ITUB20153723A1 - Racchetta per gioco a palla e metodo corrispondente. - Google Patents

Description

“Racchetta per gioco a palla e metodo corrispondente”

Sfondo dell’invenzione

La presente invenzione concerne una racchetta per gioco a palla, e più in particolare una racchetta da tennis.

Le prime racchette, in particolare da tennis, erano realizzate in legno. Negli anni 1930 le nuove colle per legno permettevano di fabbricare racchette in lamellare incollato, con parecchi tipi differenti di legno, come frassino, noce, faggio o ancora acero, allo scopo di ottenere migliori proprietà meccaniche e un migliore equilibrio fra potenza e controllo di palla.

La comparsa delle fibre sintetiche, negli anni 1980, ha permesso di sostituire il legno e di fabbricare racchette leggere e contemporaneamente resistenti. In particolare, il telaio delle racchette fabbricate a base di materiali compositi, come le fibre di carbonio o di vetro impregnate con una matrice, è concepito attorno a una camera d’aria gonfiata, che permette di applicare ai materiali compositi una pressione adeguata durante la reticolazione della matrice. Racchette di questo tipo presentano pertanto un telaio vuoto. Tuttavia, le racchette di materiali compositi non sono pienamente soddisfacenti in termini di vibrazioni, e più in particolare in termini di assorbimento delle vibrazioni, e ciò può essere causa di una carenza di comfort per l’utilizzatore, addirittura di dolori. Il documento FR 2974 307 descrive una racchetta da tennis comprendente un telaio di legno. In particolare, il telaio comprende un lamellare incollato di diversi tipi di legno che permette di ottenere, in sezione, un centro di massa distinto dal centro geometrico.

Tuttavia, una racchetta di questo tipo resta difficile da fabbricare e pertanto è più costosa delle racchette tradizionali in materiali compositi. Peraltro, una racchetta simile perde il beneficio delle proprietà meccaniche delle racchette di materiali compositi. Oggetto e sommario dell’invenzione

La presente invenzione mira a risolvere i diversi problemi tecnici citati in precedenza. In particolare, la presente invenzione intende proporre una racchetta che può essere fabbricata facilmente e che permette di ottenere prestazioni meccaniche migliorate, in particolare nell’assorbimento delle vibrazioni.

Pertanto, secondo un aspetto, viene proposta una racchetta per gioco a palla, in particolare da tennis, comprendente un telaio con una testa che delimita una superficie di battuta della palla, per esempio una superfice cordata che forma un piatto e un manico montato nel prolungamento della testa all’esterno della superficie di battuta della palla. Il telaio comprende:

− un’anima che comprende almeno due strati di legno, di preferenza almeno sette strati di legno, incurvata o stampata nella forma del telaio, il legno degli strati presentando una densità inferiore o uguale a 400 kg/m<3>; e

− almeno uno strato di materiale composito avvolto attorno a detta anima prima o dopo l’incurvatura, oppure avvolto attorno a detta anima dopo lo stampaggio nella forma del telaio.

Lo strato di materiale composito forma in particolare una guaina per l’anima di legno. Lo strato di materiale composito corrisponde al telaio delle racchette di materiali compositi della tecnica anteriore, a differenza del fatto che viene applicato sull’anima comprendente legno e non su una camera d’aria. Lo strato di materiale composito presenta pertanto la stessa forma del telaio della racchetta.

L’utilizzo di un’anima di legno permette di evitare l’utilizzo di una camera d’aria per la fabbricazione della racchetta. In effetti, la racchetta ottenuta secondo l’invenzione, pur presentando una guaina di materiali compositi di tipo fibre di vetro o di carbonio impregnate con una matrice polimerica, comprende un’anima “piena” (diversamente dalle camere d’aria utilizzate attualmente nelle racchette di materiali compositi) comprendente strati di legno. Pertanto, grazie alla sua anima, le vibrazioni che si verificano durante le battute della palla sono assorbite dall’anima in legno, e ciò migliora il comfort della racchetta per l’utilizzatore e limita i rischi di dolori. Peraltro, la guaina di materiali compositi permette di conservare le proprietà meccaniche delle racchette attuali.

