CZ289977B6

CZ289977B6 - Tenisová raketa

Info

Publication number: CZ289977B6
Application number: CZ19961116A
Authority: CZ
Inventors: Stephen J. Davis; Andre Terzaghi
Original assignee: Prince Sports Group, Inc.
Priority date: 1994-08-24
Filing date: 1995-08-22
Publication date: 2002-05-15
Also published as: WO1996005891A1; UA26361C2; CZ111696A3; BR9506337A; AU688110B2; JPH09504464A; CN1081469C; ATE191153T1; RU2113877C1; AU3332795A; ES2146766T3; EP0723470B1; TW301922U; MX9601447A; SK51796A3; CA2174757A1; KR100416051B1; CN1134118A; EP0723470A1; NZ291711A

Abstract

Tenisov raketa sest v z r mu, kter² m hlavu (10), tvo° c plochu strunov ho v²pletu, obsahuj c ho struny (26, 28), rukoje (14) a alespo jeden d° k (12, 12a), spojuj c hlavu (10) s rukojet (14). Hlava (10) vymezuje plochu strunov ho v²pletu vej it ho tvaru, kter² m d lku alespo 33,6 cm a plo n² obsah v t ne 547 cm.sup.2.n.. R m je tvo°en trubicovit²m irokoprofilov²m prvkem z kompozitn ho materi lu o minim ln hmotnosti. Raketa m celkovou d lku v t ne 67,2 cm, p°i em sou asn hmotnost strun nep°esahuje 300 g a hmotnostn moment setrva nosti k ose rukojeti (14) nep°esahuje 56 g m.sup.-2.n..\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká tenisové rakety, jejíž délka je větší vzhledem k délkám dosavadních tenisových raket.

Dosavadní stav techniky

Dosavadní standardní tenisové rakety mají obvykle celkovou délku mezi 66,0 cm a 71,1 cm.

V současnosti však má převážná většina tenisových raket délku 68,6 cm. Není zcela jasné, proč se délka 68,6 cm stala průmyslovým standardem, avšak je pravděpodobné, že tato délka 68,6 cm je odpovídající délkou, která umožňuje tenisovou raketu vhodně ovládat a stále ještě zajišťuje stabilitu této rakety.

Britský patentový spis GB-A-2717 a americký patentový spis US-A-4 399 993 navrhují vyrábět tenisové rakety, jejichž délka by byla větší, než uvedených 68,6 cm. Nicméně důvody, proč zvýšit délku tenisové rakety, spočívají v tom, že by bylo vhodné, aby bylo možno raketu držet oběma rukama a aby bylo možno provádět oběma rukama i údery. Taková raketa by však měla tendenci být neovladatelná, přičemž raketa, která pro provedení úderu vyžaduje držení oběma rukama, by nebyla příliš vhodná pro současný styl tenisové hry, který k tvrdým úderům a tvrdým podáním vyžaduje rychlé reflexy a rychlé pohyby hlavy tenisové rakety.

Naproti tomu však patentový spis US-A-3 515 386 navrhuje, aby tradiční délka tenisové rakety byla zkrácena z dnešních 68,6 cm, aby tím bylo dosaženo vylepšení ovládání rakety, hratelnosti a přesnosti při zasahování tenisového míčku. Tento patentový spis US-A-3 515 388 poukazuje na skutečnost, že i dnešních 68,6 cm může být pro délku tenisové rakety příliš mnoho, protože pro celou řadu hráčů taková raketa postrádá řádnou ovládatelnost. Je zde tedy navrženo snížit délku tenisové rakety z dosavadních 68,6 cm, a to alespoň pro jisté kategorie hráčů.

V posledních třiceti letech došlo k významným posunům vpřed v oblasti konstrukce tenisových raket, jakož i v oblasti materiálů pro tenisové rakety.

V roce 1976 byla zavedena raketa větších rozměrů, založená na řešení podle patentového spisu US-A-3 999 756. Tato raketa učinila z tenisu snadnější hru a zpopularizovala tenis na dnešní úroveň. Došlo také k rozvoji materiálů, používaných k výrobě rámu tenisové rakety, a to od tradičního dřeva ke kovu a případně rovněž ke kompozitním materiálům. Od roku 1980 se kompozitní materiály, zejména pak uhlíkové kompozity, staly dominantním materiálem pro výrobu velmi kvalitních tenisových raket, a to obzvláště pro vysoký poměr mezi pevností a hmotností, což umožnilo vyrábět tenisové rakety mnohem lehčí a zároveň ovladatelnější.

Různí výrobci tenisových raket se pokoušeli vyrobit tenisovou raketu, která by byla delší, než je konvenčních 68,6 cm, nebyli však úspěšní. Hlavní problém však spočíval v tom, že jakmile je tenisová raketa vyrobena delší, stává se méně ovladatelnou, přičemž je těžší. K tomuto vývoji došlo v době, kdy výrobci vyráběli a hráči požadovali tenisové rakety, které by byly lehčí a lépe ovladatelné.

Z patentového spisu WO-A-94/15674 je rovněž známa tenisová raketa, která obsahuje rám, sestávající z hlavy, opatřené strunovým výpletem, rukojeť a alespoň jeden dřík, spojující hlavu s rukojetí. Hlava vymezuje vejčitou plochu strunového výpletu, přičemž má délku alespoň 35,6 cm a plocha strunového výpletu je větší než 612,9 cm². Rám je tvořen trubicovitým profilovým členem, provedeným z kompozitního materiálu, přičemž takováto tenisová raketa má maximální hmotnost strun 300 g.

-1 CZ 289977 B6

Podstata vynálezu

Předmětem tohoto vynálezu je proto tenisová raketa, která si uchovává pro úder hmotnost současných lehkých tenisových raket, která však má zároveň celkovou délku větší než 67,2 cm, avšak menší, než je taková délka, která by vedla k hmotnosti strunového výpletu, přesahující 300 g, nebo k hmotnostnímu momentu setrvačnosti kolem rukojeti, který by přesahoval 56 g.m'².

Tenisová raketa podle tohoto vynálezu má délku větší než mají běžně známé rakety, přičemž si však stále udržuje hmotnost při úderu stejnou nebo menší než mají známé rakety a zachovává si velmi dobrou ovladatelnost.

