DE19804871A1 - Ballschläger mit Mitteln zum Aufbringen eines vergrößerten Vorwärtsmoments auf den Ball - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft verbesserte Ball-Schläger, etwa Ballstöcke oder Rackets, die in üblichen populären Sportarten, einschließlich - nicht aber beschränkt auf - Golf, Tennis oder Hockey verwendet werden. Insbesondere nutzt diese Erfindung die Elastomeren eigene Spannkraft und Viskoelastizität, um die Eigenschaften derartiger Schlagstöcker oder Rackets durch Vergrößern der Übertra­ gung des Moments auf den Ball zum Zeitpunkt des Kontakts zu verbessern.

Ballschläger wie Golf-Ballstöcke und Tennis-Rackets wei­ sen im allgemeinen (1) einen Schaft, (2) einen Kopf, der an dem einen Ende des Schafts angebracht ist und (3) ei­ nen Griff auf, der an dem anderen Ende des Schafts an­ geordnet ist, auf. Der Kopf weist eine Ballschlagfläche auf.

Es wurden in der Vergangenheit Versuche gemacht, die dynamischen Eigenschaften derartiger Ballschläger zu verbessern. Auf dem Gebiet der Ausbildung von Tennis-Ra­ ckets offenbart beispielsweise das US-Patent Nr. RE 33 011 ein Tennis-Racket mit einem Sehnenschutzsystem ein­ schließlich Elastomereinsätzen, die in dem Kopfabschnitt eines aus zusammengesetzten Materialien gebildeten Rackets eingeformt sind, auf. Das US-Patent Nr. 5 211 398 offenbart einen Tennis-Racket-Rahmen, dessen Dicke derart variiert, daß die natürliche Frequenz des Racket-Rahmens der Erregungsfrequenz der Bälle näher kommt.

Verschiedene Patente offenbaren Mittel zum Erhöhen der Übertragung des Moments, das auf einen Golfball aufge­ bracht wird, wenn dieser von dem Golfschläger geschlagen wird. Eine solche vergrößerte Momentenübertragung wird meistens durch eine Umgestaltung des Schafts oder des Kopfabschnitts des Schlagstocks, oder beiden, erreicht. Das US-Patent Nr. 4 319 750 offenbart beispielsweise einen zusammengesetzten Schaft eines Golfschlägers mit einer flexiblen Zone entlang des Schafts. Die Form des Schafts ist modifiziert, um die flexible Zone an einem vorgegebenen Punkt entlang des Schaft zu positionieren. In dem US-Patent Nr. 5 308 062 ist ein zentraler, flexi­ bler Abschnitt in dem Schaft eingeschlossen, der Durch­ messer des Schafts ist derart unterschiedlich, daß die Dicke der Wandung an dem Ende des Schafts benachbart dem Kopf am größten ist, so daß mehr Gewicht an dem Kopfende des Schafts bewirkt wird.

Andere Patente offenbaren die Vergrößerung der Stärke und der Härte des Kopfs des Golfschlägers durch die Ver­ wendung von Einsätzen verschiedener Ausbildungen und Materialien. Das US-Patent Nr. 4 591 160 offenbart einen Golfschlägerkopf, der einen Kernkörper aufweist, welcher aus einem synthetischen und natürlichen Gummi besteht und einer äußeren Schale aus einem polymeren thermopla­ stischen Material. Das US-Patent Nr. 5 306 008 offenbart eine Verbindung in dem Kopf des Schlägers mit einem ho­ hen Trägheitsmoment. Das US-Patent Nr. 4 655 458 sieht in dem Kopf des Schlägers eine Gewichtkammer vor, die mit einer geeigneten Menge eines flüssigen Materials gefüllt ist, das sich in der Gewichtkammer in Richtung des Schwungs bewegt.

Obwohl einige Patente elastomere Materialien in Teilen des Bereichs zwischen dem Schaft und dem Kopf eines Golfschlägers offenbaren, offenbart keine Entgegenhal­ tung ein Einsatzelement, das vollständig aus einem elastomeren Material besteht und das der einzige Einsatz zwischen dem Schaft und dem Kopf ist, wobei ein Teil des Schafts ersetzt wird. Das US-Patent Nr. 5 505 454 offen­ bart ein längliches, rohrförmiges elastomeres Element, das koaxial an dem unteren Abschnitt des Schafts ange­ bracht ist, nicht also zwischen dem Schaft und dem Kopf. Das US-Patent Nr. 3 572 709 offenbart eine äußere Man­ schette aus einem elastomeren Material, das die innere Manschette des Schafts an der Verbindung zwischen dem Schaft und dem Kopf umgibt und einhüllt. Keine Entgegen­ haltung schlägt den Einsatz eines elastomeren Elements zwischen dem Kopf und dem proximalen Ende der Welle zum Ersatz eines Abschnitts der Welle vor.

