DE3822521A1 - Verfahren zur messung der qualitaet von sportschlaegern sowie vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung der Qualität von Sportschlägern mit einem Griff und einem damit in Verbindung stehenden, durch einen Rahmen begrenzten Kopf, wie z.B. Tennis­ und Squashschlägern, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bekannt ist, daß die Qualität von Tennis- und Squashschlägern durch unterschiedlichste Faktoren, so beispielsweise durch die Wahl des Materials, die Geometrie des Schlägers, die Profilierung des Rahmenquerschnittes usw. bestimmt und beeinflußt wird. Bei der Beurteilung der Qualität sowie bei Präsentation und Verkauf von Sportschlägern ist es jedoch allgemein üblich, das jeweils verwendete Material in den Vordergrund zu stellen. Hierbei bleiben eine Vielzahl weiterer, ebenfalls wich­ tiger Kriterien völlig außer Betracht. Eine dem gegenüber wesentlich bessere Methode besteht da­ rin, erfahrene Tennisspielern den jeweiligen Schläger zu Testzwecken zu überlassen und sich an deren Urteil zu orientieren. Subjektive Ein­ flüsse und Verfälschungen sind bei dieser Metho­ de sicherlich nicht auszuschließen.

Für die Bestimmung der Qualität und insbesondere auch die Fortentwicklung des Schlägerbaues von entscheidender Bedeutung wären Meßverfahren, die anhand objektiv unumstößlicher Meßkriterien und physikalisch exakt bestimmte, die Spieleigen­ schaften wiedergebende Meßwerte zu liefern in der Lage wären. Das diesbezüglich einzig bekannte Ver­ fahren ist die Messung des sog. RA-Wertes, den man durch folgendes Verfahren ermittelt: Der Schlä­ ger wird im Bereich seines Schlägerherzens auf einen senkrecht zu dessen Längsachse verlaufenden Steg aufgelegt, im Bereich des Griffes von der gegenüberliegenden Seite, also von oben her, ab­ gestützt und gleichzeitig, ebenfalls von oben her, an den den Rahmen bildenden Schlägerkopf an der dem Griff gegenüberliegenden Stelle mit einer be­ stimmten, vorher einstellbaren Kraft beaufschlagt und der hierbei sich ergebende Ausschlag nach unten gemessen wird. Bei den im Handel befindlichen Gerä­ ten wird über eine Bedienungsperson der Hebel bis zur Maximalkraft nach unten bewegt und der hier­ bei erhaltene Ausschlag gemessen. Je geringer der Ausschlag ist, um so höher wird die Qualität des Schlägers angesehen.

Durch die Beaufschlagung des Schlägers, mit Kräften an drei verschiedenen Stellen, von denen zwei Re­ aktionskräfte und der dritte den Meßpunkt dar­ stellt, entstehen Spannungs- und Kräfteverhältnis­ se, wie sie während des Spieles nie auftreten. Der Ausschlag des Schlägers bei der Bestimmung des RA-Wertes hängt in dominierender Weise von der Biegesteifigkeit im Bereich des Schlägerherzes ab. Beim realen Spieleinsatz hingegen wird der Schlä­ ger durch den Spieler am Griff festgehalten und, ohne daß er eine weitere Abstützung erfährt, eine Kraft durch den auf die Bespannung im Bereich des Kopfes auftreffenden Ball ausgeübt.

Hiervon ausgehend hat sich die Erfindung die Schaffung eines Verfahrens zur Aufgabe gemacht, mit dessen Hilfe die Qualität von Sportschlägern meßbar wird.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß zunächst der Griff fixiert wird und dann der Rahmen entweder an der dem Griff gegenüberliegen­ den Stelle senkrecht zur Fläche des Kopfes oder etwa in der Mitte zwischen dieser Stelle und der Verbindung zum Griff (=etwa die Mitte des Kopfes) ebenfalls senkrecht oder in Richtung der Fläche des Kopfes durch eine Kraft belastet und der hier­ durch erfolgende Ausschlag erfaßt.

Im Idealfall erfährt der durch den auftreffenden und reflektierten Ball belastete Schläger keiner­ lei Auslenkungen und Durchbiegungen, so daß der auftreffende Ball gemäß den Reflektionsgesetzen abgegeben wird. In der Realität jedoch wird der Schlägerkopf durch die nicht unerheblichen Kräfte aus seiner Ruhestellung herausbewegt, wo­ durch sich Abweichungen des abgeschlagene Balls bis zu einigen Metern vom gewünschten Auftreff­ punkt ergeben. Der Spieler verliert hierdurch die Kontrolle über den Ball.

