AT389642B - Verfahren zur herstellung einer bespannungssaite fuer ballschlaeger, insbesondere fuer tennisschlaeger - Google Patents

Description

Nr. 389642

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Bespannungssaite für Ballschläger, insbesondere für Tennisschläger, bei dem auf einem kontinuierlich zugeführten Kern übereinander längs zumindest angenähert konzentrischen Flächen mehrere Wickellagen aus schraubenförmig gewickelten Kunststoffolienbändchen aufgebracht und die Wickellagen und der Kem untereinander verbunden werden.

Ein Verfahren der vorstehend genannten Art ist aus der US-PS 3,024,589 bekannt. Bei diesem Verfahren wird z. B. ein kontinuierlich zugeführter Nylonfaden als Kem mit einem flüssigen Bindemittel imprägniert, anschließend mit dünnen Nylonfäden in zwei übereinanderliegenden Wickellagen mit einander entgegengesetztem Wickelsinn schraubenförmig gewickelt und das überschüssige Bindemittel abgestreift. Der so gebildete Naßstrang durchläuft anschließend beheizte Röhren, wird dabei getrocknet und schließlich als fertige Bespannungssaite abgezogen und aufgewickelt. Gemäß anderen Verfahrensvarianten können auf dem Naßstrang noch weitere Wickellagenpaare aufgebracht werden, wobei der Strang aber vor jedem Aufbringen eines Wickellagenpaares jeweils von neuem mit dem flüssigen Bindemittel imprägniert werden muß. Anstatt der Nylonfäden können als Wickelmaterial auch extrudierte Bänder eingesetzt werden.

Die aus der genannten US-PS 3,024,589 bekannte Saite soll Eigenschaften haben, die den üblichen für Ballschlägerbespannungen verwendeten Darmsaiten angenähert sind. Bei der Erzeugung solcher Darmsaiten geht man von Schaf- oder Rinderdärmen aus, die in Bändchen geschnitten und einer Behandlung durch chemische Prozesse unterworfen werden. Zur Herstellung der Saite werden dann mehrere dieser Bändchen miteinander verdrillt. Diese Darmsaiten haben nun die Eigenschaft, daß die Abhängigkeit der Dehnung von der ausgeübten Zugkraft weitgehend linear ist, d. h. der Elastizitätsmodul des Saitenmaterials ist weitgehend konstant und daher auch unabhängig von der Vorspannung, mit welcher die Saite auf dem Schläger aufgebracht wurde.

In Fig. 1 ist in Kurve (A) für eine handelsübliche Darmsaite die Abhängigkeit der durch das Produkt aus dem Elastizitätsmodul (E) und der Saitenquerschnittsfläche (A) definierte Federkonstante (A.E) (in kN) in Abhängigkeit von der Saitenvorspannung (Fy) (in N) aufgetragen. Wie man sieht, ändert sich der Wert dieser Federkonstanten (A.E) mit der Saitenvorspannung nur sehr wenig. Daraus ergeben sich die guten Bespieleigenschaften von Tennisschlägern mit Darmsaitenbespannung.

Ein Nachteil von Darmsaitenbespannungen besteht einerseits in den bei ihrer Herstellung nicht zu vermeidenden Qualitätsunterschieden, welche durch die Qualitätsschwankungen des verwendeten Darmmaterials bedingt sind und andererseits in ihrer hohen Feuchtigkeitsaufnahme, die wegen der dadurch hervorgerufenen starken Längenänderung, z. B. bei hoher Luftfeuchtigkeit, die Bespielbarkeit von Schlägern mit Darmsaitenbespannung beeinträchtigt Außerdem ist die Darmsaitenherstellung relativ teuer.

Tennisschlägerbespannuiigen werden nun seit mehreren Jahren auch aus Kunststoffsaiten ausgeführt. Handelsübliche Kunststoffsaiten, die meist aus einem Kunststoffmonofilament bestehen, weisen nun Federkonstantencharakteristiken einer Art auf, wie sie z. B. in Fig. 1 durch Kurve (B) gegeben sind: Die Federkonstante (E.A.) ist in dem in Frage kommenden Bereich der Saitenvorspannung (Ey) von 200 bis 300 N größer als bei vergleichbaren Darmsaiten und steigt außerdem mit zunehmender Vorspannung (Ey) mit relativ großer Steigung im wesentlichen linear an. Daraus ergibt sich, daß die beim Auftreten des Balles auf den Schläger eintretenden Verformungen der Bespannung geringer sind als bei vergleichbaren Darmsaitenbespannungen und die für die Abbremsung einer bestimmten kinetischen Energie des Balles benötigten, vom Schläger aufzunehmenden Kraftspitzen dementsprechend höher liegen als bei Darmsaitenbespannungen.

