-
Fachgebiet
der Erfindung
-
Diese Erfindung bezieht sich auf
Sportschläger,
wie sie beispielsweise zum Spielen der Spiele Tennis, Racquetball
und Squash eingesetzt werden, und insbesondere auf Sportschläger mit
einer mittigen Spielfläche verwebter
Saiten, welche in einer einzelnen Ebene liegen, deren Enden allerdings
am Schlägerrahmen
in einer gespreizten Anordnung befestigt sind, um dynamische Verhaltenseigenschaften
einer beidseitig konkaven Fläche
vorzusehen, deren dynamische Eigenschaften eng auf die dynamischen
Eigenschaften von Bällen
abgestimmt sind, die mit diesen Schlägern getroffen werden sollen.
-
Hintergrund
der Erfindung
-
Es wurde viel Arbeit geleistet, um
verbesserte Schläger
für Tennis
und Racquetball bereitzustellen. Das prinzipielle Ziel war, Schläger bereitzustellen,
um höchste
Spielfunktion zu erreichen, allerdings war ein weiterer wichtiger
Punkt, Schläger
bereitzustellen, die das Verletzungsrisiko insbesondere von Gelenkschäden verringern,
wie beispielsweise Tennisellbogen. Bei der Beschäftigung mit einer Verbesserung
der Schläger-Eigenschaften wurde
viel Aufmerksamkeit auf die besaiteten Spielflächen gerichtet.
-
Ein erstes Beispiel früherer Lösungswege
ist das auf Howard Head erteilte US-Patent 3 999 756, welches den
beliebten und sehr erfolgreichen Head-Tennisschläger beschreibt. Durch sorgfältige experimentelle Wahl
einer Kombination aus Größe, Geometrie,
Masse und Materialien stellt Head einen Schläger mit verbesserten Eigenschaften
bereit. Allerdings hat der Head-Schläger keinen Erfolg dabei, die
Genauigkeit von außeraxial
getroffenen Bällen
ausreichend zu verbessern.
-
Im US-Patent 4 076 249 offenbart
Newsome einen Schläger
mit einer Saitenanordnung, die eine konkave ballangreifende Fläche zweier
Saitenflächen
umfaßt,
welche sich entlang der Mittenachse des Schlägers schneiden. Newsomes Ziel
war, einem Spieler zu ermöglichen,
die Genauigkeit aufrechtzuerhalten, wenn der Ball außerhalb
des Soll-Treffbereichs
(„Sweet
Spot„)
des Schlägers
getroffen wird, während
das Verdrehen des Schlägers
in der Hand des Spielers reduziert wird. Allerdings wurde die Doppelsaitenanordnung
vom US-Tennisverband nicht für
Turnierspiele zugelassen.
-
Ein anderer Lösungsweg, um den sogenannten
Soll-Treffbereich („Sweet
Spot") des Schlägers zu
vergrößern ist
im auf Ferrari erteilten US-Patent 4 330 132 offenbart. Die zentrale
Idee ist, die Spannung der einzelnen Saitenabschnitte zu variieren,
um die Saiten-Auslenkung in Antwort auf den Ballaufprall einheitlich
zu machen. Allerdings sind derartige Schläger ausgesprochen schwer zu
bespannen.
-
Die GB 223,151 beschreibt einen Schläger mit
einer verbesserten Bespannungsart, deren Ziel es ist, das Risiko
eines Splitterns des Rahmens zu minimieren und ein Verbiegen oder
Verdrehen zu verhindern. Das Hauptmerkmal dieses Schlägers besteht
im Vorsehen von diagonal gebohrten Besaitungslöchern mit einer Doppelreihe
von Öffnungen,
die sich an der Innenseite des Rahmens öffnen. Außen können die Löcher in einer oder zwei Reihen
liegen. Die letzten Längsseiten
eines derartigen Schlägers
sind nicht durch das Verweben gespannt mit dem Ergebnis, daß wenn der
Schläger
den Ball trifft, die Saiten keine Knoten mit den seitlichen Saitensegmenten
an deren Ort bilden.
