DE10200745A1 - Racket for the application of tennis balls and similar playing bodies - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Racket zur Beaufschlagung von Tennisbällen und ähnlichen Spielkörpern. Es geht dabei um ein Racket, welches ein Betätigungsteil (BT) und ein mit dem jeweiligen Spielkörper in unmittelbare dynamische Wirkverbindung tretendes Aufprallteil (PT) umfasst. Solche Rackets sind in verschiedenen Konstruktionen auf dem Markt und allgemein bekannt. The invention relates to a racket for the application of Tennis balls and similar game bodies. It's about a Racket, which has an operating part (BT) and one with the respective Game body in direct dynamic operative connection Impact part (PT) includes. Such rackets are in different Constructions on the market and generally known.
Die Rackets für Rasentennis haben bekanntermassen ein Aufprallteil mit einem Rahmenträger, an dem eine den Rahmeninnenraum füllende, als Ball-Prallfläche wirkende Bespannung (BS), insbesondere eine Saiten-Bespannung, befestigt ist. Diese Prallfläche unterliegt unmittelbar einer starken dynamischen Beanspruchung durch den mit hoher Geschwindigkeit auftreffenden Spielkörper. Dabei handelt es sich im wesentlichen um impulsförmige Stosskräfte mit sehr steilen Flanken. Die entsprechenden, in Normalrichtung zur Prallfläche wirkenden Druckkraft-Impulse werden durch die Bespannung wiederum mit hoher Übersetzung in Zugkraft-Impulse umgesetzt und auf den Rahmenträger übertragen. Letzterer ist auf Grund seiner Geometrie grundsätzlich ein hochgradig schwingungsfähiges Gebilde, das somit durch die in den Impulsflanken enthaltenen Frequenzen zu Eigenschwingungen angeregt werden kann. Durch die gegebene Kopplung werden die Schwingungen auch auf das Betätigungsteil, insbesondere einen Handgriff, und auf die Hand bzw. den Arm des Spielers übertragen. The rackets for lawn tennis are known to have an impact part with a frame support, one of which is the frame interior filling, acting as a ball baffle (BS), in particular a string covering is attached. This impact surface is subject to immediately a strong dynamic stress by the Game body hitting at high speed. Acting it is essentially impulsive impact forces with very steep Flanks. The corresponding, in the normal direction to the baffle acting pressure force impulses are caused by the covering again translated into traction impulses with a high gear ratio and transferred to the frame support. The latter is on the ground its geometry is fundamentally highly vibratory Formation that is thus contained in the pulse edges Frequencies can be excited to natural vibrations. Through the given coupling, the vibrations are also on the Actuating part, in particular a handle, and on the hand or transfer the arm of the player.
In Abhängigkeit von ihrer Freuenz und Amplitude haben solche Schwingungen ein beachtliches Störpotential für den Spielvorgang, und zwar u. a. hinsichtlich der jeweils vom Spieler gewünschten, differenzierten und feinfühligen Dosierung der Schlaghärte bzw. Return-Geschwindigkeit wie auch hinsichtlich der präsisen Bestimmung der Return-Richtung. Nicht zuletzt können sich dadurch auch körperlich schädigende Effekte für den Spieler ergeben ("Tennisarm"). Depending on their frequency and amplitude they have Vibrations a considerable potential interference for the game process, namely u. a. in terms of what the player desires differentiated and sensitive dosage of impact hardness or Return speed as well as in terms of precision Determination of the return direction. Last but not least this also results in physically damaging effects for the player ( "Tennis elbow").
Summarische und/oder grob dimensionierte Dämpfungsmassnahmen haben sich in diesem Zusammenhang als wenig wirksam oder unbefriedigend erwiesen, weil dadurch im allgemeinen auch das notwendige Reflexionsvermögen des Rackets beeinträchtigt wird. Auch leidet dadurch im allgemeinen das "Ballgefühl" des Spielers. Summary and / or roughly dimensioned damping measures have proven ineffective in this context or proven unsatisfactory, because it generally also means that necessary reflectivity of the racket is impaired. This also generally affects the "feeling of the ball" of the player.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Racketkonstruktion, die eine verbesserte Anpassung des Schwingungsverhaltens an die Gegebenheiten der Spielvorgänge und die Anforderungen sowie Eigenheiten des Spielers ermöglicht. Die erfindungsgemässe Lösung dieser Aufgabe ist bestimmt durch die Merkmale des Anspruchs 1. Merkmale wesentlicher Weiterbildungen und Optimierungen der Erfindung sind in den nachgeordneten Ansprüchen definiert. The object of the invention is therefore to create a Racket construction, which improves adaptation of the vibration behavior to the conditions of the game and the requirements as well Peculiarities of the player. The solution according to the invention this object is determined by the features of claim 1. Features of essential further training and optimization of the Invention are defined in the subordinate claims.
