CH629104A5

CH629104A5 - Einrichtung zur tilgung von schwingungen bei ballschlaegern.

Info

Publication number: CH629104A5
Application number: CH194378A
Authority: CH
Inventors: Adolf Dipl Ing Staufer
Original assignee: Fischer Gmbh
Priority date: 1977-03-31
Filing date: 1978-02-22
Publication date: 1982-04-15
Also published as: IT7867475A0; FR2385417B1; AT352590B; DE2806061C2; US4180265A; GB1601312A; JPS53123233A; DE2806061A1; BE865467A; CA1106867A; NL7803453A; NL178132B; ATA226377A; FR2385417A1; IT1107828B; NL178132C

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Tilgung von Schwingungen bei Ballschlägern, welche aus einer mit einer Bespannung aus überkreuzten Längs- und Quersaiten versehenen Schlagfläche, einem diese einschliessenden Rahmen und einem Handgriff bestehen.

Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Tennisschläger, bei welchen in besonders vorteilhafter Weise die durch den Schlag angeregten hochfrequenten Vibrationen gedämpft werden sollen.

Es ist bekannt, dass durch den Schlag auf den Ball im Ballschläger Vibrationen angeregt werden, die der Spieler mit der Hand spürt und als Schallschwingung teilweise auch hört. Da man den Vibrationen schädigende Wirkung auf das Hand-Arm-System zuschreibt, wird ihrer Dämpfung im Tennisschlägerbau grosse Aufmerksamkeit geschenkt. Fast ausschliesslich ist dabei der Ballschläger das Objekt der dämpfenden Massnahme, da er als Übertrager der Vibrationen in unmittelbarem Kontakt mit der Hand steht. Grosse Bedeutung wird dabei dem Konstruktionswerkstoff des

Schlägers beigemessen, man schreibt etwa dem Holz vielfach bessere Dämpfungseigenschaften zu als Metall oder Glasfaserkunststoffen. In der einschlägigen Literatur wird neuerdings massiv auf die angeblichen Verbesserungen des Dämpfungsverhaltens durch die Verwendung neuartiger Faserwerkstoffe, die Kohlenstoff- oder Borfasern hingewiesen. Auch die Steifigkeitsverteilung des Schlägers wird als Möglichkeit zur Beeinflussung des Vibrationsverhaltens häufig genannt. Weiter sind Vorschläge bekannt, die Vibrationen durch Ein- bzw. Anbau von schwingungsdämpfenden Elementen unmittelbar an den Schläger zu beeinflussen. Die Ausbildung des Griffes als Schwingungsdämpfer stellt in Fachkreisen eine ebenso bekannte Massnahme dar wie die Zwischenschaltung von Federelementen zwischen Bespannung und Schläger bzw. zwischen Schlägerkopf und Schaft.

Auch die Bespannung des Schlägers wird mit dem Vibrationsverhalten in Zusammenhang gebracht. Man schreibt allgemein im Tennis den Naturdarmsaiten geringere Neigung zum Prellen zu als Kunststoffsaiten. Die Materialauswahl wird aber durch die erforderliche, auf den Ball abgestimmte Membranflexibilität der Bespannung so stark eingeschränkt, dass man bisher praktisch keine Möglichkeit fand, durch Veränderung des Saitenwerkstoffes die Vibrationsprobleme zu bewältigen. Bekannt ist weiters, dass unterschiedliche Saitenvorspannung das Vibrationsverhalten innerhalb gewisser Grenzen beeinflusst. Niedrigere Vorspannungen sollen die Neigung zum Prellen reduzieren.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht in der Schaffung von Massnahmen, durch welche die Vibrationen, insbesondere im Bereich von über 300 Hz, wesentlich effektiver als mit den bekannten Mitteln bekämpft werden können. Diese Aufgabe kann dadurch wirksam gelöst werden, dass erfindungsgemäss zusätzlich zur mechanischen Kopplung von Längs- und Quersaiten durch die Saitenüberkreuzung und davon unabhängig mindestens zwei Saiten der Bespannung mit einem Kopplungsglied mechanisch miteinander gekoppelt sind.