-
Die FR 2 276 845 beschreibt einen
Schläger,
bei welchem eine versetzte Saitenanordnung eingesetzt wird, um Schwachpunkte
im Rahmen und ein Verdrehen des Rahmens zu vermeiden, was dann auftritt,
wenn der Ball die Treffläche
trifft. Um dies zu erreichen, sind die Durchgangslöcher für die einzelnen
Saiten im Schlägerrahmen
parallel zur Generalebene und mit ihren Achsen in zwei parallel
angeordneten Ebenen ausgerichtet, eine auf jeder Seite der Mittenfläche. Gemäß der Beschreibung
ist das Ergebnis einer derartigen Besaitungsanordnung, daß dann,
wenn der Ball die Treffläche
trifft, die Enden der Saiten auf einer Seite der Mittenebene unter
Torsionsmomenten Kräfte
auf zueinander geneigte Saiten ausüben, welche von den beiden
sich bei Zusammenwirken einander ausgleichenden Kräfte her
resultieren könnten.
-
Frühere Tennisschläger hatten
im Vergleich zu modernen Schlägern
eine im allgemeinen schmale Spielfläche. Ältere Tennisschläger sprachen
auch geringer auf Treffer außerhalb
der Mittenachse an, sowohl bezüglich „Gefühl", als auch bezüglich Ballkontrolle.
Modernere Schläger
haben eine größere Spielfläche. Insbesondere
Head hatte Erfolg bei der Vergrößerung der
Größe des Soll-Treffbereichs
(„Sweet
Spot„)
und verbesserte deshalb das „Gefühl" bei Treffern außerhalb
der Mittenachse. Allerdings bleibt die Kontrolle besonders bezüglich der
Höhenrichtung
von „Return„-Schlägen für Treffer
außerhalb
der Mittenachse ein Hauptproblem der breiteren Schläger von
heute.
-
Die vorliegende Erfindung ist das
Ergebnis kontinuierlicher Forschung, Analyse und ausgiebiger Experimente
mit Tennisschläger-Konstruktionen,
welche auf eine weitere Verbesserung der Spieleigenschaften und
eine Reduzierung des auf die Spielerhand und -arme übertragenen
Drehmoments gerichtet sind.
-
Es ist deshalb ein Ziel der Erfindung,
einen Schläger
mit einer Saiten-Fläche
bereitzustellen, welcher eine verbesserte Kontrolle für Treffer
außerhalb
der Mittenachse vorsieht.
-
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist,
eine Schlägerkonstruktion
bereitzustellen, welche das auf den Spielerarm übertragene Drehmoment durch
verteilen der Schlagenergie auf einen längeren Zeitraum reduziert.
-
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist,
eine besaitete Fläche
bereitzustellen, die eben ist, sich jedoch dynamisch wie eine zweiseitig
konkave Fläche
verhält,
indem sie einen geeigneten Korrekturvektor zum Treffen von Bällen überträgt, jedoch
in einer Einzelebenen-Flächenverwebung
und ohne Verdoppeln der Webung.
-
Ein weiteres Ziel ist, einen Schläger bereitzustellen
mit einer besaiteten Fläche,
deren dynamisches Verhalten enger an die Schwingungsfrequenz von
Bällen
angepaßt
werden kann.
-
Weitere Ziele werden durch ein oder
mehrere der folgenden Schlägerkonstruktions-Elemente
erreicht.
-
Abriß der Erfindung
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung
wird ein Sportschläger
bereitgestellt mit einem Umfangsrahmen mit in und um eine Mittensymmetrie
angeordneten Kopf-, Fuß-
und Seitenteilen, einen Griff und eine erste und zweite Mehrzahl
von sich jeweils im wesentlichen in Längs- und Querrichtungen zwischen
sich gegenüberliegenden
Orten auf dem Rahmen erstreckenden Saitenabschnitten, wobei die
Saiten miteinander verwebt sind, um eine Ballkontaktfläche in der
Mittenebene des Schlägers
zu begrenzen, wobei wenigstens einige der Saitenabschnitte nahe
dem Umfangsrahmen miteinander verwebt sind, um am letzten Berührpunkt
zwischen den wenigstens einigen sich in entgegengesetzten Richtungen
in nächster
Nähe zum
Rahmen erstreckenden Saitenabschnitten Knoten auszubilden, in welchen
Enden der Saitenabschnitte von den Knoten zum Rahmen hin gespreizt
sind, um den Rahmen abwechselnd vor und hinter der Ebene zu berühren, wobei
die Enden der Saitenabschnitte an den Knoten in einer Richtung gespannt
sind, die entgegengesetzt zu der ist, in welcher diese zum Rahmen
hin gespreizt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden der gespreizten
Quersaitenabschnitte am Rahmen auf entgegengesetzten Seiten der
Mittenebene angreifen und daß die
Anzahl der Längssaiten
geradzahlig ist.
