DE2908872C2 - Spielschläger und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spielschläger nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung nach dem Oberbegriff des An-Spruchs 12.

Aus der FR-OS 22 70 908 ist es bekannt, durch Spritzgießen eines glasfaserverstärkten Kunstharzes drei Rahmenteile eines Spielschlägers auszubilden, wobei ein etwa elliptischer, im Querschnitt U-förmiger Ring geformt wird, der dem innen liegenden Abschnitt des Kopfteils des Schlägers entspricht, und getrennt davon zwei ebenfalls im Querschnitt U-förmige, jeweils dem halben Ellipsenumfang entsprechende Außenteile ausgebildet werden, an denen jeweils eine Schafthälfte angeformt ist. Aus den im Querschnitt U-förmigen Abschnitten wird durch Zusammenfügen und Verleimen das im Querschnitt hohle Kopfteil des Schlägers gebildet, wobei in jedem U-Querschnitt mit Bohrungen versehene zapfenförmige Ansatz angebermt sind, die nach dem Verbinden der Teile im Hohlquerschnitt liegende Stützen ergeben, durch weiche die Bespannungslöcher verlaufen. Die Klebelinie zwischen den den Kopfteil des Schlägers bildenden Einzelteilen stellt am fertigen Schläger eine Schwachstelle dar, denn die Faserverstärkung kann sich nicht durch diese Trennlinie hindurch erstrecken. Hinzu kommt, daß es sehr schwierig ist, die Einzelteile des Schlägers fest und gleichmäßig miteinander zu verbinden. Hierfür ist aufwendige Handarbeit erforderlich, die nicht immer genügend genau ist. Ein derartiger Aufbau ist deshalb für einen Schläger hoher Qualität und Festigkeit nicht geeignet.

Aus dem DE-GM 18 93 026 ist es ferner bekannt, einen Tischtennisschläger aus Kunststoff entweder durch getrenntes Spritzen zweier Hälften und Zusammenfügen derselben oder in einem Arbeitsgang im Blasverfahren herzustellen, so daß der gesamte Schläger mit dem Schlägerblatt und dem Griff als Hohlkörper ausgebildet ist. Hierbei handelt es sich um einen sehr einfachen Aufbau der Schlägerform bei relativ geringer erforderlicher Festigkeit

Schließlich ist es aus der GB-PS 8 28 685 bekannt, hohle thermoplastische Artikel durch Spritzgießen mittels eines schmelzbaren Kerns herzustellen, wobei einfache zylindrische Hohlkörper beschrieben werden, in

b5 deren Kern eine Schraube eingesetzt ist, mittels der der Kern in der Spritzgußform fixiert wird. Diese Druckschrift hat keinen Bezug zu Tennisschlägern oder anderen Spiclschlägern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spielschläger der eingang* angegebenen Art sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung so auszubilden, daß die Für einen Hochqualitätsschläger erforderliche hohe Festigkeit bei geringem Gewicht yorhar.den ist und der Schläger mit großer Genauigkeit und gleichbleibender Qualität unter weitgehender Vermeidung von Handarbeit hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 11 gelöst. Trotzdem beim Spritzgießen eine sehr hohe Temperatur des thermoplastischen Materials gegenüber dem Schmelzpunkt des niedrigschmelzenden Kerns vorgesehen werden muß und das thermoplastische Material bei hoher Temperatur über eine» langen Weg und über eine große Oberfläche den niedrigschmelzenden Kern bei kompliziertem Aufbau von Kern und Form umströmen muß, kann überraschenderweise ein Tennisschläger hoher Qualität mit vorbestimmter Wandstärke und Wanddickenverteilung ausgebildet werden, der sich durch hohe Festigkeit bei geringem Gewicht auszeichnet und auch bei der Massenproduktion immer eine gleichbleibend hohe Qualität aufweist Der Λγ die Herstellung eines derartig ausgebildeten Tennisschlägers erforderliche, relativ hohe Investitionsaufwand wird dadurch wettgemacht, daß die Herstellung weitgehend automatisiert werden kann und nur wenig Handarbeit erforderlich ist Die hohe Festigkeit des Schlägers ergibt sich dadurch, daß die Faserverstärkung an keiner Stelle des Rahmens durch eine Trennlinie unterbrochen ist, und vor allem können sich die als Verstärkung im Kunststoffmaterial eingelagerten Fasern um die hohlen Stützen herum in Fließrichtung während des Spritzvorganges ausrichten, wodurch sich ein Verstärkungseffekt genau dort ergibt, wo er benötigt wird.

