DE3628521A1 - Schlaegerrahmenanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Sportschläger, insbesondere auf geformte Schlägerrahmen für Squash, Tennis oder Bad­ minton.

Seit jüngerer Zeit besteht ein Trend zur Her­ stellung von Squash-, Tennis- und Badmintonschlägern, wel­ che aus verstärktem Kunststoff geformt sind. Eine Vielzahl von Kunststoffen und Verstärkungen ist verwendet worden, um das gewünschte Gewicht und mechanische Eigenschaften zu erzielen, die der Schläger bei Gebrauch benötigt. Es ist jedoch festgestellt worden, daß aufgrund mehrerer Probleme die Ausfallrate solcher Schläger hoch ist. Es hat sich herausgestellt, daß zu der Ausfallrate schlechte Formverfahren, schlecht angeordnete Verstärkun­ gen und ein schlechtes Design der Querschnittsform des Schlägerrahmens beitragen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine ästhetisch ansprechende Schlägerrahmenkonstruktion bereitzustellen, welche die gewünschten mechanischen Eigenschaften hinsichtlich Ge­ wicht und Balance ebenso gewährleistet, wie sie zugleich das Auftreten von Ausfällen herabsetzt.

Erfindungsgemäß wird ein Schlägerrahmen bereitgestellt, welcher einen Rahmen mit einem Schaft aufweist, der mit einem Ende über einen Hals an einen Kopf befestigt ist, während das andere Ende des Kopfes einen Scheitel bildet, wobei der Rahmen aus verstärktem Kunststoff geformt ist, so daß der Querschnitt durch den Kopf des Rahmens nach Außen ein vollständig konvexes Profil bildet, der Kopf am Umfang eine Reihe von im Abstand voneinander angeord­ neten Saitenlöchern aufweist, die sich radial durch den Querschnitt des Kopfes erstrecken, sowie ein Stoßband mit einer konkaven Innenfläche, welcher an dem kon­ vexen Äußeren des Scheitels des Kopfes eng anliegt, wobei ein Stoßband mit einer Reihe von sich radial er­ streckenden Löchern versehen ist, die so im Abstand von­ einander angeordnet sind, daß sie mit den im Abstand an­ geordneten Saitenlöchern an dem Kopf übereinstimmen, wobei die Außenfläche des Stoßbandes eine Nut oder Nuten auf­ weist, welche sich über die Löcher erstrecken, so daß bei Gebrauch die Schlägerrahmenanordnung besaitet wird, indem Schlägersaiten durch die Löcher in dem Rahmen und dem Stoßband gefädelt werden, wobei die Nut oder Nuten in dem Stoßband sicherstellen, daß die Saiten nicht radial aus der Außenfläche des Stoßbandes nach Außen vor­ stehen.

Die Bezeichnung "vollständig konvex" ist dabei so zu ver­ stehen, daß sie nach Außen gebogene oder plane Oberflächen, die nicht durch Vertiefungen, Nuten oder Schlitze unter­ brochen sind, umfaßt, abgesehen von den Saitenlöchern, welche sich radial durch den Querschnitt des Schläger­ kopfes erstrecken.

Vorzugsweise ist das Stoßband mit integriert ausgebilde­ ten Tüllen oder Gummitüllen versehen, welche sich radial von der Innenfläche des Bandes erstrecken, um die Saiten­ löcher auszukleiden.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform variiert das Quer­ schnittsprofil des Schlägerrahmens an einem Abschnitt des Rahmens gegenüber einem anderen. Der Schaft weist vorzugs­ weise einen kreisförmigen Querschnitt für einen biegsamen Schläger auf, während er vorzugsweise einen abgerundeten rechteckigen Querschnitt für einen steifen Schläger be­ sitzt. Der Hals, die Schultern und der Scheitel des Schlä­ gerrahmens weisen vorzugsweise einen elliptischen Quer­ schnitt auf, wobei der Querschnitt des Scheitels eine flachere Ellipse darstellt als der Querschnitt des Halses und der Schultern.

Nachstehend ist eine Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben.

Darin zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Squashschlägerrahmen, welcher die Bereiche der lokalisierten Verstär­ kung wiedergibt;

Fig. 2a und 2b Querschnittsansichten von Teilen des Kopfes des Schlägerrahmens;

Fig. 3a und 3b Querschnittsansichten von alternativen Schäften des Schlägers;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht, welche die Ver­ stärkungen des Schlägerschaftes veranschaulicht;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht mit weggeschnittenen Teilen, welche ein Beispiel von laminierten Ver­ stärkungen des Schlägerrahmens wiedergibt;

Fig. 6 eine Draufsicht auf einen besaiteten Schläger mit einem Stoßband, das an dem Scheitel des Schlägerrahmens befestigt ist; und

Fig. 7 eine Querschnittsansicht des Scheitels des Schlägerkopfes, welche das Stoßband, das an dem Schlägerkopf befestigt ist, wiedergibt.