Vejčitý tvar rámu tenisové rakety, provedené podle tohoto vynálezu, je konstrukčně nejúčinnějším tvarem hlavy vyvinutým pro tenisové rakety. Takový tvar umožňuje, aby hmotnost rakety byla snížena při zachování jejího dobrého výkonu a ovladatelnosti. Vestavěná rukojeť rakety a popřípadě použití konstrukce jednoduchého dříku umožňují dosáhnout významného dodatečného snížení hmotnosti tenisové rakety. Použitím této konstrukce a tím i snížením váhy rámu rakety může být prodloužena celková délka rakety a zároveň udržena stejná hmotnost při úderu, jako u běžných tenisových raket. Prodloužená tenisová raketa má celou řadu herních výhod, které budou dále podrobněji vysvětleny.

Raketa podle tohoto vynálezu umožňuje hráči větší dosah. Například raketa, která je o 5,1 cm delší než běžná raketa o délce 68,6 cm, umožní hráči pokrýt o 13 % větší prostor tenisového hřiště než obvykle. To je vypočteno s využitím rovnice pro objem koule: V = 4/3.π.r³, kde vzdálenost r je vzdálenost od ramene hráče ke konci jeho rakety, kterou drží v příslušné ruce. U osoby, která je vysoká 1,83 m, je tento poloměr, tedy vzdálenost r = 1,22 m, přičemž objem prostoru tenisového kurtu, který tato osoba vykiývá, pokud stojí nehybně, je 7,59 m³. Pokud však bude použita tenisová raketa o 5,1 cm delší, pak objemové vykrytí kurtu vzroste na 8,58 m³, což je o 13 % více. Tento rozdíl však naroste zároveň se snižující se výškou hráče. Například pro hráče, který má výšku 1,68 m, bude nárůst vykrytí kurtu činit již 14 %. Tento nárůst ve vykrývání prostoru tenisového kurtu nabízí hráči ohromné výhody, obzvláště ve vybírání volejů nebo retumů při podání. Také může znamenat rozdíl při zasažení míče koncem tenisové rakety, což je obvykle místo s nejnižší razancí úderu, a zasažením v centru výpletu rakety, což je mnohem lepší místo pro razantní výběr míče a což tedy samozřejmě umožňuje poněkud pevněji vedený úder. Hráči si nemusí příliš ohýbat svá kolena, což bude znamenat poněkud snazší hru pro starší generaci hráčů tenisu.

Větší délka rakety umožní hráči dát do úderu větší sílu při zachování stejné rychlosti úderu. Tangenciální neboli tečná rychlost rakety v oblasti nárazu je přímo úměrná délce rakety za předpokladu, že rychlost otáčení rakety je konstantní. Za předpokladu, že ke kontaktu s míčem dochází v bodě, umístěném 15,2 cm od konce nebo vrcholu rakety, raketa, jejíž délka bude o 5,1 cm větší než u běžné rakety, vyvine o 10 % vyšší rychlost hlavy rakety a tím i o 10 % vyšší rychlost tenisového míčku. To znamená, že hráč může využít mnohem lépe ovladatelných úderů raketou a může tak být stejně efektivní při vyvinutí stejné síly nebo může využít stejný úder a dát do něj více síly.

Větší délka tenisové rakety poskytuje vyšší pravděpodobnost, že více podání skončí skutečně ve hře. Raketa delší o 5,1 cm otevře hráči průměrné výšky o 13 % více dostupného prostoru v podávacím území a umožní mu dávat tvrdá podání. To bylo vypočteno určením úhlu, tvořeného linií počáteční trajektorie z bodu kontaktu míče s raketou při podání do místa dotyku míče se sítí a pak linii počáteční trajektorie z bodu kontaktu míče s raketou při podání přímo do místa, kam v podávacím území míč přistane. Uhel, tvořený těmito dvěma čárami, je úhel vymezující podání a ten se zvětšuje zároveň s nárůstem výšky bodu dotyku míče s raketou. Pokud zasáhneme míč ve

-2CZ 289977 B6 výšce o 5,1 cm větší, podávači úhel vzroste o 13 %. Toto je ohromná výhoda pokud uvážíme, že podání při tenise je nejdůležitější úder.

Raketa s výhodou využívá střídavého výpletu, u kterého jsou konce strun sešikmeny, takže divergují střídavě v opačných směrech od střední roviny výpletu. Použití střídavého výpletu, obzvláště při použití hlavy rakety vejčitého tvaru, dále napomáhá k umožnění dobrého ovládání rakety, navzdory její větší délce. Také díky střídání strunových otvorů je snížena ztráta pevnosti rámu rakety, způsobená vytvořením otvorů přímo v rámu, a to ve srovnání s konvenčním uspořádáním otvorů pro výplet. To umožňuje, aby byl rám vyroben lehčí než obvykle a zároveň si udržel srovnatelnou pevnost.

Tenisová raketa podle tohoto vynálezu sestává z rámu, který má hlavu, tvořící plochu strunového výpletu, obsahujícího struny, rukojeť a alespoň jeden dřík, spojující hlavu s rukojetí. Hlava vymezuje plochu strunového výpletu vejčitého tvaru, který má délku alespoň 33,6 cm a plošný obsah větší než 547 cm², přičemž rám je tvořen trubicovitým širokoprofilovým prvkem z kompozitního materiálu o minimální hmotnosti. Raketa má celkovou délku větší než 67,2 cm, přičemž současně hmotnost strun nepřesahuje 300 g a hmotnostní moment setrvačnosti k ose rukojeti nepřesahuje 56 g.m².

Rukojetí tenisové rakety je s výhodou vestavěná rukojeť.

Alespoň jedním dříkem je s výhodou jediný dutý trubicovitý dřík, který je dále opatřen spojem pro spojení hlavy a dříku.

Rukojetí může s výhodou být vestavěná rukojeť, představující prodloužení dříku.

Hlava a dřík jsou s výhodou samostatnými prvky, spojenými spojem.

