DE4014999C2 - Ballschläger, insbesondere Tennisschläger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Ballschläger, insbesondere Tennisschläger, mit einem eine Bespannung aufweisenden geschlossenen inneren Rahmen und einem den inneren Rahmen wenigstens teilweise umschließenden äußeren Rahmen mit Griffteil, wobei die Rahmen über mehrere Gelenke miteinander verbunden sind, die jeweils an den Verbindungsstellen eine translatorische Bewegung der beiden Rahmen zueinander, senkrecht zu der von den Rahmen aufgespannten Schlägerebene, verhindern und eine lokale Drehung der beiden Rahmen relativ zueinander um eine parallel zur Schlägerebene verlaufende Drehachse zulassen.

Ein Tennisschläger der oben beschriebenen Art ist aus der SU-1227-214 bekannt. Bei diesem Tennisschläger ist der innere Rahmen im äußeren Rahmen durch zwei symmetrisch zur Schlägerlängsachse in der Mitte der Rahmen angeordnete Drehgelenke drehbar gelagert. Die beiden Drehgelenke haben eine gemeinsame Drehachse, die sich mit der Schlägerlängs­ achse im Zentrum des Bespannrahmens senkrecht schneidet. Eine Arretiereinrichtung in Form eines durch beide Rahmen in deren Kopfbereich durchsteckbaren Bolzens ist vorgesehen, um die Drehung des Innenrahmens relativ zum Außenrahmen wahl­ weise freizugeben oder zu verhindern. Ferner ist der Außen­ rahmen mit dem Schaft- und Griffteil über ein weiteres Drehgelenk verbunden, dessen Drehachse mit der Schläger­ längsachse zusammenfällt. Eine weitere Arretiervorrichtung in Form eines seitlich von dem weiteren Drehgelenk durch den Schaft- und Griffteil und den Außenrahmen durchsteckbaren Bolzens ist vorgesehen, um die gemeinsame Drehung des Außen- und Innenrahmens relativ zum Schaft- und Griffteil um die Schlägerlängsachse wahlweise freizugeben oder zu verhindern.

Der bekannte Tennisschläger dient zum Trainieren von Zen­ trumsschlägen, wobei entweder eine oder beide Arretiervor­ richtungen gelöst sind, so daß bei einem außermittigen Schlag der Innenrahmen um die quer verlaufende Drehachse und/oder beide Rahmen um die Schlägerlängsachse gedreht werden. Die Drehgelenke sind reibungsbehaftet, um die Dreh­ bewegungen der Rahmen auf ein Maß zu begrenzen, das durch am Schläger vorgesehene Anzeigevorrichtungen ablesbar ist und einen Hinweis auf die Dezentralität eines Schlages gibt. Der bekannte Tennisschläger hat den Nachteil, daß, wenn ein oder beide Bolzen entfernt sind, um Drehungen der Rahmen um eine oder beide Drehachsen zuzulassen, das Ballreflexionsvermögen des Schlägers gering ist. Wenn dagegen beide Bolzen in ihre Aufnahmen eingesetzt sind, werden durch den Ballkontakt mit der Bespannung auf die Rahmen übertragbare Stoßkräfte und Schwingungen nicht zur Ballbeschleunigung eingesetzt, son­ dern ungedämpft auf den Griffbereich weitergeleitet, wodurch der Schlagarm des Tennisspielers übermäßig beansprucht wird.

Ein zweirahmiger Ballschläger ist auch aus der DE-OS 27 25 471 bekannt. Bei diesem Ballschläger ist ein geschlos­ sener bespannter Rahmen lösbar mit einem gabelförmigen Schaft-/Griffteil ausschließlich durch schwingungsabsorbie­ rende Pufferelemente verbunden. Dies geschieht stellenweise, d. h. punktförmig, und im wesentlichen in symmetrischer Anordnung zur Quermittelebene des Rahmens, wobei sich die beiden Ausführungen vor allem durch die Anzahl schwingungs­ absorbierender Pufferelemente unterscheiden. Die Zahl der Pufferelemente ist folglich die Hauptvariable des bekannten Ballschlägers. Die Variation der Härte der federelastischen Pufferelemente (silent blocks) soll das Frequenzband der ausgefilterten, absorbierten Schwingungen höherer Frequenz steuern und stellt somit die sekundäre Variable dar. Typisch für die Ausführung ist dabei, daß hochfrequente Schwingungsenergie dissipativ in Verformungsenergie und somit irreversibel in Wärmeenergie umgewandelt wird.

Durch Mehrpunktaufhängung mittels blockförmiger Puffer­ elemente mit ihren bekannten linear-elastischen Federeigenschaften wird eine lediglich sehr begrenzte Relativbewegung durch Vibration der so flexibel gekoppelten Untersysteme zugelassen. Diese Pufferelemente werden zur Schwingungsdämmung eingesetzt, so daß Schwingungen nicht auf den Schaft-/Griffteil übergreifen können. Die Gestal­ tung der Pufferelemente ist beliebig, sofern nur eine Schwingung des Innenrahmens in eine Verformung eines Teiles des Elementes umgewandelt wird.

Bei dem bekannten Schläger wird also auf die dynamische Ab­ sorption der Schwingungen in den Pufferelementen abgestellt, wobei das zu absorbierende Frequenzband durch die Art der Pufferelemente eingestellt wird und das Frequenzband nur höhere Frequenzen enthält.

Ferner ist aus der DE-OS 21 16 920 ein zweirahmiger Ballschläger bekannt, bei dem eine elastische Bewegung des Schlägerkopfes zum Griff so zu bewerkstelligen ist, daß die Winkelstellung desselben zum Griff unverändert bleibt. Dies geschieht durch eine Anordnung elastischer Mittel - vornehm­ lich freier auf Stiften lagernder Schraubenfedern - außerhalb des Schlägerkopfes. Alle Ausführungsformen haben gemeinsam, daß Innen- und Außenrahmenebenen bei der Relativbewegung parallel zueinander verbleiben. Der Unterschied verschiede­ ner Ausführungsformen liegt im unmittelbaren Einflußbereich der elastischen Mittel auf einzelne oder gruppierte, teils elastisch gekoppelte Fäden oder Saiten.

Die Schraubenfedern haben eine linear-elastische Federcha­ rakteristik. Durch eine Vielzahl solcher Federn und den be­ grenzten Raum und Federweg bilden die Federn in ihrer Gesamtheit ein Feder-Masse System mit höherer Eigenfrequenz und geringer Schwingungsamplitude. Ein besonderes Kennzei­ chen dieses Ballschlägers liegt darin, daß die Kraftübertra­ gung vom Innen- auf den Außenrahmen über den Rahmenlängs­ umfang verteilt erfolgt. Insbesondere müssen Federn kopf-/ griffseitig positioniert sein, mit genügender Härte, um bei in diesen Bereichen auftreffenden Bällen die Winkelstellung konstant zu halten.

Impuls-/Stoßkräfte werden somit im wesentlichen über den ge­ samten Außenrahmenbereich ein- und zum Griff weitergeleitet. Sofern bei diesem Schläger Stifte vorgesehen sind, dienen diese der Verbindung der elastischen Mittel mit den Fäden der Saiten.

Dieser Schläger hat also eine Mehrpunktlagerung von Rahmen­ teilen, die durch federelastische Schrauben-/Blattfederele­ mente eine rein translatorische und begrenzte Relativbewe­ gung zulassen sollen. Eine Schwingungsdämpfung ist im we­ sentlichen durch innere Reibung bei harmonischer Dehnung, also durch Steifigkeitsdämpfung gegeben. Rahmen und elasti­ sche Mittel erleiden bei der Arbeitsaufnahme irreversible Verluste (Wärme).

