DE2806061A1

DE2806061A1 - Einrichtung zur tilgung von schwingungen bei ballschlaegern

Info

Publication number: DE2806061A1
Application number: DE19782806061
Authority: DE
Inventors: Adolf Dipl Ing Staufer
Original assignee: Fischer GmbH
Current assignee: Fischer GmbH
Priority date: 1977-03-31
Filing date: 1978-02-14
Publication date: 1978-10-12
Also published as: CA1106867A; NL178132B; GB1601312A; US4180265A; BE865467A; IT1107828B; AT352590B; IT7867475A0; FR2385417B1; NL7803453A; NL178132C; CH629104A5; ATA226377A; JPS53123233A; FR2385417A1; DE2806061C2

Description

MERTENS & KEIL· PATENTANWÄLTE

"Einrichtung zur Tilgung von Schwingungen bei Ballschlägern"

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Tilgung von Schwingungen bei Ballschlägern, welche aus einer mit einer Bespannung aus überkreuzten Längs- und Quersaiten versehenen Schlagfläche, einem diese einschließenden Rahmen und einem Handgriff bestehen.

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Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf Tennisschläger, bei welchen in besonders vorteilhafter Weise die durch den Schlag angeregten hochfrequenten Vibrationen gedämpft werden sollen.

Es ist bekannt, daß durch den Schlag auf den Ball im Ballschiäger Vibrationen angeregt werden, die der Spieler mit der Hand spürt und als Schallschwingung teilweise auch hört. Da man den Vibrationen schädigende Wirkung auf das Hand-Arm-System zuschreibt, wird ihrer Dämpfung im Tennisschlägerbau große Aufmerksamkeit geschenkt. Fast ausschließlich ist dabei- der Ballschläger das Objekt der dämpfenden Maßnahme, da er als übertrager der Vibrationen in unmittelbarem Kontakt mit der Hand steht. Große Bedeutung wird dabei dem Konstruktionswerkstoff des Schlägers beigemessen, man schreibt etwa dem Holz vielfach bessere Dämpfungseigenschaft^n zu als Metall

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oder Glasfaserkunststoffen. In der einschlägigen Literatur wird neuerdings massiv auf die angeblichen Verbesserungen des Dämpfungsverhaltens durch die Verwendung neuartiger Faserwerkstoffe, wie Kohlenstoff- oder Borfasern hingewiesen. Auch

die Steifigkeitsverteilung des Schlägers wird als Möglichkeit zur Beeinflussung des Vibrationsverhaltens häufig genannt. Weiters sind Vorschläge bekannt, die Vibrationen durch Ein- bzw. Anbau von schwingungsdämpfenden Elementen unmittelbar an den Schläger zu beeinflussen. Die Ausbildung des Griffes als Schwingungsdämpfer stellt in Fachkreisen eine ebenso bekannte Maßnahme dar wie die Zwischenschaltung von Federelementen zwischen Bespannung und Schläger bzw. zwischen Schlägerkopf und Schaft.

Auch die Bespannung des Schlägers wird mit dem Vibrationsverhalten in Zusammenhang gebracht. Man schreibt allgemein im Tennis den Naturdarmsaiten geringere Neigung zum Prellen zu als Kunststoffsaiten. Die Materialauswahl wird aber durch die erforderliche, auf den Ball abgestimmte Membranflexibilität der Bespannung so stark eingeschränkt, daß man bisher praktisch keine Möglichkeit fand, durch Veränderung des Saitenwerkstoffes die Vibrationsprobleme zu Dewältigen, Bekannt ist weiter , daß unterschiedliche Saitenvorspannung das Vibrationsverhalten innerhalb gewisser Grenzen beeinflußt. Niedrigere Vorspannungen sollen die Neigung zum Prellen reduzieren.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundelie-

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gende Aufgabe besteht in der Schaffung von Maßnahmen, durch welche die Vibrationen, insbesondere im Bereich von über 300 Hz wesentlich effektiver als mit den bekannten Mitteln bekämpft werden können. Diese Aufgabe kann dadurch wirksam gelöst werden, daß erfindungsgemäß zusätzlich zur mechanischen Kopplung von Längs- und Quersaiten durch die Saitenüberkreuzung und davon unabhängig mindestens zwei Saiten der Bespannung mit einem Schwingungstilger mechanisch miteinander gekoppelt sind.

