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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Ballspielschläger gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches
1.
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Ballspielschläger, insbesondere
auch in ihrer Ausbildung als Tennisschläger sind in unterschiedlichsten
Ausführungen
bekannt.
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Aus
der
DE 200 18 320
U1 und der
DE
100 62 883 B4 sind Ballspielschläger bekannt, welche an wenigstens
einem Bereich eines Schlägerrahmens angeordnete
Dämpfungsmittel
aufweisen. Die Dämpfungsmittel
bestehen hierbei zumindest teilweise aus einem flüssigen Dämpfungsmedium.
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Der
EP 1 177 816 A1 und
der
EP 0 857 078 B1 sind
Ballspielschläger
zu entnehmen, bei denen der Schlägerrahmen
mit einem elektro-mechanischen Dämpfungssystem
versehen ist. Durch das elektro-mechanische Dämpfungssystem wird jeweils eine Änderung
der dynamischen Eigenschaften eines Ballspielschlägers durch
Umwandlung von elektrischer Energie in mechanische Verformungsenergie realisiert.
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Bekannt
sind weiterhin hydraulische Medien oder Flüssigkeiten, deren Viskosität durch
ein elektrisches oder elektromagnetisches Feld gesteuert veränderbar
ist und die Verwendung derartiger Flüssigkeiten bei Skibindungen
(
DE 195 17 417 A1 ).
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Ballspielschläger aufzuzeigen, dessen Eigenschaften
dynamisch, beispielsweise während
des Gebrauchs in Abhängigkeit
von auf den Schläger
ausgeübten
Kräften
veränderbar
ist. Zur Lösung
dieser Aufgabe ist ein Ballspielschläger entsprechend dem Patentanspruch
1 ausgebildet.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 in
vereinfachter Darstellung und in Draufsicht einen Ballspielschläger gemäß der Erfindung
in Form eines Tennisschlägers;
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2 einen
Schnitt entlang der Linie I-I der 1 durch
den Schlägerkopf-
bzw. Spannrahmen;
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3 in
Prinzipdarstellung eine Schaltung zur Beeinflussung der Steifigkeit
der Schlägerkopfbespannung.
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Der
in den Figuren dargestellte und dort allgemein mit 1 bezeichnete
Tennisschläger
besteht im wesentlichen aus dem den Schlägerkopf bildenden Spannrahmen 2,
aus der dortigen Bespannung 3, die eine Vielzahl von sich
kreuzenden Saitenlängen 4' oder Saiten 4 aufweist,
sowie aus dem über
ein Herzstück 5 an
den Spannrahmen bzw. an dessen Spannrahmenprofil 2' (2)
anschließenden
Schlägerhals
oder Schlägergriffschaft 6 an
welchem der Schlägergriff 7 vorgesehen
ist.
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Das
Spannrahmenprofil 2',
das Herzstück 5, welches
von zwei vom Griffschaft 6 ausgehenden und divergierenden
Stegen oder Armen 5' gebildet ist,
sowie der Griffschaft 6 bilden einen einstückigen Schlägerrahmen,
der bei der dargestellten Ausführungsform
als von außen
hin vollständig
geschlossenes Hohlprofil oder als geschlossener Hohlrahmen aus einem
geeigneten Material, beispielsweise aus faserverstärktem Kunststoffmaterial
hergestellt ist und an seinem gesamten Verlauf ein nach außen hin geschlossenes
Hohlprofil darstellt.
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Wie
die 2 zeigt, ist die am Spannrahmen 2 bzw.
an dem dortigen Spannrahmenprofil 2' bezogen auf die Bespannung 3 außenliegend
ein äußeres Tragprofil 8 vorgesehen,
welches bei der dargestellten Ausführungsform das Spannrahmenprofil 2' auf der gesamten
Länge zwischen
den Armen 5' des Herzstückes 5 umschließt. Das
Tragprofil 8 ist symmetrisch zu einer Mittelebene ausgebildet,
die auch die Bespannungsebene BE ist, und besteht im wesentlichen
aus einem zur Bespannung 3 hin offenen hauben- oder flügelartigen
Profilabschnitt 9, der mit seinen beiden Rändern 9' auf dem von
dem geschlossenen Hohlprofil gebildeten Rahmenprofil 2' dicht aufliegt.
