CN105407987A

CN105407987A - 镁球拍

Info

Publication number: CN105407987A
Application number: CN201480037997.6A
Authority: CN
Inventors: 丹尼尔·劳; 哈拉尔·罗森克兰茨; 拉尔夫·施文格尔
Original assignee: HEAD USA Inc
Current assignee: HEAD USA Inc
Priority date: 2013-07-04
Filing date: 2014-07-04
Publication date: 2016-03-16
Anticipated expiration: 2034-07-04
Also published as: DE102013011174A1; CN105407987B; ES2758727T3; DE102013011174B4; US20170050090A1; WO2015001077A1; EP3016721B1; EP3016721A1

Abstract

本发明涉及一种用于球拍的框架，具有头部部段和柄部部段，其中，该框架涉及成空心型材并且具有镁，并且其中空心型材的壁厚沿着空心型材的横截面变化，以及涉及一种用于制造该球拍的方法。

Description

镁球拍

技术领域

本发明涉及一种用于球拍的具有镁的框架，以及用于制造这样的球拍的方法。

背景技术

作为用于球拍的，尤其是网球拍的框架的材料，已经提出了各种不同的材料。然而，在一开始的木质球拍之后仅仅使用了铝制球拍，其框架由铝制型材弯曲而成，以及使用了玻璃纤维加强的球拍和尤其是碳纤维加强的球拍，其框架由一种或者多种所谓的预浸树脂管构成。

此外，例如由US3,874,667公知了使用镁作为用于球拍的框架的材料。在US3,874,667中公开的球拍由实心金属框架制成。这样的实心金属框架不能够满足在重量上和球拍的击球性上的当今的通常需求。

然而，如果如当今通常的那样，球拍的框架以管吹方式由预浸树脂层制成，那么强烈要求的是有目的地改变框架的壁厚，从而影响框架的局部强度和其重量分布。如果框架另一方面由铝制空心型材弯曲而成，那么框架型材的壁厚通常是恒定的，因为使用了具有恒定的横截面的铝制型材。

发明内容

本发明的目的在于，提出一种用于球拍的框架，以及这种框架的制造方法，该框架和该方法允许，通过改变壁厚来针对性地局部优化框架的强度并且实现优化的重量分布，其中，球拍的整个重量应该保持尽可能的小。

该目的通过根据权利要求1的用于球拍的框架实现以及通过根据权利要求17的用于球拍的框架的制造方法实现。用于球拍，尤其是网球拍的根据本发明的框架具有头部部段和柄部部段。框架设计成空心型材并且具有镁，其中空心型材的壁厚沿着框架空心型材的横截面进行变化。

在此，在本发明的上下文中，概念“空心型材”被理解为真正的空心型材，其仅仅通过框架壁构成，该框架壁包围空腔，其中，该空腔与附加的壁、横梁或者类似物脱离。换句话说，根据本发明的机械特性，如抗弯强度和固有频率基本上仅仅通过空心型材的可变化的壁厚来确定，而不需要例如附加的稳定横梁。

在本发明的范畴中提出，可以将镁或者镁合金用于球拍的框架空心型材。在此使用的制造技术有利地允许空心型材的壁厚的针对性的变化，尤其是沿着框架空心型材的横截面的变化。在本发明的上下文中，横截面应该被理解为垂直于框架型材的轮廓的截面。借助常规的管吹工艺在实践中不能实现壁厚沿着框架空心型材的这种横截面的针对性的变化，因为预树脂层通常是这样地卷绕的，即其沿着框架空心型材的这种横截面延伸。通常，在管吹工艺中仅仅能够实现不同的横截面的形状和/或尺寸。

根据本发明的框架例如能够借助像所谓的触融工艺的镁注塑技术来制造。在使用该技术的情况下，壁厚能够以简单的方式通过相应的形成铸模来有针对性地改变。在此特别有利的是所谓的熔化型芯技术，在该技术中，铸模型芯在框架成型之后熔化。

此外，优选的是，空心型材的壁厚不仅仅沿着框架空心型材的横截面发生变化，而且附加地也在框架的纵向方向上发生变化，也就是沿着框架轮廓发生变化。因此，在框架的桥接部段和头部部段之间的过渡部中或者在核心区域中的壁厚优选地大于其余的头部部段的壁厚。

