DE9413688U1 - Saitenbespannter Schläger - Google Patents

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R94401III4213

24.08.1994

Anmelder

Harry Radel Uhrbrook 27 b 21502 Geesthacht

Titel:

Saitenbespannter Schläger

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen saitenbespannten Schläger, umfassend einen Rahmen, welcher eine durch im Rahmen gespannte Saiten gebildete Schlagfläche begrenzt, einen Griff sowie ein den Griff mit dem Rahmen verbindenden Verbindungsstück, wobei in dem Bereich des Schlägers, in welchem der Schläger beim Schlagen eine starke Auslenkung erfährt, eine elastisch gelagerte Zusatzmasse angeordnet ist.

Ein solcher Schläger ist beispielsweise in Form eines Tennisschlägers aus der DE-B2-25 64 028 bekannt.

Schläger der bekannten Art weisen innerhalb der Schlagfläche einen durch die Rahmengeometrie und die Saitenspannung bestimmten Bereich, den sogenannten "Sweet Spot" auf. Trifft der Ball beim Schlagen innerhalb dieses Bereiches auf, kann er kontrolliert und sicher gespielt werden, wobei die Auslenkungen des durch Arm, Hand und Schläger gebildeten Schwingungssystems und damit die Belastung von Hand und Arm des Spielers vergleichsweise gering sind.

Anders liegen die Verhältnisse dagegen, wenn der Ball außerhalb des "Sweet Spots" auf die Schlagfläche trifft. Weicht der Aufprallpunkt in der Schlägerlängsachse vom "Sweet Spot" ab, werden starke Biegeschwingungen im Arm-Hand-Schläger-System angeregt, welche das Ballgefühl und die Ballkontrolle verschlechtern und den Spieler stärker belasten. Weicht der Aufprallpunkt seitlich, d.h. quer zur Schlägerlängsachse ab, entstehen Torsionsschwingungen, die mit entsprechenden negativen Auswirkungen verknüpft sind.

Um diese sich negativ auswirkenden Schwingungen des Schlägers zu verringern bzw. zu vermeiden, sind bereits vielfältig ausgestaltete Dämpfungssysteme entwickelt worden.

So ist aus der DE-A- 27 21 715 eine Dämpfungsanordnung für Tennisschläger bekannt, die in dem hohlen Rahmen des Schlägers untergebracht ist und im wesentlichen aus einer Schnur oder einem Draht besteht, die bzw. der in dem hohlen Schlägerrahmen in eine elastische Umhüllung eingebettet ist.

Weiterhin aus den Druckschriften US-A- 49 48 131, GB 22 25 539 A, EP 171 033 A3 und der EP 32 506 Bl zylinderische Dämpfungselemente bekannt, die senkrecht zur Schlägerfläche in den Rahmen eingebracht sind und die zum Teil auch elastisch gelagert sind, bekannt.

Zylinderische Dämpfungselemente, die in anderen Raumrichtungen im oder am Rahmen gelagert sind, sind aus der EP 32 506 Al und der GB 22 25 537 A ebenfalls bekannt.

Vereinzelt finden sich auch andersartige Lösungsvorschläge, wie in der DE-A- 23 38 534, wo Dämpfungselemente offenbart sind, die aus einer an einem elastischen Stift befestigten Masse, die am oder im Griff vorgesehen ist, bzw. aus einem elastischen Strang, der u-förmig gebogen ist und unter anderem im Dreieck zwischen Schläger und Griff derart angeordnet ist, daß die Schenkel des U am Rahmen befestigt sind, während der gebogene Teil frei schwingen kann, bestehen.

Zum Stand der Technik zählen gemäß EP 275 805 Bl auch Tennisschläger, wo zwischen Griff und Schlagfläche mit einer elastischen Masse beschichtete Platten am Rahmen zur Dämpfung von Schwingungen angebracht sind.

Diese Dämpfungsvorrichtungen erweisen sich jedoch aus mehreren Gründen als unvorteilhaft.

Die bekannten Dämpfungssysteme kompensieren Biegeschwingungen nur ungenügend, da die Dämpfungsmassen aufgrund ihrer Anordnung im Raum in Relation zum Schläger entsprechende Kompensationsschwingungen nur ungenügend ausführen können.

