DE2806061C2 - Einrichtung zur Schwingungsdämpfung in der Bespannung von Ballschlägern - Google Patents

Description

45

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Schwingungsdämpfung in der Bespannung von Ballschlägern nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die Einrichtung ist insbesondere für Tennisschläger bestimmt, bei welchen in besonders vorteilhafterweise die durch den Schlag angeregten hochfrequenten Vibrationen gedämpft werden sollen.

Es ist bekannt, daß durch den Schlag auf den Ball im Ballschläger 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 ihre Dämpfung im Tennisschlägerbau große Aufmerksamkeit geschenkt. Fast ausschließlich ist dabei der Ballschläger das Objekt der dämpfenden Maßnahme, da er als Übertrager in Vibrationen in unmittelbarem Kontakt mit der Hand steht. Große Bedeutung wird dabei dem KonslruktionswerkstofT des Schlagers beigemessen, man schreibt etwa dem Holz vielfach bessere Dämpfungseigenschaften zu als Metall oder Glasfaserkunststoffen. In der einschlägigen Literatur wird neuerdings massiv auf die angeblichen Verbcsserungen des Dämpfungsverhaltens durch die Verwendung neuartiger Faserwerkstoffe, die Kohlenstoff- oder Borfasern hingewiesen. Auch die Steifigkeitsverieilung des Schlagen! wird als Möglichkeit zur Beeinflussung des Vibrationsverhaltens häufig genannt. Weiteres 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 bewältigen. Bekannt ist weiters, daß unterschiedliche Saitenvorspannung das Vibrationsverhalten innerhalb gewisser Grenzen beeinflußt. Niedrigere Vorspannungen sollen die Neigung zum Prellen reduzieren.

Durch die DE-PS 4 63 997 ist ein rohrförmiger metallener Tennisschläger mit einer elastischen Besaitung bekanntgeworden, bei welcher zum Dämpfen der Saiten auf die querverlaufenden Endsaiten eine Dämpfungshülse frei aufgeschoben und mit den Endsaiten in die Längssaiten eingeflochten ist. Durch die Anordnung der Dämpfungselemente im Kreuzungsbereich der Längs- und Quersaiten wird nur eine unzureichende Dämpfung erzielt und die Plazierung des Balles beim Abschlagen des Balles in diesem Bereich verfälscht.

Durch die US-PS 27 32 209 wird ein Vorschlag zur Dämpfung von Saitenvibrationen gemacht, wonach etwa in Längs- und Quermitte des Saitenbretts gummiähnliche Bänder wellenförmig in die Längs- und Quersaiten eingeflochten und an den jeweils äußersten Saiten mittels eines Hakens befestigt werden. Ein wesentlicher Nachteil dieser Lösung besteht darin, daß sich diese Bänder gerade über jenen Bereich der Schlagfläche erstrecken, der häufig vom Ball getroffen wird. Durch die die Bespannungsfläche überragenden Teile der Bänder wird die Reflexion des Balles insbesondere bei Schlagen mit Drall verändert, was sich für den Spielpartner negativ auswirkt.

Durch die FR-PS 13 98 833 ist ein Schwingungstilger in Form einer runden Scheibe mit einer an der Mantelfläche umlaufenden Nut bekannt geworden, welcher in eine von zwei benachbarten Längssaiten und zwei diese kreuzende benachbarte Quersaiten gebildete quadratische Öffnung der Bespannung eingeknöpft ist und alle vier der Öffnung begrenzenden Abschnitte der beiden Längssaiten und der beiden Quersaiten umgreift. Die so angeordneten Schwingungstilger haben den Nachteil, daß sie auch beim Einsetzen in eine nahe dem Herzteil gebildeten Öffnung im möglichen Treffbereich des Balles gelegen sind und durch einen auftreffenden Ball aus ihrer Lage gerissen und weggeschleudert werden können.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besieht 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 und die Dämpfungswirkung einstellbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die Maßnahme nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 gelöst

Es wurde gefunden, daß Vibrationen in diesem Frequenzbereich, die sowohl in der Hand unangenehm spürbar als auch akustisch feststellbar sind, euren 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 rrn 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 is des Spielers, die hervorragende Dämpfungswirkung besitzt, ist daher nicht in der Lage, die Resonanzschwingung der Saite am Schlägergriff in kürzerer Zeit als der zeitlichen Empfindungsschwelle, die etwa bei 0,1 see liegt, abklingen zu lassen.

Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung ergeben sich durch die Merkmale der Unteransprüche 2 bis 8.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsformen des Schwingungsdämpfungselementes dargestellt. Es zeigt

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

F i g. 2 bis 4 Querschnitte verschiedener Ausführungsformen des Schwingungsdämpfungselementes.