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Der
flügelartig
geschwungene Profilabschnitt 9 ist im Bereich der Bespannungsebene
BE an seiner der Bespannung 3 abgewandten Außenfläche konkav
ausgeführt,
und zwar unter Bildung einer den Schlägerkopf bzw. den Spannrahmen 2 außen umschließenden nutenförmigen Vertiefung 10.
Beidseitig von dieser Vertiefung 10 ist der Profilabschnitt 9 in der
Schnittdarstellung der 2 an der Außenfläche im wesentlichen konvex
gekrümmt,
so daß er
beidseitig von der Bespannungsebene BE zwei Abschnitte bildet, die
jeweils in der Schnittdarstellung der 2 an der
der Bespannung zugewandten Innenseite eine konkave Vertiefung 11 bilden,
die sich ebenfalls über
die gesamte Länge
des Tragprofils 8 parallel zur Vertiefung 10 erstreckt.
Das Tragprofil 9 besitzt weiterhin angeformte Hülsen oder Ösen 12, die über die
dem Rahmen 2' zugewandte
Seite des Profilabschnittes 9 vorstehen und die durch Bohrungen 13 und 14 des
Rahmenprofils 2' hindurchgeführt sind.
Die Ösen 12 besitzen
ihrerseits Bohrungen 15, durch die die Saiten 3' hindurchgeführt sind,
und zwar in der bei der Bespannung bei Tennisschläger üblichen
Weise derart, daß in
einer angenommenen Laufrichtung die betreffende Saite 4 durch
die Bohrung 15 einer Öse 12 nach
außen
verläuft,
dann innerhalb der Vertiefung 10 entlang der Außenfläche des
Spannrahmens und schließlich
durch eine weitere Öse 12 bzw.
deren Bohrung 15 wieder zurück nach innen usw. Mit den Ösen 12 ist
das Tragprofil 8 in gewissen Grenzen in Richtung der Achse
der Ösen 12 gegenüber dem
Rahmenprofil 2' verschiebbar.
Im Übrigen
ist das Tragprofil 8 aus einem vorzugsweise faserverstärkten Kunststoffmaterial
derart hergestellt, daß es
bzw. dessen Profilabschnitt 9 als Blattfeder wirkt und
bei bespanntem Schläger
die für
die Saitenspannung notwendige Federkraft auf die Saiten 4 ausübt.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
ist das Rahmenprofil 2' an
der dem Profilabschnitt 9 zugewandten Außenfläche beidseitig
von der Bespannungsebene BE und mit Abstand von dieser jeweils mit
einer nutenförmigen
Vertiefung 16 hergestellt, von denen jede einer Vertiefung 11 gegenüberliegt.
In den von diesen Vertiefungen 11 und 16 gebildeten Räumen sind
Dämpfungselemente 17 aufgenommen,
die gegen das Rahmenprofil und den Profilabschnitt 9 anliegen.
Bei der dargestellten Ausführungsform
sind diese Dämpfungselemente 17 von elastischen
Schläuchen
gebildet, die jeweils beidendig verschlossen sind und sich über die
größere Länge des
Schlägerkopfes
zwischen den Stegen 5' erstrecken,
und zwar parallel zur Ebene BE. Die Schläuche 18 bestehen jeweils
aus einem dauerelastischen Material, beispielsweise aus einem elastischen
Kunststoff und sind mit mehreren im Querschnitt reduzierten und
somit als Düse
wirkenden Abschnitten 18' versehen,
so daß in
Längsrichtung
jedes Dämpfungselementes 17 jeweils
ein Schlauchabschnitt 18'' mit großem Innenquerschnitt und
ein Schlauchabschnitt 18' mit
reduziertem Querschnitt abwechselnd aufeinander folgen. Die Dämpfungselemente 17 bzw.
deren Schläuche
sind jeweils mit einem flüssigen
Dämpfungsmittel
gefüllt,
d.h. mit einem hydraulischen Medium bzw. mit einer Flüssigkeit,
dessen bzw. deren Viskosität
durch ein elektrisches und/oder magnetisches Feld veränderbar
ist.