Il legno degli strati può presentare una densità inferiore o uguale a 200 kg/m<3>, e più preferibilmente inferiore o uguale a 150 kg/m<3>. I tipi di legno privilegiati per la racchetta sono tipi di legno leggeri, che permettono di ottenere un assorbimento delle vibrazioni adatto e che facilitano anche la fabbricazione della racchetta. Inoltre, l’uso di legni leggeri permette di non modificare la distribuzione delle masse lungo la racchetta. Di preferenza, il legno degli strati è scelto fra: legno balsa, samba, pioppo e kiri. Il legno balsa, samba, il pioppo e il kiri sono esempi di tipi di legno che presentano una densità relativamente bassa e proprietà meccaniche adatte per un utilizzo in una racchetta. In particolare, il legno balsa presenta proprietà di flessione e di compressione che rendono vantaggioso il suo utilizzo nell’ambito della racchetta secondo l’invenzione.

Preferibilmente, l’anima comprende almeno uno strato di materiale composito, disposto fra gli strati di legno. I materiali compositi non sono disposti unicamente attorno all’anima di legno, ma possono anche essere disposti all’interno dell’anima di legno, per esempio per rinforzare certi strati di legno leggero. Si può pertanto modulare il comportamento dell’anima di legno, senza dover necessariamente ricorrere a tipi di legno molto particolari, e conservando le proprietà desiderate di assorbimento delle vibrazioni.

Di preferenza, l’anima del manico è formata mediante prolungamento dell’anima della testa. Si ottiene in questo modo una struttura uniforme, con proprietà di assorbimento delle vibrazioni distribuite su tutto il telaio della racchetta. Si migliora inoltre la solidità della racchetta, semplificando nel contempo la sua fabbricazione, come verrà descritto in seguito.

Preferibilmente, il materiale composito comprende fibre, per esempio fibre di carbonio o di vetro, impregnate con una resina termoindurente o con una resina epossidica. Il materiale composito è scelto fra quelli utilizzati per la fabbricazione delle racchette da tennis attuali. Si può così beneficiare dei vantaggi dei materiali sviluppati specificamente per le racchette, aggiungendovi le proprietà dell’anima di legno.

Di preferenza, gli strati di legno sono incollati fra loro. In particolare, l’anima di legno può essere un lamellare incollato di strati di legno. Il lamellare incollato permette di conferire proprietà meccaniche supplementari, permettendo nel contempo un processo di fabbricazione semplificato della racchetta, come descritto in seguito.

In alternativa, gli strati di legno possono essere lamellari, con un elemento in schiuma fra loro. Per esempio, l’anima di legno può comprendere due strati di legno con un elemento in schiuma disposto fra loro.

Preferibilmente, l’anima presenta almeno una sezione nella quale le fibre del legno non sono compresse in modo omogeneo sulla superficie di detta sezione, e nella quale le fibre di legno più compresse sono situate alla periferia di detta sezione, per esempio a livello di una scanalatura periferica della sezione. In questa forma di realizzazione, l’anima di legno è ottenuta mediante compressione, per esempio mediante stampaggio, allo scopo di ottenere direttamente la forma finale desiderata, senza dover ricorrere ad operazioni di lavorazione a macchina supplementari dell’anima. È in particolare possibile comprimere localmente l’anima di legno allo scopo di formare le scanalature circonferenziali presenti attorno al piatto della racchetta, per il passaggio della cordatura. In questo caso, la porzione dell’anima di legno situata nelle immediate vicinanze della scanalatura può presentare fibre che sono più compresse rispetto al resto dell’anima di legno.