Es wurde gefunden, daß Vibrationen in diesem Frequenzbereich, die sowohl in der Hand unangenehm spürbar als auch akustisch feststellbar sind, durch eine Resonanzschwingung der Bespannung verursacht werden, die sich entlang der Einspannung der Saiten auf den Rahmen überträgt. Obwohl aber die Resonanz sehr scharf und daher der Energieinhalt sehr klein ist, ist es überraschenderweise selbst bei Anbringung starker Dämpfungen am Rahmen kaum möglich, den subjektiven Eindruck der Vibration zu verkleinern. Dies erklärt sich daraus, daß die Saiten etwa entlang einer Knotenlinie eingespannt sind, in der gemäß der Theorie angesetzte Dämpfungen unwirksam sind. Auch die Hand des Spielers, die hervorragende Dämpfungswirkung besitzt, ist daher nicht in der Lage, die Resonanzschwingung der Saite am Schlägergriff in kürzerer Zeit als der zeitlichen Eiapfindungsschwelle, die etwa bei 0,1 see. liegt, abklingen zu lassen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der gegenständlichen Einrichtung dargestellt. Es

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zeigen

Fig. 1 das Bespannungsschema eines Ballschlägers mit verschiedenen Anbringungsmöglichkeiten des Schwingungsabsorbers und die ·

Fig. 2 bis 4 Querschnitte verschiedener Ausführungsforsnen der Absorber.

Der in Fig. 1 dargestellte Schläger 1 weist eine von einem Rahmen 3 gehaltene Besaitung 2 und einen eis Griff dienenden Schaft 4 auf. Die Besaitung 2 besteht aus den sogenannten Längs— oder Hauptsaiten 2A, in die nach Art der Schußfäden bei Geweben die sogenannten Quersaiten 2B eingeflochten sind. Durch die Vorspannung der Haupt- und Quersaiten und die Reibung an den Kreuzungspunkten 5 entsteht funktionell eine ebene Membran, die bei einer von der Saitenvorspannung abhängigen charakteristischen Eigenfrequenz in Schwingungsformen mit am Rand liegender Knotenlinie schwingen kann.

Derartige Vibrationen sind aber sehr effektiv zu tilgen, wenn in erfindungsgemäßer Weise durch ein geeignetes Kopplungselement zwei oder mehrere Einzelsaiten der Bespannung außerhalb der Kreuzungspunkte mechanisch miteinander gekoppelt werden. Die Koppelung kann durch Feder- und bzw. oder MaSseelemente erfolgen. Vorzugsweise können die Koppelungselemente aus einem elastomerem Material mit viskoelastischer Eigendämpfung beispielsweise natürlichem oder synthetischem Gummi bestehen. Die Schwingungstilgung der Membran er-

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folgt dabei einerseits durch die gegenseitige Verstimmung der elastomer gekoppelten Saiten und andererseits durch die viskoelastische Dämpfung im Kopplungsglied.

Eine erfindungsgemäße Ausführung des Schwingungsabsorbers besteht darin, daß die beiden mittigen Hauptsaiten am herzseitigen Ende der Schlagfläche im nicht durch Quersaiten verkoppelten Bereich mit einem elastomeren viskoelastischen Kopplungsglied 6 verbunden sind. Dieses Kopplungsglied 6 ist so beschaffen, daß es mit jeder der zu koppelnden Saiten kraftschlüssig verbunden ist.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Querschnitt eines solchen Kopplungsgliedes sind zwei Längssaiten 2A beim Bespannen des Schlägers durch im Abstand d angeordnete Bohrungen 7 des elastomeren viskoelastischen Ivopplungselementes gesteckt worden.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt, bei dem das Kopplungsglied 6 einen Schlitz 8 der Länge d aufweist, mit dem es beim Bespannen auf die gewünschten benachbarten Saiten 2A aufgesteckt wird.

Fig. 4 zeigt den Querschnitt eines Kopplungselementes 6, das nachträglich auf einen schon bespannten Schläger aufgesteckt werden kann. Der Abstand d ist so zu wählen, daß die zu koppelnden Saiten infolge der Elastizität des Kopplungselementes leicht gegeneinander verspannt werden, d.h. er muß entweder etwas größer oder vorzugsweise kleiner sein als der Saitenabstand.

Es können aber auch andere Kopplungsglieder verwendet werden, deren Federkonstante .bzw. Kopp-

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lungsfunktion eine Verstimmung der gekuppelten Saiten bewirkt, und die zum Aufstecken oder Aufklemmen auf die Bespannungssaiten ausgebildet sind. Auch die Kopplung von mehr als zwei Saiten mit einem einzigen Kopplungsglied 6 zeigt die beabsichtigte Schwingungstilgung. Die Länge des Kopplungsgliedes 6 kann je nach Querschnitt und Schubmodul beliebig gewählt werden, liegt aber vorzugsweise zwischen 2 und 20 mm.