根据一个优选的实施方式，壁厚沿着至少一个横截面和/或纵截面相关于最小壁厚的变化为至少25％，优选至少为50％，非常优选为至少75％，特别优选为至少100％。

在使用镁和/或镁合金的情况中，借助尤其是镁注塑工艺能够实现特别薄的壁厚。因此，根据本发明的框架的壁厚根据一个优选的实施方式逐段地薄于1mm，优选地薄于0.8mm，非常优选地薄于0.7mm，特别优选地薄于0.6mm。

优选地，根据本发明的框架的框架型材在头部部段中具有向外指向的外部部段、箱内朝向绷线指向的内部部段和两个侧面部段，其中内部部段和/或外部部段的壁厚至少逐段地厚于侧面部段的壁厚。在此，该框架型材设计成非矩形的。更确切地说，另外的部段可以形成从内部部段或者外部部段至两个侧面部段的平滑过渡，从而产生具有修圆的边角或者类似物的四角形或者矩形。根据一个替代的优选的实施方式，内部部段或外部部段的壁厚至少逐段地薄于侧面部段的壁厚。附加的或者可替换的是，内部部段的壁厚至少逐段地薄于或者厚于侧面部段的壁厚。

框架优选地具有至少50％质量百分比的，优选至少80％质量百分比的，非常优选至少90％质量百分比的，并且特别优选至少95％质量百分比的镁。根据本发明的一个优选实施方式，框架具有镁合金，优选具有纤维加强或者颗粒加强的合金，特别优选的是SAESiC/AZ91。特别有利的是，整个框架基本上由这样的合金制成，附加的是，该框架能够局部地以碳材料和/或玻璃纤维材料加强。这样的加强有利地设置在头部部段和柄部部段之间的过渡区域中。

根据本发明，镁成分或者镁合金成分不必均匀地分布在球拍框架上。更多的优选的是，框架具有框架部段，其具有镁，其中空心型材的壁厚沿着该框架部段的横截面进行变化。在该种情况中，框架优选在该框架部段中具有至少50％质量百分比的，优选至少80％质量百分比的，非常优选至少90％质量百分比的，特别优选至少95％质量百分比的镁。在优选的实施方式中，一个或者多个部件单独地由镁或者镁合金制成，尤其是注塑而成。这些部件然后可以与预浸树脂层一起以一个形状嵌入到管吹模具中并且与预浸树脂层压合在一起。该单独的部件可以是头部部段或者柄部部段的单个部段。然而，特别优选的是，根据本发明提出了单独的核心区域，其由镁制成或者具有镁或者镁合金，因为在该区域中能够利用壁厚的相应的变化实现特别有利的效果。

具有镁的框架部段优选地由两个框架部段半部构成，其彼此焊接、压合和/或粘接。如果整个框架具有镁，那么有利的是整个框架由两个框架半部构成，其彼此焊接，压合和/或粘接。框架半部或框架部段半部优选是相同的，其中两个框架半部或者框架部段半部中的每一个都相对于框架纵向轴线或者框架部段纵向轴线非对称地设计。通过这种方式能够借助注塑工艺以特别简单的方式制造两个相同的半部，二者然后在连接时彼此啮合。

本发明此外涉及一种用于制造球拍的框架或者框架部段的方法。利用根据本发明的方法制造的框架优选地是具有上述特性的框架。根据用于制造框架或者框架部段的根据本发明的方法的一个优选的实施方式，提供铸模和型芯，其中，型芯优选地由以下材料制成，其熔化温度低于框架材料的熔化温度或者耐热温度。优选的是型芯材料的熔化温度小于400℃，特别优选的是小于370℃。此外优选的是，型芯材料的熔化温度高于190℃，尤其是高于200℃。框架(或者框架部分)然后优选地借助触融工艺通过在铸模和型芯之间加入具有镁的材料形成。该型芯材料在此如此地选择，即在框架成型期间没有足够的热能引入到型芯中，从而使其熔化，其中可能的稍微的软化是可以容忍的。在框架成型、从模具中取出并进行冷却使得其稳定地保持其形状之后，优选地通过加热整个球拍到型芯的熔化温度之上来熔化型芯，从而型芯材料能够从通过框架形成的空腔中流出。在此优选地不超过框架的耐热温度。

