plane of fin 2 is inclined downwards in relation to the sole plane of fin 1 by 20 degrees.

But 1 płetwy wykonany jest z elastomeru termoplastycznego o twardości Shore’a pomiędzy 50 a 60, przy czym podeszwa buta płetwy wykonana jest z plastyfikowanego poliwęglanu o twardości 50 w skali Shore’a, a bok i góra buta płetwy wykonana jest z plastyfikowanego poliwęglanu o twardości 60 w skali Shore’a. Poliwęglan zawiera dodatek substancji zabezpieczającej w postaci zawieszonej w alkoholanie (glikolu etylenowym) mieszaniny nanocząstek srebra, nanocząstek miedzi oraz nanokrzemionki, przy czym proporcje nanocząstek względem siebie wynoszą odpowiednio 2:2:3, a proporcje mieszaniny nanocząstek do alkoholanu wynoszą 1:1. Ilość substancji zabezpieczającej w stosunku do materiału bazowego wynosi 0,5%.The fin boot is made of a thermoplastic elastomer with a Shore A hardness between 50 and 60, with the sole of the fin boot made of plasticized polycarbonate with a Shore A hardness of 50, and the side and top of the fin boot made of plasticized polycarbonate with a Shore A hardness of 60. The polycarbonate contains an added protective substance in the form of a mixture of silver nanoparticles, copper nanoparticles, and nanosilica suspended in an alkoxide (ethylene glycol), with the nanoparticle to nanoparticle ratio being 2:2:3, and the nanoparticle to alkoxide ratio being 1:1. The amount of the protective substance relative to the base material is 0.5%.

PL 235 657 B1PL 235 657 B1

Pióro 2 płetwy wykonane jest z kevlaru o twardości Shore’a 110.The blade of the 2nd fin is made of Kevlar with a Shore hardness of 110.

P r z y k ł a d 3Example 3

Rozwiązanie według niniejszego przykładu stanowi ultralekka płetwa do pływania z wyprofilowanym wzdłużnie piórem, w której skład wchodzi but 1 płetwy stanowiący część mocującą stopę pływaka, zawierający podeszwę, boki i górną część buta, mający kształt pantofla, oraz pióro 2 płetwy stanowiące część roboczą płetwy służącą jako napęd pływaka. Pióro 2 płetwy składa się z dwóch profili wzdłużnych 2’ i 2” o przekroju poprzecznym V-kształtnym, o kącie rozwarcia ramion 80 stopni, przyłączonych do przedniej krawędzi 1’ buta 1 płetwy, przy czym powierzchnia przekroju poprzecznego każdego profilu zwiększa się w kierunku przeciwległym do buta płetwy, a profile wzdłużne 2’ i 2” są ze sobą połączone adhezyjnie na odcinku 10 cm każdego z profili tworząc połączenie 4.The solution according to this example is an ultralight swimming fin with a longitudinally profiled blade, which consists of a fin shoe 1 constituting a part fastening the swimmer's foot, comprising a sole, sides and upper part of the shoe, in the shape of a slipper, and a fin blade 2 constituting the working part of the fin serving as the swimmer's propulsion. The fin blade 2 consists of two longitudinal profiles 2' and 2" with a V-shaped cross-section, with an arm angle of 80 degrees, attached to the front edge 1' of the fin shoe 1, wherein the cross-sectional area of each profile increases in the direction opposite to the fin shoe, and the longitudinal profiles 2' and 2" are adhesively connected to each other over a 10 cm section of each profile, forming a connection 4.

Pomiędzy krawędziami wewnętrznymi profili wzdłużnych 2’ i 2”, połączeniem 4 tych krawędzi i przednią krawędzią 1’’ buta 1 płetwy znajduje się otwór 3 stanowiący kanał przepustowy o kształcie zbliżonym do trójkąta.Between the inner edges of the longitudinal profiles 2' and 2", the connection 4 of these edges and the front edge 1'' of the fin shoe 1, there is an opening 3 constituting a passage channel with a shape similar to a triangle.

Długość pióra 2 płetwy wynosi 85% długości buta 1 płetwy.The blade length of the 2nd fin is 85% of the boot length of the 1st fin.