Zweckmäßige Ausgestaltungen des Spielschlägers sind in den Ansprüchen 2 bis 11 angegeben.

Der Anspruch 12 gibt ein für die Herstellung des Schlägers vorteilhaftes Verfahren an, von dem zweckmäßige Ausgestaltungen in den Ansprüchen 12 bis 16 angegeben sind.

Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Abschnitt einer Spritzgußform mit einem Mstallkern für die Herstellung des Kopfteils eines Schlägers;

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 11-11 in F i g. 1;

F i g. 3 eine Ansicht eines fertigen Schlägerraiimens; F i g. 4 eine Seitenansicht eines Rahmens nach F i g. 3;

F i g. 5 einen Längsschnitt durch einen Abschnitt des Rahmens nach F ig. 3;

F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI in F i g. 5;

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht eines teilweise aufgebrochener Rahmenteils in der Ansicht der Schnittlinie VII-VII in F i g. 5; und

F i g. 8, 9 und 10 den F i g. 5 bis 7 entsprechende Ansichten einer abgewandelten Ausführungsform.

Die F i g. 1 zeigt nur einen Teil eines Formkerns 10 und einer Spritzgußform 12, der dem Oberteil des Schlägerrahmens entspricht, Der Kern 10 besteht aus schmelzbarem Material, z. B. aus Wood's-Metall, einer Legierung aus Blei, Zinn, Wismut und Cadmium (im Handel erhältliche Arten sind beispielsweise CERRO-BAND (Warenzeichen) Schmelzpunkt etwa 70⁰C, CER-ROCAST, Schmelzpunkt 160-170°C und CERROMA-TRlX, Schmelzpunkt 165-175°C). Der Kern wird durch Druckguß hergestellt. Er hat die dem Kopfteil des Schlägers entsprechende Ringform und kann sich soweit erstrecken, daß er auch den dem Schaft des Schiägers entsprechenden Teil bildet Der Kern 10 ist mit einer Reihe von Bohrungen 11 versehen, die den Besaitungslöchern des Schlägerrahmens entsprechen.

Der Kern 10 kann auch durch ein anderes Gießverfahren hergestellt werden. Es ist auch möglich, ihn durch Strangpressen und Biegen auszubilden!. In diesem Falle müssen die erforderlichen Bohrungen 11 nachträglich

ίο angebracht werden.

Der Kern i0 wird in der Spritzgußform U mittels herausnehmbarer Positionierstifte 14 so gehalten, daß sich zwischen Kern und Spritzgußform der für die Ausbildung des Rahmens erforderliche Gießraum 13 bildet

Durch den Abstand 15 zwischen Kernaußenfläche und Innenfläche der Spritzgußform wird die erwünschte Wandstärke des Rahmens ausgebildet. Die Wandstärke kann beispielsweise 2 mm betragen, jedoch hängen die tatsächlich verwendeten Abmessungen von der Schlägerart ab, beispieisweise für Tennis, Squash oder Federball. Die Wanddicke des Rahmen': rnuß nicht durchgehend gleich sein. Es können Zonen größerer oder geringerer Wandstärke vorgesehen werden, um das erwünschte Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht und BaI-anceeigenschaften zu optimieren. Im Schultei bereich des Rahmens wird beispielsweise eine größere Wandstärke vorgesehen, da dort beim Spielen erhebliche Spannungen auftreten. In ähnlicher Weise kann zur Verbesserung der Schlagfestigkeit an einer bestimmten Stelle die Wandstärke vergrößert werden. Es ist aber besser, zur Beeinflussung dieser Eigenschaft den Rahmenquerschnitt anstelle der Wandstärke zu verändern, da hierdurch Vorteile beim Spritzgießen und beim späteren Erwärmen zum Beseitigen von Spannungen vorliegen, wenn das Spritzgußteil eine im wesentlichen gleichmäßige Wandstärke aufweist.