Weiter ist aus der GB-PS 4 31 394 ein zweirahmiger Ballschläger bekannt, bei dem der innere Rahmen in einer Ausführung über Drehzapfen lösbar mit einem gabelförmigen äußeren Rahmen mit Griffteil verbunden ist. Dabei wird vorgeschlagen (Fig. 7), elastische Elemente vorzusehen, welche die gewünschte Winkelstellung zum Griffteil herstellen. Diese elastischen Mittel, die aus Federn oder elastischen Bändern/Saiten bestehen, sollen die reduzierte Federung der Schlagflächenbesaitung an den Schlägerkopfenden kompensieren.

Nach dem britischen Patent - zwei Gelenkzapfen bilden eine gemeinsame Schwenkachse, wobei griffseitig zwischen den Rahmen ein Federelement in Schlägerlängsrichtung angebracht ist - kann der innere Rahmen unabhängig von der sonstigen Flexibilität der Ballschlägerteile eine Starrkörperdrehung um die Drehachse der Gelenkzapfen ausführen. Das griff­ seitige Federelement wird jedoch die Starrkörperdrehung be­ grenzen, da beim Schwenken der Rahmen gegeneinander die Wir­ kungslinie der Zug-/Druckfederung sich gegen die Ballschlä­ gerebene neigt und so ein Rückstellmoment um die Drehachse aufgebaut wird. Insbesondere ein ideal starrer innerer Rahmen kann derart gestaltet begrenzte Starrkörperdrehungen relativ zum Griffteil ausführen.

Aus der US-PS 40 94 505 ist ebenfalls ein zweirahmiger Ball­ schläger bekannt, bei dem der innere Rahmen mit dem gabelför­ migen äußeren Rahmen über zwei Gelenke verbunden ist, die eine gemeinsame Drehachse haben, die senkrecht zur Schläger­ längsachse verläuft. Der Griffteil ist mit dem inneren Rahmen über ein stabförmiges Element verbunden, das zwischen den beiden Teilen des äußeren Rahmens angeordnet ist und an das griffseitige Ende des Innenrahmens gelenkig angeschlossen ist. Bei diesem vorbekannten Ballschläger ist eine Bewegung des inneren Bespannrahmens in zur Schlagfläche senkrechter Richtung möglich, wobei er nicht oder nur unwesentlich ver­ formt wird. Dadurch verschiebt sich während des Ballkontaktes der innere Bespannrahmen parallel zur Achse des Schläger­ griffs auch bei verschiedenen Auftreffgeschwindigkeiten und Auftreffstellen des Balles auf die Bespannung. Diese trans­ latorische Verschiebung des Bespannrahmens ist aber nicht dazu geeignet, das Ballreflexionsvermögen zu erhöhen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen gattungsgemäßen Ballschläger, insbesondere Tennisschläger, zu schaffen, der ein höheres Ballreflexionsvermögen, insbe­ sondere in Richtung Kopf, bei geringerer Armbelastung wäh­ rend und nach dem Ballkontakt realisiert.

Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, daß die Gelenke mindestens zwei Drehachsen bilden, die nicht zusammenfallen.

Der erfindungsgemäße Ballschläger zeichnet sich dadurch aus, daß die Art der zugelassenen Koppelschwingungen und die zu­ gehörigen Eigenfrequenzen über die Anordnung und Ausbildung der Gelenkverbindungen beeinflußt und gezielt gesteuert wer­ den können. Insbesondere und in ganz besonderem Maße bei isostatischer relativer Lagerung des inneren Rahmens im äußeren Rahmen mit Griffteil wird eine Selektion der zugelassenen und nicht zugelassenen Untersystemschwingungen und Gesamtsystem-Koppelschwingungen vorgenommen. Dabei steu­ ern die Freiheitsgrade im Einzelgelenk und die Anordnung der Gelenkpunkte und effektiven Drehachsen zueinander maßgeblich Art und Abfolge der Modalformen sowie den zugehörigen Fre­ quenzbereich.

Selbst bei unveränderter Gestalt und unverändertem Aufbau des inneren wie äußeren Rahmens, wird so deutlich unterschiedliches Schwingungsverhalten erzielt. Gleichzeitig ist es möglich, die Art der vom inneren Rahmen durch Ballaufschlag übertragenen Schwingungen zu beein­ flussen, wobei die Biegeschwingungen parallel und lateral zur Schlägerebene so entkoppelt werden können, daß die Besaitung dynamisch geringer beansprucht wird.

Durch gezielte Ausnutzung systembedingter Koppelschwinger­ massendämpfung, unter besonderer Berücksichtigung des Schwerpunkterhaltungssatzes, werden die effektiven Massen nach Maßgabe von Anordnung und Ausbildung der Gelenkver­ bindungen konstruktiv festgelegt und den Ball-Besaitungs­ frequenzen bestmöglich zugeordnet. Lage und Breite des "Sweet-Spots" sind konstruktiv bei erfindungsgemäß zusätz­ lich verfügbaren Freiheitsgraden/Systemparametern gezielter einstellbar. Die erzielbare Dämpfung der Nachvibrationen übertrifft das übliche materialbedingte Maß (ungefähr 3%), teilweise werden bestimmte Amplituden insbesondere im äußeren Rahmen ausgelöscht/unterdrückt.

So zeichnet sich ein erfindungsgemäßer Ballschläger auch dadurch aus, daß bei im Bespannflächenzentrum auftreffenden Bällen die Griffamplituden deutlich geringer als die Be­ spannrahmenamplituden sind oder wie auch die dortigen Beschleunigungen praktisch verschwinden.

Beim erfindungsgemäßen Ballschläger werden außer durch Grund- und Querschnittsform, Materialauswahl und -aufbau, die Spieleigenschaften durch zusätzliche freie Systempara­ meter wie Zahl und Anordnung der Gelenke, Ausbildung des einzelnen Gelenkes - z. B. Buchse-Achse oder Kugelgelenk-, Ausrichtung der effektiv wirksamen Drehachsen relativ zu­ einander, Profilpaarung von innerem und äußeren Rahmen, Massen- und Steifigkeitsverhältnisse zwischen innerem und äußerem Rahmen des Ballschlägers stärker beeinflußt, da erfin­ dungsgemäß die elastischen Modalformen des inneren Rahmens durch eine geringe Anzahl von Zwangs- oder Koppelbedingungen (z. B. isostatisch) mit den elastischen Modalformen des äußeren Rahmens mit Griffteil gekoppelt sind.

Insbesondere läßt sich bei balleffektiven Eigenschwingungs­ formen die Lage von Schwingungsknoten und Schwingungsbäuchen in weiteren Grenzen verschieben, als dies bei anderen be­ kannten Ballschlägern der Fall ist.

Der erfindungsgemäße Ballschläger realisiert folglich eine Spezialisierung, indem die Untersysteme wie innerer Rahmen und äußerer Rahmen örtlich wie zeitlich unter­ schiedliche Aufgaben und Funktionen wahrnehmen.

Nicht balleffektive Schwingungen können durch Separation gezielter auf ein niedrigeres Energieniveau gebracht werden, balleffektive Schwingungen können lokal in den Auftreffbe­ reichen verstärkt zur Impulsrückgewinnung herangezogen wer­ den.

