CN205073617U - 用于球类运动的球拍 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种用于球类运动的球拍(1)，该球拍特别是用于网球，且该球拍包括框架(2)和手柄(5)，该框架具有头部，该头部限定击球面，例如具有形成穿线阵列(4)的拍线的面，而该手柄安装为将头部延伸到击球面的外部。该框架(2)包括：芯，包括至少两层木材，且优选包括至少七层木材；以及至少一层复合材料，设置在所述芯周围，例如被缠绕在所述芯周围。本实用新型还提供了此种球拍(1)的制造方法。

Description

用于球类运动的球拍
技术领域
本实用新型涉及一种用于球类运动的球拍，尤其涉及一种网球拍。
背景技术
球拍，特别是网球拍，最初由木材制作。在1930年代，新的木材胶能够用多种不同种类的木材(比如白蜡木、胡桃木、榉木、枫木或者说美国梧桐木)来制造胶合层状球拍，从而得到更好的机械性能和力量与控球之间的更好的平衡性。
在1980年代，合成纤维的出现能够替代木材并制造出既轻量又坚固的球拍。具体来说，由复合材料(比如浸渍在基质中的碳纤维或玻璃纤维)制成的球拍的框架围绕充气内管而制造，该充气内管用于在基质固化时对复合材料施加适当的压力。这样的球拍因而具有空心框架。
然而，由复合材料制作的球拍在振动方面(特别是在减振方面)并不完全令人满意，这导致使用者的不适甚至疼痛。
文献FR2974307描述了一种具有木材制作的框架的网球拍。具体来说，该框架包括不同种类的木材的胶合层状件，从而能够在截面中(insection)得到并不位于几何中心处的质量中心。
然而，这样的球拍仍然难以制造，且因此比复合材料制作的传统的球拍更加昂贵。而且，这样的球拍损失了由复合材料制作的球拍的机械性能的益处。
实用新型内容
本实用新型试图解决上述技术问题。具体来说，本实用新型试图提出一种球拍，其能够被容易地制造且能够提升待获得的机械性能，特别是提升减振方面的性能。
因此，在一个方案中，提供了一种用于球类运动、特别是网球的球拍，该球拍包括框架和手柄，该框架带有限定击球面(例如具有形成穿线阵列的拍线的面)的头部，而该手柄安装为将所述头部延伸到击球面的外部。该框架包括：
芯，包括至少两层木材层，优选包括至少七层木材层，该芯被弯曲或模制为具有框架的形状，这些木材层的木材的密度小于或等于400kg/m3；以及
至少一层复合材料层，在弯曲之前或之后缠绕在所述芯周围，或者在所述芯被模制成框架的形状后缠绕在所述芯周围。
复合材料层具体用于形成木质芯的鞘。复合材料层对应于复合材料制作的现有技术的球拍的框架，只是其被施加在包括木材的芯上，而不是施加在内管上。复合材料层因此具有与球拍的框架相同的形状。
木质芯的使用能够避免在球拍的制造中使用内管。虽然借助本实用新型获得的球拍具有由复合材料制作的鞘，这种类型的复合材料包括浸渍有聚合物基质的玻璃纤维或碳纤维，但是球拍包括“实心”的芯(与目前用于复合材料球拍的内管形成对比)，该芯包括多层木材。因此，借助该球拍的芯，击球时出现的振动被木质芯减弱，因而提升了球拍对于使用者的舒适性并限制了疼痛的风险。而且，复合材料鞘有助于保持本球拍的机械性能。
这些木材层中的木材的密度可以小于或等于200kg/m3，或者更优选地小于或等于150kg/m3。用于球拍的木材的优选种类是轻量种类的木材，从而能够得到适当的减振且还能够更容易地制造球拍。此外，使用轻量木材用于避免修改沿球拍的质量分布。
优选地，这些木材层的木材选自巴尔沙木(balsa)、桑巴木(samba)、白杨木以及泡桐木。巴尔沙木、桑巴木、白杨木以及泡桐木是具有较低的密度和适合用于球拍的机械性能的示例性木材种类。特别地，巴尔沙木具有使其有益地用于本实用新型的球拍中的弯曲性能和压缩性能。