Zusammenfassend läßt sich feststellen, daß zwar seit langem ein Bedürfnis zur Vergrößerung des nach vorne ge­ richteten Moments, das von dem Ballschläger aufgebracht wird, besteht, es bisher jedoch kein Vorschlag in dem Stand der Technik gibt, ein elastomeres Element zwischen den Schaft und die Schlagflächen eines Schlagstocks oder Rackets vorzusehen, um das Rückprallen oder die Momente­ nübertragung auf den Ball zu erhöhen, wie dies mit der vorliegenden Erfindung offenbart wird.

Es ist eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ei­ ne verbesserte Momentenübertragung oder ein Rückprallen von der Schlagfläche auf den zugehörigen Ball bei allen ballschlagenden Sportarten, wie Golf, Hockey oder Ten­ nis, zu schaffen. Eine zugehörige Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Momentenübertra­ gung, ohne daß eine entsprechende Vergrößerung in dem Gewicht oder der Größe der Schlagfläche oder durch einen vergrößerten physikalischen Aufwand auf Seiten des Trä­ gers gegeben ist. Eine andere zugehörige Aufgabe dieser Erfindung ist es, einen Schläger zu schaffen mit verbes­ serten Schlageigenschaften für eine vorgegebene Ausge­ staltung und ein Material des Schafts oder der Schlag­ fläche, etwa dem Sehnennetz eines Tennisrackets. Schließlich ist es eine zugehörige Aufgabe dieser Erfin­ dung, eine Trainingshilfe zu schaffen, die den Lernvor­ gang für Anfänger der jeweiligen Sportart erleichtert, wenn diese beginnen, einen richtigen Schwung oder Schlag zu entwickeln.

Die oben genannten Aufgaben werden durch die Erfindung erfüllt, die ein elastomeres Verbindungselement offen­ bart, das an oder nahe benachbart zu der Verbindung zwi­ schen dem Schaft und dem Kopf des Schlagstocks oder Rackets derart eingesetzt ist, daß es den Kopf mit dem proximalen oder Kopfende des Schafts verbindet. Das Ein­ satzelement ersetzt einen Abschnitt des Schafts. Auf­ grund der elastischen Nachgiebigkeit des Einsatzelements wird die in dem Element gespeicherte Deformtionsenergie dann, wenn der Schlagstock oder das Racket über einen Bogen geschwungen wird, in Form zusätzlicher mechani­ scher Arbeit freigegeben, bevor der Ball geschlagen wird, wodurch der Momentenübertrag auf den Ball erhöht wird. Die Vibrationsschockwellen, die auf den Schaft aufgeprägt werden, wenn der Ball geschlagen wird und der den Fortschritt des Spielers behindert, werden aufgrund der viskoelastischen Eigenschaften des elastomeren Ele­ ments verringert.

Der Einsatz kann aus einem natürlichen oder üblichen synthetischen Gummi oder einem synthetischen Elastomer gebildet sein (beide Gummimaterialien und das syntheti­ sche Elastomer werden im folgenden als Elastomer be­ zeichnet) . Elastomere, wie sie hier verwendet werden, sind jedwede Polymere, die elastische Eigenschaften haben und die vorzugsweise wiederholt bei Raumtemperatur auf wenigstens das Doppelte ihrer Ausgangslänge gedehnt werden können, und die bei einem plötzlichen Freigeben der Spannung mit Kraft in ihre ursprüngliche Ursprungs­ länge zurückkehren werden. Jegliche üblichen Elastomere wie Butadien-Acrylonitril Copolymer, Choloroprenpolymer, Ethylenpropylencopolymer, Isobutylen-Isopren, Polybuta­ dien, natürliches Polyisoprene, synthetisches Polyiso­ pren, Styren-Butadien Copolymer können verwendet werden, wobei alle Füllstoffe wie Silicium, Schwarzkohle und Zellulose verwendet werden können.

Bei der vorliegenden Erfindung wird ein festes, im we­ sentlichen zylindrisches elastomeres Element zwischen den Kopf und dem proximalen Verbindungsende des Schafts eingesetzt. Das elastomere Einsatzelement wird in Ant­ wort auf eine Spannung, die auf den Schaft aufgebracht wird, wenn eine Zentrifugalkraft erzeugt wird, wenn der Schläger über eine Bogen geschwungen wird, bevor der Ball geschlagen wird, komprimiert und deformiert. Es ist bekannt, daß dann, wenn eine elastische Substanz defor­ miert wird, eine entsprechende Rückstellkraft in dem Körper vorhanden ist. Diese elastische Rückstellkraft ist direkt proportional zu der Kraft, die auf den Körper aufgebracht wird, entsprechend dem Hook'schen Gesetz proportional.

