CN101085403B - 用于制造运动球拍的方法及由此获得的运动球拍 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造运动球拍框架的至少一部分的方法，包括提供可模制管结构的步骤，所述管结构容纳第一可膨胀囊状物和第二可膨胀囊状物，第一和第二可膨胀囊状物位于可模制管结构的相对的第一和第二区域上。在中间区域处，管结构包括一或多个横向通道，其穿过所述可模制管结构。根据本发明的方法还包括将所述管结构插入模型内部的另一步骤，所述模型形成具有希望形状的型腔，从而将模型构件插入管结构的横向通道中，加压第一和第二囊状物，从型腔中取出以获得的固化的管结构，并且从横向通道中取出模型构件。

Description

用于制造运动球拍的方法及由此获得的运动球拍

技术领域

本发明涉及用于制造运动球拍的方法以及由所述方法获得的运动球拍，例如网球、壁球、羽毛球或短网拍墙球球拍。更具体地，本发明涉及用于制造包括球拍框架的运动球拍的改进方法，所述框架由单根管形成并在其中具有增大弦线端口孔。

背景技术

运动球拍具有包括交织弦线床(string bed)的头部，手柄，以及将所述头部连接至所述手柄的杆部。

在传统的球拍中，在球拍被模制形成之后，通过在框架中钻出小弦线孔而在所述框架内形成用于锚定弦线端部的孔。通常，每个弦线孔容纳单根弦线。塑料套管短柱延伸穿过弦线孔以使弦线免受钻孔锋利边缘的损害，所述套管短柱形成在沿框架外表面延伸的套管和减震带上。

共同拥有的PCT申请WO 2004/075996公开了一种运动球拍，其中沿球拍侧面、尖端和喉桥(throat bridge)的一些相邻的成对小弦线孔由具有两个向内面向弦线支承表面的增大弦线孔所取代，所述增大弦线孔以对应于两个邻近主弦线或横向弦线之间距离的距离隔开(在此称作“弦线端口孔”)。优选地，框架由碳纤维增强复合材料制成的双管形成(称作石墨框架)，其中弦线端口孔在球拍加压模制时被模制到球拍上。作为使用双管的结果，每根管形成增大弦线孔的一半，所述弦线孔可以具有圆形边缘并且不需要使用套管短柱或带。而且，在弦线孔之间的区域内，两根管的相邻壁熔合在一起以形成框架内部的加强壁。因此产生一种球拍，其具有提高的抗扭刚度和更轻的重量。该球拍在具有型腔的模型中制成，所述型腔具有框架的希望形状。该模型具有两个半部。容纳可膨胀囊状物的预浸渍管被放入每个模型半部中。多个模型插入构件以及多个销定位于两根预浸渍管之间并且关闭模型，所述模型插入构件的外表面为弦线端口孔的希望形状，所述销用于形成传统的弦线孔。囊状物随后膨胀，同时模型受热以使合成树脂固化。在从模型中取出球拍框架之后，将模型插入构件和销分别取出，从而留下弦线端口孔和传统的弦线孔。

尽管已经证明这种制造方法在制造具有弦线端口孔的高质量球拍框架方面是相当有效的，但是应当看到，生产成本也较高。这一事实必然伴有对最终消费者而言的更高购买成本和/或对供货商而言的更低边际收益。

可以利用单根框架管形成具有弦线端口孔的球拍。例如，球拍框架可以由单根预浸渍管模制而成，所述孔在模制之后钻出。但是，钻孔、尤其是钻例如弦线端口孔的大孔是一种在模制球拍框架上进行的后固化操作，其可以削弱已模制的框架，使框架纤维发生断裂。可选地，有可能通过分别模制两个框架半部，并随后例如通过粘合、焊接、熔合、或电熔融将所述两个半部连接在一起而制造框架。令人遗憾的是，已经证明这些解决方案在工业化大批量生产过程中是相当复杂的，并且必然伴有较高的生产成本。

发明内容

本发明的总目标是提供一种改进的制造球拍框架的方法，包括弦线端口孔的所述球拍框架的一或多个部分由单根框架管形成。

在该总目标范围内，本发明的特定目标是提供一种改进的制造球拍框架的方法，在所述球拍框架中形成弦线端口孔，而无需例如钻削的后固化操作，在球拍框架被模制形成之后，所述后固化操作可以削弱该球拍框架。