Dřík má s výhodou pravoúhlý průřez a rukojeť má osmihranný průřez, přičemž dřík a rukojeť mají duté vnitřky bez vnitřních stěn.

Struny jsou s výhodou uspořádány ve střední rovině strunového výpletu a zahrnují prostředky pro upevnění konců strun k hlavě, takže alespoň některé z konců strun jsou upevněny střídavě na protilehlých stranách střední roviny strunového výpletu.

Tenisová raketa podle tohoto vynálezu má s výhodou celkovou délku v rozmezí od 70 cm do 77 cm.

Plocha strunového výpletu má poloměr zakřivení u vrcholu s výhodou mezi 118 mm a 133 mm a poloměr zakřivení u dříku s výhodou mezi 45 mm a 55 mm.

Horní uzlový bod vibrací této rakety leží s výhodou dále, než je 57 % délky plochy strunového výpletu směrem od konce rukojeti.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude v dalším podrobněji objasněn na příkladech jeho konkrétního provedení, jejichž popis bude podán s přihlédnutím k přiloženým obrázkům výkresů, kde obr. 1 znázorňuje nárysný pohled na tenisovou raketu v provedení podle tohoto vynálezu, obr. 2 znázorňuje bokorysný pohled na tenisovou raketu v provedení podle tohoto vynálezu,

-3CZ 289977 B6 obr. 3 znázorňuje zvětšený pohled v nárysu na spojení dříku s hlavou rakety v provedení podle vynálezu, obr. 4 znázorňuje pohled v řezu na raketu a její výplet, přičemž řez je veden podél linie 4-4 z obr. 1, obr. 5 znázorňuje pohled v řezu na rám rakety, přičemž řez je veden podél linie 5-5 z obr. 3, obr. 6 znázorňuje pohled v řezu na spojení dříku s hlavou u rakety, přičemž řez je veden podél linie 6-6 z obr. 3, obr. 7 znázorňuje pohled v řezu na dřík rakety, přičemž řez je veden podél linie 7-7 z obr. 3, obr. 8 znázorňuje pohled v řezu na rukojeť rakety, přičemž řez je veden podél linie 8-8 z obr. 1, obr. 9 znázorňuje částečný nárysný pohled v řezu na uspořádání oblasti spojení dříku s hlavou rakety před vyformováním rakety podle obr. 1, obr. 10 znázorňuje pohled v řezu na část vnitřního povrchu rámu hlavy rakety, kde výplet pro zjednodušení není zakreslen, přičemž řez je veden podél linie 10-10 z obr. 1, obr. 11 znázorňuje pohled v nárysu na alternativní provedení předmětu tohoto vynálezu, a obr. 12 a obr. 13 znázorňují tabulky, uvádějící různé vlastnosti tenisových raket, vyrobených podle tohoto vynálezu, a to v porovnání s běžnými konvenčními tenisovými raketami.

Příklady provedení vynálezu

Jak je znázorněno na obr. 1 a obr. 2, tenisová raketa v provedení podle tohoto vynálezu sestává z hlavy JO a z dříku 12. které jsou vzájemně spojeny v místě spoje 15 hlavy 10 s dříkem 12. Dřík 12 je opatřen rukojetí 19. Raketa je dále opatřena množinou vzájemně protkaných strun 26 a 28. vedených směrem podélným a směrem kolmým. Tyto struny 26 a 28 tvoří dohromady plochu strunového výpletu. Strunová drážka 18 je na vnější ploše hlavy 10 rakety vytvořena běžným způsobem.

Hlava 10 rakety a dřík 12 mohou být vytvořeny buď odděleně, nebo jako jeden kus materiálu, tedy jako spojitý prvek rámu. Přednostně jsou hlava 10 a dřík 12 vyrobeny ve tvaru dutých trubicovitých prvků a to z kompozitových materiálů. Příkladem vhodných materiálů jsou kompozity z uhlíkového vlákna společně s termoplastickou pryskyřicí, tzv. „uhlík“, nebo vlákno společně s termoplastickou pryskyřicí, jako je například vysvětleno v patentu US 5 176 868.

Tenisová raketa podle tohoto vynálezu je delší než běžné tenisové rakety délky mezi 66,0 a 71,1 cm, přičemž většina dosud známých raket má délku přibližně 68,6 cm. Navzdory její větší délce si raketa v provedení podle tohoto vynálezu uchovává moment setrvačnosti o velikosti, srovnatelné s konvenčními raketami, a tak nevykazuje nevýhody delších raket dosud známých provedení. Naopak, raketa podle tohoto vynálezu umožňuje znatelné vylepšení hratelnosti, a to využitím jistých konstrukčních charakteristických rysů, které jsou následující.

Hlava 10 je vyrobena ve vejčitém tvaru, spíše než ve tvaru oválném, který je dnes běžnější, a má tak delší povrch strunového výpletu, než je obvyklé u konvenčních raket.

Profil rámu rakety využívá široké konstrukce pro získání optimálního poměru pevnosti ku hmotnosti.

-4CZ 289977 B6

Rukojeť 14 je lehká, přednostně vytvořená jako tzv. „vestavěná rukojeť, tj. rukojeť 14, jež je vytvořena společně s osmihranným tvarem držadla v jednom kuse.

U jednoho z provedení předmětu tohoto vynálezu je hlava 10 spojena s rukojetí 14 pomocí dutého jednoduchého dříku 12, což dále snižuje hmotnost rakety. U alternativního řešení podle obr. 11 je další hlava 10a spojena s rukojetí 14 pomocí jednoho páru dalších dříků 12a, umístěných v určité, předem stanovené vzdálenosti od sebe.

Tenisová raketa podle tohoto vynálezu může také využívat střídavě uspořádaný strunový výplet. Příklad provedení, který má takovou konstrukci, je popsán v dalším se zřetelem na obr. 1 až obr. 10.