Ebenso belasten die Dämpfungsvorrichtungen durch ihr zusätzliches Gewicht die Schlaghand, was sich bei längerem Spiel deutlich bemerkbar macht, ohne daß das zusätzliche Gewicht für den Schlag gewinnbringend eingesetzt werden kann.

Außerdem sind für nahezu alle Dämpfungssystem konstruktive Maßnahmen am Rahmen des Schlägers notwendig, die zum Teil sehr aufwendig sind, so daß erst entsprechende Rahmenkonstruktionen entwickelt werden müssen, was die Herstellungskosten unnötig in die Höhe treibt und zu dem eine Nachrüstung bereits fabrizierter Schläger weitgehend ausschließt.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Schläger der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem diese unerwünschten Einflüsse mit geringem Aufwand entweder weitgehend, beseitigt oder zumindest stark verringert sind, wobei die Schlageigenschaften gleichzeitig verbessert sind.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Der Kerngedanke besteht darin, daß an wenigstens einer ausgezeichneten Stelle des Schlägers eine gedämpft federnd gelagerte Zusatzmasse angeordnet ist, wobei die Zusatzmasse stabförmig ausgebildet ist und mit ihrer Stabachse rechtwinklig zur Griffachse am Rahmen befestigt ist.

Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform des Schlägers nach der Erfindung ist die Zusatzmasse in einem Bereich des Schlägers angeordnet, in welchem der Schläger beim Schlagen eine starke Auslenkung erfährt, insbesondere im Bereich des

Verbindungsstückes zwischen Rahmen und Griff. In diesem Bereich ist ausreichend Platz, um die Zusatzmasse problemlos unterzubringen, ohne daß die Form des Schlägers verändert werden muß.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsform des Schlägers zeichnet sich dadurch aus, daß die Zusatzmasse in ein elastisches Dämpfungsmaterial eingebettet ist, und daß als Dämpfungsmaterial ein Schaumstoff oder Schaumgummi verwendet wird. Zusatzmasse und Dämpfungsmaterial sind in eine Tilgerkammer mit festen Wandungen eingebettet, um eine stabile und an den Schläger montierbare Einheit zu erhalten. Hierdurch wird eine besonders einfache und funktionssichere gedämpft federnde Lagerung der Zusatzmasse verwirklicht.

Durch die spezielle Ausbildung und Anordnung der Zusatzmasse werden Biege- und insbesondere Trosionsschwingungen gedämpft. Weiterhin wird durch die elastische Lagerung der Zusatzmasse, die ein Verschieben der Masse in Richtung Schlägerfläche bei Ausführung des Schlages erlaubt, die Schlagkraft deutlich durch das Zusatzgewicht erhöht.

Bei auftretenden Biegeschwingungen des Rahmens wird durch die Trägheit der Zusatzmasse eine Kraft zwischen Masse und Rahmen erzeugt, die im ersten Schwingungsdurchgang zur Beschleunigung des Balles beiträgt und den Schaumgummi komprimiert. Da die Dekompressionszeit des Schaumgummis größer als ein Schwingungsdurchgang des Rahmens ist, bleibt der Schaumgummi in einem teilweise komprimierten Zustand, wenn ein Nachschwingen des Rahmens bei Treffern außerhalb des Sweet Spots erfolgt. Durch die in Beschleunigungsrichtung sich ausbildenden Hohlräume zwischen dem komprimierten Schaumgummi und der Tilgerkammer, die die Zusatzmasse und

Schaumgummi beinhaltet, findet beim Nachschwingen des Schlägerrahmens ein nahezu ungedämpfter Impulsaustausch zwischen dem Rahmen und der sich im Auftreffmoment gegenläufig bewegenden Zusatzmasse statt. Bei Ballkontakt im oberen Bereich der Schlagfläche findet nach dem für das Ballgefühl notwendige erste Durchschwingen des Schlägerrahmens eine Unterdrückung der Nachschwingungen statt. Hierdurch wird es möglich einen "weichen" Rahmen, der für das Ballgefühl positiv ist, zu verwenden, ohne die bekannten Nachteile durch Vibrationen in Kauf nehmen zu müssen.

Vorteilhafterweise wird durch die Schwingungsunterdrückung der nutzbare Bereich der Schlagfläche erheblich vergrößert.