Der in Fig. 1 dargestellte Squashschlägerrahmen 10 ist aus verstärktem Kunststoff hergestellt. Der Schläger 10 weist einen Griff 11 mit einem wegstehenden Schaft 12 auf, welcher an einem Kopf 13 über einen Hals 14 befestigt ist. Der Kopf 13 ist an dem Hals 14 über Schultern 15 befestigt und endet in dem Scheitel 16. Der Hals 14 schließt an die Schultern 15 und den Schaft 12 über ein Paar gabelförmiger Arme 17 und 18 an. Der Schläger ist in eine solche Form gebracht, wie sie vom Sport her und von den ästhetischen Anforderungen des Benutzers her verlangt wird.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht das zur Herstellung des Schlägers verwendete Verfahren darin, in einer Stahlformausnehmung, welche die gewünschte Form des Schlägers aufweist, eine Vorform anzuordnen. Die Vorform umfaßt einen dünnen Film aus einem plastischen Rohr, wel­ ches entlang dem Schaft 12 des Schlägers, entlang Arm 18 und um den Kopf 13 zu dem zweiten Arm 17 und dann in paral­ leler Anordnung den Schaft herab zu dem Griff 11 verläuft. In Fig. 4 sind die Enden 20 und 21 des Schlauches am Ende des Schaftes 12 wiedergegeben, wobei sie den parallelen Verlauf des Schlauches veranschaulichen. Eine Vielzahl von Verstärkungsfasern, die mit einem geeigneten Epoxidharz imprägniert sind, wird dann um den Schlauch oder das Rohr gewickelt, um eine Schichtkörperstruktur zu erhalten. Das Material, die physikalischen Eigenschaften und die Orien­ tierung der Verstärkung variieren von Schläger zu Schläger, sie sind jedoch speziell daraufhin ausgelegt, die ge­ wünschte Festigkeit zu erzielen, um lokalen Spannungen standzuhalten, denen der Schläger bei Gebrauch ausge­ setzt ist. Weiterhin muß die Verstärkung die Anforderungen an das Gewicht und an die Balance erfüllen.

Der Teil des Halses 14 a am unteren Ende des Kopfes 13, welcher als Brücke bezeichnet wird, wird gebildet, indem die mit einem Harz vorimprägnierte faserförmige Verstär­ kung, umwickelt mit einem Streifen aus einem Kunststoff­ schaumstoff, in der Formausnehmung angeordnet wird, wobei die Enden zur Hauptstruktur des Schlägerrahmens vereinigt werden. Die Form wird dann geschlossen, indem eine zweite Stahlplatte mit der Stahlform, welche die Schlägeraus­ nehmung aufweist, vereinigt wird. Der Kunststoffschlauch im Inneren der Form wird dann aufgeblasen, um das Harz in gleichmäßigen Kontakt mit den Formoberflächen, den Verstärkungsschichten und der Schlauchoberfläche zu bringen. Die Form wird gleichzeitig erwärmt, um das Harz auszuhärten. Nach dem Aushärten des Harzes wird die Form abgekühlt und der Schlägerrahmen zum Trimmen, Anfasen und zur Endbearbeitung entnommen.

Während dieses Stadiums werden die sich radial er­ streckenden Saitenlöcher durch den Schlägerrahmen gebohrt.

Das vorstehende Verfahren ist das herkömmliche Verfahren zum Formen verstärkter Kunststoffschlägerrahmen. Die Er­ findung bezieht sich auf den Aufbau, wobei das Augenmerk auf der Auswahl der Querschnittsbereiche der verschiede­ nen Teile des Schlägers liegt, sowie auf der Auswahl und der Anordnung der Verstärkung, um die Qualität und die Eigenschaften des Schlägers zu verbessern.