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Flüssigkeiten
bzw. Medien (Dispersionen/Suspension), deren Viskosität durch
ein elektrisches oder magnetisches Feld veränderbar ist und die auch als
elektrorheologische bzw. magnetorheologische Flüssigkeiten bezeichnet werden,
sind bekannt und werden beispielsweise von der Fludicon GmbH, Landwehrstraße 50, 64293
Darmstandt, Germany angeboten. Weiterhin sind geeignete Flüssigkeiten
oder Medien unter andrem in der
EP 0 845 790 A1 sowie in der
US 4 992 190 ,
EP 406 692 A2 ,
JP 419 8297 A und
US 5354 488 A beschrieben.
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An
den Schlauchabschnitten 18' sind
Elektroden 19 vorgesehen, die bei Anlegung einer elektrischen
Spannung ein elektrisches Feld in dem jeweiligen Schlauchabschnitt 18' erzeugen. Die
Elektroden 19 an den Schlauchabschnitten 18' sind mit einer Ansteuerelektronik 20 verbunden,
die in Abhängigkeit
des Signals von einem oder mehrerer Sensoren 21 die an
den Elektroden 19 anliegende Spannung steuert und damit
die Viskosität
der den jeweiligen Schlauchabschnitt 18' durchströmenden Dämpfungsflüssigkeit, so daß letztlich über die
Steuerelektronik 20 die Drosselwirkung der Abschnitte 18' in Abhängigkeit
von dem Signal des wenigstens einen Sensors 21 gesteuert
wird.
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Im
Einzelnen ist die Ausbildung bei der dargestellten Ausführungsform
so getroffen, daß beispielsweise
beim Auftreffen eines Balls auf einen Bereich der Schlägerfläche und
durch die hierbei auftretende erhöhte mechanische Spannung in
den dortigen Saiten 4 das Tragprofil 8 unter elastischer
Verformung des Profilabschnittes 9 an das Rahmenprofil 2' heranbewegt
und dadurch die Dämpfungsflüssigkeit aus
dem dortigen Teil der Dämpfungselemente 17 verdrängt wird,
wie dies in der 3 mit den Pfeilen K angedeutet
ist. Die verdrängte
Dämpfungsflüssigkeit
verteilt sich dann auf die übrige
Länge des
jeweiligen Dämpfungselementes,
und zwar unter elastischer Verformung des jeweiligen Schlauches 18 und fließt hierbei
auch durch die als Drossel wirkenden Schlauchabschnitte 18'. In Abhängigkeit
von der an den Elektroden 19 anliegenden Spannung und der dadurch
bewirkten Änderung
der Viskosität
der Dämpfungsflüssigkeit
wirken dann die betreffenden Schlauchabschnitte 18' mehr oder weniger
stark als Drossel, so daß sich
die Eigenschaften des Tennisschlägers 1 dynamisch
in Abhängigkeit
von dem Signal des wenigstens einen Sensors 21 steuern
lassen.
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Bevorzugt
sind mehrere Sensoren 21 vorgesehen, und zwar beispielsweise
in der Art, daß beim Auftreffen
eines Balles in einem Bereich der Schlägerfläche in diesem Bereich oder
aber in anderen Bereichen der Schlägerfläche die Dämpfung des Schlägers durch
Erhöhung
der Viskosität
der Dämpfungsflüssigkeit
erhöht
oder aber umgekehrt die Dämpfung durch
Reduzierung der Viskosität
der Dämpfungsflüssigkeit
reduziert wird.
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Der
oder die Sensoren 21 sind beispielsweise auf dem Piezo-Effekt
beruhende Sensoren, die in Abhängigkeit
von der Deformation des Rahmenprofils 2' oder des Tragprofils 8 ein
elektrisches Signal liefern. Diese Sensoren sind dann entsprechend
am Rahmenprofil 2' oder
am Tragprofil 8 vorgesehen. Abweichend hiervon sind der
oder die Sensoren 21 beispielsweise solche, die die jeweilige
Verformung des Tragprofils 8 relativ zum Spannrahmenprofil 2' erfassen und
ein hiervon abhängiges
Signal liefern. Auch andere Ausbildung der Sensoren 21 sind
denkbar.