-
Die vorliegende Erfindung stellt
somit einen Sportschläger
für Tennis,
Racquetball, Squash oder dergleichen bereit, mit höchsten Funktionseigenschaften
in Bezug darauf, daß es
der Schläger
sowohl hinsichtlich Genauigkeit und Spielgeschwindigkeit als auch
hinsichtlich gesundheitsschädlicher
anatomischer Wirkungen, wie beispielsweise Tennisellbogen, verzeiht,
wenn der Ball oder das Ziel nicht im sogenannten Soll-Treffbereich
(„Sweet
Spot") der besaiteten
Oberfläche
getroffen wird. Die verbesserten Eigenschaften werden durch Verändern der
Art und Weise erreicht, mit welcher die Saiten am Umfangsrahmen
des Schlägers
angreifen. Insbesondere weist der vorliegende Schläger ein
im wesentlichen ebenes Gewebe einer Mehrzahl von längs- und
querverwebten Saitenabschnitten auf, von denen ausgewählte Enden
am Rahmen vor oder hinter der Ebene der besaiteten Fläche angreifen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine verbesserte Besaitungsanordnung
bereit, welche von nur einer einzelnen in einer Mittenebene liegenden
Fläche
gebildet ist, allerdings als ein Ergebnis einer neuartigen Aufhängung der
besaiteten Fläche,
wie detaillierter unten beschrieben wird, Funktionseigenschaften
einer konkaven Fläche
aufweist.
-
Die vorliegende Erfindung verbessert
auch die Anpassung der dynamischen mechanischen Eigenschaften des
Schlägers
an die gleichartigen Eigenschaften von Bällen. Obwohl es nicht möglich ist,
die auf eine Spielerhand und einen Spielerarm übertragene Energie zu reduzieren,
verringern die dynamischen Eigenschaften der vorliegenden Saitenanordnung
die Größe des als
ein Ergebnis des Balltreffens auftretenden Drehmoments durch Verteilen
des Impulses auf einen längeren
Zeitraum, und dadurch werden die auf den Spieler übertragenen
augenblicklichen Kraftpegel reduziert, was somit das Risiko einer
Verletzung herabsetzt.
-
Die Wirkung der Anordnung einer geraden
Anzahl von gleichmäßig mit
den Quersaitenabschnitten verwebten Längssaiten ist, daß die beiden
Enden jedes einzelnen Saitensegments am Rahmen in einer entgegengesetzten
Anordnung angreifen, d. h. das eine Ende vor und das andere hinter
der Ebene, wodurch einheitlichere Eigenschaften der Schlägerfläche geschaffen
werden. Die Netzwirkung der Saitenanordnung schafft eine einzelne
statische durch das Gewebe der Saiten ausgebildete Fläche, welche
sich jedoch aufgrund der Art und Weise, mit der die einzelnen Saiten
am Rahmen befestigt sind, dynamisch wie zwei konkave Fläche verhält. Die
aufgespreizte Anordnung der Enden der Saiten bildet im wesentlichen flache
Falten nahe dem Umfang und außerhalb
des Ballkontaktbereichs der Saitenfläche aus.
-
Die vorliegende Anordnung der Saitenaufhängung schafft
eine überraschende
dynamische Wirkung auf Ballkontrolle und Spieleigenschaften des
Schlägers,
selbst bei Treffern in Umfangsregionen nahe der Rahmenkante. Obwohl
die Fläche
statisch im wesentlichen flach ist, überwiegt dynamisch bei einem
außermittigen Aufprall
eines Balls beim Zusammenwirken mit dem Ball das Saitenelement,
welches am Rahmen vor der Ebene befestigt ist. Dieses Saitenelement
wird einem größeren Anteil
der Aufprallkräfte
und somit größerer Belastung
ausgesetzt. Es spricht durch Aufweisen einer größeren Spannung an, was in einer
seitlichen Ausdehnung des Bereichs des Soll-Treffbereichs („Sweet
Spot") resultiert.