Obzwar sich für die Tilgung die mittigen Hauptsaiten am besten eignen, kann ein äquivalenter Effekt auch durch Kopplung beliebiger anderer Längs- und Quersaiten erreicht werden. So können beispielsweise zwei Quersaiten oder mindestens eine Längs- und eine Quersaite miteinander gekoppelt werden. Es ist durch entsprechendes Positionieren lediglich zu berücksichtigen, daß man in der Nähe eines Schwingungsbauches einer der gekoppelten Saiten liegt. Bei Anschlagen der Saiten kann dies akustisch und auch durch Tasten mit der Hand leicht festgestellt werden.

Ein besonders starker Dämpfungseffekt ergibt sich, wenn nicht nur eines, sondern zwei oder mehrere Saitenpaare mit je einem Kopplungsglied miteinander verbunden sind. Eine beispielsweise Ausführung stellen die paarweisen Kopplungsglieder 6a dar, die in Fig. 1 strichliert gezeichnet sind. Auch das Anbringen mehrerer unabhängiger Kopplungsglieder am gleichen Saitenpaar verstärkt die Tilgungswirkung. Außer den beispielsweise beschriebenen Ausführungsformen mit Kupplungselementen aus elastomerem Material mit viskoseelastischer

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Eigendämpfung können auch Federelemente aus sonsigem synthetischen oder natürlichen Werkstoffen mit geeigneten Kopplungsfaktoren verwendet werden, wie Schraubenfedern, Spiralfedern oder einschlägige Elemente.

Bei allen Ausführungsforrnen kann durch Längsverschieben des elastomeren viskoelastischen Kopplungsgliedes entlang der gekoppelten Saiten der Dämpfungseffekt variiert werden.

Selbstverständlich können im Rahmen der Erfindung andere Formen der Absorber gewählt werden, welche beliebige Anzahlen von Längs--und bzw. oder Quersaiten der Bespannungen an beliebigen Stellen koppeln. So können die Absorber auch im Mittelteil oder an anderen Stellen der Saitenbespannung vorgesehen sein. Zur sicheren Befestigung können die Bespannungssaiten umschließenden Teile des Kupplungsgliedes auch miteinander und mit den Bespannungssaiten verklebt werden. Schließlich können auch Dämpfungselemente vorgesehen sein, die ein nichtmetallisches Verhalten zeigen und z.B. auf ddr Basis einer Flüssigkeits- oder Reibungsdämpfung wirken.

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Claims

MERTENS & KEIL PATENTANWÄLTE 6000 Prankfurt/M, den 14.2.1978 K 83 P 71 FISCHER Gesellschaft mbH Griesgasse 10-11 4910 Ried im Innkreis/Österreich "Einrichtung zur Tilgung von Schwingungen bei Ballschlägern" Patentansprüche:

1.) Einrichtung zur Tilgung von Schwingungen bei Ballschlägern, welche aus einer mit einer Bespannung aus überkreuzten Längs- und Quersaiten versehenen Schlagfläche, einem diese einschließenden Rahmen und einem Handgriff bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur mechanischen Kopplung von Längs- und Quersaiten durch die Saiten-Überkreuzung und davon unabhängig mindestens zwei Saiten der Bespannung mit einem Schwingungstilger mechanisch miteinander gekoppelt sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingungstilger aus einem elastomeren Material mit visko-elastischer Eigendämpfung besteht.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungsglied (6) öffnungen (7, 8) zum Einführen der Saiten aufweist.

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4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der öffnungen (7) des Kopplungsgliedes (6) für die Bespannungen verschieden vom Abstand der zu koppelnden Saiten ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Schlitzes (8) des Kopplungsgliedes (6) für die Bespannungen kleiner als der Abstand der zu koppelnden Saiten ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungsglied (6) aus einem metallischen Federelement besteht.

7· Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungsglied (6) aus einem Federelement aus einem nicht-elastischen elastomeren synthetischen Werkstoff besteht.

8. Einrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß das verbindende Element ein nicht-elastisches Verhalten zeigt.

9. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung an der Bespannung durch Verklebung erfolgt. ,.

10. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungsglied (6) aus einem bandförmigen Teil mit beidseitigen knopfartigen Ansätzen in der Mitte und laschenartigen, gelochten Fortsätzen besteht, die nach Umschlingung der zu koppelnden Saiten mit den Löchern in · die knopfartigen Ansätze eingehängt werden.

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