станок для натяжения струн теннисных ракеток

Формула изобретения

Станок для натяжения струн теннисных ракеток, содержащий станину с двумя поперечинами, поворотный механизм узла фиксации ракетки с продольными и поперечными звеньями, оснащенными для закрепления обода ракетки упорами с винтовыми парами, и узел натяжения струны, самозатягивающаяся пружина которого связана со штоком узла создания усилия натяжения, отличающийся тем, что в поворотный механизм введены дополнительные звенья, определяющие Х-образное расположение поперечных звеньев, которые оснащены независимыми упорами и связаны между собой фигурными планками, узел натяжения струны снабжен устройством принудительного воздействия на конец пружины, не связанный с узлом создания усилия натяжения, в котором закреплено кольцо для подвешивания груза, при этом станина состоит из двух балок, одна из которых имеет фигурный профиль и оснащена двумя опорами и устройством для продольного перемещения одной из них.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к спортивной технике, в частности к спортивному оборудованию и инвентарю.

Известно устройство для натяжения струн теннисных ракеток, содержащее поворотный стол с двумя опорами в виде стержней для фиксации ракетки, расположенными в плоскости, параллельной основанию. На опорах с возможностью перемещения установлены средства крепления обода ракетки. Устройство содержит также узел натяжения струны, натяжной барабан которого выполнен в виде обгонной муфты с фрикционной наружной поверхностью, и узел закрепления струны. Ось обгонной муфты связана с узлом для создания усилия натяжения, пружинный элемент которого связан с основанием (авт. свид. СССР №1672645, кл. А63В 51/14, 1993).

Недостатком известного устройства является ненадежность крепления обода ракетки в трех точках.

Известны станки для натягивания струн теннисных ракеток, например станок (ЕРО 136245, А63В 51/14, 1985), включающий устройство для крепления ракетки и механизм натяжения струны. На поворотном столе устройства для крепления обода ракетки установлены стойки с прижимами. Ротор поворотного стола установлен на станине и связан с рычагом поворота.

Известный станок хотя и обеспечивает полуавтоматическое натягивание струны, но достаточно громоздкий и тяжелый, поэтому он может использоваться стационарно.

Известно устройство для натяжения струн теннисных ракеток с узлом фиксации ракетки, выполненным в виде Н-образного механизма, среднее звено которого служит поворотным столом (см. авт. свид. СССР №1784244, кл. А63В 51/14, 1992).

Данное устройство предполагает крепление обода ракетки только в четырех точках, однако это крепление недостаточно надежно из-за возможности повреждения обода.

Известен станок для натяжки струн спортивных ракеток Гном-7, описание которого приведено на сайте http://www.stanok-gnom.narod.ru. На станине станка установлен узел фиксации ракетки и натяжной барабан, снабженный штоком с закрепленным на нем грузом. В поворотном механизме узла фиксации ракетки для крепления обода ракетки установлены продольные и поперечные стержни. Продольные стержни снабжены подвижными упорами, при этом поперечные стержни оснащены подвижными платформами, каждая из которых снабжена двумя прижимами. Положение подвижных упоров и платформ регулируется винтовыми парами. Натяжение струн задается грузом, который представляет собой металлическую втулку заданного веса с осевым отверстием и стопором для фиксации груза на штоке. Струна, закрепленная в ободе ракетки, вставляется в щель корпуса натяжного барабана, расположенную вертикально между подпружиненными зажимными губками. Затем поднимается груз, связанный посредством штока через обгонную муфту натяжного барабана с тормозной пружиной, и осуществляется поворот барабана против часовой стрелки. При плавном опускании штока корпус обгонной муфты поворачивает закрепленный в нем конец пружины, затягивая ее витки вокруг корпуса натяжного барабана и увлекая последний по часовой стрелке, при этом зажимные губки, поворачиваясь против часовой стрелки, зажимают струну. При повороте корпуса натяжного барабана по часовой стрелке осуществляется натяжение струны, при этом шток с грузом останавливается. Для обеспечения заданного натяжения струны необходимо шток, на котором расположен груз, установить в горизонтальное положение. В устройство входит зажим, прижимающий натянутую струну к ранее натянутой струне.