Die Wirkung der Konstruktionsmerkmale gemäss Anspruch 1 beruht u. a. auf der Beeinflussung des Eigenfrequenzspektrums des Rackets als Ganzen. Ein erster Schritt hierzu ist die Bereitstellung einer Vielzahl von ausgezeichneten Raumbereichen und/oder Flächenbereichen und/oder Linienbereichen, die sich durch schwingungsrelevante, insbesondere resonanzrelevante, Material- und/oder Form- bzw. Abmessungsparameter von ihrer jeweiligen Umgebung unterscheiden. Dabei ist in der Praxis eine möglichst große Anzahl solcher ausgezeichneter Bereiche anzustreben. Diese ausgezeichneten Bereiche sind dann in Form mindestens einer Aufeinanderfolge anzuordnen, die sich über wenigstens einen Teil des Rackets erstreckt und die mindestens einer geordneten Reihe entspricht, insbesondere einer mathematischen oder auch einer algorithmisch bestimmbaren Reihe. In der Praxis kommen hier wiederum vergleichsweise große zahlen von auf dem Racket anzuordnenden Aufeinanderfolgen in Betracht. The effect of the design features according to claim 1 is based u. a. on influencing the natural frequency spectrum of the racket as a whole. A first step is to provide one Variety of excellent room areas and / or Area areas and / or line areas that are characterized by Vibration-relevant, in particular resonance-relevant, material and / or shape or dimensional parameters of their respective surroundings differ. In practice there is as large a number as possible to strive for excellent areas. These excellent areas are then to be arranged in the form of at least one sequence, which extends over at least part of the racket and which corresponds to at least one ordered row, in particular one mathematical or an algorithmically determinable series. In practice, there are again comparatively large numbers of sequences to be arranged on the racket.
Da die ausgezeichneten Bereiche mit ihren gegenseitigen Abständen und damit auch die Aufeinanderfolgen auf, an oder in dem Racket angeordnet sind, so stellen die letzteren Unterteilungen des Racket- Schwinkörpers dar. Dies führt in Bezug auf den ursprünglichen, d. h. nicht unterteilten Schwingkörper zu zusätzlichen, und zwar im allgemeinen höheren Eigenfrequenzen und auch zu einer Anhebung der ursprünglichen Eigenfrequenzen, d. h. zu einem entsprechend veränderten Eigenfrequenzspektrum. Dabei kann die Eigenfrequenzdichte und deren Verteilung über das betroffene Frequenzband durch verschiedene Gestaltungsmassnahmen an der Konstruktion und Bemessung sowie Materialauswahl der ausgezeichneten Bereiche und der Aufeinanderfolgen in vielfältiger Weise gemäss jeweils gegebenen funktionalen Anforderungen verändert und angepasst bzw. optimiert werden. Because the excellent areas with their mutual distances and thus also the sequences on, on or in the racket are arranged, the latter subdivisions of the racket Schwinkörpers represents. This leads in relation to the original, d. H. not subdivided vibrating body to additional, namely in general higher natural frequencies and also to an increase the original natural frequencies, d. H. to a corresponding changed natural frequency spectrum. The Natural frequency density and its distribution over the affected frequency band various design measures on the construction and Dimensioning and material selection of the excellent areas and of the sequences in various ways according to the given functional requirements changed and adapted or optimized become.
Bei der Beaufschlagung mit einem Stossimpuls, dessen Energie infolge seiner im Zeitverlauf steilen Flanken auf einen breiten Frequenzbereich verteilt ist, werden die Eigenfrequenzen des veränderten Rackets gemäss dem nun gegebenen Spektrums, das einen im allgemeinen bei höheren Frequenzen liegenden Schwerpunkt aufweist, mit entsprechend höherfrequenter Verteilung angeregt. Da aber die Schwingungsamplitude bei gegebener Schwingungsenergie mit zunehmender Frequenz abnimmt, so werden die Schwingungsamplituden des Rackets infolge der Gliederung des Schwingkörpers mit den. Aufeinanderfolgen der ausgezeichneten Bereiche jedenfalls im allgemeinen vermindert. Da es aber die Schwingungsamplituden sind, die vom Spieler vor allem wahrgenommen werden und die Spielqualität beeinträchtigen können, ist die erfindungsgemässe Grundkonstruktion grundsätzlich für die Lösung der Erfindungsaufgabe geeignet. When a shock pulse is applied, the energy of which results its steep flanks over a wide range Frequency range is distributed, the natural frequencies of the changed Rackets according to the spectrum now given, which one in has a general focus on higher frequencies, stimulated with a correspondingly higher frequency distribution. But there Vibration amplitude for a given vibration energy with increasing frequency decreases, so the Vibration amplitudes of the racket due to the structure of the vibrating body with the. The successive areas in any case in the general diminished. But since it's the vibration amplitudes, which are perceived by the player above all and which Can impair game quality is the inventive Basic construction basically for the solution of the invention task suitable.
