DE4211837C2 - Vorrichtung zur Besaitung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Besaitung eines Sportinstruments, vorzugsweise eines Tennisschlägers, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Verschiedene Schlagsportarten, wie z. B. Tennis, Squash oder dergleichen, setzen die Verwendung eines Schlägers voraus, der einen Griff und einen Rahmen mit einer an dem Rahmen aufge­ spannten Besaitung aufweist. Die Eigenschaften des Schlägers werden zu einem großen Teil von der Zugkraft bestimmt, mit der die Saiten der Besaitung auf dem Rahmen fixiert worden sind. Üblicherweise wird die Besaitung mittels einer Besaitungsma­ schine vorgenommen.

Herkömmliche Besaitungsmaschinen weisen eine Halteeinrichtung auf, in der der Schläger eingespannt wird. Diese Halteeinrich­ tung ist meist in einem Drehgelenk gehaltert, so daß sich der Schläger zu einer Spanneinrichtung für die Besaitung ausrichten läßt.

Um eine gleichmäßige Spannung zu erzielen, wird, nachdem entwe­ der eine Längs- oder eine Quersaite in den Rahmen eingezogen worden ist, ein Ende der Saite in eine Spanneinrichtung einge­ klemmt. Diese Spanneinrichtung besteht z. B. aus einer Rolle, die auf einer Achse gelagert ist. Die Rolle weist eine Klemm­ einrichtung zum Festhalten der Saite auf. Auf der gleichen Rolle bzw. Achse ist auch ein Hebel gelagert, der mittels eines Gewichtes ein Drehmoment auf die Rolle und damit eine Zugkraft auf die Saite ausüben kann. Über den Abstand zwischen der Achse der Rolle und der Stelle, an der das Gewicht an dem Hebel an­ greift, wird das Drehmoment und damit die auf die Besaitung wirkende Zugkraft bestimmt.

Nachteilig ist, daß sich die auf die Saiten wirkende Zugkraft durch die im Laufe der Besaitung variierende Neigung des Hebels ebenfalls laufend verändert. Dieses läßt sich zwar in einem gewissen Umfang dadurch verbessern, daß die Rolle der Spann­ einrichtung bzw. der daran gelagerte Hebel in Spannrichtung eine Raststellung aufweist, während entgegengesetzt zur Spann­ richtung ein Freilauf vorgesehen ist, so daß sich die Variatio­ nen durch unterschiedliche Hebelstellungen in Grenzen halten lassen. Die Genauigkeit, mit der sich die Spannkraft der Besai­ tung einstellen läßt, ist dennoch unzureichend.

Eine gewisse Abhilfe hat hier eine Besaitungsmaschine mit einer elektronischen Spanneinrichtung gebracht, die den Zug auf die Saite relativ genau nachstellen kann. Jedoch hat diese Besai­ tungsmaschine den Nachteil, daß sie kompliziert und aufwendig aufgebaut ist. Zudem eignet sich diese Vorrichtung nicht für die Nachrüstung einer Besaitungsmaschine, wie sie zuvor be­ schrieben worden ist. Außerdem sind die Kosten für eine der­ artige Besaitungsmaschine relativ hoch, so daß ihre Verbreitung stark eingeschränkt ist.

Bei der gattungsgemäßen Vorrichtung gemäß der DE 35 15 630 A1 wird mindestens ein elektrischer Meßfühler zwischen der Spann­ einrichtung und der Einrichtung zur Ausübung eines verstell­ baren Drehmoments, z. B. einem verschiebbaren Gewicht, angeord­ net, wobei der Meßfühler mindestens einen elektrischen Deh­ nungsmeßfühler, vorzugsweise einen Dehnungsmeßstreifen, auf­ weist.

Durch die Verwendung eines Dehnungsmeßfühlers kann die Kraft­ einwirkung der Einrichtung zur Ausübung des variablen Drehmo­ ments, z. B. eines verschiebbaren Gewichts erfaßt werden. Das Gewicht verbiegt den Hebel, wobei der Dehnungsmeßfühler, der fest mit dem belasteten Hebel verbunden worden ist, gedehnt oder ggf. gestaucht wird. Diese Längenänderung des Dehnungs­ meßfühlers läßt sich meßtechnisch auswerten und liefert ein direktes Maß für das an der Spanneinrichtung und damit an der Besaitung angreifende Drehmoment bzw. die angreifende Zugkraft.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Besaitung eines Sportinstruments, vorzugsweise eines Tennis­ schlägers vorzuschlagen, bei der der Meßfühler so angebracht ist, daß er über eine lange Zeit dauerhaft reproduzierbare Meß­ ergebnisse liefern kann.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen gehen aus den Merkmalen der Unter­ ansprüche hervor.