Durch jede Bohrung 11 im Kern 10 ist ein Stift 16 geführt, der über einen Abschnitt einen kleineren Durchmesser als den Bohrungsdurchm^sser hat, wodurch die Wände der die Außen- und Innenwand des Rahmens verbindenden Stützen gebildet werden, durch welche die Besaitungslöcher verlaufen. In Abständen von einigen Zentimetern, etwa 15 cm, wird ein Positionierstift 14 mit größeren Durchmesser angeordnet, der die entsprechende Bohrung im Kern vollständig ausfüllt. Diese Stifte 14 mit größerem Durchmesser sind mit Schultern 17 versehen, die am Kern 10 um die Bohrung 11 herum anliegen. Diese Schulter 17 befindet sich auf der den Einspritzöffnungen der Form gegenüberliegenden Seite des Kerns, und sie halten daher den Kern 10 gegen den Einspritzdruck fest in seiner Stellung. Die Einspritzöffnungen befinden sich vorzugsweise auf der Innenseite des den Kopfteil bildenden Rings. Die Stifte 14 ;mi größerem Durchmesser ergeben Löcher im fertigen Rahmen, die anschließend mit Hülsen, z. B. aus Kunststoff, ausgekleidet werden. Die Positionierstifte 14 werden vorzugsweise angrenzend an die Einspritzöffnungen angeordnet. Es ist nicht erforderlich, diese Positionierstifte um den gesamten Umfang herum anzuordnen, es genügen vier Stifte 14, einer auf jeder Seite im Schulterbereich und im Kopf- bzw. Vorderbereich.

In die Form wird faserverstärktes thermoplastisches Material eingespritzt. Geeignete Materialien sind Polyamide, Polycarbonate, Acrylnitril- Butadien-Styrol (ABS), Acetalharze und Polyphenylenoxid (PPO). Die Faserverstärkung kann aus Glasfasern oder Kohlenstoffasern oder aus einer Mischung von diesen bestehen. Besonders bevorzugt wird eine Verstärkung aus 10 bis

40Gew.-% Kohlenstoffasern. Ein Beispiel des Spritzgußmaterials ist Nylon 6,6 mit 30 Gew.-% Kohlenstoffasern. Nach dem Spritzgießen verfestigt sich das Material.

Danach werden die Stifte 14 und 16 aus der Form herausgezogen und das Gußteil zusammen mit dem Kern aus der Form genommen. Zum Erzielen eines spannungsfreien Rahmens werden die Gußteile chargenweise in einem Ofen erwärmt, wobei die dabei verwendete Temperatur zum Schmelzen der Kerne 10 ausreicht. Die Ablauflöcher im Rahmen können dort vorgesehen werden, wo Kopf- und Schaftteile einstückig miteinander verbunden sind. Hierzu wird die Spritzgußform so ausgelegt, daß das vom Kopfteil 21 entfernt liegende Ende 19 des Schafts 20 freibleibt (F i g. 3 und 4). Die Gußteile werden mit nach unten hängendem Ende 19 erwärmt. Auf diese Weise kann das Entfernen der Kerne durch Schmelzen günstigerweise verbunden werden mit dem Erwärmen zum Ausgleichen von Spannungen im Rahmen.

Die F i g. 3 zeigt eine mögliche Form eines Rahmens mit einem Kopfteil 21 in Ringform, an dem die Bespannung angebracht wird, und zwei Armen 22, die den Kopfteil mit dem Schaft 20 verbinden. Die Bespannungslöcher 23 sind in einer Nut 24 auf dem Außenumfang des Kopfteils 21 angeordnet. Die Querschnittsform des Rahmens kann jede beliebige Form haben, beispielsweise kreisförmig, oval oder rechteckig sein. Die letztere Form wird bevorzugt, da deren kastenförmiger Querschnitt sehr ohe Verhältnisse von Steifheit und Festigkeit zu Gewicht ergibt.

Fig. 5 bis 7 zeigen einen derartigen kastenförmigen Aufbau mit einer Außenwand 2\A, einer Innenwand 21 Sund Seitenwänden 21Cund 21D. Durch die hohlen Stützen 25 verlaufen die Bespannungslöcher 23. Die Stützen 25 mit Löchern 23 entsprechen den Stellungen der Stifte 16 im Kern 10 von Fig. 1. Die Bespannungslöcher 23/4 mit größerem Durchmesser entsprechen den Stellungen der Positionierstifie 14. Der Aufbau nach F i g. 5 zeigt auch massive Stützen 25 und 28, und zwar einen auf jeder Seite des Lochs 23Λ mit größerem Durchmesser. Diese massiven Stützen dienen zur zusätzlichen Verstärkung des Rahmenquerschnitts in der

ίο Nähe der größeren Löcher. Sie werden durch Bohrungen im Kern 10 (F i g. 1) geformt, in weiche keine Stifte eingesetzt sind. Die größeren Löcher 23A werden mit Hülsen 26 ausgekleidet.
Die Fig.8 bis 10 zeigen entsprechende Ansichten einer abgewandelten Ausführungsform, wobei ansteile der zuvor beschriebenen mittigen Reihe von einzelnen Stützen Ansätze 32 ausgebildet sind, die sich abwechselnd von den Seitenwänden 31C und 31D in den Hohlquerschnitt erstrecken und mit der Außenwand JiA und der Innenwand 31B in Verbindung stehen. Die Bespannungslöcher sind mit 33 bezeichnet. Die Löcher 33/t mit größerem Querschnitt entsprechen der Anordnung der Positionierstifte. An diesen Stellen sind durchgehende Ansätze 32/4 zur Verstärkung beiderseits eines Loches 33/4 angeordnet.