Eine andere hervortretende mechanische Eigenschaft von Elastomeren ist ihre Spannkraft. Die Spannkraft eines Körpers mißt das Ausmaß, in dem Energie durch elastische Deformation gespeichert werden kann, so daß die gespei­ cherte Energie in Form mechanischer Arbeit freigegeben werden kann, wenn die Kraft, die die elastische Deforma­ tion verursacht, nicht mehr aufgebracht wird. Die Spann­ kraft ist eine intrinsische Eigenschaft eines Materials innerhalb seiner elastischen Grenzen, jedes Material hat ein bestimmtes Modul der Spannkraft, die die maximale Energiespeicherung in einer Volumeneinheit des Materials mißt.

Aufgrund der elastischen Spannkraft des Einsatzelements wird die Energie, die von dem Element gespeichert wird, während es während des Schwingens des Schlagstocks oder Rackets deformiert wird, als zusätzliche Kraft freigege­ ben, die sich zu der Kraft addiert, die von dem Spieler ausgeübt wird. Auf diese Weise verursacht das Verbin­ dungselement einen größeren "Biß" oder eine größere Momentenübertragung, die aufzubringen ist, wenn der Schläger den Ball trifft, verglichen mit üblichen Schaft/Kopf-Anordnungen ohne ein solches Verbindungsele­ ment. Die Härte des elastomeren Materials sollte vor­ zugsweise zwischen 30 bis etwa 85 Durometern betragen.

Elastomere haben auch viskoelastische Eigenschaften, die bewirken, daß die Vibrationsfrequezen, die auf den Schaft aufgebracht wird, wenn der Ball geschlagen wird, reduzieren. Viskoelastische Materialien, die einen in­ trinsischen Dämpfungskoeffizienten haben, zeigen eine verzögerte elastische Antwort auf eine Belastung, zu­ sätzlich zu der ihnen eigenen Elastizität und verringern die spannungsverursachte Vibrationsamplituden durch Umwandeln eines Teiles der Deformationsenergie in Wärme. Die Verwendung von vibrationsdämpfenden Handstücken aus einem elastomeren Material ist bei der Anwendung etwa von Maschinenwerkzeugen, Handwerkzeugen und Ausrüstungs­ gegenständen für atlethische Zwecke bekannt.

Der elastomere Einsatz, der in der vorliegenden Erfin­ dung offenbart ist, verringert die Amplituden der vibrierenden Schockwellen, die über den Schaft wandern und auf den Spieler unmittelbar nachdem der Ball ge­ schlagen ist, übertragen werden. Auf diese Weise ver­ ringert der elastomere Einsatz die Ermüdung des Spielers und den Energieverlust und hilft es dem Spieler, eine effizienteren Schwung zu entwickeln.

Durch das Einführen von Elastomeren unterschiedlicher Module der Spannkraft und der Dämpfungskoeffizienten können das Ausmaß der Spannkraft und der Viskoelastizi­ tät des elastomeren Einsatzes geändert werden, um diese auf die unterschiedlichen Präferenzen und Geschicklich­ keitsniveaus der einzelnen Spieler einzustellen. Für geschickte Spieler, die eine Maximalübertragung des Mo­ ments auf den Ball verlangen, sind die bevorzugten Klas­ sen von Elastomeren solche, mit den größten Modulen der Spannkraft, etwa Neopren, Ethylenpropylen, chlorosulfo­ niertes Polyethylen und natürliches Gummi.

Zum besseren Verständnis der Erfindung erfolgt eine ein­ gehende Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen verbesserten Golf-Schlagstock nach der vorliegenden Er­ findung,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines elastomeren Elements, das den Schaft mit dem Kopf der Vorrichtung verbindet,

Fig. 3 eine Draufsicht des elastomeren Ele­ ments, das eine konkave Ausnehmung auf­ weist,

Fig. 4 eine eingehendere Ansicht der Verbin­ dung zwischen dem Schaft und dem Kopf ei­ nes Golfschlägers, die zeigt, wie das elastomere Element zwischen dem Schaft und dem Kopf nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung befestigt ist,

Fig. 5 zeigt ein verbessertes Tennis-Racket nach der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 ist eine eingehendere Ansicht einer Verbindung zwischen dem Rahmen des Tennis-Rackets und dem Schaft und zeigt, wie das elastomere Element zwischen dem Schaft und dem Rahmen bei einem Ausfüh­ rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung befestigt ist.