Erfindungsgemäß wird in dem Hebelarm mindestens eine Ausnehmung vorgesehen, in die jeweils mindestens ein Dehnungsmeßstreifen eingesetzt bzw. -geklebt wird, der nach dem Widerstands-, dem Kapazitäts- oder dem Induktions-Prinzip funktioniert. Zur be­ sonders genauen Überdeckung größerer Meßbereiche können die verschiedenen Dehnungsmeßstreifen auch miteinander kombiniert werden.

Übliche elektrische Dehnungsmeßstreifen beruhen auf der Umwand­ lung einer Längenänderung in eine Widerstands-, Induktions- oder Kapazitäts-Änderung. Dehnungsmeßstreifen, die auf dem Widerstandsprinzip beruhen, bestehen meist aus einem dünnen Draht, der beispielsweise mäanderförmig auf einem Papierstrei­ fen aufgeklebt ist. Der Streifen wird auf die Meßstelle, also einen Bereich an dem Hebelarm der Vorrichtung, geklebt und als Widerstand in eine Meßbrücke geschaltet.

Zur Messung empfiehlt sich besonders eine Wheatstone′sche Brücke, wobei der Dehnungsmeßstreifen Teil der Verschaltung der Brücke ist, nämlich einen variablen Widerstand bildet.

Es lassen sich jedoch auch andere Gleich- oder Wechselstrom­ bzw. Spannungsmeßmethoden verwenden.

Außerdem kann statt eines Dehnungsmeßstreifens, der auf dem Widerstandsprinzip beruht, auch ein kapazitives Element, z. B. in Form einer Kondensatorfolie, oder ein induktives Element, z. B. in Form einer auf einer Folie aufgebrachten, z. B. aufge­ druckten, Leitung, für eine entsprechende Messung verwendet werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Hebelarm an zwei im wesentlichen einander gegenüberliegenden Seiten Ausnehmungen aufweist, in denen jeweils mindestens ein Dehnungsmeßstreifen, vorzugsweise deckungsgleich übereinander, angeordnet ist, so daß die Dehnungsmeßstreifen den gleichen Scherkräften am Hebel­ arm ausgesetzt sind. Durch eine entsprechende Verdrahtung der Dehnungsmeßstreifen lassen sich die durch die Dehnung bzw. Stauchung der einzelnen Meßstreifen erzielbaren Meßwerte be­ reits vor einer elektrischen bzw. elektronischen Auswertung aufbereiten bzw. verstärken.

Der bzw. die Dehnungsmeßstreifen ist bzw. sind an einen elek­ tronischen Verstärker angeschlossen, der die Strom- bzw. Span­ nungsänderungen, die an seinem Eingang anliegen und von den Dehnungsmeßstreifen herrühren, in einen unmittelbaren Ge­ wichts-, Drehmoment- oder Zugkraft-Wert oder dergleichen um­ wandelt, der dann mittels einer Anzeigeeinrichtung, z. B. einer LCD-, einer LED-Anzeige oder dergleichen wiedergegeben werden kann.

Vorteilhafterweise werden die notwendigen Teile zur Bestimmung der Zugkraft der Besaitung in ein Gehäuse integriert, das un­ mittelbar an dem Hebelarm befestigt ist. Die Teile benötigen relativ wenig elektrischen Strom, um betrieben zu werden, so daß eine Knopfbatterie ausreicht, um die Funktion der Vorrich­ tung über längere Zeit zu garantieren. Es ist auch möglich, eine externe Stromversorgung zu verwenden.

Die Meßeinrichtung zur Bestimmung der Zugkraft einer Besaitung bei der Bespannung eines Sportinstruments, insbesondere eines Tennisschlägers, die einen elektrischen Meßfühler mit minde­ stens einem Dehnungsmeßstreifen, der mit einer die Besaitung vor­ spannenden Einrichtung in Wirkverbindung bringbar ist, eignet sich zur Nachrüstung herkömmlicher Besaitungsvorrichtun­ gen. Hierzu kann in einem Hebelarm einer derartigen Besaitungs­ vorrichtung mindestens eine Ausnehmung vorgesehen werden, in der mindestens ein Meßfühler untergebracht wird. Im Prinzip lassen sich die gleichen Ausgestaltungen wie für die Vorrich­ tung auch für die dargestellte Meßeinrichtung vorsehen, wobei sich die gleichen Vorteile, ergänzt um den Vorteil der Nach­ rüstbarkeit, vorhandener Besaitungsvorrichtungen ergeben.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Besaitungsvorrichtung in einem teilweisen Längsschnitt;

Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Fig. 1 in Draufsicht;

Fig. 3 einen Abschnitt eines Hebelarms für eine Ausfüh­ rungsform;

Fig. 4 ein Prinzipschaltbild einer möglichen Meßanord­ nung; und

Fig. 5a bis 5f verschiedene Ansichten einer Meßeinrichtung so­ wie eines für diese Meßeinrichtung vorbereiteten Hebelarms.