本发明的另一目标是提供一种改进的制造球拍框架的方法，该方法允许一起模制由不同材料制成的、尤其是弦线端口孔附近框架区域。

本发明的目标还在于提供一种改进的制造球拍框架的方法，该方法易于以较低成本实现。因此，本发明提供了一种制造运动球拍框架的至少一部分的方法，包括提供可模制管结构的步骤a)，所述管结构容纳第一可膨胀囊状物和第二可膨胀囊状物。第一和第二可膨胀囊状物位于可模制管结构的相对的第一和第二区域上。在中间区域处，所述管结构包括一或多个横向通道，其穿过所述可模制管结构。

根据本发明的方法还包括将所述管结构插入模型内的另一步骤b)，所述模型形成具有希望形状的型腔。模型构件被插入到所述管结构的横向通道中，使得模型构件的外表面面向相应横向通道的内表面。模型构件的位置和取向对应于弦线端口孔沿弦线床平面的位置和取向，所述弦线端口孔形成在所述框架部分上。

根据本发明的方法还包括步骤c)，该步骤为使第一和第二囊状物加压，以便管结构遵循模型的形状，以及加热模型，以便管结构固化。

根据本发明的方法包括另一步骤d)，该步骤为从型腔中取出固化的管结构，并且从横向通道中取出模型构件。

因此，固化的管结构形成要制造的运动球拍框架部分，并且横向通道的内表面界定了形成在所述框架部分上的弦线端口孔。

附图说明

根据本发明的方法的其他特征和优点将通过下文结合附图描述的优选实施例变得显而易见，其中：

图1是由根据本发明的方法制造的运动球拍框架的透视图；

图2是与根据本发明的方法的制造步骤相关的可模制管结构的透视图；

图3示意性显示了根据本发明的方法的所述第一步骤的优选实施例的制造细节；

图4示意性显示了根据本发明的方法的所述第一步骤的优选实施例的另一制造细节；

图5示意性显示了根据本发明的方法的所述第一步骤的优选实施例的另一制造细节；

图6示意性显示了根据本发明的方法的所述第一步骤的优选实施例的另一制造细节；

图7示意性显示了根据本发明的方法的所述第一步骤的优选实施例的另一制造细节；

图8示意性显示了根据本发明的方法的所述第一步骤的优选实施例的另一制造细节；以及

图9a和9b示意性显示了用于图8所示制造步骤中的管支撑元件的两个优选实施例；以及

图10示意性显示了根据本发明的方法的所述第一步骤的优选实施例的另一制造细节；以及

图11示意性显示了根据本发明的方法的另一制造步骤；以及

图12示意性显示了根据本发明的方法的另一制造步骤；以及

图13示意性显示了由根据本发明的方法得到的运动球拍框架的一部分的侧视图和两个剖视图。

具体实施方式

参照图1，显示了利用根据本发明的方法制造的网球拍框架1。框架1包括头部2、一对汇合杆4、以及柄部5，所述头部2包括喉桥3和尖端12。头部2包括多个传统的弦线孔6和多个连续的弦线端口孔7。手柄(未显示)安装在柄部5上，随后，手柄可以缠绕有握持部分。如WO 2004/075996(其内容在此引入作为参考)中更为详细描述的那样，位于头部2的相对两侧上的弦线端口孔7，以及位于尖端12和喉桥3中的相对的弦线端口孔相对于彼此偏移。这样，例如沿着侧面，抵靠一个弦线端口孔7a的下部支承表面9的弦线段8在穿过弦线床之后抵靠弦线孔7b的上部支承表面10，弦线段8缠绕头部2的外表面，并且在再次穿过弦线床之前，抵靠下一个相邻弦线端口孔7c的下部支承表面11。这种装弦线方式用于横向弦线8和交织主弦线(未显示)。交织主弦线和横向弦线形成大致铺设于弦线床平面上的弦线床，弦线端口孔7沿所述弦线床平面延伸。