Gli strati di legno possono presentare uno spessore inferiore o uguale a 2 mm, di preferenza inferiore o uguale a 1 mm. addirittura di 0,5 mm. La scelta degli spessori degli strati di legno permette di modulare il numero di strati dell’anima e le sue proprietà meccaniche.

Di preferenza, lo strato di materiale composito comprende anche almeno un’apertura passante che lascia apparire l’anima del telaio. Per il fatto che l’anima della racchetta è piena, è possibile disporre delle aperture nella guaina di materiale composito, in particolare nelle regioni poco sollecitate meccanicamente.

Preferibilmente, almeno due strati di legno dell’anima formano un lamellare.

Di preferenza, l’anima comprende anche uno strato di materiale in schiuma fra due strati di legno. Lo strato di materiale in schiuma permette di regolare lo spessore del telaio della racchetta, senza modificare il numero o lo spessore degli strati di legno che formano l’anima del telaio.

Di preferenza, le fibre del legno di almeno uno degli strati dell’anima sono disposte lungo la direzione longitudinale di detto strato.

Secondo un altro aspetto, l’invenzione concerne anche un metodo di fabbricazione di una racchetta per gioco a palla, in particolare da tennis, comprendente un telaio con una testa che delimita una superficie di battuta della palla, per esempio una superficie cordata che forma un piatto, e un manico montato nel prolungamento della testa, all’esterno della superficie di battuta della palla. Il metodo comprende le fasi seguenti: a) si associano almeno due strati di legno, di preferenza almeno sette strati di legno, per formare un’anima, il legno degli strati presentando una densità inferiore o uguale a 400 kg/m<3>; e

b) si dispone l’anima in uno stampo per ottenere, mediante compressione, la forma dell’anima del telaio, per esempio a caldo, poi

c) si avvolge almeno uno strato di fibre pre-impregnate con una resina termoindurente attorno all’anima.

In questo modo, con una fase di stampaggio a caldo, diventa possibile formare l’anima della racchetta, con la sua forma finale, senza dover ricorrere a fasi supplementari costose. In effetti, mediante compressione dell’anima di legno, è possibile formare direttamente le scanalature e altre forme desiderate, nel corso di una sola fase di fabbricazione.

La fase c) è effettuata dopo la fase b) e il metodo può comprendere anche una fase d) durante la quale si dispone il telaio in uno stampo per reticolare lo strato di fibre preimpregnate. In questa forma di realizzazione, le fasi di compressione dell’anima di legno e di reticolazione della guaina di materiale composito sono effettuate in modo distinto e successivo.

Di preferenza, la fase a) comprende l’applicazione fra gli strati di legno di una colla, di una resina termoindurente, per esempio una resina epossidica, di un elemento in schiuma, per esempio una colla in schiuma, o una schiuma espansa, per esempio l’EVA. L’utilizzo di un elemento in schiuma fra gli strati di legno permette, durante le successive fasi di stampaggio a caldo, di ottenere la pressione desiderata nello stampo, regolando la dimensione del telaio alle misure dello stampo.

Preferibilmente, la fase a) comprende la disposizione di uno strato di fibre preimpregnate di una resina termoindurente fra gli strati di legno. Il metodo resta completamente compatibile con l’incorporazione di materiale composito nell’anima della racchetta: è pertanto semplice modificare le proprietà dell’anima modificando i materiali che la compongono, in particolare nel caso in cui l’anima è un lamellare incollato.

Breve descrizione dei disegni

L’invenzione e i suoi vantaggi saranno meglio compresi dalla lettura della descrizione dettagliata di due forme di realizzazione particolari, prese a titolo di esempi assolutamente non limitativi e illustrate dai disegni allegati, in cui:

− la Figura 1 rappresenta una racchetta da tennis;

− la Figura 2 rappresenta una sezione trasversale di una prima forma di realizzazione di un telaio di racchetta secondo la Figura 1, lungo la linea A-A; − la Figura 3 rappresenta una sezione trasversale di una seconda forma di realizzazione di un telaio di racchetta secondo la Figura 1, lungo la linea B-B; e − la Figura 4 rappresenta l’anima di legno della racchetta della Figura 1, durante il processo di fabbricazione della racchetta.