Die Wirkungsweise und die Vorteile der Erfindung und der Merkmale ihrer wesentlichen Weiterbildungen werden anhand der in den Zeichnungen schematisch dargestellten Beispiele näher erläutert. Darin zeigt: The mode of operation and the advantages of the invention and the features Their essential further training is based on the in the Drawings schematically illustrated examples explained in more detail. In this shows:
Fig. 1 eine erste Ausführung eines erfindungsgemässen Rackets mit Flächendraufsicht des Aufprallteils, Fig. 1 shows a first embodiment of an inventive racket with surface plan view of the impact member,
Fig. 2 einen Teil-Längsschnitt eines rohrförmigen Racket- Handgriffs mit einer äusseren Aufeinanderfolge von ausgezeichneten Bereichen, Fig. 2 is a partial longitudinal section of a tubular racquet handle comprising an outer series of excellent areas,
Fig. 3 einen Teil-Längsschnitt eines rohrförmigen Racket- Handgriffs mit einer äusseren und einer inneren Aufeinanderfolge von ausgezeichneten Bereichen und Fig. 3 is a partial longitudinal section of a tubular racket handle with an outer and an inner sequence of excellent areas and
Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht eines Racket-Handgriffs mit einer sich mehrdimensional erstreckenden Gliederung von Aufeinanderfolgen ausgezeichneter Bereiche. Fig. 4 is a partial perspective view of a racket handle with a multi-dimensionally extending structure of successive areas.
Das als Beispiel in Fig. 1 gezeigte Racket umfasst ein Betätigungsteil BT und ein mit dem Spielkörper bzw. Tennisball in unmittelbare dynamische Wirkverbindung tretendes Aufprallteil. Die Teile sind mit das Eigenfrequenzspektrum beeinflussenden Gliederungen versehen, die aus je einer Aufeinanderfolge einer Vielzahl von ausgezeichneten Flächenbereichen F bzw. von Linienbereichen L bestehen. Diese ausgezeichneten Bereiche sind dadurch bestimmt, dass sie sich durch mindestens einen schwingungsrelevanten, insbesondere resonanzrelevanten, Material- und/oder Form- bzw. Abmessungsparameter, insbesondere durch unterschiedliche Masse, Massendichte, Verformungssteifheit und/oder Dämpfung, von wenigstens einem Teil ihrer jeweiligen Umgebung unterscheiden. Innerhalb dieser Aufeinanderfolgen bilden die ausgezeichneten Bereiche jeweils eine geordnete eine, die sich über mindestens einen Teil des Rackets erstreckt. The racket shown as an example in FIG. 1 comprises an actuating part BT and an impact part which is in direct dynamic operative connection with the game body or tennis ball. The parts are provided with structures that influence the natural frequency spectrum, each consisting of a succession of a large number of excellent surface areas F or line areas L. These marked areas are determined by the fact that they differ from at least a part of their respective environment by at least one vibration-relevant, in particular resonance-relevant, material and / or shape or dimension parameter, in particular by different mass, mass density, deformation stiffness and / or damping , Within these sequences, the marked areas each form an ordered one that extends over at least part of the racket.
Das Aufprallteil weist einen Rahmenträger TR auf, an dem eine den Rahmeninnenraum füllende, als Ball-Prallfläche wirkende Bespannung BS, hier eine an sich übliche Saiten-Bespannung, befestigt ist. Eine erste Aufeinanderfolge AF1 erstreckt sich im Beispiel gemäss Pfeil P1 in Längsrichtung des Rahmenträgers. Die zugehörigen ausgezeichneten Bereiche F sind im Bereich der Rahmenoberfläche angeordnet. Sie sind hier z. B. als mittels Siebdruck aufgebrachte, metallhaltige und damit bezüglich ihrer Umgebung stärker massebeladene Schichtabschnitte von im wesentlichen gleicher Grösse ausgebildet. The impact part has a frame support TR, on which one Filling the interior of the frame, acting as a ball baffle Covering BS, here a string covering that is usual per se, is attached. A first sequence AF1 extends in the example according to Arrow P1 in the longitudinal direction of the frame support. The associated marked areas F are in the area of the frame surface arranged. You are here z. B. as applied by means of screen printing, metal-containing and therefore stronger with regard to their environment mass-loaded layer sections of essentially the same size educated.