Der Spieler empfindet daher einen Schläger mit Kunststoffsaitenbespannung als "hart", der im Verhältnis zu Schlägern mit Darmsaitenbespannungen umso härter wirkt, umso wuchtiger die Schläge ausgeführt werden müssen.

Eine im Handel erhältliche Saite aus Polyamid (Nylon) der Art, wie in der genannten US-PS 3,024,589 beschrieben, weist gegenüber einer aus einem Polyamidmonofilament bestehenden Bespannungssaite keine verbesserte Federkonstantencharakteristik auf und kommt, zumindest was diesen Aspekt betrifft, nicht an die Eigenschaften von Darmsaiten heran.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Bespannungssaiten für Ballschläger, insbesondere für Tennisschläger anzugeben, bei dem auf einem kontinuierlich zugeführten Kem übereinander längs zumindest angenähert konzentrischen Flächen mehrere Wickellagen aus schraubenförmig gewickelten Kunststoffolienbändchen aufgebracht und die Wickellagen und der Kem untereinander verbunden werden, das weniger aufwendig ist als das im Stand der Technik genannte bekannte Verfahren und das zu Bespannungssaiten führt, die eine ähnlich flache Federspannungscharakteristik aufweisen wie Darmsaiten und bei denen jedoch die den Darmsaiten inherenten Nachteile nicht auftieten.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird in dem eifindungsgemäßen Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß als Kunststoffolienbändchen in an sich bekannter Weise zumindest zum Teil solche aus monoaxial verstreckten Kunststoffen eingesetzt werden und daß die Wickellagen und der Kem auf erhöhte Temperatur erwärmt werden, wobei sie untereinander Schweißverbindungen eingehen. Dabei wird das Erwärmen so geführt, daß durch diese Temperaturbehandlung sich die in der Saite flächig aneinanderliegenden Folienbändchen zwar miteinander gut verschweißen, ihre durch die Kaltverstreckung im Folienmaterial bestehende Anisotropie aber nicht entscheidend gestört wird.

Nun ist zwar der Einsatz von monoaxial verstreckten thermoplastischen Kunststoffolienbändchen für die -2-

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Herstellung von Tennissaiten bereits aus der AT-PS 359 882 bekannt, doch werden hier diese Folienbändchen für die Saitenherstellung verdrillt und die Verdrillung durch Verklebung stabilisiert. Eine Anordnung der Folienbändchen in konzentrischen Wickellagen bzw. ein miteinander Verschweißen wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren findet gemäß dieser AT-PS 359 882 aber nicht statt.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Kem ein verdrilltes Kunststoffolienbändchen eingesetzt.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoffolienbändchen solche aus einem Äthylen-Propylen-Copolymer eingesetzt werden.

Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand der Figuren 2 und 3 näher erläutert.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Einrichtung zur Herstellung der Bespannungssaite. Diese Einrichtung umfaßt vier im wesentlichen identisch ausgeführte Wickelvorrichtungen (1) bis (4), eine beheizte Hauptdüse (5) und drei jeweils zwischen zwei benachbarten Wickelvorrichtungen angeordnete Vorwärmdüsen (6) bis (8). Die fertige Bespannungssaite wird mittels einer in der Figur nicht dargestellten Abzugvorrichtung in Richtung (9) abgezogen und danach aufgewickelt.

In Fig. 3 ist die Wickelvorrichtung (3) mit nachgeschalteter Vorwärmdüse in vergrößertem Maßstab mit mehr Details dargestellt. Jede der Wickelvorrichtungen umfaßt ein Drehkreuz (10) (Fig. 3) mit vier verschwenkbar gelagerten und mit Abzugsbremsen (11) sowie mit verstellbarer Führungsösen (12) versehenen Spulen (13) für die eingesetzten Kunststoffolienbändchen (14). Jedes Drehkreuz (10) ist mit einem gesonderten Antrieb mit kontinuierlich einstellbarer Drehzahl ausgerüstet.