Auch weil dieses Saitensegment am Rahmen vor der Ebene der Spielfläche befestigt
ist, übertragt
diese Geometrie auf den getroffenen Ball einen wichtigen geometrischen
Korrekturvektor in Richtung der Senkrechten durch die Mitte der
Spielfläche.
Dieser Korrekturvektor wächst
auch mit wachsendem Abstand des Treffpunkts von der Mittenachse,
wodurch zunehmend größere Korrekturen
bei schlechteren außermittigen
Treffern erfolgen, da diese zunehmend größere Verdreheffekte auf die
Spielerhand und den Spielervorderarm bewirken.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
1 ist
eine Draufsicht eines bevorzugten Tennisschlägers, welche diese Erfindung
beispielhaft wiedergibt.
-
2 ist
eine Querschnittsansicht parallel zur Mittenachse des Schlägers, welche
die Geometrie der der Schlägerrahmenseite am
nächsten
gelegenen Längssaite,
und aufeinanderfolgende Quersaitenabschnitte zeigt, welche an der
Rahmenseite angreifen. Die Abstände
der Saiten von der Mittenebene sind allerdings zur Verdeutlichung übertrieben
dargestellt.
-
3 ist
eine Querschnittsansicht durch einen bevorzugten Schläger parallel
zu einer Quersaite, welche die Geometrie eines einzelnen Quersaitenabschnitts
zeigt. Erneut sind zu darstellenden Zwecken die Saiten nahe dem
Rahmen weiter von der Mittenebene entfernt dargestellt als in Wirklichkeit.
-
4a und 4b sind Querschnittsansichten
von bevorzugten Rahmen mit verbreiterten Rahmenteilen, um das Anbringen
der Saitenenden mit vergrößerten Öffnungswinkeln
in der Mitte der Querteile des Rahmens und über dem gesamten Rahmen unterzubringen.
-
Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
-
Mit Bezug auf die Zeichnungen, insbesondere
auf 1, ist ein Tennisschläger mit
einem im wesentlichen elliptischen Rahmen 11, hergestellt
aus Metall oder Faserverbundwerkstoff, jeweils mit einem Kopfteil 12,
einem Fußteil 13 und
Seitenteilen 14 und 15. Ein Griff 16 mit
Handgriff 17 ist mit dem elliptischen Rahmen 11 vermittels
Armen 19 verbunden, welche integral mit einer Verlängerung
vom Fußteil 13 des
Rahmens zum Griff 16 ausgebildet sind.
-
Während
die Zeichnungen einen herkömmlichen
elliptischen Schläger
zeigen, sollte klar sein, daß sich der
herausragende Aspekt der Erfindung auf dessen Besaitungssystem bezieht,
welches auch bei anderen Schlägerrahmen
eingesetzt werden kann. Tatsächlich
wird in Betracht gezogen, ebenfalls einen modifizierten Rahmen zu
schaffen, der besonders dafür
ausgelegt ist, das vorliegende Besaitungssystem, wie unten diskutiert,
zu tragen und mit diesem zusammenzuwirken.
-
Der elliptische Rahmen hält die Saiten,
welche herkömmliche
synthetische oder Naturfasern sein können. Die Art des in den Zeichnungen
gezeigten Gewebes 22 wird durch Verweben von Längssaiten 23 und Quersaiten 24 jeweils
parallel und rechtwinklig zu den Schlägerachsen 25 ausgebildet.
-
Wir werden den Begriff Saitenabschnitt
verwenden, um auf eine Länge
einer Saite 26 zwischen den Kontaktpunkten 27 und 28 zwischen
dem Saitenabschnitt und dem Rahmen 11 Bezug zu nehmen.
Mit dem Begriff Ende meinen wird den Teil eines Saitenabschnitts
zwischen dem letzten Kontaktpunkt oder Knoten 31 zwischen
einem Längs-
und Quersaitenabschnitt und dem Rahmen 11. Man könnte die
Saitenanordnung als eine dreidimensionale Feder betrachten, die
aus einer mittigen, verwebten Fläche 29 innerhalb
der strichlierten Linie 32 und aus sich von dieser aus
erstreckenden Saitenabschnitts-Enden 40 gebildet wird,
die am Rahmen befestigt sind, um im wesentlichen den verwebten Saitenbereich
in der Mitte des Rahmens aufzuhängen.