Der erfindungsgemäße Schläger zeichnet sich durch eine, bedingt durch die Schlagsituation, selbst adaptierende Wirkungsweise aus, d.h., bei Treffern im Sweet Spot wird lediglich die in der Zusatzmasse gespeicherte Energie über den Rahmen an den Ball übertragen, Störschwingungen treten jedoch nicht auf. Findet jedoch eine Anregung außerhalb des Sweet Spots statt, vergrößert sich, abhängig von der Schlagintensität, der Hohlraum in der Tilgerkammer, wodurch die Zusatzmasse einen größeren Weg zurücklegen kann und damit mit einer größeren Differenzgeschwindigkeit gegen die Rahmenbewegung arbeitet. Außerdem wird erreicht, daß der Hohlraum sich der Rahmenauslenkung anpaßt, wodurch der Impulsaustausch immer im Bereich des Umkehrpunkts der Rahmenschwingung stattfindet.

Bewährt hat sich dabei eine Zusatzmasse von ca. 10g, wobei je nach verwendeten Schlägertyp Abweichungen notwendig sein können.

Besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von Schaumstoff oder Schaumgummi mit einem Rückstellverhalten größer ms erwiesen.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 in der Gesamtansicht den Aufbau eines üblichen Schlägers,

Fig. 2 in Detailansicht ein Ausführungsbeispiel für einen Schläger nach der Erfindung mit einer
Zusatzmasse im Verbindungsstück zwischen Rahmen und Griff in Draufsicht (a), in Seitenansicht (b) und im Schnitt quer zur Schlägerachse (c) ,

Fig. 3a-e in einer geschnittenen Seitenansicht die Tilgerkammer in verschiedenen Schwingungszuständen,

Fig. 4a ein Diagramm, das die Schwingungsamplitude in g (Erdbeschleunigung) in Abhängigkeit von der Zeit in ms des Schläger-Arm-Systems ohne
Dämpfer darstellt,

Fig. 4b ein Diagramm, das die Schwingungsamplitude in g (Erdbeschleunigung) in Abhängigkeit von der Zeit in ms des Schläger-Arm-Systems mit Dämpfer darstellt,

Fig. 5a ein Schwingungsspektrum in der die Amplitude in g (Erdbeschleunigung) in Abhängigkeit von der Frequenz des Schläger-Arm-Systems ohne Dämpfer dargestellt ist und

Fig. 5b ein Schwingungsspektrum in der die Amplitude in g (Erdbeschleunigung) in Abhängigkeit von der Frequenz in Hz des Schläger-Arm-Systems mit Dämpfer dargestellt ist.

Der prinzipielle Aufbau eines Schlägers 100, von dem die Erfindung ausgeht, ist in Fig. 1 in einer Gesamtansicht dargestellt. Der Schläger 100 umfaßt einen runden, ovalen oder ähnlich geformten Rahmen 10. Durch entsprechende Löcher im Rahmen 10 sind (nicht dargestellte) Saiten gezogen und gespannt, die sich in der vom Rahmen berandeten Schlagfläche 11 netzartig kreuzen. Der Schläger umfaßt weiterhin einen länglichen Griff 14, der mit dem Rahmen 10 über ein Verbindungsstück 13 fest verbunden ist. Rahmen 10, Griff 14 und Verbindungsstück 13 können aus Holz, Metall ode einem faserverstärkten Kunststoff bestehen.

In der Mitte der Schlagfläche 11 liegt - abhängig von der Rahmengeometrie und der Saitenverspannung - der sogenannte "Sweet Spot" 12 (in Fig. 1 punktiert angedeutet). Trifft der Ball in diesem Bereich auf die Schlagfläche bzw. wird der Ball beim Schlagen von diesem Bereich der Schlagfläche getroffen, verhält sich der Schläger weitgehend "neutral", d.h. die Schwingungsneigung des aus Arm, Hand und Schläger gebildeten Schwingungssystems ist gering. Der Ball kann beim Schlagen gut kontrolliert werden, der Spieler hat das notwendige "Ballgefühl", und die körperliche Belastung des Spielers ist normal.