Известный станок в течение эксплуатации не требует периодической тарировки, однако является громоздким и обладает значительным весом. При такой схеме узла фиксации ракетки поперечные стержни поворотного механизма и их подвижные платформы во время натяжения испытывают значительные изгибающие моменты, для сопротивления которым требуются усиленные профили их сечений. Использование описанной конструкции узла фиксации приводит к повреждению обода ракетки вследствие того, что упоры обода на подвижных платформах являются кинематически зависимыми, так как гибкость поперечных стержней и конструктивный зазор, имеющийся в месте сопряжения подвижной платформы и стержня, придают платформе с двумя упорами эффект балансира (см. рис.). В процессе натяжения, например, продольных струн создается первичная деформация обода: дуга обода L₁ отходит от упора В, а дуга обода L₂ давит на упор D и смещает его, платформа-балансир поворачивается до соприкосновения упора В с дугой L₁. Таким образом, упоры D раскрываются и не сдерживают деформацию обода, то есть не работают. Платформы-балансиры со своими упорами копируют деформированный обод, а сопротивление нагрузке оказывает лишь продольный упор А, в районе которого и возникает разрушительный изгиб. Разрушительный цикл многократно повторяется (и при натяжке поперечных струн), почти 40 раз за время одной натяжки или 400-1000 раз в месяц, с ракетками спортсменов-профессионалов и приводит к появлению трещин. Наличие четырех прижимов и двух продольных упоров создает только иллюзию 6-опорного фиксирования обода. На самом деле фиксация обода ракетки осуществляется в 2-х точках - упорами продольных стержней, так как с помощью прижимов осуществляется крепление поперечных стержней к ободу ракетки, которые в действительности являются опорами для специального зажима, применяемого в процессе фиксации натянутых струн, и не обеспечивают сохранность обода ракетки. Кроме того, известная конструкция натяжного барабана предполагает необходимость выполнения многократного подъема грузового штока, сопровождающегося каждый раз проверкой его горизонтального положения. Помимо этого, подъем грузового штока необходимо осуществлять и для раскрепления натянутой струны от натяжного барабана. Все эти действия увеличивают трудоемкость процесса натягивания струн ракетки.

Технический результат, достигаемый при натягивании струн с использованием заявляемого изобретения, - улучшение эксплуатационных характеристик станка, направленных на предотвращение повреждений ракетки, снижение трудоемкости процесса, обеспечение универсальности и устойчивости при значительном уменьшении веса и габаритов устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что в известный станок для натяжения струн теннисных ракеток, содержащий станину с двумя поперечинами, поворотный механизм узла фиксации ракетки с продольными и поперечными звеньями, оснащенными для закрепления обода ракетки упорами с винтовыми парами, и узел натяжения струны, самозатягивающаяся пружина которого связана со штоком узла создания усилия натяжения, в соответствии с изобретением введены дополнительные звенья, определяющие Х-образное расположение поперечных звеньев поворотного механизма, которые оснащены независимыми упорами и связаны между собой фигурными планками, узел натяжения струны снабжен устройством принудительного воздействия на конец пружины, не связанный с узлом создания усилия натяжения, в котором закреплено кольцо для подвешивания груза, при этом одна из двух балок станины, имеющая фигурный профиль, снабжена двумя опорами и устройством для продольного перемещения одной из них.

Заявляемое техническое решение исключает повреждение обода ракетки за счет повышения жесткости упоров, установленных на звеньях поворотного механизма. В процессе натяжения струн пара поперечных звеньев и фигурная планка при фиксации обода ракетки образуют жесткий треугольник, обладающий значительным сопротивлением действию изгибающих моментов. При этом на поперечные стержни в основном действуют силы растяжения, деформации от которых у стержней значительно меньше, чем от изгибающих моментов. Таким образом, конструкция узла фиксации ракетки позволяет предотвратить повреждения обода ракетки и предусматривает использование в поворотном механизме легких стержней и облегченных фигурных планок.

Конструктивное исполнение станины станка, состоящей из двух балок, позволяет компактно разместить станок при его транспортировке.

Заявляемая конструкция станка позволяет использовать два варианта установки станка: свободное расположение на столе и крепление к столу с помощью кронштейна-струбцины. В случае свободного расположения станка на столе устойчивость его обеспечивается посредством установки на балке станины в близи с грузом одной из поперечин.