Der Bereich 29 ist der im wesentlichen ebene Ballkontaktspielbereich.
Der Bereich zwischen Bereich 29 und dem Rahmen wird nicht
als Ballkontaktbereich betrachtet, da sich dieser zu nah am Rahmen
befindet.
-
Obwohl wir den Begriff Saitenabschnitt
verwenden, sollte klar sein, daß der
Schläger
mit einer durchgehenden Saite besaitet sein kann. Eine bevorzugte
Anordnung ist, zwei Saiten zu verwenden, eine zum Ausbilden der
querorientierten Abschnitte, die andere für die längsorientierten Abschnitte.
Es ist ebenfalls nicht beabsichtigt, die Verwendung einer Mehrzahl
von Saiten der Länge
einzelner Abschnitte auszuschließen, die einzeln am Rahmen
befestigt sind, so wie von oben zitiertem Ferrari gelehrt.
-
Ein variabler Parameter bezieht sich
auf den Abstand zwischen Saiten. Dieser Parameter wird durch die
Art der verwendeten Saite bestimmt. Die vorliegende Erfindung gilt
für jede
Wahl von Saitenmaterial. Der vorliegende Schläger kann allerdings besonders
für einen
Einsatz von Saiten gleichmäßiger kleinerer
Durchmesser und geringerer Abstände
geeignet sein, da der Ball dann eine größere Anzahl von Saiten berührt und die
Aufprallbelastung über
diese verteilt. Derartige Saiten können beispielsweise metallische,
synthetische Fasern oder plastikummantelte Metallkern-Materialien
sein, insbesondere Multifaser-Metallkern-Saiten. Es kann insbesondere
erwünscht
sein, eine Kombination eines Typs von Saitenmaterial für die quergerichteten
und eines anderen Typs für
die längsgerichteten
Saitenabschnitte zu verwenden.
-
Das prinzipielle Merkmal der Erfindung
wird bei Betrachtung von 2 klarer,
welche einen Querschnitt der Draufsicht von 1 entlang der Ebene 2-2' mit einer Ansicht
des Seitenteils 14 des Rahmens 11 zeigt. Eine
gepunktete Linie 42 zeigt die Lage der Mittenebene durch
den Schläger
an. Die Bezugszeichen 24 zeigen, wie die Quersaiten die
letzten Längssaiten 33 neben
der Rahmenseite 11 berühren,
Knoten 29 ausbilden, und die Enden 40 der Saitenabschnitte
begrenzen. Die Enden 40 der Quersaiten 24 sind
abwechselnd am Rahmen 11 an Punkten oberhalb und unterhalb
der Mittenebene 42 in einem Abstand di von dieser befestigt.
Der Abstand di ist somit das Maß des
Abstandes von der Mittenebene, mit welchem das i-te Saitenende befestigt
ist. Da das wichtige Ziel ist, Höhenrichtungs-Flugbahnfehler
zu korrigieren, ist es bevorzugt, nur die Enden der Quersaiten aufzuweiten,
und am meisten bevorzugt ist, daß di durchgehend zwischen einem
Maximalwert von di = 12,7 mm (0,5'')
in der Mitte bis 0 für
die letzten Quersaiten nahe dem Kopf und dem Fuß des Rahmens variiert.
-
In der statischen Anordnung verformt
die auf die Quersaiten wirkende Spannung die letzten Längssaiten
zu einem wellenförmigen
Verlauf (zur Klarheit wurde die Wellenform in der Zeichnung übertrieben).
Unter statischen Bedingungen kann das Ausmaß der Verformung kleiner als
ein Saitendurchmesser sein. Der Bereich 29 der Saitenfläche ist
deshalb im wesentlichen eben, mit Ausnahme der Abweichung, die durch
die normale Webart und die Wirkung der Aufhängung mit geöffneten
Enden an den dem Umfang des Bereichs 29 nächstliegenden
Saiten eingeführt
ist. Unterbrochene Linien 35 verbinden die Hoch- und Tiefpunkte
der letzten Längssaite.