But 1 płetwy wykonany jest z elastomeru termoplastycznego o twardości Shore’a 60, przy czym podeszwa buta płetwy wykonana jest z kevlaru o twardości Shore’a 60, a bok i góra buta płetwy wykonana jest z gumy o twardości 60 w skali Shore’a. Kevlar zawiera dodatek substancji zabezpieczającej w postaci zawieszonej w alkoholanie (glikolu etylenowym) mieszaniny nanocząstek srebra, nanocząstek miedzi oraz nanokrzemionki, przy czym proporcje nanocząstek względem siebie wynoszą odpowiednio 1:2:6, a proporcje mieszaniny nanocząstek do alkoholanu wynoszą 1:1. Ilość substancji zabezpieczającej w stosunku do materiału bazowego wynosi 0,5%.The fin boot is made of a 60 Shore thermoplastic elastomer, with the sole of the fin boot made of 60 Shore Kevlar, and the side and top of the fin boot made of 60 Shore rubber. The Kevlar contains a protective substance in the form of a mixture of silver nanoparticles, copper nanoparticles, and nanosilica suspended in an alkoxide (ethylene glycol), with the nanoparticle ratios being 1:2:6, and the nanoparticle to alkoxide ratio being 1:1. The amount of the protective substance relative to the base material is 0.5%.

Pióro 2 płetwy wykonane jest z mieszanki kevlaru z plastyfikowanym poliwęglanem, o twardości Shore’a 100.The blade of the 2nd fin is made of a mixture of Kevlar and plasticized polycarbonate, with a Shore hardness of 100.

P r z y k ł a d 4Example 4

Rozwiązanie według niniejszego przykładu stanowi ultralekka płetwa do pływania z wyprofilowanym wzdłużnie piórem, w której skład wchodzi but 1 płetwy stanowiący część mocującą stopę pływaka, zawierający podeszwę, boki i górną część buta, mający kształt pantofla, oraz pióro 2 płetwy stanowiące część roboczą płetwy służącą jako napęd pływaka. Pióro 2 płetwy składa się z dwóch profili wzdłużnych 2’ i 2” o przekroju poprzecznym V-kształtnym, o kącie rozwarcia ramion 80 stopni, przyłączonych do przedniej krawędzi 1’ buta 1 płetwy, przy czym powierzchnia przekroju poprzecznego każdego profilu zwiększa się w kierunku przeciwległym do buta płetwy, a profile wzdłużne 2’ i 2” są ze sobą połączone adhezyjnie na odcinku 15 cm każdego z profili tworząc połączenie 4.The solution according to this example is an ultralight swimming fin with a longitudinally profiled blade, which consists of a fin shoe 1 constituting a part fastening the swimmer's foot, comprising a sole, sides and upper part of the shoe, in the shape of a slipper, and a fin blade 2 constituting the working part of the fin serving as the swimmer's propulsion. The fin blade 2 consists of two longitudinal profiles 2' and 2" with a V-shaped cross-section, with an arm angle of 80 degrees, attached to the front edge 1' of the fin shoe 1, wherein the cross-sectional area of each profile increases in the direction opposite to the fin shoe, and the longitudinal profiles 2' and 2" are adhesively connected to each other over a 15 cm section of each profile, forming a connection 4.

Pomiędzy krawędziami wewnętrznymi profili wzdłużnych 2’ i 2”, połączeniem 4 tych krawędzi i przednią krawędzią 1’ buta 1 płetwy znajduje się otwór 3 stanowiący kanał przepustowy o kształcie zbliżonym do trójkąta.Between the inner edges of the longitudinal profiles 2' and 2", the connection 4 of these edges and the front edge 1' of the fin shoe 1, there is an opening 3 constituting a passage channel with a shape similar to a triangle.

Długość pióra 2 płetwy wynosi 200% długości buta 1 płetwy.The blade length of the 2nd fin is 200% of the boot length of the 1st fin.

Płaszczyzna pióra 2 płetwy jest odchylona w dół w stosunku do płaszczyzny podeszwy buta 1 płetwy o wartość 10 stopni.The blade plane of fin 2 is inclined downwards in relation to the sole plane of fin 1 by 10 degrees.