Во втором варианте крепления имеется возможность крепления станка как к прямому, так и к овальному столу за счет возможности перемещения вдоль балки фигурного профиля опоры, ближайшей к натяжному барабану. В заявляемой конструкции благодаря возможности использования в качестве груза любого подручного средства достигается значительное при транспортировке станка снижение веса. В результате у спортсмена появляется возможность использовать станок при выездах на турниры, где спортсмен в процессе игры может ощутить привычное для него натяжение струн ракетки, обеспечив себе тем самым уверенность в ударах по мячу.

Уменьшение трудоемкости процесса натяжения обеспечивается за счет возможности коррекции горизонтального положения штока и раскрепления натянутой струны от натяжного барабана без подъема груза путем принудительного растормаживания обгонной муфты. Принудительное растормаживание обгонной муфты с закрепленным в ней штоком достигается тем, что на корпусе натяжного барабана установлен диск с рукояткой, во взаимодействии с которым в пазу обгонной муфты установлен штифт, упирающийся с возможностью поворота относительно корпуса обгонной муфты в свободный конец тормозной пружины.

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлен общий вид станка; на фиг.2 - вид станка, закрепленного на столе; на фиг.3 - вид станка сверху; на фиг.4 - узел натяжения струны; на фиг.5 - то же, вид со стороны натяжного барабана; на фиг.6 - сечение А-А на фиг.4; на фиг.7 - сечение Б-Б на фиг.2; на фиг.8 - схема формирования груза с помощью весового рычага; на фиг.9 - узел фиксации ракетки; на фиг.10 представлена схема нагружения звеньев поворотного механизма прототипа.

Станок для натяжения струн теннисных ракеток содержит узел фиксации ракетки 1 и узел натяжения струны 2, которые размещены на станине с двумя поперечинами 3, 4, состоящей из двух продольных балок 5, 6. Балка 5 имеет фигурный профиль и снабжена опорами 7, 8 и поперечиной 3, поперечина 4 при этом расположена на балке 6. Балки 5 и 6 связаны уголком 9. Опора 8 установлена с возможностью продольного перемещения посредством винтовой пары 10. На вертикальной оси 11 балки 5 размещен поворотный механизм 12 узла фиксации ракетки, оснащенный продольными и поперечными звеньями 13, 14 соответственно. Поперечные звенья 14 имеют Х-образное расположение и связаны между собой фигурными планками 15. Звенья 14 поворотного механизма 12 снабжены подвижными независимыми друг от друга упорами 17 с винтовыми парами 18 для закрепления обода ракетки. Натяжной барабан 19 узла натяжения струны установлен на оси 20 и связан с обгонной муфтой 21 самозатягивающейся пружиной 22. В корпусе натяжного барабана 19 на осях опор 23 расположены подпружиненные губки 24, предназначенные для зажима струны. Обгонная муфта 21 посредством рычага 25 связана со штоком 26, на котором расположена с возможностью продольного перемещения втулка 27 со стопорным винтом 28 и кольцом 29 для подвешивания груза. Один конец пружины 22, на котором выполнена резьба, закреплен в корпусе обгонной муфты 21 при помощи гайки 30. Обгонная муфта 21 центрируется относительно корпуса натяжного барабана 19 при помощи опорных колец 31 и 32. На опорном кольце 31 выполнен паз, в котором с упором в свободный конец тормозной пружины 22 установлен штифт 33, связанный с диском 34, имеющим рукоятку 35, установленным на корпусе натяжного барабана 19. Во взаимодействии с косыми зубьями 36 натяжного барабана 19 на уголке 9 установлен стопор 37.

Станок для натяжения струн теннисных ракеток работает следующим образом.

В варианте крепления к столу станок опорами 7, 8 продольной балки 5 устанавливается на угол стола. Для большей устойчивости опоры 7, 8 необходимо максимально развести друг от друга, затем прикрепить к балке 5 балку 6. Если опора 8 не касается поверхности стола из-за овальности его угла, то ее положение следует откорректировать за счет перемещения вдоль балки 5. После этого балка 5 притягивается струбциной к поверхности стола, при этом поперечины 3 и 4 не используются. К кольцу 29 закрепленной на штоке 26 втулки 27 подвешивается груз 38 заданного веса. В качестве груза может быть использован любой подручный материал, например пластиковая бутылка с водой, с песком, с гравием и т.д., помещенная в сумку-чехол от станка. Груз предварительно взвешивается спортсменом в месте его пребывания на доступных ему весах или на весовом рычаге, в качестве которого используется фигурная планка 15, а в качестве противовеса - узел фиксации ракетки. Для использования фигурной планки 15 в качестве весового рычага на одной из фигурных планок 15 выполнена метка, например отверстие 39, которое является точкой опоры весового рычага.