Die räumliche Funktionstrennung beim erfindungsgemäßen Ball­ schläger wird durch relativ-bewegliche Gelenklagerung zweier Rahmen mit unterschiedlichen Aufgaben bewerkstelligt.

Die zeitlich unterschiedliche Reaktion während und nach dem Ballkontakt ist durch Positionierung der Relativlagerung und -bewegung sowie Abstimmung der inneren und äußeren Rahmen- Massen- und Steifigkeitsverhältnisse zu bewerkstelligen, unter Beachtung der beim Ballkontakt veränderten Massen- und Schwerpunktsverhältnisse (und nicht nur Kraftverhältnisse!), gegenüber den Verhältnissen nach dem Ballkontakt. Dynamische Verhältnisse werden so dynamisch genutzt, indem sonst schäd­ liche Effekte weitgehend nutzbar gemacht werden können.

Insbesondere liegt die erfindungsgemäße Realisierung der Zielsetzungen in der besonderen Ausnutzung von Impulskonzen­ tration und Massendämpfung. Weiteres erfindungsgemäßes Ziel ist eine stärkere Entkoppelung von Ballschläger- "in-plane" und "off-plane"-Schwingungen, also der Biege-(Torsions) Schwingungen parallel und normal zur Schlägerebene.

Vorzugsweise sind bei dem erfindungsgemäßen Ballschläger der innere Rahmen und äußere Rahmen im Kopfbereich durch ein bis zwei Gelenke verbunden, wobei des weiteren beide Rahmen im griffseitigen bis mittleren Bespann­ rahmenbereich durch zwei bis drei weitere Gelenke verbunden sind. Sofern ein Gelenk am kopfseitigen Ende vorgesehen ist, kann dieses mit zwei weiteren Gelenken im griffseitigen bis mittleren Bespannrahmenbereich kombiniert werden, um eine Dreigelenkausbildung zu erzielen. Eine Dreigelenkausführung ist auch in Umkehrung der Gelenkanordnung dadurch möglich, daß ein Gelenk am griffseitigen Ende des inneren Rahmens ange­ ordnet wird, wobei im Kopf- bis Mittelbereich zwei Gelenke vorgesehen sind.

Die Viergelenkausführung kann durch zwei jeweils im kopf- und griffseitigen Bereich zwischengeschaltete Gelenkverbin­ dungen beider Rahmen bestehen. In einer Abwandlung ist je­ weils nur ein Gelenk kopf- und griffseitig angebracht, die beiden übrigen Gelenke liegen sich im mittleren Bespann­ rahmenbereich bezüglich Schlägerlängsachse gegenüber.

Die Gelenke, nur einachsig oder auch mehrachsig beweglich, oder auch kombiniert ein- und mehrachsig pro Ballschläger­ ausführung, können durch eine Buchse-Achse Kombination oder als Kugelgelenk beispielsweise repräsentiert werden. Einzelne oder alle am Ballschläger befindlichen Gelenke können erfindungsgemäß in einer Ausbildung derart gestaltet sein, daß die Rahmen sich an der betreffenden Gelenkstelle axial gegeneinander verschieben können, entlang einer aus­ gezeichneten Drehachse des Gelenks, die parallel zur Schlägerebene orientiert ist. Erfindungsgemäß kann jedes Einzelgelenk für sich eine federnd-dämpfende Umschließung aufweisen, um axiale Relativbewegungen der Rahmen an der Gelenkstelle abzufangen oder zu beeinflussen.

Nach einer spezifischen Ausbildung der Erfindung sind drei Gelenke bei einem Ballschläger vorgesehen, wobei jedes Gelenk lediglich eine Drehachse aufweist, und die Gelenke relativ zueinander so angeordnet sind, daß sich die Drehachsen auf der Schlägerlängsachse schneiden. Der Schnittpunkt der Achsen kann innerhalb oder außerhalb der bespannten Innenrahmenfläche liegen. Durch Positionierung der Gelenke und Ausrichtung der Drehachsen kann der Schnittpunkt entlang der Schläger­ längsachse verschoben werden, um die gewünschten Spiel­ eigenschaften konstruktiv oder auch justierbar einzustellen. Die Lage des Schnittpunktes beeinflußt die Lage von Schwingungsknoten und Schwingungsbäuchen, was für ball­ effektive Schwingungsformen nutzbar gemacht werden kann.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind bei dem Ballschläger zwei oder drei Gelenke so angeordnet, daß zwei zueinander senkrechte Drehachsen gebildet werden, die in der Schlägerebene liegen, wobei eine Drehachse mit der Ballschlägerlängsachse zusammenfällt.

Bei dieser Ausführung sitzt beispielsweise ein Gelenk im Ballschlägerkopf. Bei der Zweigelenkausführung ist das zweite Gelenk griffseitig gegenüberliegend angeordnet. Sofern eine Dreigelenkausführung realisiert ist, sind zwei­ tes und drittes Gelenk symmetrisch zur Längsachse des Ball­ schlägers und im griffseitigen bis mittleren Bespannrahmen­ bereich angeordnet.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird bei ei­ nem Ballschläger die Gelenkverbindung von innerem und äußeren Rahmen aus zwei, drei oder vier Gelenkstellen gebildet.

Diese Ballschlägerausführung ist dadurch gekennzeichnet, daß zwei zueinander parallele und in der Schlägerebene lie­ gende Drehachsen gebildet werden, und daß die beide Dreh­ achsen bildenden Gelenke sich im kopf- und griffseitigen Bespannrahmenbereich exakt oder angenähert gegenüberliegen. In einer ersten Abwandlung dieser Ballschlägerausführung sind zwei einachsige Gelenke extrem griff- und kopfseitig angeordnet.

In einer zweiten Abwandlung ist ein Gelenk extrem kopf­ seitig angebracht und zwei weitere Gelenke befinden sich im griffseitigen bis mittleren Innenrahmenbereich.

Eine weitere Abwandlung wird durch Vertauschen der Ge­ lenkanordnung der zweiten Abwandlung gewonnen, also durch Verlagern weg von Kopf- hin zur Griffseite und umgekehrt.

In einer Anordnung mit vier Gelenken werden die Gelenke paarweise kopf- und griffseitig derart angeordnet, daß zwei Drehachsen die Schlägerlängsachse innerhalb des bespannten Bereiches schneiden.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind bei einem Ballschläger vier Gelenke so angeordnet, daß zwei in der Schlägerebene liegende Drehachsen entstehen, die senkrecht zueinander orientiert sind und sich innerhalb der Bespann­ fläche schneiden.

In einer ersten Abwandlung eines solchen Ballschlägers schneiden sich beide Achsen im zentralen Bespannflächen­ bereich.

Bei einer zweiten Abwandlung liegt der Schnittpunkt der Drehachsen im kopfseitigen Bereich, während bei einer dritten Abwandlung dieser im griffseitigen Bereich zu lie­ gen kommt. Die Gelenke können bei allen drei Abwandlungen so angeordnet sein, daß eine der beiden Drehachsen mit der Schlägerlängsachse zusammenfällt.

Alle erfindungsgemäßen Ausführungen mit zwei, drei oder vier Gelenken, respektive zwei oder drei daraus gebildeten Drehachsen, haben erfindungsgemäß gemeinsam, daß beim Ballkontakt mit der Innenrahmenbespannung senkrecht auf die Schlägerebene wirkende Impulskräfte direkt über das Gelenk in den äußeren Rahmen als Aktionskräfte übertragen und abgetragen werden.