Hlava 10 rakety vymezuje vejčitý tvar strunového výpletu, kde menší konec „vajíčka“ přiléhá k dříku 12 rakety. Zde použitý termín „vejčitý tvar“ se vztahuje na geometrický tvar, ohraničující plochu strunového výpletu rakety, který představuje kontinuální konvexní křivku, tvořenou množinou různých poloměrů, přičemž poloměr zakřivení v poloze šestky na ciferníku hodinek, což je poloha v místě ukončení strunového výpletu nejblíže k rukojeti, má velikost mezi 30 až 90 mm. Poloměr zakřivení v poloze dvanáctky na ciferníku hodinek, tedy na vrcholu tenisové rakety, je větší než 110 mm, s výhodou pak mezi 110 a 170 mm.

Plocha strunového výpletu má štíhlostní poměr, což je poměr délky ku šířce, v rozmezí 1,3 až 1,7, s výhodou však 1,4. Nejširší část povrchu strunového výpletu je umístěna v místě, vzdáleném o více než 5 % od geometrického středu strunového výpletu, což je středový bod dlouhé osy strunového výpletu směrem ke konci rakety, s výhodou o 25 až 30 mm od geometrického středu směrem ke konci rakety.

Kromě vejčitého tvaru má rám rakety takovou velikost, že hlavní osa „vejce“, čili délka strunového výpletu, je alespoň 35,6 mm, přičemž má s výhodou velikost v rozmezí od 35,6 do

39,4 mm. Maximální šířka strunového výpletu je menší než 27,3 mm, přičemž celková plocha strunového výpletu, vymezená „vajíčkem“, je větší než 612,9 cm², přičemž má s výhodou velikost v rozmezí od 645,2 do 806,5 cm².

Na obr. 1 má raketa jednoduchý samostatný dřík 12, který je spojený s hlavou 10 rakety pomocí spoje 15 dříku 12 a hlavy 10. Příklad takovéhoto spoje 15 a jednoduchého dříku 12 je detailněji zobrazen na obr. 3 až obr. 7.

Jak je vidět na obr. 3, jsou strany dříku 12 provedeny jako lehce se zužující pod úhlem a zužování od spoje 15 k rukojeti 14. U příkladného provedení má úhel a zužování velikost 90,1°, přičemž šířka w dříku 12 v řezu se snižuje z 28,4 mm v místě spoje 15, což je vzdálenost P2-P2, na hodnotu 25 mm na vrcholu rukojeti 14, zatímco výška h průřezu zůstává stále stejná na hodnotě 25 mm.

Spoj 15 dříku 12 s hlavou 10, který spojuje jednoduchý dřík 12 s hlavou 10 rakety, s výhodou obsahuje minimální množství materiálu a proto si uchovává minimální hmotnost. V oblasti tohoto spoje 15 je vnitřní povrch 52 rámu, který tvoří spodek plochy strunového výpletu, vymezen pomocí oblouku, který má poloměr R1 se středem Cl, ležícím na ose 36 rakety. Poloměr R1 je minimální poloměr pro hlavu 10 vejčitého tvaru. Vnitřní povrch 52 rámu je protažen mezi body Pl. které leží na opačných stranách osy 36 v osové vzdálenosti dp! od středu Cl.

Vnější povrch spoje 15 je tvořen přechodovou částí 54 dříku 12, přiléhající k hornímu konci dříku 12. a přechodovou částí 56 hlavy 10 rakety, která přiléhá k opačným koncům hlavy 10 rakety. Přechodová část 54 dříku 12 začíná v bodech P2 jako prodloužení dříku 12, takže jsou body P2 rozmístěny po stranách šířky dříku 12. Přechodová část 54 dříku 12 je vymezena pomocí oblouku s poloměrem Rt a se středem C2, který leží v přibližně stejné osové vzdálenosti jako

-5CZ 289977 B6 body P2. Přechodová část 54 dříku 12 je prodloužena až do bodů P3. U přechodové části 56 hlavy 10 rakety vnější povrch spoje následuje křivku tak, aby se šířka průřezu snižovala, dokud v bodě P4, kde hlava 10 začíná, byla šířka stejná jako na hlavě 10.

Rukojeť 14 má konvenční osmihranný průřez. Tato rukojeť 14 je tzv. „vestavěná rukojeť“, to znamená rukojeť 14 takového typu, který je použit u tenisové rakety Prince Lite. U tohoto typu rakety je rám spojitě vestavěn přímo do tvaru rukojeti 14, namísto toho, aby byla samostatná rukojeť připojena k dříku 12. Protože vestavěná rukojeť 14 je dutá, je tím minimalizována celková váha rukojeti 14. Tato rukojeť 14 je obvykle potažena kůží nebo tkaninou pro lepší uchopení, což není na obrázcích znázorněno.

Příklady výrobních postupů, které mohou být využity pro vytvarování rakety s jednoduchým samostatným dříkem 12, jakož i spoje 15. jsou popsány v patentové přihlášce US č. 08 988 579, jejíž odpovídající části jsou zde zahrnuty ve formě odkazu. Příklad výrobního postupu, který může být použit k výrobě rakety, je popsán níže. Protože obecné formovací tvářecí technologie pro výrobu kompozitní tenisové rakety jsou všeobecně dobře známé, bude zde postup popsán pouze stručně.

S odkazem na obr. 9 má trubicovitý navrstvený materiál 24’ dříku 12 délku, odpovídající rukojeti 14 a dříku 12, a sestává z jednotlivých nevytvrzených vrstev termosetové pryskyřice, vyztužené vlákny. Druhá část trubicovitého navrstveného materiálu 34’ hlavy 10. který má dostatečnou délku k vytvoření hlavy 10 rakety, je vytvořena stejným způsobem. Trubice jsou vloženy do tvarovací formy, jež má tvar tenisové rakety, takže konce 40’ trubicovitého navrstveného materiálu 34’ hlavy 10 jsou protaženy pouze na krátkou vzdálenost do horního konce trubicovitého navrstveného materiálu 24’. Aby byl správně vytvarován spoj 15 hlavy 10 a dříku 12, je dále do oblasti tohoto spoje 15 vložen další nevytvrzený kompozitní materiál 26’, přičemž spoj 15 je pak obalen dalšími vrstvami kompozitního materiálu 28’. Duše 30’ je nasměrována vzhůru skrze trubicovitý navrstvený materiál 24’ dříku 12 okolo trubicovitého navrstveného materiálu 34’ hlavy 10 a pak zpět dolů druhou stranou dříku 12, takže oba konce duše 30’ jsou pak protaženy až do spodku rukojeti 14 tenisové rakety.

