RU2525461C1

RU2525461C1 - Billiard prestressed cue

Info

Publication number: RU2525461C1
Application number: RU2013140309/12A
Authority: RU
Inventors: Александр Федорович Парфенов
Original assignee: Александр Федорович Парфенов
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2014-08-20

Abstract

FIELD: sports.

SUBSTANCE: cue housing comprises a striker, a middle part and a butt made with cavities to reduce the weight of the cue. In the cavity of the striker and the middle part along the axial line the string is stretched. The string tension adjusting unit is combined with a threaded connection connecting the middle part of the cue with the butt, in which cavity a balanced load is placed.

EFFECT: improved playing qualities of the cue by increasing lateral stiffness of the striker without increasing its weight, which enables to reduce the demolition of the ball during the off-centre hitting it.

7 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к спортивному инвентарю для настольных игр, а именно к бильярдному кию, конструкция которого позволяет уменьшить снос (уход битка в сторону) при боковом ударе по битку.The invention relates to sports equipment for board games, namely to a billiard cue, the design of which allows to reduce the drift (cue ball to the side) during a side impact on the cue ball.

Рассмотрим природу возникновения сноса. Назовем линией удара прямую, проведенную через место на битке по направлению осевой линии кия, по которому ударяет его наконечник. Если линия удара не проходит через центр битка, возникает искривление ударника, так как точка приложения силы от соприкосновения битка и наклейки кия находится на внешней окружности наконечника кия. Возникает тангенциальная составляющая, пропорциональная квадрату скорости перемещения кия в момент удара по битку. Чтобы уменьшить изгиб ударника в момент удара, необходимо повысить его жесткость, что влечет увеличение его диаметра и веса. Увеличение веса ударника нежелательно, так как это приводит к увеличению осевого момента инерции самого кия. Возникает противоречие. Большой осевой момент инерции мешает бильярдному кию после соударения отойти от битка в сторону и сопровождает короткое время биток. Это сопровождение (касание) тормозит раскручивание битка и сдвигает его траекторию.Consider the nature of the occurrence of demolition. We will call the line of impact a straight line drawn through a place on the cue ball in the direction of the center line of the cue, along which its tip strikes. If the line of impact does not pass through the center of the cue ball, curvature of the hammer occurs, since the point of application of force from the contact of the cue ball and the cue sticker is on the outer circumference of the cue tip. There is a tangential component proportional to the square of the cue moving speed at the time of hitting the cue ball. To reduce the bending of the projectile at the moment of impact, it is necessary to increase its rigidity, which entails an increase in its diameter and weight. An increase in the weight of the projectile is undesirable, since this leads to an increase in the axial moment of inertia of the cue itself. There is a contradiction. The large axial moment of inertia prevents the billiard cue from moving away from the cue ball after impact and accompanies a short cue ball time. This accompaniment (touch) inhibits the unwinding of the cue ball and shifts its trajectory.

Для уменьшения сноса необходимо выполнение как минимум двух условий:To reduce drift, at least two conditions must be met:

- понижение осевого момента инерции всей конструкции кия;- lowering the axial moment of inertia of the entire cue structure;

- повышение жесткости ударника.- increasing the rigidity of the drummer.

Известен способ армирования предварительно напряженных конструкций пролетных строений, таких как: балки, фермы, плиты и т.д. Сущность известного способа заключается в том, что вся напрягаемая арматура растянутой зоны конструкции располагается полигонально по ломаной или криволинейной линии (SU 1399434, кл. E04G 21/12, опубликован 30.05.1988).A known method of reinforcing prestressed structures of superstructures, such as: beams, trusses, plates, etc. The essence of the known method lies in the fact that all the tensile reinforcement of the stretched zone of the structure is located polygonally along a broken or curved line (SU 1399434, class E04G 21/12, published 05/30/1988).