在传统的膨胀模制加工中，预浸渍管放置于模型内，所述模型在闭合后具有成形为运动球拍框架的型腔，所述预浸渍管由未硫化的碳纤维增强环氧树脂片材形成并容纳可膨胀囊状物。在关闭模型后，囊状物膨胀，使得预浸渍管具有所述模型的形状，并且加热该模型以使环氧树脂固化。随后取出框架并钻出弦线孔。本发明涉及获得这类球拍框架的不同方法。

根据本发明的方法基本上也由膨胀模制加工组成。但是，该加工在可模制管结构20上进行，该可模制管结构20相对于传统预浸渍管而言更为复杂。如随后清楚看出的那样，管结构20可以由不同的可模制和/或不可模制材料制成。另外，管结构20如此构造，以便在其固化之前，基本上复制要形成的球拍框架1的部分100(图13)的整体结构，包括形成在其内部的弦线孔7。

参见图2，根据本发明的方法实际上包括提供管结构20的制造步骤a)。管结构20包括第一管区域21，其容纳第一可膨胀囊状物22。管结构20还包括第二管区域23，其位于与第一管区域21相对的位置处。第二管区域23容纳第二可膨胀囊状物24。管结构20还包括中间管区域25，其位于第一管区域21和第二管区域23之间。设置一或多个横向通道26，其在中间管区域25处穿过管结构。

根据需要，管结构20可以为任意形状。特别地，横向通道的形状可以根据要形成的球拍框架部分100进行变化。横向通道26具有主纵向轴线261，其以预定角度相交于管结构20的主纵向轴线201。根据需要，每一横向通道26可以具有不同的形状并且轴线261可以与轴线201形成不同的角度。例如，当要形成的框架部分100与球拍框架的喉桥3或汇合杆4相关时，可以出现这种情况。

在其他情况下，例如，当框架部分100与球拍框架的头部2相关时，横向通道26优选地具有圆柱形状和主纵向轴线206，该主纵向轴线261大体上垂直于主纵向轴线201，如图所示。同样，根据要形成在框架部分100中的弦线端口孔7的数目，管结构20的通道26的数目可以任意设置，所述框架部分100必须被模制而成。

管结构20可以全部由可模制材料，例如预浸渍材料制成。可选地，形成管结构20的外壁27和内壁28的材料可以不同，所述内壁28界定了通道26。例如，外壁27可以包括可模制预浸渍材料，而内壁28可以由一或多层可模制材料(例如，预浸渍材料或塑性材料等)和/或一或多层不可模制材料(例如，铝、木头、玻璃等)制成。这种解决方案尤为有利，这是因为如其在下文清楚显示的那样，有可能获得球拍框架，所述球拍框架包括由不同材料制成，尤其位于弦线孔处的共同模制的区域。因此，在运动球拍框架的设计上可以具有更高的柔性，所述运动球拍框架的机械性能可以根据所选材料容易地改变/提高。

现在参见图3-10，描述了用于获得管结构20的制造步骤a.1)-a.6)的优选顺序。

在起始步骤a.1)中，提供卡盘构件30。卡盘构件包括第一卡盘元件31和第二卡盘元件32。第一卡盘元件31插入到第一可膨胀囊状物22中，并且第二卡盘元件32插入到第二可膨胀囊状物24中。在插入到各自的囊状物中之后，第一卡盘元件31和第二卡盘元件32与中间卡盘元件34相关联。第一和第二卡盘元件31和32的表面311和322与中间卡盘元件34分别在其相对侧面343和342处相关联。联接表面311、322、343和344可以为互补的弯曲形状，如图3所示，但是根据需要，它们也可以具有不同的形状。因此，卡盘构件30基本上由图4所示的“夹层”结构组成。这种夹层结构包括重叠的第一、中间和第二卡盘元件31、32和34，以及第一和第二可膨胀囊状物22和24。所述囊状物22和24分别位于第一卡盘元件31和中间卡盘元件34之间以及第二卡盘元件32和中间卡盘元件34之间。有利地，中间卡盘元件34包括一或多对卡盘横向腔室35。每对卡盘横向腔室在中间卡盘元件34的相对侧面343和342处至少部分地穿过卡盘构件30。每个横向腔室35可以具有不同的形状和主纵向轴线351，根据需要，所述主纵向轴线351与卡盘构件30的主纵向轴线301形成不同的角度。优选地，卡盘横向腔室35具有相同的纵向轴线351，其大体上垂直于轴线301。另外，每对卡盘横向腔室优选地形成横向通道35，其穿过中间元件34的整个部分。根据要形成在框架部分100上的弦线端口孔7的数目，中间卡盘元件34上的成对卡盘横向腔室或卡盘横向通道35可以为任意数量。

