用於箭的葉片以及具有葉片的箭的製作方法

2023-10-26 00:11:06

本發明涉及用於在射箭和弩發射中的箭的箭羽或葉片，該箭羽或葉片在箭釋放後、即當箭手已經釋放箭和該箭已經離開弦時引導箭通過空氣的飛行，更特別是，本發明涉及一種箭羽或葉片，用於在箭和弓之間幹涉的情況下在釋放箭後就立即快速地穩定箭的飛行，本發明還涉及一種裝有這種葉片的箭。

背景技術：

自從射箭再次被吸收為奧運會項目(1972)以來，競技射箭有了很大的發展。對於設備的性能和功能的要求不斷增加。該發展還影響了用於直徑為48」/122cm的靶面的設計和規則，該設計和規則自從第一屆奧運會(該第一屆奧運會包括射箭，倫敦1908)以來一直使用。靶面最先為5環，得分為9、7、5、3、1，其中，「靶心」(得分為9)為244mm的直徑。目前使用的靶面為10環，得分為10-1，其中，「內部10分」的直徑為61mm。在最高分的得分區域(即「靶心」)中只保留了1/16(6.25％)。不過，今天的精英箭手顯然經常從75或90米的最大距離處擊中「靶心」。瞄準的精度很高。在靶面的得分面積減小時，在與弓幹涉的情況下，希望在箭釋放後該箭的飛行偏離最小。

在倫敦1908的奧運會中使用的、具有木桿的箭不可能有超過30米每秒的初始速度。不過，今天使用的箭經常有超過70米每秒的初始速度，有時甚至為100米每秒。

葉片通常在底部處有縱向基部或「支腳」，用於附接在箭杆上，通常通過膠接。葉片通常由彈性體類型的聚合物材料來製造，例如彈性體塑料，例如聚氨酯，特別是聚醚聚氨酯。

通常，三個葉片用於射箭中的箭，但是也使用其它數目的葉片，例如兩個，特別是用於弩發射，但是四個或五個葉片有時也用於射箭中的箭。

已知當箭手釋放箭時在箭離開弦之後與弓幹涉的情況下可能產生箭的飛行偏離。

US4615552公開了用於在箭釋放後穩定箭的飛行的葉片。在一個實施例中，葉片有鋸齒輪廓。在一個實施例中，鋸齒輪廓有谷，該谷的深度為高達箭羽葉片高於它的基部的總高度的2/3，優選是箭羽葉片高於它的基部的總高度的大約40％。

已經發現，在箭與弓幹涉的情況下能夠明顯提高發射的精度。

因此，本發明構成為根據US4615552的葉片的改進。

技術實現要素：

已經驚訝地發現，通過具有權利要求1的特徵的葉片10，能夠明顯地進一步穩定箭的飛行，其中，最深的谷40的底部20布置在葉片的總高度HF的17-30％的高度HDB處，因此，該葉片被賦予了提高的側向彎曲能力。

本發明的葉片有鋸齒狀形狀，具有在它的上部部分處的圓角頂峰30。

由於葉片的鋸齒狀形狀(具有較深的圓角谷40)，因此在箭羽的外部葉片部分30中獲得提高的彎曲能力。提高的彎曲能力減少了在箭羽的周邊部分(即箭羽的外部葉片部分30)與弓幹涉的情況下傳遞給葉片的動量。

通過葉片的鋸齒狀形狀，可以與弓幹涉的葉片區域減少。

在優選實施例中，「鉸接部」(即用於箭羽的外部葉片部分相對於支腳的自然彎曲接頭)提供於恰好在谷的底部20上面的區域中。

根據本發明，鉸接部可以以不同方式來實現。

在一個實施例中，外部葉片部分的前端有小凹槽60，如圖1中所示，還在圖2的局部視圖中所示。類似的凹槽能夠以類似方式布置在外部葉片部分的後端。

在另一實施例中，外部葉片部分在恰好高於支腳的區域中有穿孔70。

在還一實施例中，葉片在恰好高於谷的底部的區域中有局部減小的材料厚度。

也可以有兩個或三個上述可選方案的組合，從而獲得進一步提高的彎曲能力。

葉片優選是由在本領域中普通使用的聚合物材料來製造，例如聚氨酯，特別是聚醚聚氨酯，或者是具有相應特徵的共聚物。

外部葉片部分的提高側向彎曲能力減少了在箭通過弓時、即在箭手釋放箭以及該箭離開弦之後在箭和弓之間幹涉的情況下(成箭的一個或多個葉片與箭臺或者與弓的手柄部分的觀察孔接觸的形式)箭的飛行偏離。

通過下面的詳細說明和附加權利要求將清楚其它優點和特徵。

定義

術語「支腳」50在這裡與「基部」50同義地使用，是指葉片的最下側部分，它有足夠的橫向寬度，以便提供用於將葉片安裝在箭杆上的基部，從而葉片具有沿箭杆的軸向方向的縱向延伸部，如圖4中所示。支腳通常沿葉片的整個長度延伸。支腳通常有2-3mm的寬度。

術語「內部葉片部分」80是指葉片的內部部分，它使得支腳與外部葉片部分接觸。

術語「外部葉片部分」30和「頂峰」30在這裡同義地使用。

術語「谷的底部的高度」HDB是指谷的底部20高於葉片的底側90的高度。

附圖說明

圖1表示了根據本發明的葉片10的實施例。

圖2是葉片的實施例的局部視圖，其中，外部葉片部分30設有恰好高於基部的穿孔70。

圖3表示了沿圖2的截面A-A的視圖。

圖4表示了本發明的箭100的實施例，該箭有兩個本發明的葉片10。

具體實施方式

根據本發明的葉片設計成使得外部葉片部分30有較大的側向彎曲能力，從而減少了由於箭手的運動發射誤差、在箭或箭羽撞上箭臺和/或弓的觀察孔(即在箭和弓之間幹涉)的情況下該箭的飛行偏離。箭手「偶爾」在釋放時由於在比賽過程中的神經緊張、壓力或者由於其它原因而產生這種發射誤差。