Beispielshaft wird die vorliegende Erfindung unter Be­ trachtung einer möglichen Art und Weise des Einsetzens des elastomeren Elements zwischen der Schlagfläche und dem Schaft dargestellt. Die nachfolgenden Beispiele dienen lediglich zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Die Anwendungen der Erfindung sind nicht auf die hier beschriebenen Anwendungen beschränkt.

Fig. 1 zeigt einen verbesserten Golfschläger nach der vorliegenden Erfindung, mit einem Schaft 1, der an sei­ nem distalen Enden in einen Griff 3 aus läuft und der mit einem elastomeren Einsatzelement 5 an seinem proxi­ malen Ende 9 mit einem Kopf 2 verbunden ist. Der Kopf weist eine Schlagfläche 15 und ein Hosel (eine zum Auf­ nehmen des Kopfes des Schlägers dienende Tülle) 16 auf.

Das elastomere Einsatzstück 5 ist zylindrisch geformt und besteht aus einer festen Konstruktion, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Öffnungen oder konkave Ausnehmungen 6 und 7 sind an dem ersten Ende 40 und an dem zweiten Ende 41 des Einsatzelements 5 vorgesehen.

Ein elastomeres Element ist, wie in Fig. 4 erkennbar ist, zwischen dem Hosel 16 des Kopfs und dem proximalen Ende des Schafts angebracht. Öffnungen oder konkave Ausnehmungen 6 und 7 sind an den beiden Enden des zylindrischen Einsatzelements angeordnet. Die Größe dieser Öffnungen sind derart, daß sie eng über den Hosel 16 des Kopfes und das proximale Ende 9 des Schafts passen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel sollten Abstand von wenigstens 2 bis 5 Zoll zwi­ schen einem Ende 40 des Einsatzelements zu dem anderen Ende 41 gegeben sein. Das elastomere Element ist fest an Ort und Stelle mittels eines geeigneten Klebstoffs, beispielsweise einem Epoxy-Zement oder anderen Verbin­ dungsmitteln befestigt.

Ein Tennis-Racket, das nach der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, ist in Fig. 5 gezeigt. Dieses weist einen Rahmen 20, einen Schaft 21, einen Griff 22 und einen zylindrischen elastomeren Einsatz 23 auf. Der Rahmen 20 hat ein vorragendes Ende 30. Der Schaft 21 hat ein proximales Ende 24 und ein distales Ende 25. Der elastomere Einsatz verbindet den Rahmen an seinem Ende 30 mit dem Ende 24 des Schafts.

Fig. 6 ist eine eingehendere Ansicht der Verbindung zwischen dem Rahmen des Tennis-Racket und dem Schaft und zeigt, wie des elastomere Element an dem Schaft und dem Rahmen befestigt ist. Öffnungen oder konkave Aus­ nehmungen 26 und 27 sind an den beiden Enden 50 und 51 des Einsatzelements 23 vorgesehen, um eng über das vor­ ragende Ende 30 des Kopfes und das proximale Ende 24 des Schafts des Rackets zu passen. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sollte ein Abstand von wenigstens ein bis drei Zoll zwischen einem Ende 50 des Einsatz­ elements und dem anderen Ende 51 vorgesehen sein. Das elastomere Element ist fest mittels eines Klebstoffs, etwa Epoxy-Zement oder einem anderen Verbindungsmittel, befestigt.

Die obigen Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung besonderer Anwendungen der vorliegenden Erfindung, es versteht sich für den Fachmann, daß die Erfindung der Anmelder nicht auf das beschränkt ist, was hier gezeigt und beschrieben worden ist. Beispiels­ weise kann bei Golfschlägern ein elastomeres Element verwendet werden, das ein flaches Ende und ein zweites Ende mit einer konkaven Ausnehmung hat, wobei das fla­ che Ende in einen hohlen Hosel in dem Kopf des Golf­ schlägers eingesetzt und mittels eines Klebstoffs ver­ bunden wird. Elastomere Elemente können entsprechend der in der vorliegenden Erfindung offenbarten Art und Weise bei anderen Ballschlägern eingesetzt werden, etwa Hockeyschlägern, Tischtennisschlägern, Racketball-Schlä­ gern, Squashschlägern und Federballschlägern. Für den Fachmann versteht es sich, daß verschiedene Abwand­ lungen und Abweichungen der vorliegenden Erfindung mög­ lich sind, ohne sich von dem Schutzbereich und Grundge­ danken der Erfindung zu lösen.