Poté je tvarovací forma uzavřena a duše 30’ nahuštěna, čímž dojde k natlačení kompozitního materiálu na stěny formy a tím také k zaplnění požadovaného tvaru rakety. Současně je tvarovací forma zahřáta, takže kompozitní pryskyřice vytvrdne. Aby byla vytvořena vestavěná rukojeť 14, má část formy, tvořící rukojeť 14, což na obrázcích není vidět, takový vnitřní povrch, který odpovídá osmihrannému tvaru rukojeti 14 podle obr. 8.

Obr. 9 znázorňuje upřednostňované řešení podle tohoto vynálezu, u kterého jsou hlava 10 a dřík 12 oddělenými samostatnými prvky. Hlava 10 a dřík 22 mohou být vyrobeny buď ze stejného materiálu nebo z materiálů zcela různých. Také místo kladení jednotlivých vrstev materiálu samostatně mohou být hlava 10 a dřík 12 vytvořeny jako předem vytvarované součásti. Pokud jsou opravdu tyto dvě části vyrobeny jako předem vytvarované součásti, je nutno vytvarovat a nechat vytvrdnout pouze oblast spoje 15, aby byl kompletně dokončen rám rakety.

Jak je vidět na obr. 9, jsou oba opačné konce 40’ hlavy 10 rakety ohnuty tak, aby byly vedeny jeden vedle druhého v předem určeně vzdálenosti podél středové osy hlavy 10. Konce 40 hlavy 10 jsou vloženy do horního konce dříku 12 a tak vytvářejí společně s kompozitním materiálem 26’ a kompozitním materiálem 28’ spolehlivý a bezpečný spoj 15 mezi hlavou a dříkem.

Jak je vidět například na obr. 9, zahrnuje spoj 15 relativně ostré zahnuti mezi dříkem 12 a hlavou 10. Výsledkem toho pak je, že počáteční část 45 dříku 12 je vedena pod úhlem zhruba 125° vzhledem k ose 36 dříku 12. Směrem vzhůru k hlavě 10 se tento úhel sklonu osy bude snižovat. Nicméně pomocí své počáteční délky profil hlavy 10 přenáší rovinné zatížení v ohybu ponejvíce jako torzní deformací. Následkem toho pak u výhodného provedení předmětu tohoto vynálezu narůstá úhel sklonu vláken materiálu, použitého k vytvoření počáteční části 45 rámu, přičemž pro

-6CZ 289977 B6 požadovanou dostatečnou vzdálenost podél hlavy 10 tento úhel narůstá z toho důvodu, aby byla vylepšena torzní tuhost počáteční části 45 rámu rakety. Navíc obaluje výztuha z kompozitního materiálu 28’ rám tak, že výztužná vlákna jsou skloněna pod úhlem sklonu, čímž také dochází ke zvýšení torzní tuhosti.

U alternativního provedení předmětu tohoto vynálezu mohou být hlava 10 a dřík 12 vytvarovány z jednoho souvislého kusu trubicovitého materiálu. V takovém případě budou dřík 12 a rukojeť 14 tvořeny protaženými konci trubic, které tvoří část hlavy 10. Oblast spoje 15 bude vytvořena podobným způsobem, jako na obr. 9, a to s výztužnými kompozitními materiály 26’ a 28’, použitými k vytvoření pevného a bezpečného spoje 15, kromě toho, že konce trubice, tvořící hlavu 10, jsou protaženy skrze oblast spoje 15 a pak i za tento spoj 15 a jsou vedeny jeden vedle druhého až pod spoj 15, čím dojde k vytvoření dříku 12 a rukojeť 14. Je to lepší způsob, než tyto konce vsunout do samostatné trubice dříku 12 tak, jak je možno vidět na obr. 9. Když je střední stěna zaformována, bude vytvořena uvnitř dříku 12 a rukojeti 14 v místě, kde trubice přiléhají jedna vedle druhé. Aby bylo dosaženo nej lepšího možného snížení hmotnosti, je možno s výhodou uříznout střední stěnu po jejím zformování.

Rám má širokoprofílový průřez, tj. má výšku h v řezu, ve směru kolmém na rovinu strunového výpletu, větší než 22 mm. U nejvýhodnějšího provedení předmětu tohoto vynálezu má výška h profilu v řezu velikost od 25 do 26 mm. Zatímco u příkladu výhodného řešení, znázorněného na obr. 1 a na obr. 2, mají hlava 10 a dřík 12 konstantní výšku h profilu, přičemž hlava 10 má pak konstantní šířku w, může být šířka w a výška h hlavy 10 a dříku 12 u jiných provedení rakety libovolně měněna podle potřeby.

Hlava 10 je opatřena otvory 34, jež jsou vytvořeny pro protažení strun výpletu. Jak je možno vidět na obr. 2 a na obr. 10, nejsou otvory 34 umístěny ve střední rovině 37 strunového výpletu, ale jsou střídavě rozmístěny tak, aby ležely po obou stranách této roviny 37 strunového výpletu.

Jak je znázorněno na obr. 1 a na obr. 4, zahrnují hlavní struny 26 výpletu také jeden pár strun 30, umístěný na nej vzdálenějším místě od geometrického středu GC plochy strunového výpletu, a to v jednotlivých protilehlých místech. Křížové struny sestávají také z jednoho páru strun 32, které jsou umístěny na nejvzdálenějším místě od geometrického středu GC. Každá z těchto vnějších strun 30,32 výpletu rakety vytváří poslední křížovou strunu nebo hlavní strunu výpletu ještě před tím, než je protažena do otvoru v hlavě 10 rámu rakety.

Na obr. 10 je možno vidět, že otvory 40 pro protažení křížových strun leží střídavě na opačných stranách střední roviny, takže tím zároveň vytvářejí střídavý vzor strunového výpletu. Střídavý výplet je upřednostňován pro všechny křížové struny 28 i pro struny 26 v hlavním směru strunového výpletu. Jak je vidět na obr. 10, leží otvory 40 pro protažení strun rámem v konstantní vzdálenosti od střední roviny 37 strunového výpletu, takže se stále prostřídávají. V každém případě mohou být uplatněny i jiné vzory pro strunový výplet.