Wie die F i g. 1 zeigt, sind die Stifte 14 und 16 so in der Form angeordnet, daß sie mit dem innen liegenden Ende in entsprechende Ausnehmungen in der Form eingreifen, während sie auf der gegenüberliegenden Seite durch die Wand der Form geführt sind.

Nach dem Ausschmelzen des Kerns aus dem Rahmen kann dieser durch Ausspritzen mit Schaumstoff ausgefüllt werden. Vorzugsweise wird ein steifer Schaum, insbesondere steifer Polyurethanschaum verwendet.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (17)

Patentansprüche:

1. Mit einer Besaitung zu versehender Spielschläger, wie Tennisschläger, mit einem hohlen Kopfteil an einem Schaft, wobei wenigstens der Kopfteil durch Spritzgießen eines mit Fasermaterial verstärkten Kunststoffs ausgebildet ist. und in dem Hohlquerschnitt Stützen zwischen Außen- und Innenwand angeordnet sind, durch weiche sich Bespannungslöcher erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß der hohle, mit von Bespannungslöchern durchsetzten Stützen versehene Kopfteil (21) einstückig durch Spritzgießen mit ausschmelzbarem Kern ausgebildet ist.

2. Spielschläger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der hohlen Stützen (25) in der Ebene der Bespannung und senkrecht zu der Tangente liegen, die durch den Schnittpunkt der Achse mit«i:m Umfang des Kopfteils (21) verläuft

3. Spiclschiägcr nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse jeder Stütze (25) mit der Richtung der aufgenommenen Saite fluchteL

4. Spielschläger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützen in Form von Ansätzen (32) ausgebildet sind, die sich von den Seitenwänden (31C,31 D)des Rahmens nach innen erstrecken.

5. Spielschläger nach Anspruchs dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ansätze (32) von den gegenüberliegenden Seitenwänden aus abwechselnd nach innen ( strecken.

6. Spielschläger nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen im Querschnitt rechteckig ausgebildet ist.

7. Spielschläger nach den vorhergehenden An-Sprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkung aus kurzen Fasern besteht.

8. Spielschläger nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserverstärkung aus Kohlenstoffasern besteht.

9. Spielschläger nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffmaterial 10 bis 40 Gew.-°/o Kohlenstoffasern enthält.

10. Spielschläger nach den vorhergehenden An-Sprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Rahmens in den Schulterbereichen vergrößert ist.

11. Spielschläger nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen mit Schaumstoff ausgefüllt ist.

12. Verfahren zur Herstellung eines Spielschlägers nach Anspruch 1 durch Spritzgießen von thermoplastischem Material um einen in einer Spritzgußform angeordneten schmelzbaren Kern, dadurch gekennzeichnet, daß ein durchgehender ringförmiger Kern aus niedrigschmelzendem Material ausgebildet wird, auf dessen Umfang zur Ausbildung von Stützen Ausnehmungen vorgesehen werden, worauf nach Einsetzen des Kerns in eine Spritzgußform Stifte in die Ausnehmungen eingesetzt werden, deren Durchmesser kleiner ist als der dieser Ausnehmungen, und der Kopfteil des Schlägers einstückig gegossen wird, worauf nach Verfestigung des thermoplastischen Materials der Kern durch Schmelzen aus dem hohlen Rahmen entfernt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kern aus einer Metallegierung verwendet wird.

14. Verfahren nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern durch Druckguß hergestellt wird.

15. Verfahren nach den Ansprüchen 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet daß in der Spritzgußform im

Schulter- und Kopfbereich des Rahmens Positionierstifte angeordnet werden, die durch Bohrungen im Kern geführt sind und diese vollständig ausfüllen.

16. Verfahren nach den Ansprüchen 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet daß die Rahmen nach dem Spritzgießen in einem Ofen zur Erzielung eines spannungsfreien Rahmens erwärmt und zugleich die Kerne geschmolzen und entfernt werden.

17. Verfahren nach den Ansprüchen 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Ausschmelzen des Kerns der hohle Querschnitt des Rahmens mit Schaummaterial ausgefüllt wird.