В качестве ближайшего аналога предложенного решения выбран составной бильярдный кий, корпус которого включает ударник, среднюю часть и турняк, при этом средняя часть и турняк соединены друг с другом с помощью резьбового крепежного элемента, выполненного за одно целое с балансным грузом, размещенным в полости турняка, образованной со стороны средней части, а ударник и концевая часть турняка выполнены с полостями (RU 125869, кл. A63D 15/08, опубликован 20.03.2013).As the closest analogue of the proposed solution, a composite billiard cue is selected, the casing of which includes a drummer, a middle part and a turnstile, while the middle part and the turnstile are connected to each other by means of a threaded fastener made in one piece with a balanced load placed in the cavity of the turnstile, formed from the middle part, and the striker and the end part of the turnstile are made with cavities (RU 125869, class A63D 15/08, published 03/20/2013).

Данный кий с облегченным ударником и турняком позволяет уменьшить вес кия, а также снизить осевой момент инерции, что способствует меньшему сносу битка при ударе с винтом (не в центр шара), а также повышению начальной угловой скорости вращения битка при боковых ударах и предсказуемой девиации битка. Однако жесткость ударника известного кия недостаточна для уменьшения сноса (ухода битка в сторону) при боковом ударе по битку.This cue with a lightweight striker and turner allows you to reduce the weight of the cue, as well as reduce the axial moment of inertia, which contributes to less cadet drift when hitting with a screw (not to the center of the ball), as well as an increase in the initial angular speed of cue ball rotation during side impacts and predictable cue ball deviation . However, the rigidity of the firing pin of the known cue is insufficient to reduce drift (cue ball sideways) during a side impact on the cue ball.

Технический результат изобретения состоит в повышении игровых качеств кия при боковом ударе по битку путем обеспечения возможности регулирования жесткости ударника, что также позволяет сохранить его в предварительно напряженном состоянии длительное время.The technical result of the invention is to improve the playing properties of the cue during a side impact on the cue ball by providing the ability to control the stiffness of the drummer, which also allows you to save it in a prestressed state for a long time.

Названный технический результат достигнут с помощью следующей совокупности признаков.The named technical result is achieved using the following set of features.

Так же как в ближайшем аналоге корпус предложенного бильярдного кия включает ударник, выполненный за одно целое со средней частью, наконечник, размещенный на концевой части ударника, и турняк. Средняя часть и турняк кия связаны между собой посредством резьбового соединения. Ударник, средняя часть и концевая часть турняка выполнены с полостями.As in the closest analogue, the body of the proposed billiard cue includes a drummer, made in one piece with the middle part, a tip located on the end part of the drummer, and a turner. The middle part and the turnip cue are interconnected by means of a threaded connection. The drummer, the middle part and the end part of the turnstile are made with cavities.

В отличие от ближайшего аналога в выполненной за одно целое полости ударника и средней части по оси расположена струна, один конец которой закреплен на вышеназванном наконечнике, а другой соединен с узлом регулирования натяжения этой струны, расположенным в средней части со стороны турняка.Unlike the closest analogue, the string is located in one whole cavity of the drummer and the middle part along the axis, one end of which is fixed to the above-mentioned tip, and the other is connected to the tension control unit of this string located in the middle part from the side of the turner.

Названный узел регулирования натяжения струны состоит из расположенной в средней части резьбовой втулки, один конец которой выполнен с возможностью взаимодействия с резьбовым крепежным элементом турняка, а другой - с резьбовым элементом, связанным с концом струны.The said node for regulating the tension of the string consists of a threaded sleeve located in the middle part, one end of which is made with the possibility of interaction with the threaded fastener of the turnstile, and the other with the threaded element associated with the end of the string.

В полости ударника на границе со средней частью расположена шайба, через отверстие которой проходит вышеназванная струна.In the cavity of the drummer, on the border with the middle part, a washer is located, through the opening of which the aforementioned string passes.

В месте сопряжения ударника со средней частью на внешней стороне корпуса выполнена кольцевая выемка.An annular recess is made at the interface between the striker and the middle part on the outside of the body.