Mit derart - im Gegensatz zu zwischengeschalteten Feder- oder Pufferelementen realisierter - "harter" Anlenkung tragen die Bespannrahmenreaktionskräfte durch erfindungs­ gemäße Ausgestaltung zur größtmöglichen Impulsrückgewinnung durch Impulskraftkonzentration in den Gelenkstellen bei.

Wegen der weitgehend unbehinderten drehgelenkigen relativen Rahmenlagerung können sich beide Rahmen lokal gegeneinander verdrehen, die elastische Verformungsenergie ist weitgehend rückgewinnbar zur Ballrückbeschleunigung.

Das Eigen- und Koppelschwingverhalten von innerem und äuße­ rem Rahmen sowie die für die Ballrückbeschleunigung nutzba­ ren Massenträgheitskräfte sowie systembedingten Schwingungs­ bäuche und -knoten können über geschickte Anordnung der Achs­ punkte gezielt gesteuert werden. Über zusätzlich gewonnene Systemparameter eröffnen sich konstruktiv nutzbare Gestal­ tungsmöglichkeiten, um die Spieleigenschaften auch auf unter­ schiedliche Spielertypen und Spielweisen abstimmen zu können.

Die aufgrund gewonnener Erkenntnisse aus Computersimulationen und praktischer Erprobung bevorzugte Plazierung der Gelenke im kopf- und griffseitigen Ende bewirkt eine höhere Elastizi­ tät des inneren Rahmens im Zentral- bis Kopfbereich mit Verbesserung der Ballreflexion.

Darüberhinaus erweist sich als vorteilhaft, daß im Kopfbe­ reich auftreffende Bälle im Kopfgelenk höhere Reaktions-/ Aktionskräfte erzeugen, wobei die in den äußeren Rahmen ein­ geleiteten Impulskräfte über den gesamten Rahmen bei voller Lauflänge abgetragen werden und daher besser gedämpft werden können (Dämpfungsweg).

Gegenläufig ausgelenkte Rahmen (selbst während des Ballkon­ taktes!) des Koppelschwingersystems bewirken eine geringere Auslenkung des inneren Rahmens (Schwerpunktserhaltungssatz), was zur Ballimpulsrückgewinnung über innere Spannkräfte und ein größeres Beharrungsvermögen nutzbar gemacht werden kann.

Nach dem Ballkontakt werden Nachschwingungen dadurch massen­ gedämpft, daß auch gegenläufige Schwingungen auftreten, wobei geringere Amplituden und kleinere Beschleunigungen auftreten, wodurch der Spieler grundsätzlich entlastet wird.

Spieltests mit ersten Prototypen ergaben bei Armschonung ein direkteres Ballgefühl.

Die Erfindung beruht also wesentlich auf dem Prinzip der achsgesteuerten Massendämpfung. Diese wird so verwirklicht, daß

• a) die effektiven Massen vergrößert werden und
• b) Stoßenergie in zunächst weitgehend rückführbare Biege­ verformungsenergie achsgesteuert umgewandelt wird.

Energien werden stärker lokal konzentriert und die mögli­ chen Schwingungsformen inklusive Besaitung werden über die Gelenkanordnung beeinflußt.

Der Unterschied zum zweirahmigen Ballschläger mit einer Vielzahl federelastischer Elemente oder auch mit einzelnen (Puffer-) Elementen liegt darin, daß keine Absorption von Impuls- oder Schwingungsenergie in Übertragungselementen bei größerer Verformung/kleiner Dehnung derselben erfolgt.

Eine Restdämpfung in den Gelenken ist dagegen durchaus erwünscht, wie etwa durch eine Metall-Kunststoff- und Achse- Buchse Paarung gegeben.

Wenn längs der Drehachsen grundsätzlich eine Gleitbewegung beider Rahmen relativ zueinander möglich ist, müssen Schwin­ gungen bzw. Verformungen des inneren Rahmens in der Schläger­ ebene nicht notwendigerweise auf den äußeren Rahmen übertragen werden. Entkoppelte Verformungsenergie in der Schlägerebene ist ohnehin kaum für die Ballrückgewinnung nutzbar und kann somit durch ein die Drehgelenkachse lose oder hülsenartig umschließendes, wenigstens axial elastisches Element axial abgebaut werden. Der Spieler empfindet gerade mehrachsige Biegeschwingungen als besonders unangenehm.

Des weiteren wird eine Verformung des äußeren Rahmens in sei­ ner Ebene über die axiale Beweglichkeit weniger stark bzw. nur punktuell und gerichtet auf den inneren Rahmen übertragen, so daß die Besaitung durch reduzierte Schwingungen in ihrer Ebene geschont wird, was zur Wirtschaftlichkeit wie auch zur besseren Spielbarkeit beiträgt.

Die angeführten positiven Effekte der teilweisen und ausfüh­ rungsbedingten Schwingungsentkoppelung treten insbesondere dann hervor, wenn der bespannte innere Rahmen isostatisch, also zwangsfrei, im äußeren Rahmen gelagert ist.

Mit der Erfindung werden folgende Effekte erzielt:

• 1. Gute Ballreflexion in weiten Bereichen des bespannten Rahmens, auch im Bereich des Drehachsen-Schnittpunktes und im Zentral- und Kopfbereich, des weiteren in an den inneren Rahmen seitlich angrenzenden Bereichen zwischen Mitte und Kopf (ausgezeichnete Ballbeschleunigungszonen).
• 2. Beruhigung des Griffbereiches mit Verlagerung der max. Schwingungsamplituden vom Griff fort.
• 3. Elimination von Nachschwingungen im Griffbereich, wobei bei bestimmten Schwingungsformen die Griffamplituden völlig ausgelöscht sein können.
• 4. Funktionsspezialisierung von äußerem Rahmen und innerem Rahmen vermittels zwangsarmer Gelenklagerung.

Bei der zweiachsigen Lösungsvariante mit Konzentration der Reaktionskräfte im Kopf- und Herzbereich ist, bei sonst identischen Aufrissen und Querschnittsausbildungen, die Flexibilität des inneren Rahmens am größten (gelenkig aufge­ lagerter Biegeträger). Ein derartiger Ballschläger bietet Vorteile für "Leichtgewichte".

Die zweiachsige Dreigelenkausführung bietet ähnliche Flexi­ bilitäten wie vorgenannt, die beiden Drehachsen schneiden sich rechtwinklig etwa im unteren Bespannflächenbereich und bilden dort für bestimmte Eigenfrequenzen einen Schwingungs­ knoten, in dessen Umgebung durch Impulskonzentration (Wel­ lenausbreitung) auftreffende Bälle gut beschleunigt werden.

Eine bevorzugte Lösungsvariante weist drei Drehachsen bei drei Gelenken auf. Die beiden spiegelsymme­ trisch zueinander liegenden Gelenke sind am unteren Bespannflächenbereich positioniert.

Achsposition und Ausrichtung der Achsen sind dabei so zu wählen, daß der Schnittpunkt der drei Drehachsen (Achskno­ ten) im unteren bis mittleren Bespannflächenbereich liegt.

Bei dieser Lösung konzentrieren sich im Achsknoten die Impulskräfte. Liegt der Achsknoten überdies mittwärts ("Sweet Spot"), so kommt er im Bereich maximaler Bespann­ rahmendurchbiegung zu liegen ("Flexpunkt").