Obr. 4 znázorňuje střídavý výplet pro dvě následně křížové struny 28a a 28b. První křížová struna 28a ze dvou následných křížových strun je natažena přes hlavní vnější strunu 30 a je tak nasměrována k průchodu části hlavy 10 rámu, a to skrze lanovou smyčku, která je vytvořena skrze pár strunových otvorů, vytvořených v dutém rámu. V důsledku toho pak křížová struna 28a je zapletena s hlavní vnější strunou 30 pod úhlem β, který je menší než 180°. Struna 28a prochází skrze strunový otvor 40a a vstupuje do strunové drážky 18, kde kříží střední rovinu 37 do strunového otvoru 40b. U tohoto strunového otvoru 40b je další křížová struna 28b protažena pod hlavní vnější strunu 30 a pak je protažena směrem nahoru, kde je spletena s další hlavní strunou, což na obrázcích není znázorněno. Aby bylo vše poněkud jasnější, bude úhel, pod kterým se kříží struny 28a a 28b, divergovat směrem ke středu plochy strunového výpletu, tj. směrem doprava na obr. 4. Na obr. 4 byl tento úhel nakreslen poněkud přehnaně veliký.

-7CZ 289977 B6

Jako alternativní provedení strunového výpletu k provedení, znázorněnému na obr. 2 až na obr. 5, může být použit běžný vzor strunového výpletu rakety, u kterého nejsou žádné struny střídavě překříženy. Nebo mohou být u výpletu překříženy pouze některé struny a jiné nikoliv. A nakonec může být množství střídavého překřížení v různých místech hlavy 10 rakety i proměnlivé.

Použití střídavého výpletu vylepšuje výkon strunového lůžka. Navíc pomocí prostřídání otvorů strunového výpletu dojde k nárůstu vzdálenosti k sobě přilehlých otvorů, a to v porovnání s běžnými vzory otvorů pro strunový výplet, kde jsou všechny otvory strunového výpletu shodně zarovnány. To znamená, že ztráta pevnosti, způsobená vytvořením otvorů v rámu tenisové rakety, je menší, než u konvenčních tenisových raket. Výsledkem toho je, že rám v provedení podle tohoto vynálezu může být vyroben lehčí, než by byl vyroben běžný rám rakety, tedy za použití méně materiálu, přičemž si zároveň zachová stejnou pevnost.

Obr. 11 ukazuje jiné alternativní provedení předmětu tohoto vynálezu, u kterého je hlava 10a spojena s rukojetí 14 pomocí dvojice sbíhajících se částí dříku 12a. Spoj 15a překlenuje části dříku 12a a uzavírá tak plochu strunového výpletu. Nicméně hlava 10 rakety má vejčitý tvar, jako u provedení podle obr. 1, má poloměr R3 v poloze šestky na ciferníku hodinek, přičemž tento poloměr R3 je menší než poloměr R4 v poloze dvanáctky na ciferníku hodinek. Z bodu P3 do bodu P2 opisuje rám rakety křivku, která má poloměr R_T, přičemž oblast mezi částmi dříku 12a pod spojem 15a je otevřená. Jak je vidět na obr. 11, je spodní konec rukojeti 14 tenisové rakety zaslepen čepičkou 50. přičemž rukojeť 14 je ovinuta kolem vnějšího osmihranného tvaru uchopovací páskou 52’ čímž je raketa dokončena.

Takže tenisová raketa v provedení podle tohoto vynálezu je delší než 71,1 cm, s výhodou pak má celkovou délku mezi 73,7 a 81,3 cm, využívá vejčitý tvar rámu, jehož minimální délka je větší než 35,6 cm a má lehkou rukojeť 14, nejlépe tzv. vestavěnou. V souvislosti s použitím rámu takového tvaru může být tento rám vyroben celkově relativně lehký, a to za použití tenkých stěn a širokoprofilové konstrukce, přičemž je jeho výška větší než 22 mm a štíhlostní poměr je 2/1 nebo i větší.

S využitím výše uvedených tvarů rámu, jakož i materiálů, které jsou již dnes k dispozici, je možno vyrobit raketu, jejíž hmotnost v podstatě nepřesahuje 300 g, s výhodou pak tenisovou raketu o hmotnosti pod 250 g, a to s prodlouženým strunovým lůžkem bez trampolínového efektu, a zároveň raketu, která si zachovává dobrý výkon a ovládání. V důsledku toho lze zvýšit celkovou délku tenisové rakety a zároveň zachovat všechny herní výhody konvenčních vysokovýkonných tenisových raket. Délka tenisové rakety by mohla být podstatně zvýšena, aniž by zároveň celková hmotnost a moment setrvačnosti rakety dosáhly hodnot, příslušejících dnešním konvenčním raketám. Raketa tak má vlastnosti jako běžná konvenční tenisová raketa, ale ve skutečnosti dostatečná délka rakety poskytuje významné herní výhody pro jejího uživatele.

K dalšímu vylepšení hratelnosti uvedené tenisové rakety by měl být polární moment setrvačnosti neboli hmotnostní moment setrvačnosti k podélné ose tenisové rakety menší než 1,90 g.m²a s výhodou pak v intervalu mezi 1,60 až 1,70 g.m², přičemž rovnovážný bod či těžiště by měl být umístěn alespoň 34,0 cm od zaslepeného konce rukojeti 14 rakety. Jak bylo shora uvedeno, měla by být délka plochy strunového výpletu větší než 35,6 cm, přičemž rám by měl mít minimální volnou prostorovou frekvenci s výhodou 140 Hz pro raketu, vytvořenou z kompozitního materiálu. Šířka průřezu rámu rakety je s výhodou 12,5 mm.

Jak je vidět na obr. 5, obr. 7 a na obr. 8, jsou hlava 10, dřík 12 a rukojeť 14 rakety vytvořeny jako duté profily například z kompozitního materiálu. Kromě spoje 15 hlavy 10 s dříkem 12 mají jednotlivé části profilu rámu rakety minimální tloušťku stěny s výhodou menší než 2 mm, a to pro snížení celkové hmotnosti rakety. Tloušťka stěny profilu rámu rakety v kterémkoliv místě rámu se však mění v závislosti na ohybovém namáhání, kterému musí daný profil odolávat.