Единая полость ударника и средней части может состоять из двух участков, каждый из которых имеет коническую форму, сужающуюся к месту сопряжения ударника и средней части.A single cavity of the striker and the middle part can consist of two sections, each of which has a conical shape, tapering to the place of pairing of the striker and the middle part.

В турняке со стороны средней части образована дополнительная полость с балансным грузом, выполненным из вольфрама, а концевая часть турняка снабжена бампером.An additional cavity is formed in the turnip from the middle part with a balanced load made of tungsten, and the end part of the turnpike is equipped with a bumper.

Наличие в корпусе бильярдного кия натянутой струны позволяет уменьшить толщину стенок ударника и средней части кия без понижения жесткости всего кия.The presence of a stretched string in the billiard cue body allows to reduce the wall thickness of the drummer and the middle part of the cue without lowering the stiffness of the whole cue.

Задачу уменьшения сноса (ухода битка в сторону) при боковом ударе по битку пытались решить разными способами, в частности путем изменения устройства ударника или стакана наклейки, не принимая во внимание противоположную часть кия - турняк. Однако для уменьшения изгиба ударника при нецентральном ударе по битку, кроме жесткости и малого веса самого ударника необходимо, чтобы противоположная часть кия была довольно легкой и усилий на проворот турняка относительно центра масс требовалось как можно меньше.They tried to solve the problem of reducing the drift (cue ball to the side) during a side impact on the cue ball in different ways, in particular by changing the device of the drummer or the glass of the sticker, without taking into account the opposite part of the cue - turnip. However, to reduce the bend of the hammer during an off-center hit on the cue ball, in addition to the rigidity and light weight of the hammer itself, it is necessary that the opposite part of the cue be quite light and effort to turn the turnstile relative to the center of mass is required as little as possible.

Изобретение поясняется чертежом, где на фиг.1 - схематично изображен кий (осевой разрез); на фиг.2 - вариант выполнения ударника и средней части кия (осевой разрез); на фиг.3 - узел регулирования натяжения струны (в разобранном виде).The invention is illustrated in the drawing, where in Fig.1 - schematically shows a cue (axial section); figure 2 is an embodiment of the striker and the middle part of the cue (axial section); figure 3 - node control string tension (disassembled).

Изображенный на фиг.1 бильярдный кий 1 содержит следующие составные части: выполненные за одно целое ударник 2 и среднюю часть 3, а также соединенный со средней частью турняк 4. Ударник 2 имеет цилиндрическую форму и выполнен с полостью 5.The billiard cue 1 shown in FIG. 1 contains the following components: a single drummer 2 and a middle part 3, as well as a turner 4 connected to the middle part. The drummer 2 has a cylindrical shape and is made with a cavity 5.

Полая средняя часть 3 и турняк 4 имеют форму усеченных конусов, при этом турняк выполнен с полостью 6. Также со стороны средней части в турняке образована дополнительная полость для размещения выполненного из вольфрама балансного груза 7, заканчивающегося резьбовым крепежным элементом в виде пальца 8, предназначенного для соединения с ответным пазом, образованным с торцевой стороны средней части 3 кия.The hollow middle part 3 and the turnstile 4 have the shape of truncated cones, while the turnstile is made with a cavity 6. Also, an additional cavity is formed on the side of the middle part in the turnaround to accommodate a balanced load 7 made of tungsten, ending with a threaded fastener in the form of a finger 8, intended for connection with a mating groove formed on the end side of the middle part of the 3 cue.

Внутри полости 5, проходящей в ударнике 2 и средней части 3 кия натянут тонкий трос или струна 9, один конец которой закреплен на наконечнике 10, расположенном на концевой части ударника 2, а другой соединен с узлом регулирования натяжения этой струны 11.A thin cable or string 9 is stretched inside the cavity 5 passing in the hammer 2 and the middle part 3 of the cue, one end of which is fixed to a tip 10 located on the end part of the hammer 2, and the other is connected to the tension control unit of this string 11.

Внутри полости 5 закреплена шайба 12, наличие которой способствует сохранению прямолинейности кия.Inside the cavity 5, a washer 12 is fixed, the presence of which helps to maintain the straightness of the cue.