Dieser Bereich weist somit je nach Frequenz/Eigenform dort ausgeprägte Schwingungsbäuche oder -Knoten auf. Die drei Drehachsen definieren drei unterschiedliche Bespannflächenbereiche.

Erfindungsgemäße Ballschläger mit drei Gelenken und zwei Gelenken wurden per FEM-Computersimulation sowohl im Balken- als auch Schalenmodell überwiegend dynamisch untersucht.

Neben Modalanalysen wurden Impact/Time-History Analysen vorgenommen, um das charakteristische Verhalten bei wech­ selnden Ballaufschlagarten zu simulieren und analysieren. Außerdem wurden entsprechende Prototypen im Funktionsmodell Spieltests unterzogen. Es zeigte sich, daß bei angepaßt spezifischer Bauweise der erfindungsgemäße Ballschläger durchaus in üblichen Gewichtsklassen von etwa 350-390 g Totalgewicht realisiert werden kann. Durch Massenabgleich im Griffbereich lassen sich dabei etwa ähnliche Schwerpunkt­ lagen wie bei handelsüblichen Ballschlägern erzielen.

Zu Anhaltszwecken sei beispielhaft ein Drei-Gelenk Ball­ schläger angeführt. Alle bezogenen Längenangaben "xsi" sind - ausgehend vom Griffende - mit der Gesamtlänge "L" relativiert.

Gesamtmasse: m=370 g, Gesamtlänge L=680 mm
Massenverhältnis Trag- zu Bespannrahmen: f=2,5
(ohne Massenabgleich, Bespannung, Griffband)
Gesamtschwerpunkt: xsig=0,56
Bespannrahmenschwerpunkt: xsia=0,49
Innenrahmenschwerpunkt: xsii=0,75
Hauptträgheitsmomente: I1 : I2 : I3=7,5 : 6,5 : 1,0
Tragrahmenfrequenzen 1-5: 155, 181, 193, 397, 473 Hz
Bespannrahmenfrequenzen 1-5: 317, 322, 449, 455, 876 Hz
Ballschlägerfrequenzen 1-5: 171, 181, 244, 277, 365 Hz
Bisher untersuchte Massenverhältnisse beider Rahmen: 1,5-2,5.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1a, 1b eine Draufsicht und ein Schrägbild eines Ball­ schlägers gemäß einem ersten Ausführungsbei­ spiel (Typ 1) mit drei Gelenken und drei Drehachsen,

Fig. 2a-2c drei typische Grundschwingungsformen des in Fig. 1a und 1b dargestellten Ballschlägers,

Fig. 3A-3D Resonanzkurven des in Fig. 1a und 1b darge­ stellten Ballschlägers beim zentralen Stoß für Lateralschwingung (3A), Längsschwingung (3B), und Querschwingung (3D) an ausgewählten Analyseknoten, die in Fig. 3C gezeigt sind,

Fig. 4A-4D Resonanzkurven des in Fig. 1a und 1b darge­ stellten Ballschlägers, beim zentralen Stoß für Lateralschwingung und inneren Rahmen Mitte-Seite (Fig. 4A), äußeren Rahmen Mitte- Seite (Fig. 4B), Griffende (Fig. 4C), Außenrahmenkopf (Fig. 4D),

Fig. 5 Resonanzkurven für Griffende, Kopf und Seiten­ mitten des inneren und äußeren Rahmens für das Koppelschwingersystem (leichte Schwebung),

Fig. 6a-6d eine Draufsicht für grundsätzlich unterschied­ liche Ausführungen hinsichtlich der Zahl der Gelenke, Zahl der Drehachsen:
- 3 Gelenke, 3 Achsen (Fig. 6a)
- 3 Gelenke, 2 Achsen (Fig. 6b), eine Variante
- 3 Gelenke, 2 Achsen (Fig. 6c), andere Variante
- 4 Gelenke, 2 Achsen (Fig. 6d),
durch Anwendung der morphologischen Methode lassen sich sämtliche mögliche wie auch rele­ vante übrige erfindungsgemäße Gelenk- und Achsanordnungen der Ausführungen auffinden,

Fig. 7 eine Draufsicht einer Ausführung (Typ 3) mit zwei Gelenken und zwei parallelen Achsen,

Fig. 8 eine typische Schwingungsform des in Fig. 7 dargestellten Ballschlägers,

Fig. 9 eine Draufsicht einer nicht typisierten Aus­ führung mit drei Gelenkstellen und drei Dreh­ achsen,

Fig. 10 eine Draufsicht einer Ausführung (Typ 4) mit vier Gelenken und zwei Drehachsen,

Fig. 11 einen Ballschläger einer Ausführung (Typ 3) mit vier Gelenken und zwei Drehachsen,

Fig. 12 eine Schwingungsform des in Fig. 11 darge­ stellten Ballschlägers,

Fig. 13 eine Schnittdarstellung einer möglichen Aus­ führungsform eines einzelnen Gelenks als Drehgelenk, das bei allen Ballschlägeraus­ führungen Verwendung finden kann,

Fig. 14 eine Schnittdarstellung einer Kugelgelenk­ ausführung, eine momentenfreie Alternative zu dem in Fig. 13 dargestellten Drehgelenks,

Fig. 15 einen Teil der beiden Rahmen in perspek­ tivischer Darstellung,

Fig. 16a-16d eine Draufsicht der Ausführung mit drei Gelenken, drei Achsen bei abweichender Lage des Achsschnittpunktes.

In Fig. 1a ist in Draufsicht ein Ballschläger 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt. Er besteht aus einem äußeren Rahmen 1, der einen Schaft 1a und Griffteil 2 hat. Der äußere Rahmen 1 umschließt einen inneren, eine Bespannung 3 aufweisenden Rahmen 4, der mit dem äußeren Rahmen 1 durch drei Gelenke 5 verbunden ist, von denen eines im Kopfbereich angeordnet ist, während die beiden anderen Gelenke 5 sich im griffseitigen Bereich gegenüberliegen. Die Ausbildung der Gelenke 5 ist derart gewählt, daß sie jeweils eine durch das entsprechende Gelenk 5 gehende Dreh­ achse 7 bilden, beispielsweise realisiert über eine Bolzen- Buchse Gelenkverbindung. Die drei Drehachsen 7 schneiden sich bei dieser Ausführung im griffseitigen Bereich der Bespannung 3 im Punkt A, der in der Schlägerebene auf der Schlägerlängsachse liegt.

Fig. 1b zeigt den selben Ballschläger 100 im Schrägbild, in dem beispielhaft eine mögliche Wahl der Querschnittspro­ file gezeigt ist. Bespann- und Tragrahmenprofil stellen sich in aneinandergrenzenden Bereichen optisch als eine Einheit dar, gewählt nach Festigkeitsgesichtspunkten.

Fig. 2a zeigt eine Grundschwingungsform, wobei der Tragrah­ men als äußerer Rahmen 1 mit Griffteil 2 zwei Schwingungs­ knoten aufweist (symm. Biegung), während der innere be­ spannte Rahmen 4 über die Gelenke 5 relativ zum äußeren Rahmen 1 eine gegenläufige symmetrische Biegeauslenkung erfährt. Beide Rahmen 1 und 4 verformen sich so, daß für den Ballschläger der Gesamtschwerpunkt in der Schlägerebene verbleibt.

Fig. 2b zeigt die hier nächst höhere "in-plane" Grund­ schwingungsform in der Schlägerebene, wobei beide Rahmen 1 und 4 eine elastische Biegeverformung erfahren. Je nach Ausführung der Gelenke 5 sind bei dieser Schwingungsform axiale Relativbewegungen beider Rahmen 1, 4 an den Gelenk­ stellen möglich, da immanent.