In Fig. 1 ist eine Besaitungsvorrichtung 10 dargestellt, die eine Halteeinrichtung 28 für den Rahmen des zu bespannenden Schlägers, einen Tisch oder eine Montageplatte 24, und eine an einem Tragteil 26 gelagerte Spanneinrichtung 18 aufweist.

Ein Schlägerrahmen (nicht dargestellt) wird mittels Klemmein­ richtungen 20a, 20b auf einer Rahmenunterlage 30 an dem joch­ förmigen Teil der Haltevorrichtung 28 festgeklemmt. Das joch­ förmige Teil der Haltevorrichtung 28 ist gegenüber der Montage­ platte 24 über ein Drehgelenk 22 gehaltert. Auf diese Weise läßt sich der eingespannte Schläger (nicht dargestellt) in eine beliebige horizontale Position zu der Spanneinrichtung 18 für die Besaitung bringen, nämlich um eine vertikale Achse drehen. An der Spanneinrichtung 18 ist ein Hebelarm 16 angebracht, auf dem verschiebbar ein Gewicht 12 aufgesteckt ist. Das Gewicht 12 läßt sich über eine Klemmschraube 14 an beliebigen Stellen des Hebelarms 16 plazieren, um auf diese Weise die Spannkraft, die auf die Besaitung einwirken soll, festzulegen. Zwischen der Spanneinrichtung 18 und dem Gewicht 12 ist eine Meßeinrichtung 100 angeordnet, die im folgenden noch näher erläutert wird.

In Fig. 2 ist ein Abschnitt von Fig. 1 in einer Draufsicht dargestellt, in der die Spanneinrichtung 18, die Meßeinrichtung 100, das verschiebbare Gewicht 12 und der Hebelarm 16 nochmals zu erkennen sind.

Der Hebelarm 16 ist dabei so über ein Lager 19 an einer Rolle 21 gehalten, daß der Hebelarm 16 entgegengesetzt zur Zug- bzw. Spann-Richtung der Besaitung sperrt und in Richtung auf einen eingespannten Schläger bzw. die Halteeinrichtung 28 frei schwenkbar ist. Das Lager 19 und die Rolle 21 sind auf einer gemeinsamen Achse 23 angeordnet. Das Ende einer Besaitung wird zwischen Klemmbacken fixiert, die Teile der Spanneinrichtung 18, nämlich der Rolle 21 sind.

Soll nach dem Einziehen einer Saite in einen Schlägerrahmen diese auf eine bestimmte Zugkraft gespannt werden, so wird das Ende der Saite zwischen die Klemmbacken der Rolle 21 einge­ spannt. Anschließend wird das Gewicht 12 auf dem Hebelarm 16 verschoben, bis das gewünschte Zuggewicht und das gewünschte Drehmoment eingestellt sind. Dieses Drehmoment spannt einer­ seits die Saite mit der entsprechenden Zugkraft und verbiegt andererseits den Hebelarm 16 elastisch, wobei dessen Verbiegung von der Meßeinrichtung 100 erfaßt und auf deren Anzeigeeinrich­ tung 110 angezeigt wird.

In Fig. 3 ist ein Abschnitt des Hebelarms 16 dargestellt, an dem in paralleler, gegenüberliegender Anordnung Ausnehmungen 16a, 16b ausgebildet sind.

In diesen Ausnehmungen 16a, 16b sind Dehnungsmeßstreifen 112, in diesem Falle Widerstands-Dehnungsmeßstreifen, angeordnet. Diese können aufgeklebt werden, wobei die Dehnungsmeßstreifen 112 zum Beispiel parallel zueinander angeordnet sein sollten. Dabei sollten die angeordneten Dehnungsmeßstreifen 112 bei­ spielsweise deckungsgleich übereinander angeordnet sein. Die auf den verschiedenen Ausnehmungen 16a, 16b angeordneten Deh­ nungsmeßstreifen 112 sollten möglichst parallel zueinander ausgerichtet werden. Auf diese Weise sind die Dehnungsmeßstrei­ fen 112 an den beiden Seiten des Hebelarms 16 den gleichen Scherkräften bzw. Dehnungs- oder Stauchungskräften ausgesetzt.

Die Dehnungsmeßstreifen 112 sollten geeicht werden, da unter­ schiedliche Hebelarme 16 mit verschiedenen Durchmessern bzw. aus unterschiedlichen Materialien unterschiedliche elastische Verbiegungen bei gleichen Stellungen identischer Gewichte 12 aufweisen können.