Bei der durch das nachfolgend beschriebene Wickelverfahren hergestellten Bespannungssaite worden in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel 3 mm breite Bändchen aus einer mit einem Verstreckungsgrad von 1: 6,5 in Bändchenlängserstreckung kalt verstreckten 0,04 mm dicken Folie aus einem Äthylen-Propylen-Copolymer eingesetzt. Diese Bändchen (14) werden auf die Spulen (13) aufgewickelt und bei Produktionsbeginn von jeder Spule zunächst durch alle in Abzugsrichtung (9) liegende Düsen geführt und zunächst gemeinsam als Bündel von der Abzugsvorrichtung mit definierter konstanter Geschwindigkeit in Abzugsrichtung (9) abgezogen. Danach werden die Antriebe der Drehkreuze (10) und die Heizungen der Düsen (5) bis (8) eingeschaltet. Für das vorliegende Produktionsbeispiel werden - jeweils entgegengesetzt zur Abzugsrichtung (9) gesehen - die Drehkreuze der Wickelvorrichtungen (1) und (3) im Uhrzeigersinn und die der Wickelvorrichtungen (2) und (4) entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben. Dabei wird in jeder der Wickelvorrichtungen (2) bis (4) auf den ihr zugeführten Vorstrang (15), (16) bzw. (17), der in der zugehörigen vorgeschalteten Vorheizdüse an seiner Oberfläche geglättet und aufgeheizt wurde, eine Wickellage aus vier einander überlappenden Folienbändchen (14) aufgebracht und in der jeweils nachgeschalteten Düse (7), (8) bzw. (5) auf den Vorstrang noch zusätzlich aufgepreßt und mit diesem leicht verschweißt. In der ersten Wickelvorrichtung (1), der kein Vorstrang zugeführt wird, bildet eines der Folienbändchen (14) einen verdrillten Kem, auf den die übrigen drei Bändchen als Wickellage aufgebracht werden.

Fig. 4 zeigt schematisch den Wickelvorlauf jeweüs eines Folienbändchens der Wickellagen, welche die beiden äußersten Schichten (18) und (19) der Bespannungssaite einnehmen, und die - in einander entgegengesetztem Wickelsinn gewickelt - ein Wickellagenpaar im Sinne der Erfindung bilden.

Die Steigung der Wicklung jeder Wickellage wird durch die vor der Hauptdüse (5) gemessenen Abzugsgeschwindigkeit, die Drehzahl des Drehkreuzes (10) und den Durchmesser des Vorstranges bestimmt. Der Winkel (Alpha) (Fig. 3), mit dem das Folienbändchen (14) auf die Wickelstelle (20) zuläuft, stellt sich jeweils auf einen konstanten Wert ein; der Ort der Wickelstelle wird durch entsprechendes Einstellen der Lage der Führungsöse (12) festgelegt.

In der Hauptdüse (5) wird der von der Wickelvorrichtung (4) ablaufende Strang (21) erhitzt und als Ganzes verstreckt. Das Erhitzen wird dabei so geführt, daß sich die in der Saite flächig aneinanderliegenden Folienbändchen zwar miteinander gut verschweißen, ihre durch die Kaltverstreckung im Folienmaterial bestehende Anisotropie aber nicht entscheidend gestört wird.

Die von der Hauptdüse (5) abgezogene fertige Bespannungssaite (10') weist eine Federkonstantencharakteristik gemäß der in Fig. 1 dargestellten Kurve (C) auf. Wie man sieht, sind hier die Werte der Federkonstanten (EA) wesentlich niedriger und steigen mit zunehmender Vorspannung (Ev) wesentlich weniger stark an als bei vergleichbaren bekannten Kunststoffsaiten (Kurve (B)).

Gemäß einem zweiten Produktionsbeispiel wird die Wicklungssteigung der Folienbändchen so eingestellt, daß sie in radialer Richtung von innen nach außen von Wickellage zu Wickellage abnimmt. Die so erzeugte Bespannungssaite weist nun eine Federkonstantencharakteristik gemäß Kurve (D) (Fig. 1) auf, bei der die Werte der Federkonstante (E.A), die zwar etwas über denen vergleichbarer Darmsaiten (Kurve (A)) liegen, mit zunehmender Vorspannung (Ey) aber nur mehr geringfügig ansteigen. Die Eigenschaften dieser Bespannungssaite ist denen von vergleichbaren Darmsaiten weitgehend angenähert.

Bei einer weiteren vorteilhaften Variante der erfindungsgemäßen Bespannungssaite enthält diese einen Kunststoffaden als Kem, der bei der Saitenherstellung an der Stelle (22) der Wickeleinrichtung (1) zugeführt wird. -3-

Claims (3)

1. Nr. 389642 PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zum Herstellen einer Bespannungssaite für Ballschläger, insbesondere für Tennisschläger, bei dem auf einem kontinuierlich zugeführten Kem übereinander längs zumindest angenähert konzentrischen Flächen mehrere Wickellagen aus schraubenförmig gewickelten Kunststoffolienbändchen aufgebracht und die Wickellagen und der Kem untereinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoffolienbändchen in an sich bekannter Weise zumindest zum Teil solche aus monoaxial verstreckten thermoplastischen Kunststoffen eingesetzt werden und daß die Wickellagen und der Kem auf erhöhte Temperatur erwärmt werden, wobei sie untereinander Schweißverbindungen eingehen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Kem ein verdrilltes Kunststoffolienbändchen eingesetzt wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoffolienbändchen solche aus einem Äthylen-Propylen-Copolymer eingesetzt werden. Hiezu 2 Blatt Zeichnungen -4-