Fig. 2c zeigt eine höhere elastische Biegeschwingung des Ballschlägers transversal zur Schlägerebene. Während der äußere Rahmen 1 mit Griffteil 2 eine quasi antimetrische Biegeform mit drei Schwingungsknoten einnimmt, ist auch bei dieser Schwingungsform der innere Rahmen 4 über die Gelenke 5 symmetrisch und gegenläufig ausgelenkt.

Diese Grundschwingungsform wird erzwungen bevorzugt ange­ regt bei beispielsweise zentrisch auftreffenden Bällen. Der Griffteil 2 erfährt bei dieser Grundschwingung eine relativ geringe Auslenkung, was angestrebt wird.

Fig. 3A, 3B und 3D zeigen das Antwortverhalten des in Fig. 1a und 1b dargestellten Ballschlägers im zeitlichen Ver­ lauf ("time-history"), über den Analysezeitraum von 0,8 sec mit 80 Zeitschritten und aufgeprägtem Dirac-Stoß.

Die gedämpften Schwingungskurven wurden per FEM-Simulation gewonnen beim "Impact" im Schlagflächenzentrum.

Während in Fig. 3A die transversale Anfangsauslenkung (z) bei -1,1 mm liegt, ist die in Fig. 3B dargestellte Längs­ auslenkung (x) in der Schlägerebene um vier Zehnerpotenzen kleiner und damit praktisch verschwindend, ebenso wie die "in-plane" Auslenkung (y) in Querrichtung mit drei Zehner­ potenzen Unterschied. Den Resonanzkurven gemäß Fig. 3A, 3B, 3D ist gemeinsam, daß die in Fig. 2c gezeigte Grundschwingungsform angeregt wird und daß das Abklingverhalten der angefachten Schwingungen ausgesprochen gut, d. h. stärker als materialbe­ dingt, gedämpft ist. In Fig. 3C sind ausgewählte Knoten des äußeren Rahmens 1 am Griffende NODE 19, im Kopf NODE 3757, in der Seitenmitte NODE 1949, als repräsentativ herausgegriffen, ebenso wie der Knoten NODE 1975 des inneren Rahmens 4, eben­ falls in Seitenmitte. Auf diese Knotenpunkte wird auch in den Fig. 4A-4D und 5 Bezug genommen.

Fig. 4A bis 4D zeigen die Resonanzkurven der Transversal­ schwingungen (z) von Fig. 3A, jedoch die Knoten separiert. Fig. 4A zeigt die Auslenkung des inneren Rahmens 4 über der Zeit für den Knoten NODE 1975 in Seitenmitte. Der innere Rahmen 4 weist die maximalen Schwingungsamplituden auf (100%). Fig. 4B zeigt an gleicher Position gegenüberliegend den Schwingungsverlauf des Knotens NODE 1949 des äußeren Rahmens 1 mit etwa 25% der maximalen Amplitude des inneren Rahmens 4. Fig. 4C zeigt die Schwingungsvariation des Knoten NODE 19 am Griffende, weiter reduziert, ebenso wie die Schwingung im Knoten NODE 3757 am Kopf des äußeren Rahmens 1.

Fig. 5 ist eine vergrößerte Darstellung der Abbildungen von Fig. 3A und stellt die Zusammenfassung der Transversal­ schwingungen der Fig. 4A bis 4D dar. Im direkten Vergleich sind die unterschiedlichen zeitlich abklingenden Amplituden der repräsentativen Knoten zu erkennen. Die Gegenphasen der Schwingungen von innerem und äußerem Rahmen 4, 1 sind prinzi­ piell ebenso erkennbar wie identische Nulldurchgänge und das exponentiell starke Abklingen der Schwingungen, bei noch moderaten Schwebungen mit einer Schwebungsfrequenz von etwa einem Viertel der Resonanzfrequenz.

Fig. 6a bis 6d zeigen schematisch in Draufsicht eine Auswahl möglicher Abwandlungen des Ballschlägers. Der in Fig. 6a ge­ zeigte Ballschläger 100, als "Typ 1" bezeichnet, entspricht dem in Fig. 1a, 1b gezeigten Ballschläger. Kennzeichnend ist die Anordnung der Gelenke 5, die den äußeren Rahmen 1 mit Griff­ teil 2 und den inneren Rahmen 4 so verbinden, daß drei die beiden Rahmen 1, 4 hier etwa senkrecht durchsetzende Dreh­ achsen 7 entstehen, die einen gemeinsamen Schnittpunkt A im griffwärtigen Bereich des inneren Rahmens 4 aufweisen.

Fig. 6b zeigt einen ähnlichen, als "Typ 2" bezeichneten Ballschläger 200, mit Anordnung der Gelenke 5 wie in Fig. 6a, jedoch werden äußerer Rahmen 1 und innerer Rahmen 4 so von den Drehachsen 7 durchsetzt, daß die zwei Drehachsen 7 der griff­ wärts positionierten Gelenke 5 zusammenfallen, so daß zwei sich in A schneidende zueinander senkrechte Drehachsen 7 entstehen.

Fig. 6c zeigt eine Abwandlung des Ballschlägers 200 vom "Typ 2", bei der wiederum zwei zueinander senkrechte Drehachsen 7 entstehen. Die gezeigte Konfiguration ist als "Typ 3" bezeichnet, da beide griffseitigen Gelenke 5 am griffseitigen Ende des inneren Rahmens 4 posi­ tioniert sind. Im Grenzfall fallen die beiden griffsei­ tigen Gelenke 5 quasi zusammen, so daß insgesamt nur ein Ge­ lenk 5 im Kopf und eines gegenüberliegend auf der Schlägerlängsachse vorhanden ist. Das griffseitige Gelenk 5 würde dann eine zum inneren Rahmen 4 tangential verlaufen­ de Drehachse 7 aufweisen, wobei der Schnittpunkt A am griffseitigen Innenrahmenende liegt.

Fig. 6d zeigt einen Ballschläger 400, bezeichnet als "Typ 4".

Der Ballschläger 400 dieser Ausführung weist vier Gelenke 5 auf, die sich paarweise in extremen Positionen am inneren Rahmen 4 und längs und quer zum äußeren Rahmen 1 befinden. Die vier Gelenke 5 bilden zwei zueinander senkrechte Drehachsen 7, wobei der gemeinsame Schnittpunkt A im Bereich des Besaitungszentrums liegt.

Fig. 7 zeigt in Draufsicht einen Ballschläger 300 mit zwei am äußeren Rahmen 1 und inneren Rahmen 4 am kopf- und griffseitigen Ende des inneren Rahmens 4 befindlichen Gelenken 5, wobei zwei zueinander parallele Drehachsen 7 entstehen, welche die Schlägerlängsachse L senkrecht durchsetzen. Bei bestimmten Frequenzen ergeben sich gegenläufige Auslenkungen von äußerem Rahmen 1 und innerem Rahmen 4, wie aus Fig. 8 ersichtlich.

Wie in Fig. 8 dargestellt, zieht bei einer Verbiegung des Rahmens 4 dieser den äußeren Rahmen 1 in Schlägerlängs­ richtung zusammen, wodurch der äußere Rahmen 1 rückführbare elastische Verformungsenergie speichert und der innere Rahmen 4 an einer größeren Verformung gehindert wird. Die sich anschließende Entspannung des äußeren Rahmens 1 setzt beschleunigende Kräfte auf den ebenfalls sich entspannenden inneren Rahmen 4 frei. Diese Entspannung wird in zusätzliche kinetische Ballenergie übergeführt. Der Ball­ schläger 300 hat also ebenfalls ein gutes Ballreflexions­ vermögen.