Hiervon ausgehend ist der Grundgedanke der Erfin­ dung die durch den auftreffenden Ball erzeugten Abweichungen zu erfassen. Die gesamte Durchbiegung des Schlägers setzt sich aus drei Komponenten zu­ sammen. Die eine Komponente ist die Durchbiegung des Schlägers in Richtung des auftreffenden Bal­ les, was eine Rotation um eine in der Ebene des Kopfes verlaufende Achse bedeutet. Eine weitere Bewegung entsteht dann, wenn der Ball außerhalb der durch den Griff bestimmten Mittellinie auf­ trifft so daß der Schlägerkopf und der Schläger eine Torsion um die Längsachse, die dann die Dreh­ achse darstellt, erfährt. Die dritte noch verblei­ bende Möglichkeit tritt bei tangentialer Belastung des Schlägers auf, wie sie in besonderer Weise beim Anschneiden der Bälle zur Erzeugung eines Dralles auftreten. Der Schläger erfährt dann eine Deformation um eine senkrecht zum Kopf verlaufen­ de Achse.

Aufbauend auf diesen Erkenntnissen beinhaltet das erfindungsgemäße Meßverfahren die Ermittlung eines die Eigenschaften des Sportschlägers vollständig beschreibenden Meßwertetripels, obwohl grundsätz­ lich auch die Erfassung eines einzigen Wertes mög­ lich ist.

Die Vorgehensweise ist wie folgt: Bei allen Mes­ sungen wird der Schläger einzig und allein über den Griff fixiert. Zur Erfassung der Durchbiegung um die senkrecht zur Längsachse jedoch in der Ebe­ ne des Kopfes verlaufende Achse wird eine Kraft an der dem Griff gegenüberliegenden Stelle des Kopfes auf den Rahmen ausgeübt und der hierdurch bewirkte Ausschlag in Abhängigkeit von der jewei­ ligen Kraft erfaßt.

Zur Messung der Torsion um die Längsachse wird die Kraft bei fixiertem Griff etwa in der Mitte des Kopfes also etwa bei ihrer maximalem, senkrecht zur Längsachse gemessenen Durchmesser und senkrecht zur Spannungsebene angesetzt und auch hier der Ausschlag in Abhängigkeit von der Kraft erfaßt. Man erhält Kräfteverhältnisse, wie sie bei au­ ßeraxial auftreffenden Bällen vorliegen. Schließlich erfolgt noch die dritte Messung um eine senkrecht zur Bespannebene verlaufende Achse. Hier­ zu erfolgt, ebenfalls bei fixiertem Griff, eine Be­ lastung des Rahmens etwa in der Mitte des Kopfes, al­ so ebenfalls bei maximalem Durchmesser, senkrecht zur Längsachse, nunmehr in Richtung der durch den Kopf definierten Fläche. Derartige Kraftkomponenten treten vor allem dann auf, wenn Bälle mit Drall erzeugt werden sollen, also sog. Slice- und Topspin-Bälle.

Die Qualität des jeweils gemessenen Schlägers ist um so günstiger, je geringer die jeweiligen Ausschlä­ ge sind. Für die Messung grundsätzlich unerheblich ist, ob sie mit oder ohne bespannten Kopf vorge­ nommen wird.

In Abhängigkeit von seiner bevorzugten Spieltech­ nik hat es der Käufer dann in der Hand über die auf exaktem und physikalischem Weg ermittelten Meßwerte den für ihn optimalen Schläger aus dem gesamten Angebot auszuwählen. Besteht ein gerin­ ges Bedürfnis Slice- oder Topspin-Bälle zu spie­ len, wird er dem letztgenannten Meßwert gerin­ gere Bedeutung beimessen und sich in erster Li­ nie auf die beiden erstgenannten konzentrieren.

Der entscheidende Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß erstmals das rea­ listische Spielverhalten anhand objektiv exakt ermittelter Meßwerte wiedergegeben wird.

Bei der konkreten Durchführung der Messung ist der Ausschlag in Abhängigkeit von der aufge­ brachten Kraft zu erfassen, wobei darauf zu ach­ ten ist, daß die Elastizitätsgrenzen des Schlä­ gers nicht überschritten werden und keine blei­ benden Verformungen, Deformationen oder ande­ res inelastisches Verhalten auftreten.

In konkreter Ausbildung des Verfahrens wird stets dieselbe Kraft aufgewandt und allein der hierdurch erzeugte Ausschlag gemessen. Verschie­ dene Schläger unterscheiden sich dann anhand ih­ res Ausschlages. Je geringer er ist, um so höher ist die Güte des Schlägers hinsichtlich der kon­ kret vorliegenden Belastung.

Eine andere, demgegenüber konträre Möglichkeit besteht darin, daß diejenige Kraft gemessen wird, die erforderlich ist, um einen vorgegebenen Aus­ schlag zu erhalten. Je größer die hierbei ausge­ übte Kraft ist, umso höher ist die Güte des Schlä­ gers. Da die Auslenkungen der Schläger bei den drei vorbeschriebenen Meßverfahren unterschiedlich ist, empfiehlt sich, den (maximalen) Ausschlag einstell­ bar zu machen, um stets im optimalen Meßbereich der Kraft arbeiten zu können.