Свободный конец 13 турняка 4 снабжен бамперной накладкой (не показана), выполненной из упругого мягкого материала.The free end 13 of the turnstile 4 is provided with a bumper pad (not shown) made of elastic soft material.

Как следует из изображенного на фиг.2 варианта выполнения ударника 2 и средней части 3 кия, полости 14 и 15 в них могут иметь коническую форму для исключения резонансных явлений. Указанные полости направлены сужающимися частями навстречу друг к другу. С тыльной стороны наконечника 10 расположен узел крепления 16 одного конца струны 9. Ударник 2 в месте соединения со средней частью 3 кия может имеет небольшое заужение в диаметре в виде кольцевой выемки 17.As follows from the embodiment of drummer 2 and the middle part 3 of the cue shown in FIG. 2, the cavities 14 and 15 in them may have a conical shape to exclude resonance phenomena. These cavities are directed tapering parts towards each other. On the back of the tip 10 there is a fastening assembly 16 of one end of the string 9. The hammer 2 at the junction with the middle part 3 of the cue may have a slight narrowing in diameter in the form of an annular recess 17.

Указанная кольцевая выемка предназначена для исключения потерь ударной продольной волны, возникающей в кие в момент удара, от сжимающего хвата закрытого "моста" игрока в момент соприкосновения кия с битком. Эта выемка на ударнике перед средней частью кия и его уменьшенный момент инерции придают такому кию новое свойство, заключающееся в том, чтобы он не касался поверхности битка, сопровождая его, при сильных ударах в сторону от центра, замедляя его раскрутку и снося в сторону траекторию битка.The specified annular recess is designed to eliminate the loss of the longitudinal shock wave that occurs at the moment of impact from the compressive grip of the player’s closed “bridge” at the moment the cue is in contact with the cue ball. This recess in the drummer in front of the middle part of the cue and its reduced moment of inertia give this cue a new property, namely, that it does not touch the surface of the cue ball, accompanying it, with strong impacts away from the center, slowing down its promotion and taking the cue ball trajectory to the side .

Узел регулирования натяжения струны 11 выполнен с внешней резьбой, обеспечивающей ее соединение с ответной ей резьбой, образованной на внутренней поверхности одного конца втулки 18 (фиг.3), установленной внутри полости 5 средней части кия со стороны турняка. Другой конец втулки 18 предназначен для взаимодействия с внешней резьбой, образованной на крепежном пальце 8, соединенном с балансным грузом 7.The node for adjusting the tension of the string 11 is made with an external thread, which ensures its connection with the corresponding thread formed on the inner surface of one end of the sleeve 18 (Fig.3), installed inside the cavity 5 of the middle part of the cue from the side of the turnstile. The other end of the sleeve 18 is designed to interact with an external thread formed on the mounting pin 8 connected to the balanced load 7.

Также возможен вариант выполнения узла натяжения струны 11 без использования втулки 18, а благодаря нарезанию внешней резьбы непосредственно в стенках полости 5.It is also possible embodiment of the node tensioning the strings 11 without using the sleeve 18, and due to the cutting of external threads directly in the walls of the cavity 5.

Толщина струны 9 подбирается такой, чтобы частота ее собственных колебаний находилась в звуковом диапазоне частот. Высота тона конструкции меняется в зависимости от силы натяжения струны, температуры и влажности. Это позволяет игроку следить за состоянием бильярдного кия.The thickness of the string 9 is selected so that the frequency of its own vibrations is in the sound frequency range. The pitch of the structure varies depending on the string tension, temperature and humidity. This allows the player to monitor the status of the pool cue.