Для формирования груза на одном из поперечных звеньев 14 необходимо раскрепить упор 17 и освободить ближайший к отверстию 39 конец фигурной планки 15. После этого фигурную планку 15 в качестве весового рычага подвешивают отверстием 39 на любую ось, например, на винт 40, вкрученный в торец штока 26. При этом поворотный механизм 12 со своими звеньями 13 и 14 должен свободно висеть на шпильке упора 17 в качестве противовеса. К противоположному концу планки 15 подвешивается тот подручный материал, который может быть использован в качестве груза. Путем добавления отдельных частей груза фигурная планка 15 своей центральной частью должна быть установлена в горизонтальное положение, в котором сумка-чехол с грузом и втулкой 27 имеют вес, равный весу штатного груза. После взвешивания фигурная планка 15 размещается в исходном положении в качестве связующего элемента для поперечных звеньев 14.

Ракетка 1 располагается в узле фиксации на вертикальной оси 11 продольной балки 5. Упоры 16 продольных звеньев 13 вращением винтов 18 перемещаются вплотную к внутренней поверхности обода ракетки так, чтобы ось 11 находилась примерно в центре обода. Фигурную планку 15 притягивают к ободу ракетки до соприкосновения с наружной поверхностью обода упоров 17 поперечных звеньев 14, затягивают вначале гайки 41, а затем подтягивают винты 18. То же самое проделывается и с упорами другой стороны обода.

После заведения в обод ракетки струна 2 вставляется в вертикальную щель натяжного барабана 19 между подпружиненными зажимными губками 24. С поднятием штока 26 с грузом 38 обгонная муфта 21 с диском 34 поворачивается против часовой стрелки, при этом пружина 22 раскручивается, увеличиваясь в диаметре. Обгонная муфта 21 растормаживается относительно натяжного барабана 19, неподвижность которого обеспечивается зацеплением стопора 37 с косыми зубьями 36.

При плавном опускании штока 26 с грузом 38 обгонная муфта 21 с диском 34 поворачивается по часовой стрелке, при этом посредством гайки 30 пружина 22 затягивается вокруг корпуса натяжного барабана 19, в котором подпружиненные губки 24, поворачиваясь на осях опор 23 против часовой стрелки, зажимают струну 2. Стопор 37 не препятствует повороту барабана 19 по часовой стрелке, в результате чего струна 2 натягивается, а груз 38 при этом останавливается. Если шток 26 оказался выше горизонтального положения, необходимо, поддерживая его, повернуть по часовой стрелке рукоятку 35 диска 34. При этом штифт 33, воздействуя на свободный конец пружины 22, растормаживает обгонную муфту 21 относительно натяжного барабана 19, который остается неподвижным благодаря зацеплению стопора 37 с зубьями 36. После опускания до горизонтального положения штока 26 прекращается воздействие на рукоятку 35. Под действием пружины 22 на штифт 33 рукоятка 35 с диском 34 возвращается в исходное положение. Пружина 22 затягивается вокруг корпуса натяжного барабана 19, а шток 26 занимает строго горизонтальное положение, обеспечивая заданное натяжение струны 2.

Процесс корректировки горизонта штока 26 занимает 1-2 секунды, при этом нет необходимости освобождать струну и заново повторять операцию натяжки. Натянуть струны можно быстро за 1-2 маха штока 26, не боясь ошибиться с горизонтом.

Кроме этого, упрощается процесс освобождения натянутой струны от натяжного барабана: оператор отводит стопор 37 против часовой стрелки в фиксированное положение, а рукоятку 35 диска 34 поворачивает по часовой стрелке, поддерживая рукой шток 26 и плавно опуская его на продольную балку 6 станка. При повороте натяжного барабана против часовой стрелки до полного ослабления натяжения струны подпружиненные зажимные губки 24 автоматически откроются и отпустят струну. После установки натяжного барабана в исходное состояние оператор отпускает рукоятку 35 диска 34.

При этом нет необходимости поднимать груз для освобождения струны, что уменьшает трудоемкость процесса натягивания струн.

Струны в натянутом состоянии фиксируются друг относительно друга специальным зажимом.