Zur Durchführung der soeben beschriebenen Verfah­ ren werden die folgenden Vorrichtungen beschrie­ ben, die aus einer Befestigungsvorrichtung zur Fixierung des Griffes sowie einem Stößel besteht, der den Rahmen kräftemäßig beaufschlagt und hier­ bei eine Verschiebung entsprechend dem Ausschlag erfährt. Durch Erfassung der durch den Stößel aus­ geübten Kraft sowie dessen Verschiebung sind die zur Ermittlung der Qualität des jeweiligen Schlä­ gers erforderlichen Werte zur Verfügung gestellt. Hierbei ist für den Erfindungsgedanken unerheb­ lich, auf welche Art und Weise die Kraft und/oder der Ausschlag gemessen, insbesondere ob er auf mechanischen, elektronischen, optischen oder an­ deren Wege vorgenommen wird.

In einer konkreten Ausgestaltung ist die durch den Stößel ausgeübte Kraft begrenzt und der mit dessen Erreichen vorliegende Ausschlag wird über eine Meßvorrichtung erfaßt. Die konkrete bauliche Re­ alisierung kann dadurch erfolgen, daß der Kraft­ begrenzer eine Ratsche ist, die mit Erreichen des eingestellten und i.d.R auch veränderbaren Wertes einfach "durchrutscht" und keine weitere Kraft­ übertragung zuläßt. Der in diesem Augenblick vor­ liegende Ausschlag ist zu erfassen. Zu dessen Messsung können an sich bekannte Dehnungsmeßstrei­ fen eingesetzt werden, die in Abhängigkeit von dem Ausschlag elektrische Meßwerte erzeugen.

Eine andere Realisierungsform der erfindungsgemä­ ßen Vorrichtung weist einen Anschlagbegrenzer und eine der Erfassung der mit Erreichen des maxi­ malen Ausschlages ausgeübten Kraft dienende Meß­ vorrichtung auf.

Bei der Erfassung der Torsionsteifigkeit um die durch den Griff definierte Längsachse ergibt sich unter Krafteinwirkung eine zusätzliche Aus­ lenkung in dem Sinne, daß der Schlägerkopf in sei­ ner Gesamtheit nach hinten ausweicht also eine Be­ wegung um eine in der Ebene des Kopfes senkrecht zur Längsachse verlaufende Achse vornimmt. Diese Komponente wurde bereits dadurch erfaßt, daß der Schläger senkrecht zur Fläche des Kopfes an der dem Griff gegenüberliegenden Stelle und damit auf der Längsachse belastet wird. Aufgrund der Überlagerung ergibt sich bei Messungen nicht un­ mittelbar der exakte Wert der Torsionsteifigkeit. Eine Möglichkeit besteht darin durch mathematische Verfahren den exakten Wert zu ermitteln oder aber man hindert den Schlägerkopf an der Ausweichbewe­ gung nach hinten, indem man den Rahmen an der dem Griff gegenüberliegende Stelle, also dort, wo die Längsachse verläuft, von hinten her während der Messung abstützt. Das unmittelbare Ablesen des Meßwertes für die Torsionsteifigkeit wird dann möglich.

Schließlich ist noch vorgeschlagen, die der Fi­ xierung des Griffes dienende Befestigungsvorrich­ tung räumlich verstellbar zu machen, um bei der Ermittlung des Meßwertetripels nach jeder Messung den Griff freisetzen und dann in einer anderen Be­ festigungsvorrichtung erneut fixieren zu müssen, in der der Schlägerkopf dann im Bezug auf den Stößel die gewünschte Position einnimmt. Im Ideal­ fall muß bei der Ermittlung des Meßwertetripels der Griff nur ein einziges Mal fixiert werden und kann durch entsprechende räumliche Verstellung in drei gewünschten Positionen relativ zum Stößel verbracht werden.

Selbstverständlich wäre es umgekehrt denkbar, wäh­ rend der Ermittlung des Meßwertetripels den Schlä­ ger in seiner Position zu belassen und den die Krafteinwirkung bewirkenden und den Ausschlag mes­ senden Stößel räumlich zu verstellen.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei­ bungsteil entnehmen, indem anhand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher er­ läutert wird. Es zeigen:

Fig. 1 einen Sportschläger in Seitenansicht,

Fig. 2 den gleichen Sportschläger in Drauf­ sicht.

Der gezeigte Sportschläger (1) besitzt in an sich bekannter Weise einen Griff (2), einen sich daran in axialer Richtung anschließenden un der Verbin­ dung zum Kopf hin dienenden Schaft (3) sowie den durch den Rahmen (4) begrenzten Kopf (5), durch den die senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Bespannung aufgenommen wird.