Der in Fig. 1 dargestellte Ballschläger 1 weist eine von einem Kopf 3 gehaltene Besaitung 2 und einen als Griff dienenden Schaft 4 auf. Die Besaitung 2 besteht aus den sogenannten Längs- und Hauptsaiten IA, in die nach Art der Schußfaden bei Geweben die sogenannten Quersaiten IB eingeflochten sind. Durch die Vorspannung der Längs- und Quersaiten IA bzw. IB 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 Kopplungsglied zwei oder mehrere Einzelsaiten der Besaitung 2 außerhalb der Kreuzungspunkte 5 mechanisch miteinander gekoppelt werden. Die Kopplung kann durch Kopplungsglieder erfolgen und aus einem elastomeren Material mit viskoelastischer Eigen- so schaft, beispielsweise natürlichem oder synthetischem Gummi bestehen. Die Schwingungsdämpfung erfolgt dabei einerseits durch die gegenseitige Verstimmung der elastomer gekoppelten Saiten und andererseits durch die viskoelastische Eigenschaft des Kopplungsgliedes.

Eine erfindungsgemäße Ausführung des Schwingungsdämpfungselementes besteht darin, daß die beiden mittigen Längssaiten IA am herzseitigen Ende der Besaitung 2 im Bereich ohne Quersaiten IB mittels eines elastomeren viskoelastischen Kopplungsgliedes 6 verbunden sind. Dieses Kopplungsglied 6 ist so beschaffen, daß es mit jeder der zu koppelnden Längssaiten IA kraftschlüssig verbunden ist.

Bei dem in F i g. 2 gezeigten Querschnitt eines solchen Kopplungsgliedes 6 sind zwei Längssaiten IA beim Bespannen des Ballschlägers durch im Abstand d angeordnete Bohrungen 7 der Aufnahme des elastomeren viskoelastischen Schwingungsdämpfungelementes gesteckt worden.

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

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

Auch die Kopplung von mehr als zwei Längssaiten mit einem einzigen Kopplungsglied 6 zeigt die beabsichtigte Schwingungsdämpfung. Die Länge des Kopplungsgliedes 6 kann je nach Querschnitt desselben und Schubmodul des Materials, aus welchem das Kopplungsglied hergestellt ist, beliebig gewählt werden, liegt aber zweckmäßigerweise zwischen 2 und 20 mm.

Obzwar sich für die Dämpfung die mittigen der Längssaiten IA am besten eignen, kann ein äquivalenter Effekt auch durch Kopplung beliebiger anderer Längssaiten IA erreicht werden. Auch können die Kopplungsglieder an die nächstgelegene letzte Quersaite angehängt werden.

Ein besonders starker Dämpfungseffekt ergibt sich, wenn nicht nur eines, sondern zwei oder mehrere Längssaitenpaare mit je einem Kopplungsglied miteinander verbunden sind. Eine beispielsweise Aufführung stellen die paarweisen Kopplungsglieder 6A dar, die in Fig. 1 strichliert gezeichnet sind. Auch das Anbringen mehrerer unabhängiger Kopplungsglieder am gleichen Längssaitenpaar verstärkt die Schwingungswirkung. Außer den beispielsweise beschriebenen Ausführungsformen mit Kopplungsgliedern aus elastomerem Material mit viskoseelastischer Eigendämpfung können auch Federelemente aus sonstigen synthetischen oder natürlichen Werkstoffen mit geeigneten Kopplungsfaktoren verwendet werden, wie Schraubenfedern, Spiralfedern oder einschlägige Elemente.

Bei allen Ausführungsformen kann durch Längsschieben des elastomeren viskoelastischen Kopplungsgliedes entlang der gekoppelten Längssaiten der Dämpfungseffekt variiert werden.

Zur sicheren Befestigung können die die Saiten umschließenden Teile des Kopplungsgliedes 6 auch miteinander und mit den Saiten verklebt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche·

1. Einrichtung zur Schwingungsdämpfung in der Bespannung von Ballschlägeni, welche aus sich überkreuzenden Längs- und Quersaiten besteht, wobei mindestens zwei Längssaiten in mindestens einem ihrer Endbereiche mittels eines als Schwingungsdämpfungselement dienenden Kopplungsgliedes mechanisch gekoppelt sind, welches als elastisches Element und mit mindestens einer Aufnahme für die Längssaiten ausgebildet ist, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß das Element die Längssaiten (2A) außerhalb des Bereiches der Saiten-Kreuzungspunkte (S) koppelt und die Längssaiten (2/1) in einem Abstand (d) hält, der verschieden vom Abstand der zu koppelnden Längssaiten (2A) ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme in Form von Bohrungen bzw. Öffnungen (7, TA) ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme als Schlitz (8) ausgebildet ist, dessen Länge kleiner als der Abstand der zu koppelnden Längssaite (IA) ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungsglied (6, 6A) auf den Längssaiten (IA) verschiebbar ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungsglied (6,6A) aus einem Material mit viskoelastischer Eigenschaft besteht.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungsglied (6, 6A) auf die Längssaiten (IA) aufsteckbar oder aufklemmbar ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungsglied (6, 6A) auf den Längssaiten (IA) durch Verkleben festlegbar ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungsglied (6,6A) im Schnitt quer zu den Längssaiten (IA) im wesentlichen die Form eines S mit einem mittleren, die zu koppelnden Längssaiten (2A) überbrückenden Abschnitt und je äußeren die Längssaiten (2A) umschlingenden Ansätzen hat (Fig. 4).