-8CZ 289977 B6

Tenisová raketa může být vyrobena z termoplastického materiálu. Namísto formování jednotlivých vrstev termosetové pryskyřice jsou vrstvy spleteného výztužného vlákna a termoplastické pryskyřice použity k vytvoření rámu rakety tak, jak je popsáno například v patentovém spise US 5 176 868. Další směsný vláknitý materiál je využit pro výztužné prvky a jako obalový materiál pro zformování spoje 15 hlavy 10 s dříkem 12.

Tenisové rakety, vyrobené podle tohoto vynálezu a mající celkovou délku 73,7 cm, byly porovnávány s běžně známými konvenčními raketami z hlediska různých vlastností, jak je uvedena v tabulkách na obr. 12 a na obr. 13.

Příklad 1

Raketa podle příkladu 1, která je znázorněna na obr. 1 až na obr. 10, má celkovou délku 73,7 cm, délka plochy strunového výpletu je 35,8 cm, maximální šířka je 24,9 cm, výška h rámuje 25 mm, šířka rámu je 12,5 mm na hlavě rakety 10, celková plocha strunového výpletu činí 671,0 cm², přičemž má raketa následující konstrukční charakteristiky, které jsou znázorněny na obr. 3, který je ve skutečném měřítku poloměr R1 (poloha 6 hodin) poloměr R2 (poloha 12 hodin) maximální poloměr poloha bodu PÍ (střed CL) poloha bodu P2 poloha bodu P3 poloha bodu P4 poloha středu C2 (střed Cl) poloměr Rr úhel a zužování šířka dříku 12 (v bodě P2) šířka dříku 12 nad rukojetí 14 výška dříku 12 vzdálenost nej širšího místa od konce mm

118 mm

323 mm v polohách 5 a 7 hodin mm (tj. osová vzdálenost dpi) 101 mm mm mm

103 mm mm

90,1°

28,4 mm mm mm

162,5 mm

Příklad 2

Příklad 2 je velmi podobný příkladu 1, má konstrukci s jednoduchým dříkem 12, avšak plocha strunového výpletu je poněkud větší plocha strunového výpletu celková délka délka plochy strunového výpletu maximální šířka výška h rámu šířka rámu hlavy 10 poloměr R1 (poloha 6 hodin) poloměr R2 (poloha 12 hodin) maximální poloměr poloha bodu PÍ (střed Cl) poloha bodu P2 poloha bodu P3 poloha bodu P4 poloha středu C2 (střed Cl) poloha R_T

784,4 cm²

73.7 cm

37.8 cm

26,3 cm mm

12,5 mm mm

124 mm

350 mm v poloze 5 a 7 hodin mm

100 mm mm mm

103 mm mm

-9CZ 289977 B6 úhel g zužování šířka dříku 12 (v bodě P2) šířka dříku 12 nad rukojetí 14 výška dříku 12 vzdálenost nej širšího místa od konce

90,1°

28,4 mm mm mm

171 mm

Příklad 3

Příklad 3 je podobný oběma příkladům 1 a 2, avšak má větší plochu strunového výpletu, a to s následujícími parametry konstrukce plocha strunového výpletu celková délka délka plochy strunového výpletu maximální šířka výška h rámu šířka rámu hlavy 10 poloměr R1 (poloha 6 hodin) poloměr R2 (poloha 12 hodin) maximální poloměr poloha bodu PÍ (střed Cl) poloha bodu P2 poloha bodu P3 poloha bodu P4 poloha středu C2 (střed Cl) poloměr Rt úhel g zužování šířka dříku 12 (v bodě P2) šířka dříku 12 nad rukojetí 14 výška dříku 12 vzdálenost nej širšího místa od konce

806,5 cm²

73,7 cm

39,1 cm

27.3 cm mm

12,5 mm mm

133 mm

500 mm v poloze 5 a 7 hodin mm

100 mm mm mm

103 mm mm

90,1°

28.4 mm mm mm

174 mm

Příklad 4

Příklad 4 odpovídá obr. 11, přičemž má konstrukci dvojitého dříku 12a ze dvou částí, a to s následujícími parametry konstrukce plocha strunového výpletu celková délka délka plochy strunového výpletu maximální šířka výška h rámu šířka rámu hlavy 10 poloměr R3 (poloha 6 hodin) poloměr R4 (poloha 12 hodin) maximální poloměr poloha bodu PÍ (střed Cl) poloha bodu P2 poloha bodu P3 poloměr Rt šířka dříku 12 nad rukojetí 14 výška dříku 12 vzdálenost nej širšího místa od konce

806,5 cm²

73,7 cm

39,0 cm

27,3 cm mm

12,5 mm mm

133 mm

400 mm v poloze 5 a 7 hodin mm

108 mm mm

380 mm mm mm

174 mm

-10CZ 289977 B6

Jakje vidět na obr. 12, je hmotnostní moment setrvačnosti kolem konce rukojeti 14 pro rakety, vyrobené podle tohoto vynálezu, přibližně stejný, jako u konvenčních raket. Takže rakety, vyrobené podle tohoto vynálezu, jsou delší, avšak jejich hmotnost pro úder je srovnatelná s jinými raketami. Navíc při srovnání bodů za polohou konce rukojeti 14 mají rakety, vyrobené podle tohoto vynálezu, moment setrvačnosti dokonce menší z důvodu jejich celkově menší hmotnosti. Proto jsou takové rakety obecně mnohem ovladatelnější než běžné konvenční tenisové rakety.

Rakety, vyrobené podle tohoto vynálezu, mají obecně vyšší momenty setrvačnosti okolo těžiště, výjimkou jsou tenisové rakety Matchmate a Ray, které jsou však velmi těžké. Takže rakety podle tohoto vynálezu jsou stabilnější při úderech mimo střed rakety podél středové osy než je tomu u konvenčních raket s nižší hmotností.