Trifft der Ball dagegen außerhalb des "Sweet Spots" 12 auf die Schlagfläche 11, werden je nach Auftreffort Biege- und/ oder Torsionsschwingungen angeregt, welche das Ballgefühl beeinträchtigen, die Ballkontrolle erschweren und den

Spieler zusätzlich körperlich belasten. Um diese Nachteile zu verringern oder zu beseitigen, schlägt die Erfindung vor, am Schläger eine Zusatzmasse gedämpft federnd anzubringen, welche die Schwingungsneigung herabsetzt. Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Zusatzmasse an verschiedenen Stellen des Schlägers angebracht werden. So ist es beispielsweise denkbar, die Zusatzmasse an der dem Griff 14 gegenüberliegenden Spitze des Schlägers 100 anzuordnen. Bevorzugt wird jedoch eine Platzierung, wie sie sich aus der Fig. 2 ergibt.

Aus der Fig. 2 wiedergegebenen Detailansicht des Verbindungsstücks 13 ist zu erkennen, daß zwischen den sich gabelnden Streben 15a, b eine Zusatzmasse 16 vorgesehen ist. Die Zusatzmasse 16 ist in ein elatisches Dämpfungsmaterial

17 eingebettet, um die erwünschte und erfindungsgemäße gedämpft federnde Lagerung zu erzielen. Zusatzmasse 16 und das Dämpfungsmaterial 17 sind wiederum in eine Tilgerkammer

18 eingebettet, die über nicht dargestellte Befestigungsmittel am Verbindungsstück 13 festgelegt ist. Im Dämpfungsmaterial 17 kann sich die Zusatzmasse 16 bei schnellen Auslenkungen des Schlägers relativ zum Schläger bewegen, und zwar sowohl in einer linearen als auch in einer Drehbewegung. Wegen der Dämpfungseigenschaften des Dämpfungsmaterials 17 wird diese Realtivbewegung jedoch sofort gedämpft. Damit ergibt sich insgesamt eine Bedämpfung des Schwingungssystems Arm-Hand-Schläger, die zu einer verbesserten Ballkontrolle und einer Verringerung der körperlichen Belastung führt.

Wie aus der Draufsicht der Fig. 2(a) deutlich zu erkennen ist, ist die Zusatzmasse 16 vorzugsweise stabförmig ausgebildet. Sie ist in dem Dämpfungsmaterial 17 mit ihrer

Stabachse quer zur Griffachse und in der durch die Schlagfläche 11 festgelegten Ebene liegend angeordnet. Durch die stabförmige Ausbildung der Zusatzmasse 16 und die Anordnung quer zur Schlagrichtung wirkt diesess System sowohl auf Biegeschwingungen, wie sie in Fig. 2(b) durch den Doppelpfeil angedeutet sind. Darüber hinaus hat die Zusatzmasse 16 den zusätzlichen Effekt, daß die Ballbeschleunigung beim Schlagen verbessert wird, weil die Zusatzmasse

16 im Moment des Schlages als Energiespeicher wirkt.

In den Fig. 3 a-e ist die Tilgerkammer 18 im Schnitt dargestellt, so daß die Lage der Zusatzmasse 16 in den einzelnen Phasen eines Schlages erkenntlich ist, wie auch die Verformung des Dämpfungsmaterials 17.

Fig. 3 a zeigt die Tilgerkammer 18 in Ruhestellung. In Fig. 3 b wird die Verschiebung der Zusatzmasse 16 in der Tilgerkammer 18 bis zum Schlag dargestellt. Nach erfolgtem Schlag schwingt die Zusatzmasse 16 (Fig. 3c) zurück, wobei das Dämpfungsmaterial 17 in teilweise komprimierten Zustand verbleibt, da die Dekompressionszeit des Dämpfungsmaterials

17 größer ist als ein Schwingungsdurchgang des Rahmens 10. Bei der entgegengesetzten Schwingung in Fig. 3 d findet ein nahezu ungedämpfter Impulsaustausch insbesondere durch die ausgebildeten Hohlräume 19 statt, so daß die Rahmenschwingungen gedämpft werden. In Fig. 3 e stellt sich wieder die Ruhestellung aus Fig. 3 a ein, wobei vorerst noch die Hohlräume 19 zurückbleiben.