随后执行将卡盘构件30插入到预浸渍管40中的后续的优选步骤a.2)。如图5所示，卡盘构件30由预浸渍管40完全地包围。这样，如后面清楚显示的，可膨胀囊状物22和24容易地插入到预浸渍管40中。

随后提供去除预浸渍管40的预定部分410和420的另一优选步骤a.3)。特别地，部分410和420为预浸渍管40的部分，该部分分别在中间卡盘元件34的第一侧面341和第二侧面342处覆盖卡盘腔室35。使用横向腔室35作为用于提高步骤a.3)的去除过程精度的引导装置或轨道，所述步骤a.3)例如为冲压过程或激光切割过程。

无论如何，在步骤a.3)结束时，预浸渍管40将设有一或多对相对孔41和42，该相对孔位于预浸渍管40的相对表面上，所述相对表面覆盖中间卡盘元件34相应的相对侧面341和432(图6)。根据需要，相对的孔41和42可以为任意形状。

在随后的优选步骤a.4)中，中间卡盘元件34从预浸渍管40中取出(图7)。

在预浸渍管40上形成孔41和42必然造成预浸渍管40的结构削弱。因此，在下列优选步骤a.5)中，采用一或多个管支撑元件50以支撑预浸渍管40。每个支撑元件50插入穿过预浸渍管40的一对相对的孔41和42(图8)。

支撑元件50的形状可以改变，并且它们优选地具有主纵向轴线501，其以预定角度与预浸渍管40的主纵向轴线401相交。根据需要，每一支撑元件50可以具有不同的形状和轴线501，所述轴线501与轴线401形成不同的角度。优选地，如图所示，支撑元件50为圆柱形，并且具有纵向轴线501，其大体上垂直于预浸渍管40的主纵向轴线401。在图9a中，显示了包括单层502的支撑元件50，而在图9b中，显示了包括两层503和504的支撑元件50。当然，支撑元件50还可以包括不同的层数。另外，层502-504可以由可模制材料或不可模制材料制成。

有利地，支撑元件50的相对端部51和52中的每一个可以包括边缘53，其从支撑元件50的外表面向外伸出。该边缘53可以通过在将支撑元件50插入到孔41和42中之后折叠相对的端部51和52而获得。可选地，边缘53可以预先形成。边缘53的使用尤为有利，因为其改进了支撑元件50和预浸渍管40之间的连接，从而在模制过程期间，防止框架100在弦线端口孔7附近产生可能缺陷。

另外，边缘53可以从端部51和52以锐角(未显示)或者，优选地，以特定曲率半径(如图9a所示)伸出。该最后一个特征允许进入弦线端口孔7，该端口孔7为圆形并且不要求使用减震或套管带或不需要在模制框架上进行磨损操作。

最后，执行优选的步骤a.6)，该步骤分别从第一和第二可膨胀囊状物22和24及从预浸渍管40上拆下第一和第二卡盘元件31和32。可膨胀囊状物22和24从而限定在预浸渍管40的两个区域45和46中，所述两个区域由预浸渍管40的中间区域47隔开，支撑元件50在所述中间区域处被插入。

作为优选的加工步骤a.1)-a.6)的结果，一可模制管结构20由此获得。管结构20的外壁27由预浸渍管40形成。内壁28由支撑元件50形成，所述内壁界定了管结构20的通道26。区域45、46和47分别对应于管结构20的所述区域21、23和25。

在提供管结构20之后，根据本发明的方法包括制造步骤b)-d)的顺序，其基本上对管结构20进行可膨胀的模制加工。

在步骤b)中，管结构20放置于模型60中，在图11-12中显示了所述模型的一部分。优选地，模型60包括两个半部61和62，当它们连接在一起时，形成型腔63，所述型腔具有希望的框架部分100的形状。型腔可以不是图11-12所示的绝对卵形。例如，模型的一个壁部可以向内弯曲以形成弦线槽。一或多个模型构件64插入到管结构20的横向通道26中。每个模型构件64具有外表面641，其面向相应横向通道26的内表面261(图12)。因此，根据横向通道26的形状和取向，模型构件64的形状和取向可以任意设置。