Jak je vidět na obr. 12, je raketa, vyrobená podle tohoto vynálezu, lehká a stále ještě stabilní, atak kombinuje dvě či více z nejpožadovanějších vlastností tenisové rakety, zejména ovladatelnost a stabilitu. Naproti tomu u konvenčních raket si hráč může vybrat buď jednu nebo druhou vlastnost.

Jakje dále vidět na obr. 12, mají rakety, vyrobené podle tohoto vynálezu, nejvyšší střed úderu ze všech možných raket, které byly testovány. Střed úderu je měřen okolo zaslepeného konce rukojeti 14. Navíc poměr středu úderu k hmotnosti rakety je významně vyšší u raket, vyrobených podle tohoto vynálezu.

Tím, že je střed úderu umístěn tak daleko od ruky, kterou raketu držíme, bude raketa mít velmi dobře ovladatelnou a vykrývatelnou oblast mezi středem úderu a spojem 15 hlavy 10 s dříkem 12. Obecně, když míček udeří do prostoru mezi středem úderu a rukou, úder bude veden velmi pevně. A naopak, když míč udeří mezi střed úderu a konec rakety, obvykle hráč cítí větší náraz a míček je odpálen s nižší energií.

U raket, vyrobených podle tohoto vynálezu, je umístění horního uzlového bodu kmitání provedeno ve větší vzdálenosti od zaslepeného konce rukojeti 14 než je tomu u běžných tenisových raket, což je uvedeno na obr. 12, kromě rakety Ray, která je dlouhá a těžká. Umístění uzlového bodu je přibližně ve stejné vzdálenosti od konce, jako je tomu u běžných raket. Pokud by byly běžné rámy raket jednoduše prodloužené a jejich hlavy 10 by zůstaly ve stejné velikosti, došlo by k přemístění uzlového bodu směrem k zaslepenému konci rukojeti 14 rakety, což by umístilo uzlový bod níže na hlavě 10 rakety. Toto bylo potvrzeno již měřeními, která byla provedena nejdříve na dlouhých raketách, kde bylo umístění uzlového bodu jasně vzdálenější od konce rakety, než tomu je u běžných raket, které využívají podobného tvaru hlavy 10 rakety. U předmětu tohoto vynálezu je umístění horního uzlového bodu kmitání na více než 57 % délky plochy strunového výpletu, a to od konce rukojeti 14 tenisové rakety.

Předchozí popis představuje upřednostňované provedení vynálezu. Změny a modifikace budou zřejmé všem, kteří již mají své zkušenosti s touto oblastí techniky bez toho, že by došlo k odklonu od pole působnosti vynálezu, jenž je zde popsán. Například hlava 10 a dřík 12 u provedení vynálezu podle obr. 2 jsou znázorněny s přímým profilem, tj. s konstantní výškou h, ale mohou zde být vytvořeny i profily odlišné. Například hlava 10 a/nebo dřík 12 mohou mít konstantní kuželovitý profil, jak je popsáno v patentovém spise US 5 037 098. U příkladného provedení předmětu tohoto vynálezu je výška rámu proměnlivá od 24 mm v místě hned nad rukojetí 14 až do 34 mm na konci tenisové rakety. Nicméně zde může být použito i jiných rozměrů, například 24 mm na rukojeti 14 a až do 30 mm na konci rakety. To je závislé na požadovaných charakteristikách rámu tenisové rakety. Alternativně může mít dřík 12 rakety nestejnoměrný profil.

Claims

1. Tenisová raketa, sestávající z rámu, který má hlavu (10), tvořící plochu strunového výpletu, obsahujícího struny (26, 28), rukojeť (14) a alespoň jeden dřík (12, 12a), spojující hlavu (10) s rukojetí (14), přičemž hlava (10) vymezuje plochu strunového výpletu vejčitého tvaru, který má délku alespoň 33,6 cm a plošný obsah větší než 547 cm², přičemž rám je tvořen trubkovitým širokoprofílovým prvkem z kompozitního materiálu o minimální hmotnosti, vyznačující se tím, že raketa má celkovou délku větší než 67,2 cm, přičemž současně hmotnost strun nepřesahuje 300 g a hmotnostní moment setrvačnosti k ose rukojeti (14) nepřesahuje 56 g.m².

2. Tenisová raketa podle nároku 1,vyznačující se tím, že rukojetí (14) je vestavěná rukojeť (14).

3. Tenisová raketa podle nároku 1,vyznačující se tím, že alespoň jedním dříkem (12) je jediný dutý trubkovitý dřík (12), který je dále opatřen spojem (15) pro spojení hlavy (10) a dříku (12).

4. Tenisová raketa podle nároku 3, vyznač uj í cí se t í m, že rukojetí (14) je vestavěná rukojeť (14), představující prodloužení dříku (12).

5. Tenisová raketa podle nároku 4, v y z n a č u j í c í se t í m, že hlava (10) a dřík (12) jsou samostatné prvky, spojené spojem (15).

6. Tenisová raketa podle nároku 4, vy zn a č uj í c í se tí m , že dřík (12) má pravoúhlý průřez a rukojeť (14) má osmihranný průřez, přičemž dřík (12) a rukojeť (14) mají duté vnitřky bez vnitřních stěn.

7. Tenisová raketa podle nároku 1, vyznačující se tím, že struny (26, 28) jsou uspořádány ve střední rovině (37) strunového výpletu a zahrnují prostředky pro upevnění konců strun k hlavě (10), takže alespoň některé z konců strun jsou upevněny střídavě na protilehlých stranách střední roviny (37) strunového výpletu.

8. Tenisová raketa podle nároku 1, vyznačující se tím, že má celkovou délku v rozmezí od 70 cm do 77 cm.

9. Tenisová raketa podle nároku 1, vyznačující se tím, že plocha strunového výpletu má poloměr (R2) zakřivení u vrcholu mezi 118 mm a 133 mm a poloměr (Rl) zakřivení u dříku (12) mezi 45 mm a 55 mm.

10. Tenisová raketa podle nároku 1, vyznačující se tím, že její homí uzlový bod vibrací leží dále než je 57 % délky plochy strunového výpletu směrem od konce rukojeti (14).