型芯材料优选地具有以下材料的一种或者组合或者由以下材料的一种或者多种组合构成：锡基的合金(优选至少50％的锡和可选的锌、铋、锑、铜、银、铅、铟)，铋基的合金(优选至少50％的铋和可选的锡、银、锗)，铅基的合金(优选至少50％的铅和可选的锡、锑、铋、银、铟)，锌基的合金(优选50％的锌)，锌压铸合金，如ZnAl4，ZnAl4Cu1，ZnAl4Cu3，铟基的合金，玻璃，具有或者不具有玻璃纤维加强的塑料，例如聚酰胺。特别优选的是基于该低熔点的合金的金属整体泡沫型芯。其例如能够以压铸制成。通过添加工作介质产生具有封闭的外表面的整体泡沫。相对密度可以例如为绝对的材料密度的50％至100％。因此，通过使用该泡沫例如与实心的型芯相比仅仅需要一半的材料量。

根据用于制造框架的根据本发明的方法的另外的优选的实施方式，提供铸模和型芯，其中，型芯由盐制成。框架(或者框架部分)然后有利地借助触融工艺通过在铸模和型芯之间加入具有镁的材料来成型。在框架成型、从模具中取出并进行冷却使其稳定地保持其形状之后，通过将水引入到通过框架形成的空腔中使得型芯洗除或者溶解。

根据用于制造框架的根据本发明的方法的另外的优选的实施方式，型芯也可以由酸解材料制成，例如玻璃基的材料，从而使得型芯在框架成型之后能够通过酸去除。

根据用于制造框架的根据本发明的方法的另外的优选的实施方式，两个框架半部首先由具有镁的材料浇铸。优选的是这借助所谓的触融工艺实现。接下来，两个框架半部连接成一个框架。

在用于制造框架部段的该第二实施例的根据本发明的方法中，两个框架部段半部首先由具有镁的材料浇铸并且然后两个框架部段半部彼此连接成第一框架部段。为了由该第一框架部段制成用于球拍的框架，提供第二框架部段并且第一和第二框架部段连接成一个框架。根据本发明，在此第二框架部段是未制成的部段，例如是预浸树脂管，从而在一个工艺步骤中实现第二框架部段的制造完成和第二框架部段与第一框架部段的连接。

具有镁的材料的注塑优选地在500℃和800℃之间的温度实现，尤其优选地在550℃和700℃之间的温度实现。材料到铸模中的注入在此优选地以小于80ms、特别优选地小于60ms并且特别优选地小于50ms实现。

两个框架半部或者框架部段半部的连接的步骤优选地具有焊接和/就压合和/或粘接。此外，两个框架半部或者框架部段部段优选的是相同的，其中两个框架半部或者框架部段半部中的每一个都相对于纵向轴线非对称地设计。

用于球拍的根据本发明的框架相对于现有技术具有一系列的技术优点。尽管镁具有比常规的预浸树脂材料更高的密度、更小的特定刚性和更小的特定强度，但是由镁或者由镁合金制成的用于球拍的框架能够在相同的重量的情况下在刚性和强度方面进行优化，因为壁厚能以简单的方式优化地设计。镁注塑的使用允许了以大约35秒的较小的循环时间的自动制造。在常规的预浸树脂工艺中常常手动实现的预备工作和后处理工作实际上被完全取消。此外，注塑能够实现杰出的生产稳定性并且能够实现借助定义的注塑模具来精确地制造希望的结构。