优选地，芯包括设置在多层木材之间的至少一层复合材料。复合材料不仅设置为围绕木质芯，而且还可能设置在木质芯之内，例如为了强化轻量木材的某些层。因此能够改变木质芯的表现，而不必依赖特定类型的木材，且同时保存所需的减振性能。
优选地，手柄的芯是通过延伸头部的芯来制作。这提供了一种结构，其均匀且具有沿球拍的整个框架分布的减振性能。这样还如下文所述地提升了球拍的强度，同时使其更容易制造。
优选地，复合材料包括浸渍有热固树脂或环氧树脂的纤维(例如碳纤维或玻璃纤维)。复合材料选自目前用于制造网球拍的那些复合材料。因此，能够得益于已经为球拍专门开发的材料的优点，同时对其添加了木质芯的性能。
优选地，这些木材制作的木材层被胶合在一起。具体来说，木质芯可为多层木材的胶合层状件。胶合层状件用于如下文所述地提供附加的机械性能，同时允许使用简化的方法来制造球拍。
替代性地，多层木材可以是其间具有发泡元件的层状。举例来说，木质芯可包括其间设有发泡元件的两层木材。
优选地，芯具有至少一个截面，其中在所述截面的面积上，木材的纤维不以均匀方式进行压缩，且其中被压缩最多的木材的纤维位于所述截面的外缘处，例如位于截面的外缘槽中。在这样的实施例中，通过压缩(例如通过模制)获得木质芯，从而直接获得所需的最终形状而不需要对芯进行机加工的额外操作。特别地，能够局部压缩木质芯从而形成处于球拍的拍线周围的、用于使拍线经过的周向槽。在某些情况下，木质芯的紧邻槽处的部分的纤维可以比木质芯的其它部分的纤维被压缩得更多。
木材层的厚度可以小于或等于2毫米(mm)，优选小于或等于1mm，或是小于或等于0.5mm。对木材层的厚度进行选择用于调整芯中的层的数量及其机械性能。
优选地，复合材料层还包括显露框架的芯的至少一个通孔。由于球拍的芯是实心的，能够在复合材料的鞘中具有开口，特别是在受到较小应力的区域中具有开口。
优选地，由芯的木材制作的至少两层形成层状件。
优选地，芯还具有在两层木材之间的一层泡沫材料。这层泡沫材料能够调节球拍的框架的厚度而不用改变形成球拍的芯的木材层的数量或厚度。
优选地，在多层芯的至少一层中的木材的纤维被设置为沿所述木材层的纵向。
在另一个方案中，本实用新型还提供了一种用于球类运动的球拍的制造方法，该球拍包括框架和手柄，该框架带有限定击球面(例如具有形成穿线阵列的拍线的面)的头部，而该手柄将头部延伸到击球面的外部。该方法包括以下步骤：
a)结合至少两层木材，优选结合至少七层木材，从而形成芯，这些层的木材的密度小于或等于400kg/m3；以及
b)将芯放置在模具中，从而通过压缩(例如在热的时候进行压缩)得到框架的芯的形状；并且然后
c)将至少一层预浸渍有热固树脂的纤维缠绕在芯周围。
因此，通过使用热模制步骤，能够将球拍的芯成形为其最终形状而不需要昂贵的额外步骤。通过压缩木质芯，能够在单个制造步骤中直接形成槽和其它所需形状。
在步骤b)之后执行步骤c)，且该方法还包括步骤d)，在步骤d)中，该框架被放置在模具中以使预浸渍纤维层固化。在这样的实施中，压缩木质芯的步骤和固化复合材料制作的鞘的步骤是作为不同的且连续的步骤来执行的。
步骤a)优选地包括在多层木材之间施用胶、热固树脂(例如环氧树脂)、发泡元件(例如发泡胶)、或是膨胀胶(例如乙烯-醋酸乙烯共聚物，EVA)。在木材制作的层之间使用发泡元件能够在后续的热模制步骤中在模具中获得所需压力，同时还使框架的尺寸与模具的大小相匹配。
优选地，步骤a)包括将一层预浸渍有热固树脂的纤维放置在多层木材之间。本方法与在球拍的芯中结合复合材料保持完全相容：因此通过改变组成芯的材料，可以容易地改变芯的性能(特别是当芯是胶合层状件时)。