Dettagliata descrizione dell’invenzione

La Figura 1 illustra schematicamente una racchetta 1 secondo l’invenzione.

In modo classico, la racchetta 1 comprende un telaio 2 con una testa che delimita una superficie cordata che forma un piatto 4, e un manico 5. Il manico 5 comprende un’impugnatura 6 e due bracci di collegamento 8, 10 montati nel prolungamento della testa e che delimitano uno spazio vuoto 12 che permette il passaggio dell’aria.

Secondo una variante non rappresentata, l’impugnatura 6 può essere collegata alla testa del telaio 2 con un unico braccio centrale.

Secondo l’invenzione, il telaio 2 della racchetta comprende un’anima di legno circondata da uno strato di materiale composito.

La Figura 2 illustra una prima forma di realizzazione del telaio 2 e rappresenta la sezione trasversale lungo la linea A-A- di una racchetta secondo la prima forma di realizzazione.

Come si può constatare, il telaio 2 della racchetta 1 comprende un’anima 14 e una guaina 16.

L’anima 14 comprende parecchi strati, o plichi, 18 di legno ed eventualmente di materiale composito. Gli strati 18 possono presentare uno spessore compreso fra 0,5 mm e 2 mm, in base alla natura del legno utilizzato e al numero di plichi che formano l’anima. Nella Figura 2, l’anima 14 comprende pertanto otto strati 18 di legno che sono di lamellare incollato.

Secondo questa prima forma di realizzazione, gli strati 18 sono di legno leggero, per esempi di legno balsa, e sono incollati fra loro, per esempio con una colla epossidica, vinilica o di poliuretano, prima di essere messi in forma mediante incurvatura in una sagoma. Allo scopo di facilitare l’incurvatura, le fibre di legno dell’anima sono disposte lungo la direzione longitudinale del lamellare incollato.

L’anima di lamellare incollato incurvata presenta allora la forma generale di una racchetta, con il manico montato nel prolungamento del telaio (vedasi la Figura 4), che è stata lavorata a macchina per ottenere la forma definitiva della racchetta. Pertanto, scanalature e smussature sono realizzate sull’anima di lamellare incollato incurvato, per esempio la scanalatura 20 visibile nella Figura 2 e destinata ad accogliere la cordatura lungo la periferia del telaio 2.

Quando l’anima di lamellare incollato è finita, su di essa vengono disposte, tutto attorno, strisce di materiale composito, per esempio fibre di vetro e/o di carbonio preimpregnate con una resina termoindurente, come una resina epossidica. Peraltro, poiché il telaio 2 si prolunga per formare il manico 5, si aggiunge anche una porzione di telaio fra i due bracci 8, 10 allo scopo di bloccare il piatto 4 sul lato del manico 5.

L’insieme è allora disposto in uno stampo, in particolare a caldo, per realizzare la reticolazione delle strisce di materiali compositi e ottenere cosi il telaio finale della racchetta prima della decorazione.

La Figura 3 illustra una seconda forma di realizzazione del telaio 2, e rappresenta la sezione trasversale lungo la linea B-B di una racchetta conforme alla seconda forma di realizzazione.

Come si può constatare, il telaio 2 della racchetta 1 comprende anch’esso un’anima 22 e una guaina 16.

L’anima 22 comprende parecchi strati, o plichi, 18 di legno e uno strato 24 di materiale composito. Gli strati 18 di legno, ed eventualmente lo strato 24 di materiale composito, possono presentare uno spessore compreso fra 0,5 mm e 2 mm, in base alla natura del legno utilizzato e del numero di plichi che formano l’anima. Nella Figura 3, l’anima 14 comprende pertanto sei strati 18 di legno e uno strato 24 di materiale composito, che sono lamellari.