Die wellenförmige
letzte Längssaite
zeigt die geometrische Natur der Fläche, welche insgesamt durch
die Saiten ausgebildet wird – d.
h. gefaltet am Umfang.
-
3 zeigt
einen Querschnitt längs
der Ebene 3-3',
durch die Draufsicht in 1,
der den Verlauf einer Quersaite 24 zeigt. Die Längsseiten 23,
welche dem Rahmen 11 am nächsten angeordnet sind, sind
ein wenig außerhalb
der durch die gebrochene Linie 42 angezeigten Mittenebene
dargestelltt, erneut ein wenig übertrieben
zugunsten der Klarheit. Bezugszeichen 44 bezieht sich auf
die nächste
Quersaite, deren vertikaler Ort im wesentlichen symmetrisch entgegengesetzt
zur nächsten
Saite 24 ist. Diese Zeichnung zeigt deutlich, die gespreizten
oder geöffneten
Beziehungen der Enden der Quersaitenabschnitte 24 und 24'.
-
In der Mitte des Schlägers verhält sich
die Spielfläche
wie bei herkömmlichen
Schlägern.
Allerdings, wenn Bälle
den Schläger
entfernter und weiter weg von der Mittenachse treffen, wird der
Einfluß der
am Rahmen hinter der Mittenebene befestigten Quersaiten zunehmend
reduziert, und das dynamische Verhalten der Schlägersaitenfläche neigt dazu, sich dem eines
mit weniger und im Grenzfall mit der Hälfte der Quersaiten bespannten
Schlägers
zu nähern.
Deshalb gilt, je näher
an den Schlägerseiten
getroffen wird, desto größer ist die
Auslenkung des Gewebes, da die wirksame Anzahl der mitwirkenden
Saiten durch die Art der geöffneten Saitenenden-Aufhängung reduziert
ist.
-
Die Saiten können am Rahmen in einer herkömmlichen
Weise befestigt sein, d. h. mittels Bohrungen oder Löchern 46 durch
den Rahmen 11 des Schlägers
an geeigneten Orten. Die Saiten können ebenfalls um den Schlägerrahmen 11 herumgewickelt
sein, wobei sie an Ort und Stelle durch Vertiefungen oder Ausnehmungen
in den Oberflächen
des Schlägerrahmens
gehalten werden.
-
4a ist
ein Querschnitt eines bevorzugten Schlägerrahmens durch dessen Mittenachse 42,
umfassend einen Griff 17 und sich vom Griff zum im wesentlichen
elliptischen Schlägerrahmen 11 erstreckende
Arme 19. Das signifikante Merkmal des Schlägerrahmens 11 ist,
daß dessen
Seitenteile 14 verbreitert sind, um ein Muster von Bohrungen 51 mit
einem größeren Abstand
von der Mittenebene zu ermöglichen,
als dies mit Schlägerrahmen
herkömmlicher
Breite möglich
wäre, und
deshalb Halt für
Quersaiten zu schaffen, deren Enden am Rahmen mit einer Öffnung oder
Spreizung größeren Grades
befestigt sind, als dies anderweitig möglich wäre. Die Breitenkontur der Seitenteile 14 des
Schlägerrahmens
entspricht bevorzugt der Abstandskontur 52 des gewählten Öffnungsmusters
für die
Bohrungen 51 zur Aufnahme der Saitenabschnittsenden, d.
h. die breitesten, ungefähr
bis hin zur Griffbreite, in der Mitte der Seitenteile und jeweils
schrittweise Verringerung der Breite des Rahmens zum Kopf- und Fußteil 12 und 13 hin.
-
4b zeigt
einen Schlägerrahmen,
der identisch zu dem in 4a gezeigten
Rahmen ist, außer
daß die
Kopf- und Fußteile 12 und 13 ebenfalls
verbreitert sind, um einen Halt zum Befestigen der Enden der Längssaiten
bei ebenfalls vergrößerten Abständen von
der Mittenebene zu schaffen. Bei dieser Abwandlung sind die Bohrungen 52 abwechselnd
in Ebenen 53 und 53' vor
oder hinter der Mittenebene mit einem mehr oder weniger konstanten
Abstand von dieser angeordnet.