使用模型构件64尤为有利，因为其允许在框架部分100的模制期间形成弦线端口孔7。因此，模型构件64的位置和取向将对应于弦线端口孔7的位置和取向，所述弦线端口孔7将形成在框架部分100上。

根据本发明的方法提供步骤c)，该步骤为对第一和第二囊状物22和24加压(图12)。这样，管结构20在型腔63内膨胀并且遵循模型60的形状。如果可模制材料用于通道26的壁部28，囊状物22和24的膨胀还导致通道26的内表面261遵循模型构件64的外表面641的形状。另外，由于囊状物22和24的膨胀，在通道26的端部附近，管结构20的外壁27的部分271将附着到管结构20的内壁28的端部281上和/或附着到支撑元件50上设置的边缘53。该特征还减少了模制框架结构上缺陷的产生。

在囊状物22和24加压之后，模型60随后在适当温度下被加热，使得管结构20固化。

在下列步骤d)中，固化的管结构20从型腔63中取出，并且模型构件从横向通道26中取出。

固化的管结构20形成运动球拍框架1的部分100，并且横向通道26的内表面261界定了弦线端口孔7的内表面，特别是支承表面10和11。

由根据本发明的方法制成的框架部分100清楚地显示于图13中。在沿着穿过弦线端口孔7的剖面AA′的横截面102，框架部分100包括两个隔开的腔室102a和102b，腔室102a和102b由弦线端口孔7隔开。弦线端口孔7由支承表面10和11界定。在沿着不穿过弦线端口孔7的剖面BB′的横截面103，框架部分100包括单个腔室101。

上文描述了本发明的优选实施方式。在不脱离此处公开的本发明构思的情况下，变化和改变对于本领域的技术人员来说是显而易见的。例如，弦线端口孔7可以具有圆形、卵形、或者其他弯曲剖面形状或例如矩形的其他形状。弦线端口孔7可以具有沿弦线床平面的主纵向轴线，根据需要，主纵向轴线可以与框架部分100的主纵向轴线形成不同角度。因此，如上所述，根据需要，通道26、卡盘横向腔室35、支撑元件50以及模型构件64的形状和取向可以任何设置。因此，可以采用根据本发明的方法制造运动球拍框架1的任何部分100。因此，上述方法可以用于制造运动球拍框架1的头部10、喉桥12、杆部14以及手柄部分16。还可以使用根据本发明的方法获得与传统弦线孔18具有相同横截面的弦线孔。对于该目标来说，充分减少了管结构20的相应通道26的截面。

可以选择套管构件以改变球拍的重量、平衡和惯性矩(质量和极性(polar))。传统的套管或减震带优选地与传统弦线孔一起使用，这是因为它们仍然具有锋利边缘，然而这可能损坏弦线，考虑到它们具有极小的直径。

根据本发明的方法可以实现预期的目标和对象。位于球拍框架上的增大弦线孔可利用根据本发明的方法容易地获得。这使球拍的总重量减少，装弦线更为简单。增大弦线孔还提高了球拍性能，降低了生产成本，减少了振动、冲击，并提高了舒适度。增大孔利用单个模制操作获得，而无需在模制加工完成后，去除部分球拍框架。因此，可以避免后固化操作，例如钻削，这可能削弱或损坏模制球拍框架。

该特征允许球拍框架的结构完整性保持不变，从而提高该球拍框架的机械性能。另外，有可能使球拍框架具有由不同材料制成的区域，尤其是弦线端口孔处。因此，通过适当的材料选择，可以进一步提高球拍框架的机械性能。从上文可以看出，很显然，根据本发明的方法能够以简单的方式执行，该方法尤其适用于工业实施和加工。该特征允许降低球拍框架的生产成本。

Claims (11)

1.一种用于制造运动球拍框架(1)的至少一框架部分的方法，所述框架部分具有形成在其中的至少一个弦线端口孔(7)，所述框架具有弦线床平面，所述弦线端口孔沿该平面延伸，所述方法包括下列制造步骤：