В процессе использования бильярдного кия его боковая поверхность с течением времени стирается. И из пружинящего "игрового" кия, он постепенно, по мере истирания, превращается в менее жесткий. Для кия предложенной конструкции такая ситуация исключена, так как при необходимости натяжение струны всегда можно отрегулировать с помощью устройства 11 путем воздействия, например, крестовой отверткой, на паз 19, образованный с торца резьбового элемента 20, взаимодействующего с элементом 21, закрепленным на конце струны 9 (фиг.3).In the process of using billiard cue, its side surface is erased over time. And from the springy "game" cue, it gradually, as it wears out, turns into less rigid. For the cue of the proposed design, this situation is excluded, since if necessary, the string tension can always be adjusted using the device 11 by, for example, using a Phillips screwdriver, on the groove 19 formed from the end of the threaded element 20 interacting with the element 21 fixed to the end of the string 9 (figure 3).

Ударник кия может быть выполнен из соединенных между собой продольных сегментов, а его средняя часть - из набора ответных друг другу по форме и соединенных между собой вставок (запилов).Drummer cue can be made of interconnected longitudinal segments, and its middle part - from a set of reciprocal in shape and interconnected inserts (cuts).

Для нахождения оптимального диаметра ударника необходимо определить зависимость жесткости ударника от его внешнего и внутреннего диаметров. Прогибы обратно пропорциональны геометрическому моменту инерции сечения и модулю Юнга материала, из которого он сделан. Момент инерции прямо пропорционален четвертой степени линейных размеров сечения (А.В. Александров и др. «Сопротивление материалов», М., Высшая школа, 2003 г.). Например, увеличив все размеры сечения в 1,5 раза, мы увеличим жесткость стержня в (1,5)⁴=5 раз. В нашем случае, увеличив диаметр ударника на 20% и проделав в нем отверстие диаметром 0,5 от первоначального размера без увеличения его массы, мы получим повышение жесткости ударника более чем в 2 раза.To find the optimal diameter of the hammer, it is necessary to determine the dependence of the rigidity of the hammer on its external and internal diameters. Deflections are inversely proportional to the geometric moment of inertia of the section and the Young's modulus of the material from which it is made. The moment of inertia is directly proportional to the fourth power of the linear dimensions of the cross-section (A. V. Alexandrov et al. “Resistance of materials”, M., Higher School, 2003). For example, increasing all section sizes by 1.5 times, we will increase the stiffness of the rod by (1.5) ⁴ = 5 times. In our case, increasing the diameter of the striker by 20% and making a hole in it with a diameter of 0.5 from the original size without increasing its mass, we obtain an increase in the rigidity of the striker by more than 2 times.

;

,

;

,

где: D - диаметр наконечника ударника;where: D is the diameter of the tip of the drummer;

J_x - геометрический момент инерции стержня по оси x; J _x is the geometric moment of inertia of the rod along the x axis;

J_y - геометрический момент инерции стержня по оси y; J _y is the geometric moment of inertia of the rod along the y axis;

π - число = 3,14…π - number = 3,14 ...

Claims

1. Billiard cue, the body of which includes a drummer, made in one piece with the middle part, the tip and the turnstile, while the middle part and the turnstile are interconnected by means of a threaded connection, and the drummer, the middle part and the end part of the turnstile are made with cavities, characterized in that in the cavity of the striker and the middle part along the axis there is a string, one end of which is fixed on the tip, and the other is connected to the tension control unit of this string.

2. The cue according to claim 1, characterized in that the string tension control unit consists of a threaded sleeve located in the middle part, one end of which is configured to interact with the threaded fastener of the turnstile, and the other with a threaded element associated with the end of the string.

3. Cue according to claim 1, characterized in that a washer is located in the cavity of the drummer, through which the string passes.

4. Cue according to claim 1, characterized in that in the place of pairing of the striker with the middle part on the outer side of the casing is made an annular recess.

5. Cue according to claim 1, characterized in that the cavity of the striker and the middle part consists of two sections, each of which has a conical shape, tapering to the place where the striker and the middle part meet.

6. Cue according to claim 1, characterized in that in the turnstile from the side of the middle part an additional cavity is formed with a balanced load made of tungsten.

7. Cue according to claim 1, characterized in that the end part of the turnip is equipped with a bumper.