在與弓幹涉時，主要是各葉片的最高頂峰幹涉。這些頂峰通常分布在葉片長度的最後九分之四至八上(當從葉片的前端數時)，通常是最後的4-8個頂峰(當從前端數時)。最深的谷40位於該區域中。最深的谷的底部的高度為葉片的總高度的17至30％，優選是17至25％，更優選是20至25％，特別是大約25％。葉片的其它谷的底部合適地定位在高於葉片底側的底部的、與前述谷大約相同的高度處。最前側和最後側的頂峰通常分別低大約2-4mm，通常低大約3mm，以便更緊密和更安全地與箭杆連接。具有更低高度的這些頂峰並不在經過弓時引起任何幹涉，即使在箭撞上弓的情況下。

葉片的總高度通常為8-12.5mm，特別是10-12mm，例如大約11.5mm。

葉片的總長度通常為44-110mm之間，例如大約45、大約57.5、大約70、大約89或者大約108mm。

本發明的葉片通常有4-10個頂峰，均勻地分布在葉片的長度上，優選是4-9個頂峰。

在兩個鄰接頂峰之間的距離合適地為大約10-12.5mm(中心至中心)。

頂峰在前端處有相對於縱向軸線的較尖銳角度，在後端處有較鈍的角度，如圖1-3中所示。

在釋放後將經過弓的手柄部分的箭將直到發射的瞬間都使得它的最前側部分保持擱置在箭臺上。當在沒有任何發射錯誤的情況下釋放箭時，箭和箭羽將在箭壓彎(即箭杆彎曲)的過程中在弓的外部或附近通過，而並不幹涉，因此沒有任何導致的飛行偏離。箭的彎曲和它通過弓有時在文獻中介紹為「箭手的悖論(Archer’s Paradox)」。在物理上，這是儲存在弓的彎曲枝幹中的能量的作用，該能量在箭手釋放後將作為動能而傳遞給箭；該能量的一部分將使得箭杆彎曲；能量的其餘部分將使得箭加速，然後，該箭將在彎曲狀態下在弓和箭臺的外部/附近通過，這可以理解為「悖論」。

在今天的射箭運動中使用的設備的技術發展主要跟隨材料工程的發展(從1900直到大約2014)。對於箭杆，高合金/硬化後鋼質量的薄壁管在一段時間內使用。稍後，材料的選擇變成現代的鋁合金，特徵在於高彈性模量(來自飛機工業)。在最後的大約30年中，聚合物材料與複合材料(例如碳纖維)的發展向市場提供了具有非常高硬度的輕重量箭杆。這些特徵的組合使得箭杆的彎曲更快，並減少了彎曲的程度(具有減小的震蕩幅值)，這增加了箭和它的箭羽的「調整」要求。這種「調整」和整理很重要，以便減少當箭手釋放箭時在箭通過弓的過程中該箭撞上弓的危險，即箭和弓幹涉。

儘管外部葉片部分30已經賦予了提高的側向彎曲能力，不過，葉片還必須有足夠的穩定性，以便避免在釋放後在箭離開弦時的所謂「擺動」，並使得箭通過空氣的飛行穩定。根據本發明，這通過使得最深的谷的底部20的高度為葉片的總高度的17-30％而實現。因此，與外部葉片部分30連接的內部葉片部分80的高度為最高頂峰的高度的至少30％(當從葉片的底側90來測量時)。已經發現，葉片因此將穩定，從而不會產生擺動，同時保證頂峰彎曲能力提高。

葉片的厚度通常在0.4和1mm之間，例如大約0.5-0.7mm。

在恰好高於谷底部處具有局部減小厚度的實施例中，該厚度必須不減小超過大約5％，以便不會產生擺動。已經發現，當厚度減小大約2％時已經獲得提高的彎曲能力。優選的減小厚度是厚度減小2-4％。

具有減小厚度的區域可以合適地延伸為直至高於谷的底部20為4mm，並可以豎直地延伸大約3-4mm。

還可以設想(儘管並不優選)，在可選實施例中，頂峰的上部部分可以有增加的材料厚度。在這種情況下，增加的材料厚度將在頂峰的最上側大約4-6mm的區域中。為了避免擺動，該增加不可以超過5％。

對於未公開的特性(公眾還未獲得該特性)，設有本發明的最普通實施例的新箭羽的箭和設有由多種常規類型設計的葉片(包括US4615552的葉片)構成的箭羽的箭進行了大量的對比測試發射。由於減少了在箭和弓之間幹涉的情況下的飛行偏離，根據本發明的箭羽具有「寬容」特性。

在本文中，合理的假設是，在「箭手對箭手」的最終靶心比賽中，箭羽的選擇可能對於結果非常關鍵。

本發明的葉片可以以普通方式安裝在箭上，優選是通過膠接在箭杆上。箭通常有2-5個葉片，不過，弩箭通常有2個(如圖4中所示)或3個葉片，而用於射箭的箭通常有3-5個葉片，特別是3個葉片。

在有穿孔的實施例中，該穿孔例如成具有大約2-4mm直徑的通孔的形式，優選是大約2.5mm，該穿孔沿中心定位在各外部葉片部分的下部部分中，該穿孔70合適地定位成使得它的下邊緣與谷的底部20平齊。