Die Fig. 4 a und b zeigen jeweils in einem Diagramm die Schwingungskurve nach einem Schlag, wobei deutlich zu erkennen ist, daß die Verwendung der Tilgerkammer 18 (Fig.4b) der Kurve einen starken gedämpften Verlauf gibt. Bereits

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nach 20 ms sind die Schwingungen auf einen föderrierbares Maß zurückgegangen, während bei dem ungedämpften System bei 20ms noch Kraft auf den Schlägergriff einwirkt, die der entspricht, die beim gedämpften System beim Schlag selber auftritt.

Auch den Schwingungsspektren der Fig. 5 a und b ist zu entnehmen, daß beim gedämpften System (Fig. 5b) die Rahmenschwingungen, die um 125 Hz auftreten, deutlich reduziert sind.

Wie bereits eingangs erwähnt, kann die Zusatzmasse an verschiedenen Stellen am Schläger 100 angebracht werden. Besonders günstig ist die Anbringung jedohc generell dort, wo während des Schlages die schwingungsmäßige Auslenkung des Schlägers groß ist. Die Zusatzmasse 16 kann dabei aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Sie muß jedoch eine ausreichende Dichte aufweisen, damit auf kleinem Raum auch ausreichend Masse untergebracht werden kann. Bewährt hat sich eine Zusatzmasse mit einer Masse von ca. 10 g.

Insgesamt ergibt sich mit der Erfindung ein Sportschläger, de sich durch ein verbessertes Ballgefühl auszeichnet, eine verbesserte Ballkontrolle ermöglicht, und die Belastung von Hand und Arm des Spielers deutlich verringert.

12

Bezugszeichenliste

Rahmen	10
Schlagfläche	11
Sweet Spot	12
Verbindungsstück	13
Griff	14
Strebe	15 a
Zusatzmasse	16
Dämpfungsmaterial	17
T ilgerkammer	18
Hohlraum	19
Schläger	100

Claims (11)

Ansprüche

1. Saitenbespannter Schläger (100), insbesondere Tennisoder Squashschläger, umfassend einen Rahmen (10) welcher eine durch im Rahmen (10) gespannte Saiten gebildete Schlagfläche (11) begrenzt, einen Griff (14) sowie einen den Griff (14) mit dem Rahmen (10) verbindendes Verbindungsstück (13), wobei in dem Bereich des Schlägers (100), in welchem der Schläger (100) beim Schlagen eine starke Auslenkung erfährt, eine elastisch gelagerte Zusatzmasse (16) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet,

daß die Zusatzmasse (16) stabförmig ausgebildet ist, daß die Zusatzmasse (16) mit ihrer Stabachse rechtwinklig zur Griffachse und der durch die Schlagfläche (11) festgelegten Ebene liegend angeordnet ist.

2. Schläger nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Zusatzmasse (16) im Bereich des Verbindungsstückes (13) zwischen Rahmen (10) und Griff (14) angeordnet ist.

3. Schläger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Zusatzmasse (16) in einem elastischen dämpf ungsmaterial (17) eingebettet ist.

4. Schläger nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Zusatzmasse (16) und das Dämpfungsmaterial (17) in einer Tilgerkammer (18) eingebettet sind.

5. Schläger nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennz e ichnet, daß als Dämpfungsmaterial (17) ein Schaumstoff oder Schaumgummi verwendet wird.

6. Schläger nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekenn &zgr; e i chnet, daß das Dämpfungsmaterial (17) ein Rückstellverhalten größer 7 ms aufweist.

7. Schläger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzmasse (16) eine Masse von ca. 10 g aufweist.

8. Schläger nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsmaterial (17) bzw. die Tilgerkammer (18) formschlüssig mit dem Rahmen (10) verbunden ist.

9. Schläger nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennz eichnet, daß das Dämpfungsmaterial (17) kraftschlüssig mit der Zusatzmasse (16) verbunden ist.

10. Schläger nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennz e ichnet, daß die Tilgerkammer (18) aus einem unflexiblen Material besteht.

11. Schläger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzmasse (16) gegebenenfalls in Verbindung

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mit dem Dämpfungsmaterial (17) und der Tilgerkammer (18) als separates Bauteil an handelsüblichen Schlägern nachrüstbar ist.