Der Griff (2) ist über eine Befestigungsvorrichtung (6) räumlich fixiert. In der durch die Pfeile (7) und (8) gekennzeichneten Richtungen wird der Rahmen (4) belastet, wobei der Angriffspunkt der durch den Pfeil (7) gekennzeichneten Kraft dem Griff (2) gegenüber und damit auf der durch diesen definier­ ten Längsachse liegt. Der Schläger (1) erfährt dann einen Bewegung um eine senkrecht zur Zeichenebene verlaufende Achse.

Die durch den Pfeil (8) gekennzeichnete Stelle liegt etwa in der Mitte des Kopfes zwischen der durch den Pfeil (7) bezeichneten Stelle und dem gegenüberliegend ausgehenden Schaft (3). Bei Be­ lastung in Richtung des Pfeiles (8) entsteht eine Torsion des Schlägers um dessen durch den Griff (2) definierte Längsachse.

Schließlich wird dann noch durch die Erfindung ein drittes Meßverfahren vorgeschlagen, bei der der eingespannte Schläger am Rahmen (4) an der durch den Pfeil (8) bezeichneten Stelle senkrecht zur Zeichenebene belastet und der hierbei erfol­ gende Ausschlag gemessen wird.

Die drei unterschiedlichen, durch die Erfindung vorgeschlagenen Meßwerterfassungen lassen sich bei Berücksichtigen von Fig. 2 besser erkennen. Der dort gezeigte Schläger stimmt in seinem Auf­ bau mit dem in Fig. 1 gezeigten identisch über­ ein.

In der durch Pfeil (9) in Fig. 2 angegebenen Richtung geschieht die dem vorbeschriebenen drit­ ten Meßwert liefernde kräftemäßige Beaufschlagung des Schlägers (1).

Die durch die Positionen (7) und (8) gekennzeich­ nenden Stellen geben die Angriffspunkte der in Fig. 1 durch die Pfeile (7) und (8) dargestell­ te Krafteinwirkungen wieder. Umgekehrt ist in Fi­ gur 1 der Angriffspunkt der senkrecht zur Zei­ chenebene wirkenden Kraft, die in Fig. 2 mit dem Pfeil (9) bezeichnet wurde, mit dem Bezugszeichen (9) versehen. Damit sind zur besseren Verdeutli­ chung in der einen Figur die durch Pfeile gekenn­ zeichnete Einwirkungsrichtung der Kräfte und in der anderen Figur der Angriffspunkt der jeweiligen Kraft durch die gleiche Bezugsziffer gekennzeich­ net.

Der Ausschlag des Schlägers (1) erfolgt in der durch die jeweiligen Pfeile (7), (8), (9) gekenn­ zeichneten Richtung und dient als Maß für die Qualität des Schlägers. Je geringer der Ausschlag ist, um so höher ist die Qualität, da die Ab­ weichungen des zurückgeschlagenen Balles von der gewünschten Richtung dann entsprechend reduziert ist.

Claims (10)

1. Verfahren zur Messung der Qualität von Sport­ schlägern mit einem Griff und einem damit in Verbindung stehenden durch einen Rahmen begrenz­ ten Kopf, wie z.B. Tennis- und Squashschlägern, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der Griff (2) fixiert wird und dann der Rahmen (4) entweder an der dem Griff (2) ge­ genüberliegenden Stelle senkrecht zur Fläche des Kopfes (5) oder etwa in der Mitte zwischen dieser Stelle und der Verbindung zum Griff (2) ebenfalls senkrecht oder in Richtung der Fläche des Kopfes (5) mit einer Kraft belastet und der hierbei erfol­ gende Ausschlag erfaßt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß stets mit derselben Kraft belastet und der jeweilige Aus­ schlag gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kraft zur Erreichung eines vorgegebenen, vor­ zugsweise einstellbaren Ausschlages gemessen wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekenn­ zeichnet durch eine Befestigungs­ vorrichtung (6) zur Fixierung des Griffes (2) , einen den Rahmen (4) beaufschlagenden Stößel dessen ausgeübte Kraft und Verschiebung erfaßt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekenn­ zeichnet durch einen Kraftbegren­ zer und eine Meßvorrichtung für den Ausschlag.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Kraftbegrenzer eine Ratsche ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung für den Ausschlag ein Dehnungsmeßstreifen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch einen Ausschlagbegrenzer und einer Meßvorrichtung für die Kraft.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, gekennzeichnet durch eine von unten am Rahmen (4) an der dem Griff (2) gegen­ überliegenden Stelle anliegenden Stütze.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, gekennzeichnet durch räum­ liche Feststellbarkeit der Befestigungsvorrich­ tung (6).