附图说明

接下来根据附图对根据本发明的框架的优选设计方案进一步说明。图中示出：

图1是根据本发明的框架的透视图；

图2是根据图1的框架的框架半部的透视图；

图3是根据图2的框架的核心区域的放大透视图；

图4是从根据图2的框架的柄部部段到核心区域的过渡的透视图；

图5是根据图2的框架的头部部段的部段的透视图；

图6是根据图1的框架的头部部段的透视横截面；

图7是根据图1的框架的桥接部的透视横截面；

图8是根据图1的框架的柄部部段的透视纵截面；

图9是用于根据本发明的优选实施方式的框架的单独部件的俯视图；

图10是从绷线面看向图9中的部件的侧视图；

图11是从图10相对置的侧到根据图9的部件的侧视图；

图12是根据图9的部件的透视图；

图13是根据图9的部件的另外的透视图。

具体实施方式

图1示出了用于球拍的根据本发明的一个优选的设计方案的框架的透视图。该框架构造成空心型材并且具有用于容纳未示出的绷线的头部部段1和柄部部段2以及核心区域3，核心区域具有两个臂4a和4b以及桥接部5。该优选的设计方案的框架由两个相同的框架半部组成，框架半部相对于框架纵向轴线非对称地设计。这两个相同的框架半部在图2的透视图中示出。

如从图2中可见，如下地设置框架半部的非对称性，即两个框架半部在组合时能够彼此啮合。在图3的放大图中，其示出了图2中的框架半部的核心区域3，能够特别清晰地看到：例如桥接部5的突出的接片5a能够与相应的另外的框架半部的桥接部5的阶梯状的部段5b啮合。这实现了这两个框架半部齐平地连接成一个框架。以类似的方式，头部部段(参见图5)具有带有突出的接片1a和阶梯状的部段1b的区域。

在示出的优选的实施方式中，阶梯部形成了用于第二框架半部的一种止挡部，并且横梁和阶梯部能够例如彼此焊接或者粘接。可替换的或者附加的是，框架半部例如也可以具有凸起和槽或者类似的区域，其允许两个框架半部彼此卡锁。

在图6中示出了在头部部段1的区域中的、图1的框架的框架空心型材的横截面。如图6中清晰可见，框架空心型材的壁厚根据本发明沿着框架空心型材的横截面发生极显著的变化。在示出的优选的实施方式中，该框架空心型材在头部部段中具有外部部段7、内部部段6和两个侧面部段8a和8b，其中在示出的横截面中，内部部段6和外部部段7的壁厚明显大于两个侧面部段8a和8b的壁厚。在此，内部和外部部段的壁厚向着两个侧面部段连续地或者逐渐地过渡。这样精确地协调的横截面轮廓借助常规的管吹工艺是不能实现的。然而，如果注塑镁或者镁合金，那么这样的横截面轮廓就能够以简单的方式通过相应地设计铸模来成型，其中，横截面轮廓能够附加地沿着框架轮廓在纵向方向上变化。

在图7中示出了在桥接部5的区域中的、空心型材的横截面。空心型材的壁厚在此也是变化的，即使该变化并不如图6中所示的那样显著。

壁厚在纵向方向中的附加变化，也就是沿着框架轮廓的变化在图8中可见，其示出了图1的框架的柄部部段2的纵向剖面。如在此明确可见的是，框架空心轮廓在向着臂4b过渡的区域中明显增大。

根据本发明，整个框架不必都具有镁。更确切地说，根据本发明，该框架还具有由镁或者镁合金制成的一个部段或者单独的部件。由镁合金制成的这样的单独的部件的优选的实施方式在图9至13中示出。在此涉及由核心区域构成的部段，也就是桥接部5以及臂4a和4b的部段和在核心区域到头部部段的过渡区域中。该框架部分在击球期间的应力是特别复杂的，从而在该区域中借助空心型材的壁厚的变化能够实现较大的效果。但是根据本发明，另外的应用组件、例如柄部部段或者头部部段的区域也能够以相应的方式由镁或者镁合金制成，并且组装成根据本发明的框架。这优选地由此实现，即单独的镁部件与其余的框架的预浸树脂带在管吹工艺中压合。例如在图10的侧视图中可见，借助根据本发明的发明可以如下地良好地控制注塑，使得甚至相应地能够制成用于穿引形成绷线面的绷线的绷线孔10，而无需打孔的附加步骤。

Claims

1.一种用于球拍的框架，具有头部部段(1)和柄部部段(2)，其中，所述框架的至少一部分设计成空心型材并且具有镁，并且其中所述空心型材的壁厚沿着框架空心型材的横截面发生变化。