Es wurde gefunden, dass Vibrationen in diesem Frequenzbereich, die sowohl in der Hand unangenehm spürbar als auch akustisch feststellbar sind, durch eine Resonanzschwingung der Bespannung verursacht werden, die sich entlang der Einspannung der Saiten auf den Rahmen überträgt. Obwohl aber die Resonanz sehr scharf und daher der Energieinhalt sehr klein ist, ist es überraschenderweise selbst bei Anbringung starker Dämpfungen am Rahmen kaum möglich, den subjektiven Eindruck der Vibration zu verkleinern. Dies erklärt sich daraus, dass die Saiten etwa entlang einer Knotenlinie eingespannt sind, in der gemäss der Theorie angesetzte Dämpfungen unwirksam sind. Auch die Hand des Spielers, die hervorragende Dämpfungswirkung besitzt, ist daher nicht in der Lage, die Resonanzschwingung der Saite am Schlägergriff in kürzerer Zeit als der zeitlichen Empfindungsschwelle, die etwa bei 0,1 sec liegt, abklingen zu lassen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der gegenständlichen Einrichtung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 das Bespannungsschema eines Ballschlägers mit verschiedenen Anbringungsmöglichkeiten des Schwingungsabsorbers und

Fig. 2 bis 4 Querschnitte verschiedener Ausführungsformen der Kopplungsgheder.

Der in Fig. 1 dargestellte Schläger 1 weist eine von einem Rahmen 3 gehaltene Besaitung 2 und einen als Griff dienenden Schaft 4 auf. Die Besaitung 2 besteht aus den sogenannten Längs- oder Hautpsaiten 2A, in die nach Art der Schussfäden bei Geweben die sogenannten Quersaiten 2B eingeflochten sind. Durch die Vorspannung der Haupt- und Quersaiten und die Reibung an den Kreuzungspunkten 5 entsteht funktionell eine ebene Membran, die bei einer von

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der Saitenvorspannung abhängigen charakteristischen Eigenfrequenz in Schwingungsformen mit am Rand liegender Knotenlinie schwingen kann.

Derartige Vibrationen sind aber sehr effektiv zu tilgen,

wenn in erfindungsgemässer Weise durch ein geeignetes 5 Kopplungsglied zwei oder mehrere Einzelsaiten der Bespannung ausserhalb der Kreuzungspunkte mechanisch miteinander gekoppelt werden. Die Koppelung kann durch Feder-und bzw. oder Masseelemente erfolgen. Vorzugsweise können die Koppelungsglieder aus einem elastomerem Material 10 mit viskoelastischer Eigendämpfung, beispielsweise natürlichem oder synthetischem Gummi, bestehen. Die Schwingungstilgung der Membran erfolgt dabei einerseits durch die gegenseitige Verstimmung der elastomer gekoppelten Saiten und anderseits durch die viskoelastische Dämpfung im 15 Kopplungsglied.

Eine Ausführung des Schwingungsabsorbers besteht darin, dass die beiden mittigen Hauptsaiten am herzseitigen Ende der Schlagfläche im nicht durch Quersaiten verkoppelten Bereich mit einem elastomeren viskoelastischen Kopp- 20 lungsglied 6 verbunden sind. Dieses Kopplungsglied 6 ist so beschaffen, dass es mit jeder der zu koppelnden Saiten kraftschlüssig verbunden ist.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Querschnitt eines solchen Kopplungsgliedes sind zwei Längssaiten 2A beim Bespannen 25 des Schlägers durch im Abstand d angeordnete Bohrungen 7 des elastomeren viskoelastischen Kopplungsgliedes gesteckt worden.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt, bei dem das Kopplungsglied 6 einen Schlitz 8 der Länge d aufweist, mit dem es beim 30 Bespannen auf die gewünschten benachbarten Saiten 2A aufgesteckt wird.

Fig. 4 zeigt den Querschnitt eines Kopplungsgliedes 6, das nachträglich auf einen schon bespannten Schläger aufgesteckt werden kann. Der Abstand d ist so zu wählen, dass die 3s zu koppelnden Saiten infolge der Elastizität des Kopplungsgliedes leicht gegeneinander verspannt werden, d.h. er muss entweder etwas grösser oder vorzugsweise kleiner sein als der Saitenabstand.

Es können aber auch andere Kopplungsglieder verwen- 40 det werden, deren Federkonstante bzw. Kopplungsfunktion eine Verstimmung der gekoppelten Saiten bewirkt, und die zum Aufstecken oder Aufklemmen auf die Bespannungssaiten ausgebildet sind. Auch die Kopplung von mehr als

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zwei Saiten mit einem einzigen Kopplungsglied 6 zeigt die beabsichtigte Schwingungstilgung. Die Länge des Kopplungsgliedes 6 kann je nach Querschnitt und Schubmodul beliebig gewählt werden, liegt aber vorzugsweise zwischen 2 und 20 mm.