Claims (20)

1. Ein verbesserter Ball-Schläger, der aufweist:

• - einen Schaft (1) mit einem proximalen Ende und ei­ nem distalen Ende,
• - einem Kopf (2) mit einer Ballschlagfläche zur An­ bringung an dem proximalen Ende des Schafts (1); und
• - einem Einsatz-Zwischenelement (5), das das proxima­ le Ende des Schafts (1) mit dem Kopf (2) verbindet und ein erstes (40) und ein zweites Ende (41) hat, wobei das zweite Ende (41) mit dem distalen Ende des Schafts (1) verbunden ist, wobei das Einsatz­ element (5) aus einem elastomeren Material besteht.

2. Der Ballschläger nach Anspruch 1, wobei der Schlä­ ger ein Golfschläger ist.

3. Schläger nach Anspruch 2, wobei das Einsatzelement (5) fest und in seiner Form zylindrisch ist und wobei das Einsatzelement (5) mit einer konkaven Ausnehmung (6 und 7) an jedem seiner Enden ausgebildet ist.

4. Schläger nach Anspruch 2, wobei das Einsatzelement (5) mit dem Kopf (2) und dem proximalen Ende des Schafts (1) mittels eines Klebstoffs verbunden ist.

5. Schläger nach Anspruch 3, wobei

• - der Kopf (2) einen Hosel (16) aufweist, wobei das erste Ende des Einsatzelements (5) über den Hosel (16) eingesetzt und an diesem mittels eines Kleb­ stoffs befestigt ist, wobei das zweite Ende (41) des Einsatzelements (5) mittels eines Klebstoffs mit dem proximalen Ende des Schafts (1) verbunden ist.

6. Schläger nach Anspruch 2, wobei das elastomere Ma­ terial ein Butadien-Acrylonitrilcopolymer, Choloropren­ polymer, Ethylenpropylencopolymer, Isobutylen-Isopren, Polybutadien, natürliches Polyisopren, Syntheticpoly­ isopren, Styren-Butadienecopolymer, Neopren oder natür­ liches Gummi.

7. Schläger nach Anspruch 2, wobei das elastomere Material eine Härte zwischen etwa 30 und 85 Durometer hat.

8. Schläger nach Anspruch 2, wobei das Einsatzelement (5) eine Länge zwischen zwei und fünf Zoll hat.

9. Schläger nach Anspruch 1, wobei der Schläger ein Tennis-Racket ist.

10. Schläger nach Anspruch 9, wobei das Einsatzelement (5) fest und von zylindrischer Form ist und zwischen einer konkaven Ausnehmung an jedem der Enden vorgesehen ist.

11. Schläger nach Anspruch 9, wobei das Einsatzelement (5) an seinen gegenüberliegenden Enden (40, 41) mit dem Kopf (2) und dem proximalen Ende des Schafts (1) mit­ tels eines Klebstoffs befestigt ist.

12. Schläger nach Anspruch 9, wobei das elastomere Material ein Butadien-Acrylonitrilcopolymer, Choloro­ prenpolymer, Ethylenpropylencopolymer, Isobutylen-Iso­ pren, Polybutadien, natürliches Polyisopren, Synthetic­ polyisopren, Styren-Butadienecopolymer, Neopren oder natürliches Gummi.

13. Schläger nach Anspruch 9, wobei das elastomere Material eine Härte zwischen etwa 30 und etwa 85 Duro­ meter hat.

14. Schläger nach Anspruch 9, wobei das Einsatzelement (5) eine Länge zwischen einem Zoll und drei Zoll hat.

15. Schläger nach Anspruch 1, wobei der Schläger ein Hockeyschläger ist.

16. Schläger nach Anspruch 1, wobei der Schläger ein Tischtennisschläger ist.

17. Schläger nach Anspruch 1, wobei der Schläger ein Racquetballschläger ist.

18. Schläger nach Anspruch 1, wobei der Schläger ein Squashschläger ist.

19. Schläger nach Anspruch 1, wobei der Schläger ein Badmintonschläger ist.

20. Verfahren zum Erhöhen der Vorwärtsbewegung, die auf einen Ball durch einen Ball-Schläger aufgebracht wird, der aus einem Schaft (1) und einem Kopf (2) mit einer Ballschlagfläche versehen ist, mit:

• - Einsetzen eines elastomeren Verbindungselements (5) zwischen dem Schaft (1) und dem Kopf (2) nahe benach­ bart zu der Verbindung des Schafts (1) mit dem Kopf (2).