But 1 płetwy (zarówno podeszwa, boki jak i góra) wykonany jest z elastomeru termoplastycznego w postaci mieszanki kevlaru z plastyfikowanym poliwęglanem, twardości 70 w skali Shore’a.The shoe of the 1st fin (both the sole, sides and top) is made of a thermoplastic elastomer in the form of a mixture of Kevlar and plasticized polycarbonate, hardness 70 on the Shore scale.

Pióro 2 płetwy wykonane jest z kevlaru, o twardości Shore’a 120.The blade of the 2nd fin is made of Kevlar, with a Shore hardness of 120.

Rozwiązanie według wynalazku może znaleźć zastosowanie w pływaniu sportowym, rehabilitacyjnym, a także w ratownictwie wodnym i nurkowaniu.The solution according to the invention can be used in sports and rehabilitation swimming, as well as in water rescue and diving.

W pływaniu sportowym zastosowanie płetw według wynalazku umożliwi zwiększenie wachlarza metod i środków kształtowania techniki i zdolności kondycyjnych poprzez stosowanie ćwiczeń ogólnych i specjalistycznych.In competitive swimming, the use of fins according to the invention will enable an increase in the range of methods and means of developing technique and fitness skills through the use of general and specialized exercises.

W pływaniu rehabilitacyjnym zastosowanie płetwy według wynalazku umożliwi ćwiczącym w wodzie w celu powrotu do sprawności fizycznej wykonywać ruchy kończynami dolnymi w wybranym tempie, rytmie i we wszystkich kierunkach z określoną siłą.In rehabilitation swimming, the use of the fin according to the invention will enable those exercising in the water to perform movements of the lower limbs at a selected pace, rhythm and in all directions with a specific force in order to regain physical fitness.

PL 235 657 B1PL 235 657 B1

W ratownictwie wodnym zastosowanie płetw według wynalazku umożliwi ratownikom po dopłynięciu do osoby potrzebującej pomocy w wodzie większe i łatwiejsze dostosowanie się do sytuacji zastanej i skuteczniejsze udzielanie pomocy poszkodowanemu poprzez możliwości zmiany pracy nogami z ruchów naprzemiennych na symetryczne i odwrotnie.In water rescue, the use of fins according to the invention will enable rescuers, after reaching a person in need of help in the water, to better and more easily adapt to the situation and provide more effective help to the injured person by allowing them to change the movement of their legs from alternating to symmetrical movements and vice versa.

W nurkowaniu z zatrzymanym oddechem i z użyciem urządzenia oddechowego zastosowanie wynalazku umożliwi skuteczne zanurzanie się i wynurzanie z zastosowaniem naprzemiennych ruchów kończynami dolnymi oraz w przypadku chęci penetrowania dna i ograniczenia zamącenia wody zastosowanie ruchów symetrycznych nogami przy lekko zgiętych kolanach w bok i z powrotem, podobnych jak w pływaniu żabką.In breath-hold diving and with the use of a breathing apparatus, the use of the invention will enable effective descent and ascent using alternating movements of the lower limbs and, if you wish to penetrate the bottom and limit water turbidity, the use of symmetrical leg movements with the knees slightly bent to the side and back, similar to swimming the breaststroke.

Płetwa według wynalazku jest płetwą elastyczną dzięki czemu w niewielkim stopniu obciąża stawy skokowe oraz stawy kolanowe. Zalecana jest zwłaszcza dla osób, u których stwierdzono urazy stawów skokowych lub kolanowych, nadaje się również do prowadzenia rehabilitacji kręgosłupa i wzmacniania mięśni głębokich core.The fin, designed according to the invention, is flexible, which reduces the load on the ankle and knee joints. It is especially recommended for people with ankle or knee injuries, and is also suitable for spine rehabilitation and strengthening the deep core muscles.