2.根据权利要求1所述的框架，其中，所述空心型材的所述壁厚此外在所述框架的纵向方向上发生变化。

3.根据前述权利要求中任一项所述的框架，其中，所述壁厚沿着至少一个横截面和/或纵截面相关于最小壁厚的变化为至少25％，优选至少为50％，非常优选为至少75％，特别优选为至少100％。

4.根据前述权利要求中任一项所述的框架，其中，所述框架的所述壁厚逐段地薄于1mm，优选地薄于0.8mm，非常优选地薄于0.7mm，特别优选地薄于0.6mm。

5.根据前述权利要求中任一项所述的框架，其中，所述框架的框架型材在所述头部部段(1)中具有外部部段(7)、内部部段(6)和两个侧面部段(8a，8b)，并且其中所述内部部段和/或所述外部部段的壁厚至少逐段地厚于所述侧面部段的壁厚。

6.根据前述权利要求中任一项所述的框架，其中，所述框架的框架型材在所述头部部段(1)中具有外部部段(7)、内部部段(6)和两个侧面部段(8a，8b)并且其中所述内部部段和/或所述外部部段的壁厚至少逐段地薄于所述侧面部段的壁厚。

7.根据前述权利要求中任一项所述的框架，其中，所述框架的框架型材在所述头部部段(1)中具有外部部段(7)、内部部段(6)和两个侧面部段(8a，8b)并且其中所述内部部段的壁厚至少逐段地薄于所述外部部段的壁厚。

8.根据前述权利要求中任一项所述的框架，其中，所述框架具有至少50％质量百分比的，优选至少80％质量百分比的，非常优选至少90％质量百分比的，特别优选至少95％质量百分比的镁。

9.根据前述权利要求中任一项所述的框架，其中，所述框架具有镁合金，优选具有纤维加强或者颗粒加强的合金，特别优选的是SAESiC/AZ91。

10.根据前述权利要求中任一项所述的框架，其中，所述框架局部地以碳材料和/或玻璃纤维材料加强。

11.根据权利要求10所述的框架，其中，所述框架在所述头部部段(1)和所述柄部部段(2)之间的过渡区域中以碳材料和/或玻璃纤维材料加强。

12.根据前述权利要求中任一项所述的框架，其中，所述框架具有两个框架半部，所述框架半部彼此焊接、压合和/或粘接。

13.根据权利要求12所述的框架，其中，两个所述框架半部是相同的，并且其中，两个所述框架半部中的每一个框架半部都相关于框架纵向轴线非对称地构造。

14.根据前述权利要求中任一项所述的框架，其中，所述框架具有一个框架部段，所述框架部段具有镁，并且其中所述空心型材的壁厚沿着所述框架部段的横截面进行变化。

15.根据权利要求14所述的框架，其中，在所述框架部段中具有至少50％质量百分比的，优选至少80％质量百分比的，非常优选至少90％质量百分比的，特别优选至少95％质量百分比的镁。

16.根据权利要求14或15所述的框架，其中，所述框架部段具有两个框架部段半部，所述框架部段半部彼此焊接、压合和/或粘接。

17.一种用于制造球拍的框架，尤其是根据前述权利要求中任一项所述的框架的方法，其中所述方法具有以下步骤：

提供铸模和型芯，其中，所述型芯由具有低于400℃的熔化温度的材料制成；

通过在所述铸模和所述型芯之间加入具有镁的材料来浇铸框架，优选地借助于触融工艺；以及

通过将包括所述型芯在内的所述球拍加热到高于所述型芯的熔化温度之上来熔化型芯，其中，不超过所述框架的耐热温度。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，框架材料具有至少50％质量百分比的，优选至少80％质量百分比的，非常优选至少90％质量百分比的，特别优选至少95％质量百分比的镁。

19.根据权利要求17或18所述的方法，其中，框架材料具有镁合金，优选具有纤维加强或者颗粒加强的合金，特别优选的是SAESiC/AZ91。

20.根据权利要求17，18或19所述的方法，其中，型芯材料具有以下材料中的一种材料或者组合或者由以下材料中的一种材料或者组合构成：锡基的合金，铋基的合金，铅基的合金，锌基的合金，铟基的合金，玻璃，具有或者不具有玻璃纤维加强的塑料，聚酰胺。