Fig. 9 zeigt einen Ballschläger 500 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Bei diesem Ballschläger 500 sind zwei Gelenke 5 mit zwei Drehachsen 7 im Kopfbereich und ein Gelenk 5 im gegabelten griffseitigen Bereich des äußeren Rahmens 1 und inneren Rahmens 4 senkrecht zur Schlägerlängsachse durchsetzt. Der Schnittpunkt A der Drehachsen 7 liegt im Kopfbereich des Bespannrahmens 4.

Fig. 10 zeigt eine mögliche Ausführung des in Fig. 6d schematisch und funktionell dargestellten Ballschlägers 400.

Bei dieser Ausführung sind die Gelenke 5 sämtlich als ein­ achsige Drehgelenke ausgebildet, etwa bestehend aus Bolzen- Buchse Paarungen. Beide Drehachsen 7 schneiden sich etwa zentral in A und stehen senkrecht aufeinander.

Fig. 11 zeigt einen abgewandelten Ballschläger 300A. Bei diesem Ballschläger 300A wird der innere Rahmen 4 vollständig vom äußeren Rahmen 1 umgeben, der den Griffteil 2 aufweist. Der innere Rahmen 4 ist mit dem äußeren Rahmen 1 durch zwei sich gegenüberliegende nicht dargestellte Drehgelenke verbunden, wobei jedes Paar sich gegenüber­ liegender Drehgelenke eine gemeinsame Drehachse 7 hat. Die beiden Drehachsen 7 verlaufen parallel zueinander und senkrecht zur Schlägerlängsachse. Ferner liegen die Dreh­ achsen 7 innerhalb der vom inneren Rahmen 4 umschlossenen Fläche. Am griffseitigen Ende des inneren Rahmens 4 ist durch ein Feder-Dämpfer-Element 8 mit dem äußeren Rahmen 1 verbunden. Das Feder-Dämpfer-Element 8 besteht aus einem pneumatischen oder hydraulischen Dämpfungselement 9 und zwei Federn 6. Das Feder-Dämpfer-Element 8 ist gelenkig mit den beiden Rahmen 1, 4 verbunden. Die Drehachsen 7 sind etwa im je­ weils endseitigen Viertel der Bespannrahmenlänge angeordnet.

Fig. 12 zeigt den in Fig. 11 dargestellten Ballschläger 300 in Seitenansicht, wobei die relative Auslenkung der beiden Rahmen 1 und 4 ersichtlich ist.

Fig. 13 zeigt eine mögliche Ausführungsform eines Gelenks als Drehgelenk 5, welches eine lokale Drehung des inneren Rahmens 4 gegen den äußeren Rahmen 1 um die Gelenkachse wie auch eine begrenzte axiale Relativbewegung entlang derselben zuläßt. Beide Rahmen 1, 4 bestehen aus einer äußeren Schale 10 und einem inneren Schaumstoffkern 11. Im Bereich des Dreh- Gelenks 5 ist jeder Rahmen 1, 4 durch einen zylindrischen Abschnitt 12, der den äußeren und inneren Wandabschnitt der Schale 10 miteinander verbindet, verstärkt.

Im zylindrischen Abschnitt 12 eines jeden Rahmens 1, 4 ist ein Paar Lagerbuchsen 13 eingesetzt. Zwischen der inneren Lagerbuchse 13 des inneren Rahmens 4 sind ein oder mehrere Distanzscheiben 14 angeordnet.

Durch die Wahl der Dicke oder Anzahl der Distanzscheiben 14 kann nicht nur der Abstand zwischen den sich gegenüberlie­ genden Lagerbuchsen 13, sondern auch die Vorspannung jus­ tiert werden. Eine beide Rahmen 1, 4 durchsetzende Achse 15 ist durch die Lagerbuchse 13 hindurchgeführt. Die Achse 15 ist im dargestellten Beispiel ein einfacher Paßstift, der an einem Ende einen größeren abgeflachten Kopf 16 und am anderen Ende eine Bohrung aufweist, durch die ein Splint 17 zur axialen Sicherung des Paßstiftes bzw. der Gelenkverbin­ dung gesteckt ist. Anstelle eines Splintes 17 könnte auch eine Sprengringsicherung vorgesehen sein. Gegebenenfalls ist eine Abdeckkappe 18 für die Abdeckung des inneren Paßstiftendes und des Splintes 17 vorgesehen. Versuche haben gezeigt, daß unter geeigneten Passungen, Achsausrichtungen und eventuell Vorspannungen eine axiale Gelenkbolzensiche­ rung entbehrlich werden kann. Auch andere bekannte ein­ fache Sicherungsmöglichkeiten sind denkbar.

Die Stift- bzw. Bolzenlänge ist so gewählt, daß bei Biege­ verformung in der Schlägerebene, wie z. B. bei Längs­ schwingungen, der innere und/oder äußere Rahmen 4, 1 durch Querkontraktion in Bolzenlängsrichtung gleiten können, so daß Zwangsverformungen abgebaut werden können. Eine Feder 19 oder ein entsprechendes umschließendes Elas­ tomer ist zwischen beiden Rahmen 1, 4 vorgesehen, um deren axialen Schluß zu verbessern und eine stützende und dämpfende Wirkung zwischen den Rahmen 1, 4 auszuüben. Die Feder 19 kann aber auch fortgelassen werden.

Fig. 14 zeigt ein Kugelgelenk 5A, eine Alternative zum Drehgelenk 5. Das Kugelgelenk 5A hat drei zueinander orthogonale Drehachsen 7, von denen eine dargestellt ist und mit der Stift-/Bolzenachse zusammenfällt. Das darge­ stellte Kugelgelenk 5A besteht aus einer innen kugelig ausgeformten Buchse 20, die im inneren Rahmen 4 eingepaßt ist, sowie dem darin eingefügten und gesicherten außen tonnenförmigen Gelenkring 21. Der in der Buchse 20 schwenk­ bare Gelenkring 21 wird von dem die Achse 15 bildenden Stift, der vom nicht dargestellten äußeren Rahmen 1 gemäß Fig. 13 aufgenommen wird, so durchsetzt, daß er im Gelenkring 21 entlang der Drehachse 7 ohne nennenswertes Spiel gleiten kann.

Das in Fig. 14 dargestellte Kugelgelenk 5A kann auch durch ein solches Kugelgelenk ersetzt werden, welches dem Ballspieler gestattet, die Ausrichtung der Drehachse 7 nachträglich zu verändern, um damit die Frequenzen und somit die Spieleigenschaften an unterschied­ liche Bespannungsarten anzupassen. Ein solches Gelenk 5A könnte so gestaltet sein, daß Buchse 20 und Gelenkring 21 über eine Schraube gegeneinander festgestellt werden, so daß der Stift und damit die verbleibende Drehachse 7 ausge­ richtet werden können.