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Der
oder die Sensoren 21 können
weiterhin auch am Schlägergriff
oder aber beispielsweise zwischen dem Schlägergriff 7 und dem
Schlägerkopf vorgesehen
sein, und zwar derart, daß das
von diesen Sensoren gelieferte Signal abhängig ist von der Verformung
oder Torsion des Schlägerrahmens
oder des Herzstückes 5.
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Grundsätzlich besteht
die Möglichkeit,
die an den Schlauchabschnitten 18' vorgesehenen Elektrodenpaare 19 jeweils
einzeln oder in Gruppen von der Steuereinrichtung 20 anzusteuern,
und zwar von Signalen eines oder mehrerer Sensoren, beispielsweise
auch unter Verwendung von vorgegebenen, in der Elektronik 20 oder
in dortigen Speichern festgelegten Ansteuermustern.
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Weiterhin
besteht die Möglichkeit,
anstelle des Sensors 21 oder zusätzlich zu diesem eine Einstelleinrichtung
vorzusehen, mit der manuell die Dämpfungswirkung oder Steifigkeit
der Dämpfungselemente 17 eingestellt
werden kann.
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Die
Unterbringung der Elektronik 20, der eventuell benötigten Spannungsversorgung
in Form wenigstens einer Batterie, vorzugsweise einer wiederaufladbaren
Batterie, der Einstelleinrichtung 22 sowie evtl. auch einer
Anzeige 23, die über
den jeweiligen Zustand des Systems informiert, sind beispielsweise
im Schlägergriff 7 untergebracht.
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Vorstehend
wurde davon ausgegangen, daß die
Beeinflussung der Viskosität
der Dämpfungsflüssigkeit
durch ein elektrisches Feld erfolgt. Grundsätzlich besteht auch die Möglichkeit,
anstelle eines elektrischen Feldes ein magnetisches Feld der Dämpfungsflüssigkeit
zu verwenden. In diesem Fall ist dann beispielsweise an den Schlauchabschnitten 18' anstelle der
Elektroden 19 jeweils wenigstens eine den jeweiligen Abschnitt 18' umschließende Magnetspule
vorgesehen, die von der Steuereinrichtung 20 angesteuert
wird.
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Vorstehend
wurde weiterhin davon ausgegangen, daß die Dämpfungselemente 17 Schläuche sind.
Generell besteht auch die Möglichkeit,
hier einzelne, jeweils geschlossene, beispielsweise kissenartige
Elemente vorzusehen, die mit einer in der Viskosität durch
ein elektrisches oder magnetisches Feld steuerbare Dämpfungsflüssigkeit
gefüllt
sind.
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Abweichend
von der beschriebenen Konstruktion besteht auch die Möglichkeit,
im Schläger- oder
Schlägerkopfrahmen
Kammern oder geschlossene Räume
mit der in ihrer Viskosität
veränderbaren Flüssigkeit
auszubilden, und zwar derart, daß jede Deformation des Schläger- oder
Schlägerkopfrahmens
zu einer Strömung
dieser Flüssigkeit
führt. Durch
Veränderung
der Viskosität
der Flüssigkeit kann
deren Strömung
gesteuert gefördert
oder behindert werden, womit dann eine Steuerung der Verformbarkeit
des Schlägerkopfrahmens
oder des Schlägerrahmens
insgesamt möglich
ist.
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Die
Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben.
Es versteht sich, daß zahlreiche
weitere Änderungen
und Abwandlungen möglich
sind, ohne daß dadurch
der der Erfindung zugrundeliegende Erfindungsgedanke verlassen wird.
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- 1
- Tennisschläger
- 2
- Spannrahmen
- 2'
- Spannrahmenprofil
- 3
- Bespannung
- 4
- Saite
- 4'
- Saitenlänge
- 5
- Herzstück
- 5'
- Arm
- 6
- Griffschaft
- 7
- Schlägergriff
- 8
- Tragprofil
- 9
- Profilabschnitt
- 10,
11
- Vertiefung
- 12
- Öse
- 13,
14
- Bohrung
- 15
- Bohrung
- 16
- Vertiefung
- 17
- Dämpfungselement
- 18
- Schlauch
- 18', 18''
- Schlauchabschnitt
- 19
- Elektrode
- 20
- Steuerelektronik
- 21
- Drucksensor
- 22
- Einstellvorrichtung
- 23
- Anzeige