Durch Versuche hat sich herausgestellt, daß die effek­ tivste Querschnittsform des Schlägerkopfes und des Halses entweder ein kreisförmiger oder ein elliptischer Quer­ schnitt ist. Es ist wichtig, daß dieser Querschnitt eine konvexe Oberfläche nach Außen aufweist und keine Ver­ tiefungen, Einbuchtungen oder Nuten besitzt. Insbesondere ist festgestellt worden, daß es wichtig ist, daß sich keine Nut um die äußere Umfangsfläche des Schlägerkopfes erstreckt, d.h. eine Nut wie sie bei herkömmlichen Schlägern verwendet wird, in deren Basis eine Reihe von eng benachbarten Saitenlöchern angeordnet ist. Beim Formen des Querschnitts des Schlägers in kreisförmiger oder elliptischer Form wird das Auftreten von Fehlstellen und Delaminierung im wesentlichen herabgesetzt. Der Druck in dem Kunststoffschlauch kann dazu verwendet werden, eine gleichmäßig verteilte Kraft auf die Verstärkungs­ struktur auszuüben, um den gleichmäßigen innigen Kontakt zwischen der Verstärkungsstruktur und dem Harz zu ver­ bessern. Eine Gleichmäßigkeit dieser Kraft ist nicht möglich, wenn der Querschnitt des Schlägers durch eine Nut unterbrochen ist.

Die Anwendung einer rein elliptischen Form ohne Nut oder Falz ermöglicht die Verwendung einer größeren Menge strukturellen Verstärkungsmaterials, ohne daß das Balance­ gewicht des Schlägers beeinträchtigt wird. Die Quer­ schnittsform des Schlägerkopfes ist wichtig, nicht nur vom Standpunkt einer innewohnenden mechanischen Steifheit und Festigkeit, sondern auch, wie oben erwähnt, in Bezug auf die Formbarkeit, wodurch die Probleme der Verstärkungs­ anordnung und der Druckverteilung während des Formzyklusses herabgesetzt werden. Im Hinblick auf die Endfestigkeit und Spannungsverteilung sowie auf die Formbarkeit ist ein kreisförmiger Querschnitt am vorteilhaftesten. Je­ doch ist eine Anpassung an das ästhetische Aussehen ebenso erforderlich wie an den Luftwiderstand, wenn der Schläger durch die Luft bewegt wird.

Nach umfangreichen Versuchen ist festgestellt worden, daß bei einem bevorzugten Querschnitt des Squashschlägerkopfes der Hals und die Schultern des Schlägers einen ellip­ tischen Querschnitt aufweisen, der als eine 12 mm 60° Ellipse mit einem 1 : 1,15 Verhältnis (Fig. 2a) definiert werden kann, wobei der Scheitelabschnitt des Kopfes als eine 12 mm 45° Ellipse mit einem 1 : 1,41 Verhältnis (Fig. 2b) ausgebildet ist.

In beiden Fällen weist der elliptische Querschnitt eine vollständig konvexe Oberfläche nach Außen ohne Nuten oder Vertiefungen auf.

Während ein elliptischer Querschnitt die bevorzugte Form des Schlägerkopfes darstellt, bezieht sich die Erfindung auch auf andere Querschnitte mit geraden Linien oder planen Abschnitten. Solche Querschnitte umfassen recht­ eckige, dreieckige und Kombinationen von geraden und ge­ wölbten Seitenformen, welche alle eine äußere Oberfläche aufweisen, die nicht durch Nuten, Schlitze und Vertiefun­ gen aufgrund der sich radial erstreckenden Saitenlöcher unterbrochen ist. Die Querschnittsform des Schaftes va­ riiert entsprechend der Biegsamkeit des Schlägers. Bei einem steifen Schläger ist die Querschnittsfläche fast rechteckig oder quadratisch mit abgerundeten Seiten, wie in Fig. 3b dargestellt.

Bei biegsameren Schlägern ist die Querschnittsfläche kreis­ förmig, wie in Fig. 3a gezeigt.

In Fig. 5 ist ein Beispiel eines typischen Schichtaufbaus zum Formen eines Schlägerrahmens wiedergegeben. Die An­ zahl und die Richtung der Schichten kann dabei von den ge­ wünschten strukturellen und Spieleigenschaften des Schlä­ gers abhängen. Im allgemeinen umfaßt der Schichtaufbau jedoch sich in Längsrichtung erstreckende oder diagonal zum Schlägerrahmen erstreckende Verstärkungen, sowie ge­ webte oder geflochtene Schichten. Die Orientierung und die Reihenfolge der Faserschichten ist im Hinblick auf die Endstärke des Schlägers wichtig und kann je nach dem Schläger und dem zur Verstärkung verwendeten Material variieren. Das Verhältnis der Verstärkungsfasern zu dem Harz und die interlaminare Haftung der Faserschichten, welche durch die Festigkeit des Umwickelns oder der Vor­ formung der Schichten vor dem Aushärten gesteuert wird, ist gleichfalls wichtig, ebenso der Druck, der verwendet wird, um den Kunststoffschlauch während des Formzyklusses aufzublasen, um eine gleichmäßige Form zu gewährleisten.