Obschon sich für die Tilgung die mittigen Hauptsaiten am besten eignen, kann ein äquivalenter Effekt auch durch Kopplung beliebiger anderer Längs- und Quersaiten erreicht werden. So können beispielsweise zwei Quersaiten oder mindestens eine Längs- und eine Quersaite miteinander gekoppelt werden. Es ist durch entsprechendes Positionieren lediglich zu berücksichtigen, dass man in der Nähe eines Schwingungsbauches einer der gekoppelten Saiten liegt. Bei Anschlagen der Saiten kann dies akustisch und auch durch Tasten mit der Hand leicht festgestellt werden.

Ein besonders starker Dämpfungseffekt ergibt sich, wenn nicht nur eines, sondern zwei oder mehrere Saitenpaare mit je einem Kopplungsglied miteinander verbunden sind. Eine beispielsweise Ausführung stellen die paarweisen Kopplungsglieder 6A dar, die in Fig. 1 gestrichelt gezeichnet sind. Auch das Anbringen mehrerer unabhängiger Kopplungsglieder am gleichen Saitenpaar verstärkt die Tilgungswirkung. Ausser den beispielsweise beschriebenen Ausführungsformen mit Kopplungsglieder aus elastomerem Material mit viskoelastischer Eigendämpfung können auch Federelemente aus sonstigem synthetischen oder natürlichen Werkstoffen mit geeigneten Kopplungsfaktoren verwendet werden, wie Schraubenfedern, Spiralfedern oder einschlägige Elemente.

Bei allen Ausführungsformen kann durch Längsverschieben des elastomeren viskoelastischen Kopplungsgliedes entlang der gekoppelten Saiten der Dämpfungseffekt variiert werden.

Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung andere Formen von Kopplungsgliedern gewählt werden, welche beliebige Anzahlen von Längs- und bzw. oder Quersaiten der Bespannungen an beliebigen Stellen koppeln. So können die Kopplungsglieder auch im Mittelteil oder an anderen Stellen der Saitenbespannung vorgesehen sein. Zur sicheren Befestigung können die Bespannungssaiten um-schliessenden Teile des Kupplungsgliedes auch miteinander und mit den Bespannungssaiten verklebt werden. Schliesslich können auch Kopplungsglieder vorgesehen sein, die ein nichtmetallisches Verhalten zeigen und z.B. auf der Basis einer Flüssigkeits- oder Reibungsdämpfung wirken.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

629 104 PATENTANSPRÜCHE

1. Einrichtung zur Tilgung von Schwingungen bei Ballschlägern, welche aus einer mit einer Bespannung aus überkreuzten Längs- und Quersaiten versehenen Schlagfläche, einem diese einschliessenden Rahmen und einem Handgriff bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur mechanischen Kopplung von Längs- und Quersaiten (2A, 2B) durch die Saitenüberkreuzung und davon unabhängig mindestens zwei Saiten der Bespannung mit einem Kopplungsglied (6) mechanisch miteinander gekoppelt sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsglied (6) aus einem elastomeren Material mit visko-elastischer Eigendämpfung besteht.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsglied (6) Öffnungen (7, 8) zum Einführen der Saiten aufweist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Öffnungen (7) des Kopplungsgliedes (6) für die Bespannungen verschieden vom Abstand der zu koppelnden Saiten ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite des Schlitzes (8) des Kopplungsgliedes (6) für die Bespannungen kleiner als der Abstand der zu koppelnden Saiten ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsglied (6) aus einem metallischen Federelement besteht.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsglied (6) aus einem Federelement aus einem nichtelastischen elastomeren synthetischen Werkstoff besteht.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsglied (6) ein nichtelastisches Verhalten zeigt.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsglied (6) an der Bespannung angeklebt ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopplungsglied (6) aus einem bandförmigen Teil mit beidseitigen knopfartigen Ansätzen in der Mitte und laschenartigen, gelochten Fortsätzen besteht, die unter Umschlingung der zu koppelnden Saiten mit den Löchern in die knopfartigen Ansätze eingehängt sind.