Claims

Patent claims

1. Ultralight swimming fin with a longitudinally profiled blade, which comprises a fin shoe constituting a part fastening the swimmer's foot, comprising a sole, sides and an upper part of the shoe, having the shape of a slipper or with a strap fastening system, and a fin blade constituting a working part of the fin serving as a drive for the swimmer, characterized in that the fin blade (2) consists of two longitudinal profiles (2') and (2") with a V-shaped or U-shaped cross-section, with an angle of opening of the arms from 20 to 150 degrees, preferably 90 degrees, connected to the front edge (1') of the fin shoe (1), wherein the cross-sectional area of each profile (2') (2") increases in the direction opposite to the fin shoe (1), and the longitudinal profiles (2') and (2") are connected to each other in the end zone of the inner edges of each of the profiles, forming the connection (4), preferably are point-connected by the corners of the inner edges of each of the profiles (2') and (2"), and between the inner edges of the longitudinal profiles, the connection of these edges and the front edge (1') of the fin shoe, there is an opening (3) constituting a passage channel of a shape close to a triangle, wherein the fin shoe (1) is made of plastic with a Shore hardness between 30 and 120, preferably of a thermoplastic elastomer, while the fin blade (2) is made of Kevlar or a mixture of Kevlar with rubber or plasticized polycarbonate or polyurethane or silicone with a Shore hardness between 30 and 120.

2. Ultralight fin according to claim 1, characterized in that the length of the fin blade (2) is from 20 to 250% of the length of the fin shoe (1), preferably 80% of the length of the fin shoe.

3. Ultralight fin according to claim 1, characterized in that in the variant with a blade made of a material of high hardness, i.e. above 45 on the Shore scale, the plane of the fin blade (2) is inclined downwards in relation to the plane of the fin shoe sole (1) by a value of 5 to 40 degrees, preferably 20 degrees.

4. Ultralight fin according to claim 1, characterized in that the fin comprises reinforcing rods (5) made of carbon fiber, built into the blade (2) of the fin along the longitudinal axis.

5. Ultralight fin according to claim 1, characterized in that the shoe (1) of the fin, on the outer surface of the sole, comprises anti-slip pads made of any elastic material, in particular silicone or rubber.

6. Ultralight fin according to claim 1, characterized in that the sole of the shoe (1) is made of a thermoplastic elastomer with a Shore hardness between 60 and 90, while the top and sides of the shoe are made of a thermoplastic elastomer with a Shore hardness between 30 and 60.

7. Ultralight fin according to claim 1, characterized in that the fin shoe (1) is made of Kevlar with a Shore hardness between 30 and 60.

8. Ultralight fin according to claim 1, characterized in that the fin shoe (1) is made of carbon fiber reinforced resin with a Shore hardness between 30 and 60.

9. Ultralight fin according to claim 1, characterized in that the fin shoe (1) is made of polyurethane with a Shore hardness between 45 and 90.

10. Ultralight fin according to claim 1, characterized in that the fin shoe (1) is made of plasticized polycarbonate with a Shore hardness between 30 and 90.

PL 235 657 B1

11. Ultralight fin according to claim 1, characterized in that the fin shoe (1) is made of rubber with a Shore hardness between 30 and 60.

12. Ultralight fin according to claim 1, characterized in that the fin shoe (1) is made of a mixture of Kevlar with rubber or plasticized polycarbonate or polyurethane or silicone, with a Shore hardness between 30 and 120.

13. Ultralight fin according to claim 1, characterized in that the fin shoe (1) is made of a mixture of carbon fiber with rubber or plasticized polycarbonate or polyurethane, with a Shore hardness between 30 and 120.

14. Ultralight fin according to claim 1, characterized in that the thermoplastic elastomer used for the production of the fin shoe (1) is doped with a substance protecting against the development of bacteria and fungi, in the form of a mixture of silver and copper nanoparticles, preferably with the addition of nanosilica, suspended in an alkoxide or oil acting as a stabilizing agent, in an amount of 0.05 to 10%, preferably 0.2% of the protecting substance in relation to the base material, and the proportions of the mixture of nanoparticles to the stabilizing agent are from 0.1:1 to 15:1, preferably 1:1, while the proportions of the individual types of nanoparticles in the protecting substance are: silver nanoparticles: copper nanoparticles: nanosilica from 0.1:0.1:9.8 to 5:5:0, preferably 1:3:6.

15. Ultralight fin according to claim 14, characterized in that propylene glycol or ethylene glycol is used as the alkoxide in which the mixture of nanoparticles is suspended.

16. Ultralight fin according to claim 14, characterized in that the oil in which the mixture of nanoparticles is suspended is a mineral oil or an organic oil, most preferably a silicone oil.