Conformemente a questa seconda forma di realizzazione, gli strati 18 sono di legno leggero, per esempio di legno balsa, e sono incollati fra loro e con lo strato 24 di materiale composito prima di essere messi in forma in uno stampo. Più in particolare, allo scopo di meglio adattarsi alla forma interna dello stampo, certi strati 18 di legno dell’anima 22 sono incollati fra loro con una colla in schiuma 26, per esempio EVA, che aumenterà di volume durante la fase di messa in forma del lamellare incollato nello stampo.

Pertanto, la Figura 3 rappresenta una sezione di telaio, nella quale una colla in schiuma è stata utilizzata a due riprese per incollare fra loro gli strati 18 di legno: questi strati in schiuma 26 sono in particolare ben visibili dopo la messa in forma del lamellare incollato in virtù del loro aumento di volume che permette di ottenere, sulla racchetta finale, la forma desiderata.

La messa in forma del lamellare incollato è ottenuta mediante stampaggio, in particolare a caldo. La fase di stampaggio permette di ottenere un telaio che presenta, oltre alla forma generale della racchetta, le finiture realizzate mediante lavorazione a macchina nella prima forma di realizzazione. In effetti, mediante compressione localizzata degli strati 18 di legno, si ottengono le forme smussate e le scanalature desiderate della racchetta finale, come per esempio la scanalatura periferica destinata ad accogliere la cordatura.

Peraltro, con uno stampaggio a caldo è possibile conferire nel contempo la forma finale al lamellare incollato, reticolare la colla utilizzata fra gli strati di legno 18 e/o fra gli strati 18 e 24. La reticolazione degli strati di colla in schiuma 26 permette peraltro di ottenere una sezione di telaio che presenta una superficie variabile lungo la racchetta, a partire da un lamellare incollato uniforme: a seconda dello spazio disponibile nello stampo, la colla in schiuma si espanderà per adattarsi alla forma interna dello stampo. Pertanto, in prossimità dei bracci 8,10, la sezione del telaio 2 potrà presentare una superficie superiore a quella della sezione in testa della racchetta.

L’anima di lamellare incollato stampato presenta allora la forma generale di una racchetta, con il manico montato nel prolungamento del telaio (vedasi Figura 4).

In seguito al di sopra e tutt’attorno verranno disposte strisce di materiale composito, per esempio fibre di vetro e/o di carbonio pre-impregnate con una resina termoindurente, come una resina epossidica. Peraltro, poiché il telaio 2 si prolunga per formare il manico 5, è stata aggiunta anche una porzione di telaio fra i due bracci 8, 10 allo scopo di bloccare il piatto 4 sul lato del manico 5. L’insieme è allora posto in uno stampo, in particolare a caldo, per realizzare la reticolazione delle strisce di materiali compositi e ottenere così il telaio finale della racchetta prima della decorazione.

In alternativa è possibile disporre strisce di materiali compositi attorno all’anima di lamellare incollato prima dello stampaggio per la messa in forma del lamellare incollato. In questo caso, l’anima è messa in forma, incollata e circondata da uno strato di materiale composito nel corso di una sola fase di stampaggio a caldo, invece di due. La Figura 4 rappresenta un esempio di lamellare incollato formato secondo un metodo dell’invenzione, prima dell’applicazione delle strisce di materiale composito. L’anima del telaio 2 si prolunga in particolare per formare i bracci di collegamento 8, 10 e l’impugnatura 6 della racchetta. Si ottengono in questo modo proprietà meccaniche, e in particolare di assorbimento delle vibrazioni, uniformi lungo la racchetta e quindi con migliori prestazioni.