-
Die Spannung der Saiten kann über den
gesamten Schläger
konstant sein, d. h. identisch für
die Längs-
und Quersaiten, bei ungefähr
20,4 bis 34,0 kg (45 bis 75 lbs) in Abhängigkeit von der Vorliebe des
Spielers und dessen Fähigkeit
und vom Schlägerdurchmesser.
Es ist natürlich
notwendig, daß für jede Saite
die Spannung, welche sie unter maximalem Ballaufprall erfährt, unter
der Hooke-Grenze für
das Saitenmaterial bleibt.
-
Im voranstehenden Abschnitt stellten
wir die geometrischen Eigenschaften und experimentellen Funktionsdaten
für unseren
neuen Sportschläger
vor. Die Physik und Physiologie von Schlägerspielen, wie beispielsweise
Tennis und Racquetball, sind sehr kompliziert. Es gibt allerdings
bestimmte Prinzipien, welche begründetermaßen aufgestellt wurden und
welche einen gewissen Einblick oder eine Erklärung bieten, warum der vorliegende
Schläger
seine verbesserte Funktion aufweist.
-
Das erste davon ist die Geometrie
der vorliegenden Schlägerspielfläche, von
welcher wir glauben, daß sie
prinzipiell für
die verbesserte Genauigkeit eines Schlags eines Balls verantwortlich
ist, welcher durch den Schläger
an einem Ort außerhalb
des Zentrums getroffen wurde. Andere Dinge verhalten sich ähnlich;
es kann mathematisch gezeigt werden, daß das vorliegenden Saiten-Aufhängungssystem
wie eine dreidimensionale Feder wirkt, welche im Verlauf dessen
Rückkehr
von der maximalen Verformung durch den Ballaufprall auf den Ball
eine seitliche Kraftkomponente überträgt, die
dessen Flugbahn zu einer Flugbahn hin ausrichtet, die er gehabt
hätte,
wenn der Ball in der Mitte der Spielfläche getroffen worden wäre. Die
zweite Überlegung
ist das vorliegende Verfahren der abwechselnden Befestigung der
Saiten am Rahmen vor und hinter der Ebene der Spielfläche, wodurch
die den außermittigen
Saitengewebe-Bereichen
zugeordneten Federeigenschaften verändert werden. Die Kopplung
zwischen Ball und Schläger
wird durch das summierte Ansprechen der einzelnen Saiten bestimmt,
die mit dem Ball über
das Zeitintervall zwischen dem Anfangskontakt und dem letzten Trennen
von Ball und Spielfläche
in gegenseitigem Kontakt stehen. Wenn sich der Aufprallbereich in
Richtung des Umfangs bewegt, sinkt die Anzahl von Saiten, welche
wirksam mit dem Ball zusammenwirken, da die Saiten, welche am Rahmen
hinter der Ebene der Spielfläche
befestigt sind, mit dem Ball zunehmend später und im Verlauf der Aufprallzeitgeschichte
geringer zusammenwirken. Die zunehmende Reduzierung der Anzahl von effektiv
mit dem Ball zusammenwirkenden Saiten, wenn Aufpralle näher am Rahmen
stattfinden, kompensiert den Versteifungseinfluß aufgrund der Tatsache, daß die durch
die Randbereiche verlaufenden Saiten kürzer sind. Deshalb hält der Schläger dieser
Erfindung die Berührung
beständiger
aufrecht, oder „fühlt" über einen größeren Bereich
der bespannten Fläche
als herkömmliche
Schläger.
-
Der dritte Faktor, nämlich reduzierte
gesundheitsschädliche
physiologische Wirkungen, wird erreicht, da das Drehmoment reduziert
ist. Die Reduzierung des auf die Arm-Anatomie des Spielers als Folge
von außeraxialen
Treffern angelegten Drehmoments resultiert aus der Verteilung der
Energie über
einen ausgedehnten Zeitraum durch Reduzierung der effektiven Anzahl
von mitwirkenden Saiten, so daß deren
Länge kleiner wird,
womit deren Verformung vergrößert und
der Zeitraum verlängert
wird, in welchem der Ball in Berührung mit
dem Schläger
bleibt.