Hinsichtlich des Halses und des Kopfes des Schlägers, wo der Rahmen Torsions-, Zug- und Druckspannungen ausgesetzt ist, ist es wichtig, daß die Laminatzusammensetzung der­ art ausgewogen ist, daß sie diesen Belastungen entgegen­ wirkt.

In Fig. 4 ist ein Teil des Schaftes 12 wiedergegeben, in dem die Verstärkungsfasern im wesentlichen uni-direktio­ nal verlaufen, wobei die äußere Schicht 40 dazu dient, die Anordnung zusammenzuhalten. Bei diesem Aufbau werden Zug- und Druckspannungen absorbiert, denen der Schaft normalerweise ausgesetzt ist.

Wie in Fig. 1 dargestellt, können lokale Bereiche der Ver­ stärkung an den Abschnitten des Schlägers hinzugefügt wer­ den, welche einer besonders hohen Belastung und einem be­ sonders hohen Verschleiß ausgesetzt sind, nämlich dem Hals, den gabelförmigen Armen 17 und 18, der Schulter 15 und dem Scheitel 16. Diese Verstärkungen können aus vor­ gespannten Einlageschichten von Graphitfasern bestehen und so angeordnet sein, wie in Fig. 1 dargestellt.

Es ist darauf hinzuweisen, daß die zur Verstärkung ver­ wendeten Fasern umfangreich sind und Graphit, Glasfasern, KEVLAR (registriertes Warenzeichen) und andere allgemein verwendete Verstärkungsfasern umfassen.

Die genaue Zusammensetzung und der Gehalt dieser Materi­ alien kann variieren, um die Qualität der Steifheit, der Schwingungsdämpfung, des Gewichtes und der Balance zu bestimmen.

Wenn der Schlägerkopf geformt wird, um einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt zu erhalten, welcher eine vollständig konvexe Oberfläche nach Außen aufweist, er­ gibt sich das Problem des Schutzes der Saiten. Wie in Fig. 6 und 7 dargestellt, wird der Schlägerkopf mit mehreren eng benachbarten Saitenlöchern 70 versehen, die mit gleichem Abstand voneinander in einer Reihe um den Umfang des Schlägerkopfes angeordnet sind.

Die Saitenlöcher 70 erstrecken sich radial durch den Quer­ schnitt des Schlägers und sind in herkömmlicher Weise mit Schlauchtüllen ausgekleidet. Wenn der Schläger besaitet wird, werden die Saiten 71 durch benachbarte Löcher ge­ fädelt. Um den Abschnitt der Saiten 71 zu schützen, welcher sich von einem Loch zu dem nächsten außerhalb des Schlägers erstreckt, wird herkömmlicher Weise eine Nut in der Außenfläche des Schlägers mit einer ausrei­ chenden Tiefe vorgesehen, so daß die Saiten von der Nut aufgenommen werden. Das vollständig konvexe Äußere des Schlägerkopfes schließt jedoch die Verwendung einer Nut aus, so daß die Saiten nach Außen von dem Schlägerkopf vorstehen. Im Bereich des Scheitels 13 des Schlägerkopfes neigen die Saiten daher am meisten dazu beschädigt zu werden, weshalb ein Stoßband 50, welches in Fig. 6 und 7 dargestellt ist, speziell entworfen wurde, um die Saiten in diesem Bereich zu schützen. An den übrigen Bereichen des Schlägerkopfes ist für die Saiten 71 kein Schutz vor­ gesehen, so daß sie vom dem elliptischen Querschnitt des Rahmens nach Außen vorstehen. Geeignete Tüllen kleiden die Saitenlöcher 70 in diesen nicht kritischen Bereichen aus.

Wie in Fig. 6 und 7 dargestellt umfaßt das Stoßband 50 ein flexibles Kunststoff- oder Gummistück, welches an der Innenfläche 51 einen geeigneten gebogenen Quer­ schnitt aufweist, so daß das Band an der Außenfläche des Querschnitts des Scheitels 13 des Schlägerkopfes eng anliegt.

Die Außenfläche 52 des Stoßbandes 50 ist mit einer in der Mitte angeordneten Nut 53 versehen, welche Seitenwände 54 und 55 sowie einen Boden 56 aufweist. Eine Vielzahl, vorzugsweise 30, mit gleichem Abstand voneinander ange­ ordnete Löcher 57 sind in dem Boden der Nut 53 an den­ jenigen Stellen angeordnet, welche der Reihe der Saiten­ löcher in dem Schlägerrahmen entsprechen.