附图说明
在阅读下文的作为非限制性示例给出、且在附图中示出的两个具体实施例的详细描述之后，可以更好地理解本实用新型及其多个优点，在附图中：
图1示出了一种网球拍；
图2是穿过图1的球拍的框架的第一实施例的沿A-A线截取的剖视图；
图3示出了穿过图1的球拍的框架的第二实施例的沿B-B线截取的剖视图；以及
图4示出了在制造球拍的方法期间，图1的球拍的木质芯。
具体实施方式
图1是本实用新型的球拍1的视图。
以传统的方式中，球拍1包括框架2和手柄5，框架2带有限定拉线表面(strungsurface)的头部，而拉线表面形成穿线阵列4。手柄5具有握持部6和两个连接分支8、10，连接分支8、10使头部延伸并限定了空气可以经过的空的空间12。
在未示出的变体中，握持部6可经由单个中心分支连接到框架2的头部。
根据本实用新型，球拍的框架2包括由一层复合材料包围的木质芯。
图2示出了框架2的第一实施例，在第一实施例中框架2是以沿球拍的A-A线截取的截面示出的。
如可见的，球拍1的框架2包括芯14和鞘16。
芯14包括由木材以及可能的复合材料制作的多个层或“层片(ply)”18。取决于所用木材的本质和组成芯的层片的数量，这些层18的厚度可处于0.5mm至2mm的范围内。在图2中，芯14因而具有胶合层状的八个木材层18。
在该第一实施例中，这些层18由例如巴尔沙木的轻量木材制作，且在模板中在通过弯曲而成形之前被胶合在一起，例如用环氧树脂、乙烯基树脂(vinyl)、或聚氨酯胶来胶合在一起。为了便于弯曲，芯的木材的纤维被设置为沿胶合层的纵向。
随后，通过安装的手柄来延伸框架(见图4)，弯曲的胶合层状芯处于球拍的大体形状，且随后被机加工以获得球拍的最终形状。因此，在弯曲的胶合层状芯上制作槽和倒角，例如图2中可见的槽20，其目的是为了沿框架2的外周接纳拍线。
一旦胶合层状芯完成后，将复合材料的条带设置在其上及其四周，例如设置预浸渍有热固树脂(例如环氧树脂)的玻璃纤维和/或碳纤维制作的材料的条带。而且，由于框架2被延伸以形成手柄5，所以框架的一部分也添加到两个分支8、10之间从而闭合手柄5旁边的穿线阵列4。
随后，该组件被放置在模具中(特别是在热的时候)，从而固化复合材料的条带并因此获得呈其装饰前的最终状态的球拍框架。
图3示出了框架2的第二实施例，在第二实施例中框架2是以沿球拍的B-B线截取的截面示出的。
如可见的，球拍1的框架2同样具有芯22和鞘16。
芯22包括多个由木材制作的层或层片18，以及由复合材料制作的层24。取决于所用木材的本质和组成芯的层片的数量，这些木材层18的厚度(以及可能的复合材料层24的厚度也是)处于0.5mm至2mm的范围内。在图3中，芯14因而具有六个木材层18和一个复合材料层24，这些层是层状的(laminated，层压的)。
在该第二实施例中，这些层18由例如巴尔沙木的轻量木材制作，且在模具中成形之前被胶合在一起并被胶合在复合材料层24上。更具体来说，为了尽可能紧密地配合模具的内部形状，芯22中的某些木材层18与例如由EVA制成的发泡胶26胶合在一起，发泡胶26在胶合层状件在模具中的成形步骤期间占据一定体积。
因此，图3示出了框架截面，其中已经在两个时刻使用了发泡胶，从而将木材制作的层18胶合在一起：这些泡沫层26在胶合层状件已经成形后变得更加可见，这是因为其体积增加了，这样能够在最终的球拍中得到所需的形状。
胶合层状件的成形是通过模制来实施的(特别是在热的时候)。模制步骤能获得不仅具有球拍的大体形状、而且还具有涂饰的框架，而在第一实施例中是通过机加工来获得涂饰的。通过木材的层18的局部压缩，在最终的球拍中得到所需的槽和倒角形状，比如举例来说，得到用于接纳拍线的外缘槽。