Fig. 15 zeigt beispielhaft eine Paarung von Querschnitts­ formen für den äußeren Rahmen 1 und den inneren Rahmen 4. Während der innere Rahmen 4 einen in der Schlägerebene gestreckten flachen Querschnitt aufweist, hat der äußere Rahmen 1 quer zur Schlägerebene eine größere Bauhöhe als der innere Rahmen 4. Aufgrund dieser prinzipiellen Querschnittsform ist der äußere Rahmen 1 eher steif gegen eine Biegung senkrecht zur Schlägerebene, während der innere Rahmen 4 eher steif gegen eine Biegung in der Schlägerebene ist. Denn es hat sich gezeigt, daß schon infolge der Längs­ abmessungen der äußere Rahmen 1 mit Griffteil 2 weit mehr auf zur Schlägerebene senkrechte Durchbiegung beansprucht wird, als der innere Rahmen 4, dessen Hauptbiegebeanspruchung in der Schlägerebene liegt. Auf der Innenseite ist der äußere Rahmen 1 abgeschrägt, wie in Fig. 15 zu sehen ist, wodurch der zwischen den beiden Rahmen 1, 4 sich befindliche Spalt 22 aerodynamisch günstig gestaltet ist, um den Luftwiderstand des Ballschlägers senkrecht zur Schlägerebene herabzusetzen. Im übrigen kommt der in Fig. 15 exemplarisch dargestellten Profilkombination mit Luftspalt besondere Bedeutung hin­ sichtlich Harmonisierung der Gebrauchseigenschaften zu. Die erforderliche Optimierung wird ein Kompromiß sein aus "optischem Gewicht", aus Festigkeits- und Massenverhältnis­ sen und aus aerodynamischen Widerstandsbeiwerten.

Fig. 16a bis 16d fassen exemplarisch eine Auswahl morpholo­ gisch gewonnener Möglichkeiten der Anordnung der Dreigelenk­ ausführung vom "Typ 1" gemäß Fig. 6a zusammen. Insbesondere sind verschiedene Ausrichtungen der Drehachsen 7 und Lagen des Schnittpunktes gezeigt, welche es gestatten, bei sonst identischer Ausführung des Ballschlägers bzw. des äußeren Rahmens 1 und des inneren Rahmens 4, die jeweils gewünschten individuellen Spieleigenschaften konstruktiv einzustellen.

Fig. 16a zeigt eine Anordnung der drei Gelenke 5 zwischen äußerem Rahmen 1 und innerem Rahmen 4, bei der die Achsen so ausgerichtet sind, daß die eingeschlossenen Winkel α₀ gleich sind (120 Grad). Der Schnittpunkt A der Drehachsen 7 liegt im zentralen Bereich des bespannten inneren Rahmens 4.

Fig. 16b zeigt eine ähnliche Anordnung wie in Fig. 16a, jedoch ist die Ausrichtung der Gelenke 5 derart, daß der Schnittpunkt A der Drehachsen 7 im Kopfbereich liegt, wobei diese einen Winkel α₁ und zwei Winkel β₁ miteinan­ der einschließen.

Fig. 16c zeigt in Abwandlung der Fig. 16b eine Anordnung der Gelenke 5, bei welcher der Schnittpunkt A der Drehachsen 7 im griffseitigen Bespannflächenbereich liegt und wobei ein Winkel α₂ und zwei Winkel β₂ (größer 90 Grad) von den Drehachsen 7 eingeschlossen werden.

Fig. 16d unterscheidet sich von Fig. 16c dadurch, daß der Schnittpunkt A der Drehachsen 7 gegen den inneren Rahmen 4 oder außerhalb desselben wandert, und die beiden eingeschlos­ senen Winkel β₃ zwischen den Drehachsen 7 folglich kleiner als 90 Grad sind.

Ebenfalls morphologisch lassen sich alle möglichen und sinnvollen Kombinationen für Ballschläger, insbesondere Tennisschläger, mit zwei drei und vier Gelenkstellen finden. Dabei kann insbesondere durch die Festlegung oder Freigabe der axialen Freiheitsgrade im Einzelgelenk isostatische Lagerung ganz oder angenähert realisiert werden.

Claims (12)

1. Ballschläger, insbesondere Tennisschläger, mit einem eine Bespannung (3) aufweisenden geschlossenen inneren Rahmen (4) und einem den inneren Rahmen (4) wenigstens teilweise umschließenden äußeren Rahmen (1) mit Griffteil (2), wobei die Rahmen (1, 4) über mehrere Gelenke (5, 5A) miteinander verbunden sind, die jeweils an den Verbin­ dungsstellen eine translatorische Bewegung der beiden Rah­ men (1, 4) zueinander, senkrecht zu der von den Rahmen (1, 4) aufgespannten Schlägerebene, verhindern und eine lokale Drehung der beiden Rahmen (1, 4) relativ zueinander um eine parallel zur Schlägerebene verlaufende Drehachse (7) zulassen, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke (5, 5A) mindestens zwei Drehachsen (7) bilden, die nicht zusammenfallen.

2. Ballschläger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Gelenk (5, 5A) im Kopfbereich angeordnet ist, und weitere Gelenke (5, 5A) im griffseitigen bis mittle­ ren Bespannflächenbereich so angeordnet sind, daß der Ball­ schläger insgesamt bis zu vier Gelenke (5, 5A) aufweist.

3. Ballschläger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens eines der Gelenke ein Drehgelenk (5) ist, das eine Verschiebung des inneren Rahmens (4) relativ zum äußeren Rahmen (1) entlang der Drehachse (7) des Drehgelenks (5) zuläßt.

4. Ballschläger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens eines der Gelenke ein Drehgelenk (5) ist, das eine Verschiebung des inneren Rahmens (4) relativ zum äußeren Rahmen (1) entlang der Drehachse (7) des Dreh­ gelenks (5) verhindert.

5. Ballschläger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens eines der Gelenke ein Kugelgelenk (5A) ist, welches einen Drehfreiheitsgrad oder bis zu drei Drehfreiheitsgrade hat, die lokale, orthogonale Drehbewegun­ gen der beiden Rahmen (1, 4) an der Verbindungsstelle zulassen.

6. Ballschläger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß drei Gelenke (5, 5A) vorgesehen sind, die jeweils eine Drehachse (7) bilden, wobei sich die drei Drehachsen (7) auf der Schlägerlängsachse (L) schneiden.

7. Ballschläger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder drei Gelenke (5, 5A) vorgesehen sind, die zwei aufeinander senkrecht stehende Drehachsen (7) bilden, von denen eine Drehachse (7) mit der Schlägerlängsachse (L) zusammenfällt.

8. Ballschläger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei, drei oder vier Gelenke (5, 5A) vorgesehen sind, die zwei zueinander parallele Dreh­ achsen (7) bilden.

9. Ballschläger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß vier Gelenke (5, 5A) vorgesehen sind, die zwei sich senkrecht schneidende Drehachsen (7) bilden, von denen eine Drehachse (7) mit der Schlägerlängs­ achse (L) zusammenfällt.

10. Ballschläger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gelenke (5, 5A) die beiden Rahmen (1, 4) im wesentlichen isostatisch zueinander lagern.

11. Ballschläger nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß beim unverformten Ballschläger der Schnittpunkt der Drehachsen (7) in der Schlägerebene und auf der Schlägerlängsachse (L) liegt, wobei der gemeinsame Achsschnittpunkt (A) innerhalb der Innenrahmenbespannfläche liegt.

12. Ballschläger nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß beim unverformten Ballschläger der Schnittpunkt der Drehachsen (7) in der Schlägerebene und auf der Schlägerlängsachse (L) liegt, wobei der gemeinsame Achsschnittpunkt (A) außerhalb der Innenrahmenbespannfläche liegt.