Eine ähnliche Anzahl von Gummitüllen 58 in Form von zylin­ derförmigen Rohren 59 ist an das Stoßband integriert ge­ formt, wobei jedes sich radial nach unten von dem Loch 57 in dem Boden der Nut 53 erstreckt, um durch das Saiten­ loch 70 in dem Querschnitt des Schlägerrahmens zu ver­ laufen. Auf diese Weise erstrecken sich die Saiten 71 des Schlägers durch die Tüllen 58 und von einem Loch zu dem nächsten in dem Stoßband 50, um das Stoßband in einer positiven und festen Anlage an dem Rahmen zu halten. Die Tiefe der Nut 53 in dem Stoßband ist größer als die Höhe der Saiten 71, so daß das Stoßband dazu dient, die Saiten von einer Beschädigung während des Gebrauchs zu schützen. Das Stoßband 50 ist ferner mit überlappenden Seitenabschnitten 60 und 61 versehen, die zu einem weiteren Schutz der freiliegenden Oberflächen des Schlä­ gers beitragen.

Auf diese Weise werden die Saiten 71 in dem Bereich ge­ schützt, der am meisten beim Gebrauch zu Beschädigungen neigt, ohne daß die Festigkeit und die Formbarkeit des Schlägerrahmens nachteilig beeinflußt werden.

Obgleich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel in Bezug auf Squashschläger beschrieben worden ist, versteht es sich, daß die Erfindung auf alle Arten von geformten Sport­ schlägern anwendbar ist, insbesondere für Squash und Tennis. Weiterhin versteht es sich, daß, obwohl eine be­ vorzugte Ausführungsform im Zusammenhang mit einem her­ kömmlichen Formverfahren geschildert worden ist, die Er­ findung auch bei der Herstellung von Schlägern durch Spritzguß anwendbar ist.

Claims (5)

1. Schlägerrahmenanordnung mit einem Rahmen, der einen Schaft aufweist, der mit einem Ende über einen Hals an einem Kopf befestigt ist, während das andere Ende des Kopfes den Scheitel bildet, wobei der Rahmen aus verstärk­ tem Kunststoff geformt ist, der Kopf am Umfang eine Reihe von im Abstand voneinander angeordneten Saitenlöchern auf­ weist, die sich radial durch den Querschnitt des Kopfes erstrecken, und mit einem Stoßband, das an dem Scheitel des Kopfes eng anliegt, wobei das Stoßband eine Reihe von sich radial erstreckenden Löchern aufweist, die mit einem Abstand angeordnet sind, daß sie mit dem Abstand der Saitenlöcher an dem Kopf übereinstimmen, wobei die Außen­ fläche des Stoßbandes eine Nut oder Nuten aufweist, die sich über die Löcher erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (13) im Quer­ schnitt ein vollständig konvexes Profil nach außen auf­ weist, das Stoßband (50) eine konkave Innenfläche (15) besitzt, welche an dem konvexen Äußeren des Scheitels (16) des Kopfes (13) angreift, und daß bei Gebrauch die Schläger­ rahmenanordnung derart besaitet ist, daß die Schläger­ saiten durch die Löcher (70) in dem Rahmen und dem Stoß­ band (50) gefädelt sind, wobei die Nut oder die Nuten (53) in dem Stoßband (50) verhindern, daß die Saiten radial aus der Außenfläche des Stoßbandes (50) herausstehen.

2. Schlägerrahmenanordung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stoßband (50) mit integriert ausgebildeten Tüllen (58) versehen ist, welche sich von der Innenfläche (51) des Bandes (50) radial er­ strecken, um die Saitenlöcher (70) in dem Schlägerrahmen auszukleiden.

3. Schlägerrahmenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (13) und der Hals (14) des Schlägerrahmens einen elliptischen Querschnitt aufweisen, wobei der Querschnitt des Scheitels (16) eine flachere Ellipse ist als der Querschnitt des restlichen Kopfes (13) und des Halses (14) des Schläger­ rahmens.

4. Schlägerrahmenanordnung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen eine Vielzahl übereinander angeordneter Schich­ ten aus Verstärkungsfasern (40) umfaßt, welche mit einem geeigneten Epoxidharz imprägniert und damit geformt sind.

5. Schlägerrahmenanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine lokalisierte Ver­ stärkung in dem Hals (14), dem Scheitel (16) und den Schultern (15) des Schlägerrahmens vorgesehen ist.