而且，通过热模制，能够同时给予胶合层状件的最终形状，从而固化木材层18之间所用的胶和/或层18与层24之间所用的胶。多层发泡胶26的固化还用来获得框架截面，该框架截面的面积从均匀的胶合层状件开始沿框架改变：取决于模具中的可用空间，发泡胶进行膨胀以匹配模具的内部空间。因此，在分支8、10的附近，框架2的截面的面积可大于球拍的头部中的截面的面积。
随后，模制过的胶合层状芯大体呈球拍的形状，并且手柄被安装以延伸框架(见图4)。
随后，复合材料的条带被设置在芯上和四周，这些条带包括例如预浸渍有热固树脂(比如环氧树脂)的玻璃纤维和/或碳纤维。而且，由于框架2被延伸以形成手柄5，框架的一部分也添加到两个分支8、10之间从而闭合手柄5旁边的穿线阵列4。随后，该组件被放置在模具中，特别是在热时放置在模具中，从而固化复合材料的条带并因此获得呈其装饰之前的最终状态的球拍框架。
替代性地，能够在进行模制以使胶合层状件成形之前将复合材料的条带放置在胶合层状芯周围。在这样的情况下，替代使用两次热模制步骤，芯在单次热模制步骤中被成形、胶合并包围在一层复合材料中。
图4示出了根据本实用新型的方法形成的胶合层状件在施加复合材料的条带之前的一个示例。框架2的芯被延伸以(尤其是)形成球拍的连接分支8、10和握持部6。这样用来获得沿球拍的均匀的机械性能(特别是减振性能)，且因此具有更好的性能。
因此，本实用新型能够通过简化的制造方法来获得一种球拍，该球拍将复合材料制作的球拍的机械性能与改进的减振进行结合。

Claims (11)

1.一种用于球类运动的球拍(1)，所述球拍包括框架(2)和手柄(5)，所述框架带有限定击球面的头部，而所述手柄安装为将所述头部延伸到所述击球面的外部，所述球拍的特征在于，所述框架(2)包括：
芯(14、22)，包括至少两层木材层(18)，该芯被弯曲或模制为具有所述框架的形状，所述木材层(18)的木材的密度小于或等于400kg/m3；以及
至少一层复合材料层(16)，在弯曲之前或之后缠绕在所述芯周围，或者在所述芯被模制成所述框架的形状后缠绕在所述芯周围。
2.根据权利要求1所述的用于球类运动的球拍(1)，其中，所述木材层(18)的木材的密度小于或等于200kg/m3。
3.根据权利要求1所述的用于球类运动的球拍(1)，其中，所述木材层(18)的木材选自巴尔沙木、桑巴木、白杨木以及泡桐木。
4.根据权利要求1所述的用于球类运动的球拍(1)，其中，所述手柄(5)的芯是通过延伸所述头部的芯(14、22)来形成的。
5.根据权利要求1所述的用于球类运动的球拍(1)，其中，所述复合材料包括浸渍有热固树脂或环氧树脂的纤维。
6.根据权利要求1所述的用于球类运动的球拍(1)，其中，所述芯包括设置在所述木材层(18)之间的至少一层由复合材料制成的层(24)。
7.根据权利要求1所述的用于球类运动的球拍(1)，其中，所述木材层(18)被胶合在一起。
8.根据权利要求1所述的用于球类运动的球拍(1)，其中，所述芯(22)具有至少一个截面，在所述截面中，木材的纤维在所述截面的面积上不以均匀方式进行压缩，且在所述截面中，被压缩最多的木材的纤维位于所述截面的外缘处。
9.根据权利要求1所述的用于球类运动的球拍(1)，其中，所述木材层(18)的厚度小于或等于2mm。
10.根据权利要求1所述的用于球类运动的球拍(1)，其中，所述复合材料层(16)还包括显露所述框架(2)的芯(14、22)的至少一个通孔。
11.根据权利要求1所述的用于球类运动的球拍(1)，其中，所述芯的至少两层木材层(18)形成层状件。
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