Die Dehnungsmeßstreifen 112 sind, wie in Fig. 4 dargestellt, zu einer Meßbrücke, und hier insbesondere zu einer Wheatstone- Meßbrücke verschaltet. Dabei wird an den Eingang 115 eine Spei­ sespannung angelegt, die über die Dehnungsmeßstreifen 112 ab­ fällt. Selbst ein minimales Verbiegen des Hebelarms 16 führt dabei zu einer Dehnung bzw. Stauchung der Dehnungsmeßstreifen 112, die eine Widerstandsänderung und damit eine Änderung des Spannungsabfalls über die Dehnungsmeßstreifen 112 bewirkt. Diese Änderung wird über einen Meßverstärker 114 gemessen und verarbeitet, so daß das Meßergebnis als konkreter Wert auf der Anzeigeeinrichtung 110 wiedergegeben wird.

Werden statt der Widerstands-Dehnungsmeßstreifen kapazitive oder induktive Dehnungsmeßfühler verwendet, so können entspre­ chende, im Stand der Technik hinlänglich bekannte Meßverfahren zur Bestimmung der entsprechenden Änderungen (Verformung des Hebelarms) verwendet werden.

In den Fig. 5a bis 5f ist die Meßeinrichtung 100 nochmals sepa­ rat dargestellt. Diese weist ein Gehäuse 116 mit Seitenteilen 117 auf, an deren oberen Ende die Anzeigeeinrichtung 110 befe­ stigt werden kann.

Wie aus dem rechten Teil der Fig. 5b ersichtlich, ist in den Seitenteilen der Meßeinrichtung 100 eine kreisförmige Ausneh­ mung 118 ausgebildet, durch die der Hebelarm 16 durch das Ge­ häuse 116 hindurchgeführt werden kann.

In Fig. 5c ist der Meßverstärker 114 dargestellt, in den die Anschlüsse 121 der Anzeigeeinrichtung 110 eingesteckt werden können. Bei sämtlichen Teilen handelt es sich um zuverlässige Teile, die während ihrer Tätigkeit kaum Beanspruchungen ausge­ setzt sind, so daß die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. Meß­ einrichtung stabil und langlebig ist.

In Fig. 5d ist die prinzipielle Form der Teile des Gehäuses 116 der Meßeinrichtung 100 separat gezeigt.

In den Fig. 5e und 5f sind die Ausnehmungen dargestellt, die in dem Hebelarm 16 einer Vorrichtung bzw. einer bereits in Benut­ zung befindlichen üblichen Besaitungsvorrichtung einzufügen sind. In den Ausnehmungen 16a, 16b werden die Dehnungsmeßstrei­ fen 112 z. B. mittels Klebstoff oder dergleichen fixiert, so daß die Verbiegung des Hebelarms 16 eine unmittelbare Wirkung auf jeden Dehnungsmeßstreifen 112 hat.

Die Dehnungsmeßstreifen 112 in der oberen Ausnehmung 16a und die Dehnungsmeßstreifen 112 in der unteren Ausnehmung 16b stel­ len jeweils eine Hälfte der Dehnungsmeßbrücke gemäß Fig. 4 dar.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Besaitung eines Sportinstruments, vorzugsweise eines Tennisschlägers, mit einer Halte­ einrichtung für das Sportinstrument, mit einer Spann­ einrichtung mit mindestens einer Klemmeinrichtung für die Saite, mit einem Hebelarm und einer daran befe­ stigten Einrichtung zur Ausübung eines Drehmoments und damit einer Zugkraft auf die Saite, und mit min­ destens einem elektrischen Meßfühler bzw. Dehnungs­ meßfühler, vorzugsweise einem Dehnungsmeßstreifen, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel­ arm (16) mindestens eine Ausnehmung (16a, 16b) zwischen der Spanneinrichtung (18) und der Einrichtung zur Ausübung des Drehmoments (Gewicht 12) aufweist, in der der Deh­ nungsmeßstreifen (112) angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebelarm (16) an zwei im wesentlichen gegenüberliegen­ den Seiten jeweils Ausnehmungen (16a, 16b) aufweist, in denen jeweils mindestens ein Dehnungsmeßstreifen (112), vorzugsweise parallel zueinander, angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsmeßstreifen (112) mit einer Meßbrücke bzw. einem Meßinstrument verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Dehnungsmeßstreifen (112) Teil der Meßbrücke, insbesondere einer Wheatstone-Meßbrücke, sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsmeßstreifen (112) mit einem elektrischen bzw. elektronischen Meßverstärker (114) verbunden sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzeigeeinrichtung (110) an die Dehnungsmeßstreifen (112) bzw. den Meßverstärker (114) angeschlossen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsmeßstreifen (112), die an den beiden gegenüberliegenden Ausnehmungen (16a, 16b) angeordnet sind, jeweils eine Hälfte einer Meßbrücke dar­ stellen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Dehnungsmeßstreifen (112) ein Wider­ stands-, Kapazitäts- oder Induktionsmeßelement ist.