提供可模制的管结构(20)的步骤a)，该管结构包括容纳第一可膨胀囊状物(22)的第一管区域(21)、容纳第二可膨胀囊状物(24)的第二管区域(23)、以及位于所述第一管区域和所述第二管区域之间的中间管区域(25)，所述管结构包括至少一横向通道(26)，其在所述中间管区域处穿过所述管结构；和

将所述管结构放入一模型(60)内部的步骤b)，所述模型在关闭后形成具有所述框架部分的希望形状的型腔(63)，至少一模型构件(64)被插入到所述横向通道中，所述模型构件具有一外表面(641)，该外表面面向所述横向通道的内表面(261)，所述模型构件的位置和取向与所述弦线端口孔沿所述弦线床平面的位置与取向相对应；和

对所述第一可膨胀囊状物和第二可膨胀囊状物加压的步骤c)，使得所述管结构遵循模型的形状，并且加热所述模型，使得所述管结构固化；和

从所述型腔中取出所述固化的管结构并且从所述横向通道中取出所述模型构件的步骤d)，所述固化的管结构从而形成所述框架部分，所述横向通道从而形成所述弦线端口孔；

其特征在于，提供所述可模制管结构的所述步骤a)包括下列制造步骤：

提供卡盘构件(30)的步骤a、1)，该卡盘构件包括插入到所述第一可膨胀囊状物中的第一卡盘元件(31)，插入到所述第二可膨胀囊状物中的第二卡盘元件(32)，以及位于所述第一卡盘元件和所述第二卡盘元件之间的中间卡盘元件(34)；

将所述卡盘构件插入到一预浸渍管(40)中的步骤a、2)，从而由所述预浸渍管完全包围；和

在所述中间卡盘元件的第一相对侧面(342，343)去除所述预浸渍管的预定部分(410，420)的步骤a、3)，从而在所述预浸渍管的相对表面上形成至少一对相对的孔(41，42)，所述相对表面覆盖所述中间卡盘元件的所述第一相对侧面；和

从所述预浸渍管中取出所述中间卡盘元件的步骤a、4)；和

将至少一管支撑元件(50)插入穿过所述预浸渍管的所述至少一对相对的孔的步骤a、5)；

分别从所述第一可膨胀囊状物和第二可膨胀囊状物中以及从所述预浸渍管中取出所述第一卡盘元件和第二卡盘元件的步骤a、6)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在提供所述卡盘构件的所述步骤a、1)中，所述第一卡盘元件和所述第二卡盘元件与所述中间卡盘元件在所述中间卡盘元件的第二相对侧面处相关联，在将所述第一卡盘元件和所述第二卡盘元件分别插入所述第一可膨胀囊状物和所述第二可膨胀囊状物之后，执行将所述第一卡盘元件和所述第二卡盘元件连接到所述中间卡盘元件上。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在提供所述卡盘构件的所述步骤a、1)中，所述中间卡盘元件包括至少一对卡盘横向腔室，该卡盘横向腔室在所述中间卡盘元件的第一相对侧面处至少部分地穿过所述中间卡盘元件。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在去除所述预浸渍管的预定部分的所述步骤a、3)中，所述预定部分为预浸渍管的部分，该部分在所述中间卡盘元件的所述第一相对侧面处覆盖所述卡盘横向腔室。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在插入所述管支撑元件的所述步骤a、5)中，所述管支撑元件包括一或多层可模制材料和/或一或多层不可模制材料。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可模制管结构包括一外壁和至少一内壁，所述外壁界定了所述管结构的外周，所述内壁界定了穿过所述管结构的所述至少一横向通道。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述横向通道具有主纵向轴线，该主纵向轴线以预定角度相交于所述管结构的主纵向轴线。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述横向通道具有主纵向轴线，该主纵向轴线大体上垂直于所述管结构的主纵向轴线。

9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述内壁包括一或多层可模制材料和/或一或多层不可模制材料。

10.一种运动球拍框架，其特征在于，该球拍框架通过如在先权利要求一或多项所述的方法制造而成。

11.一种运动球拍，其特征在于，该球拍包括如权利要求10所述的运动球拍框架。

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