Pertanto, grazie all’invenzione, è possibile ottenere, con un metodo di fabbricazione semplificato, una racchetta che combina le proprietà meccaniche delle racchette di materiali compositi e un migliore assorbimento delle vibrazioni.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Racchetta (1) per gioco a palla, in particolare da tennis, comprendente un telaio (2) con una testa che delimita una superficie di battuta della palla, per esempio una superficie cordata che forma un piatto (4), e un manico (5) montato nel prolungamento della testa all’esterno della superficie di battuta della palla, caratterizzata dal fatto che il telaio (2) comprende: − un’anima (14, 22) che comprende almeno due strati di legno (18), di preferenza almeno sette strati di legno, incurvata o stampata nella forma del telaio, il legno degli strati (18) presentando una densità inferiore o uguale a 400 kg/m<3>; e − almeno uno strato (16) di materiale composito avvolto attorno a detta anima prima o dopo l’incurvatura, oppure avvolto attorno a detta anima dopo lo stampaggio nella forma del telaio.
2. 2. Racchetta (1) secondo la rivendicazione 1, in cui il legno degli strati (18) presenta una densità inferiore o uguale a 200 kg/m<3>, e più preferibilmente inferiore o uguale a 150 kg/m<3>.
3. 3. Racchetta (1) secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il legno degli strati (18) è scelto fra: il legno balsa, il legno samba, il pioppo e il kiri.
4. 4. Racchetta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 3, in cui l’anima del manico (5) è formata dal prolungamento dell’anima (14, 22) della testa.
5. 5. Racchetta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, in cui il materiale composito comprende fibre, per esempio fibre di carbonio o di vetro, impregnate con una resina termoindurente o con una resina epossidica.
6. 6. Racchetta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui l’anima comprende almeno uno strato (24) di materiale composito disposto fra gli strati di legno (18).
7. 7. Racchetta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 5, in cui gli strati (18) di legno sono incollati fra loro.
8. 8. Racchetta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 7, in cui l’anima (22) presenta almeno una sezione nella quale le fibre del legno non sono compresse in modo omogeneo sulla superficie di detta sezione, e in cui le fibre del legno più compresse sono situate alla periferia di detta sezione, per esempio a livello di una scanalatura periferica della sezione.
9. 9. Racchetta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 8, in cui gli strati (18) di legno presentano uno spessore inferiore o uguale a 2 mm, di preferenza inferiore o uguale a 1 mm.
10. 10. Racchetta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 9, in cui lo strato (16) di materiale composito comprende anche almeno un’apertura passante che lascia apparire l’anima (14, 22) del telaio (2).
11. 11. Racchetta (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 10, in cui almeno due strati (18) di legno dell’anima formano un lamellare.
12. 12. Metodo di fabbricazione di una racchetta (1) per gioco a palla, in particolare da tennis, comprendente un telaio (2) con una testa che delimita una superficie di battuta della palla, per esempio una superficie cordata che forma un piatto, e un manico (5) montato nel prolungamento all’esterno della testa della superficie di battuta della palla, comprendente le fasi seguenti: a) si associano almeno due strati (18) di legno, di preferenza almeno sette strati di legno, per formare un’anima (14, 22), il legno degli strati (18) presentando una densità inferiore o uguale a 400 kg/m<3>; b) si dispone l’anima in uno stampo per ottenere, mediante compressione, la forma dell’anima del telaio, per esempio a caldo; poi c) si avvolge almeno uno strato di fibre pre-impregnate con una resina termoindurente attorno all’anima.
13. 13. Metodo secondo la rivendicazione 12, in cui il metodo comprende anche una fase d), durante la quale si dispone il telaio in uno stampo per reticolare lo strato di fibre pre-impregnate.
14. 14. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 13, in cui la fase a) comprende l’applicazione fra gli strati (18) di legno di una colla, di una resina termoindurente, per esempio una resina epossidica, di un elemento in schiuma, per esempio una colla in schiuma, o una schiuma espansa, per esempio l’EVA.
15. 15. Metodo secondo una qualsiasi delle rivendicazioni da 12 a 14, in cui la fase a) comprende la disposizione di uno strato (24) di fibre pre-impregnate con una resina termoindurente fra gli strati (18) di legno.