-
Testdaten
für einen
bevorzugten Schläger
-
Schläger, welche gemäß den Konzepten
der vorliegenden Erfindung aufgebaut sind, wurden einer Mehrzahl
von Tests ausgesetzt. Eine eingesetzte Testvorgehensweise war, den
vorliegenden Schläger
mit verschiedenen anderen herkömmlichen
Schlägern
einem Vergleichstest unter identischen Bedingungen auszusetzen.
-
Bei diesen Tests wurde Sorgfalt darauf
gelegt, sich eine Testvorrichtung auszudenken, um eine Möglichkeit
zu schaffen, so nahe wie möglich
sowohl die menschlichen Spielerelemente als auch die Spielbedingungen
nachzubilden. Beispielsweise versucht ein Spieler im Verlauf des
Spiels, den Ball in einer bestimmten Richtung mit einer bestimmten
Geschwindigkeit und Flugbahn zurückzuschlagen.
Die kritische Frage ist, festzustellen, was mit der Flugbahn passiert,
wenn es dem Spieler nicht gelingt, den Ball mit der Schlägermitte
zu treffen. Der „Eiserner
Ivan" (Iron Ivan)
genannte Testaufbau verwendete eine Blattfeder mit Klemmitteln zum Halten
des Schlägers
am Griff. Das andere Ende der Blattfeder war fest an einem vertikalen
Federmechanismus befestigt. Die Länge und Breite der Blattfeder
wurde gewählt,
um genau der Länge
eines menschlichen Arms zu gleichen und um einen Torsionsgrad um
die Längsachse
der Feder zu erlauben, welcher der Wirkung von durch außeraxiale
Treffer erzeugter Verdrehung gleicht. Ein Rastmechanismus wurde
zum Halten der Blattfeder und zum Freigeben dieser von einer zurückgezogenen
gespannten Position aus vorgesehen, um das Ausführen reproduzierbarer Treffer
zu ermöglichen und
um Ballgeschwindigkeiten zwischen 32,2 km/h (20 mph) und über 166,9
km/h (100 mph) zu erzeugen. Der Zielball wurde von einem wegbrechenden
T-Stück
gehalten. Ballaufpralle wurden auf einer Aluminiumfolie aufgenommen,
welche an einer flachen vertikalen Fläche mit Abständen von
6,1 und 9,1 m (20 und 30 ft.) vom Abschußmechanismus angeordnet war.
-
Bei einer typischen Testserie trifft
Ivan eine Serie von 25 Schlägen
direkt in der Mitte der Saitenfläche, 25
Schläge
oberhalb und 25 Schläge
unterhalb der Mitte der geometrischen Mitte der Saitenfläche. Der
Ball wird in eine 6,1 m (20 ft). vor Ivan befindliche Betonmauer
geschlagen, und jeder Balltreffer wird durch einen Abdruck auf der
empfindlichen Folie aufgenommen.
-
Indem man die genaue Höhe des Balls
am Schlägerkontaktpunkt
kennt und indem man die genaue Höhe
des Maueraufprallpunktes kennt, kann man genau die Anfangsgeschwindigkeit
(durch den Schläger
auf den Ball anfangs übertragene
Energie) und die scheitelwinklige Richtung bestimmen, mit der der
Ball getroffen wurde.
-
Wir haben unsere Erfindung getestet
und mit Testdaten verglichen, welche von identischen Tests abgeleitet
wurden, die mit einigen der populärsten Schlägern auf dem Markt durchgeführt wurden.
Die folgende Tabelle ist eine Zusammenfassung der Testergebnisse
bei Verwendung unseres bevorzugten Schlägers, umfassend 19 Quersaiten
und 16 Längsseiten
mit einem di für
die Quersaiten, welches schrittweise von einem Maximum von 5,08
mm (0,2 Zoll) für
die Mittensaiten bis 0 für
die dem Kopf und dem Fuß des
Schlägers nächstgelegenen
Quersaiten variiert. Alle Tests wurden mit Schlägern einer Saitenfläche von
0,058 m2 (90 Zoll im Quadrat) und 24,9 kg
(55 Pfund) Saitenspannung durchgeführt.
-
-
Für
einen Grundlinie-zu-Grundlinie-Flugball bei einem Abstand von 24,4
m (80 ft.) ist der Streufehler 20,3 mm (8 Zoll) für den Svoman,
609,6 mm (24 Zoll) für
den Prince und 685,8 mm (27 Zoll) für den Antelope.