Die Charakteristik der Aufeinanderfolge AF1 ist bestimmt durch die Überlagerung einer Vielzahl von jeweils in sich äquidistanten Reihen ausgezeichneter Bereiche. Die Abstände zwischen den ausgezeichneten Bereichen F variieren von Reihe zu Reihe und sind bestimmt durch eine ganzzahlige Unterteilung des Rahmenumfangs, und zwar im Sinne einer Varianz der gegenseitigen Abstände der ausgezeichneten Bereiche entsprechend einer harmonischen Reihe mit den in Fig. 1 angedeuteten Abstands-Relativbeträgen 1/2, 1/3, 1/4, jeweils bezogen auf den Umfang des geschlossenen Rahmenträgers. Infolgedessen ist jede Reihe mit einem Rahmenumfang abgeschlossen. Dies ist eine bevorzugte, jedoch nur singuläre Gestaltungsmöglichkeit im Gesamtrahmen der Erfindungsgedanken. The characteristic of the sequence AF1 is determined by the superimposition of a multiplicity of rows of marked areas which are each equidistant from one another. The distances between the marked areas F vary from row to row and are determined by an integer subdivision of the frame circumference, in the sense of a variance of the mutual distances of the marked areas according to a harmonic row with the distance relative amounts 1 / indicated in FIG. 1 . 2, 1/3, 1/4, each based on the circumference of the closed frame support. As a result, each row is closed with a frame perimeter. This is a preferred, but only singular design option within the overall scope of the inventive ideas.
Der Übersichtlichkeit halber ist die Darstellung der Überlagerungen in Fig. 1 nach diesen drei ersten Reihen entfallen. Tatsächlich werden solche Gliederungen im allgemeinen sehr viel weiter und bis zu relativ feinen Unterteilungen fortgesetzt, wozu es dann entsprechend kleiner Abmessungen der ausgezeichneten Breiche bzw. einer zusätzlichen Varianz der Bereichs-Flächenabmessungen bedarf. For the sake of clarity, the representation of the superimpositions in FIG. 1 after these three first rows has been omitted. In fact, such classifications are generally continued much further and up to relatively fine subdivisions, which then requires correspondingly small dimensions of the excellent areas or an additional variance of the area surface dimensions.
Das als Handgriff ausgebildete Betätigungungsteil BT umfasst ebenfalls eine schwingungsaktive Gliederung mit ausgezeichneten Bereichen, und zwar wiederum in Form einer Vielzahl von überlagerten, jeweils in sich äquidistanten Aufeinanderfolgen, die sich hier jedoch wenigstens teilweise in Längsrichtung des Handgriffs erstrecken. The actuating part BT designed as a handle also comprises a vibration-active structure with excellent areas, again in the form of a large number of superimposed, each in equidistant sequences, which are here, however extend at least partially in the longitudinal direction of the handle.
Es sind hier schmal-streifenförmige bzw. annähernd linienförmige ausgezeichneten Bereichen vorgesehen, die eine besonders feingliedrige und damit für höhere Frequenzen wirksame Struktur erleichtern. Here they are narrow-strip-shaped or approximately linear excellent areas, which are particularly delicate and thus facilitate structure effective for higher frequencies.
Es ist wiederum eine Vielzahl von jeweils in sich äquidistanten Aufeinanderfolgen AF2 vorgesehen (nur drei angedeutet) deren Distanzbeträge (von Aufeinanderfolge zu Aufeinanderfolge) einer harmonischen Reihe 1/2, 1/3, 1/4 . . . entsprechen. It is again a multitude of equidistant ones Sequences AF2 provided (only three indicated) their Distance amounts (from sequence to sequence) of one harmonic series 1/2, 1/3, 1/4. , , correspond.
In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, dass sich mit solchen Überlagerungen nicht nur progressiv bzw. degressiv variante Abstufungen oder Reihen verwirklichen lassen, sondern auch oszillatorisch variante. Im Beispiel gemäss Fig. 1 sind die varianten Grössen durch Abstände zwischen ausgezeichneten Bereichen gegeben. In this context, it should be pointed out that such overlays can not only be used to implement progressively or degressively varying gradations or rows, but also an oscillatory variant. In the example according to FIG. 1, the variant sizes are given by distances between marked areas.
Demgemäss sind bereits bei dieser geringen Anzahl von Überlagerungen bzw. Aufeinanderfolgen zwei Abstandsminima zwischen ausgezeichneten Bereichen der 1/3-Reihe und der 1/4-Reihe mit Umkehr zwischen Progressivität und Degressivität zu erkennen. Im Rahmen der Erfindungsgedanken kann aber auch gegebenenfalls mit Vorteil eine oszillatorische Varianz auch ohne oder mit nur unwesentlichen oder geringfügigen Überlagerungen durch direkte Bemessung von Schwingungsparametern und Gestaltung von Reihen verwirklicht werden. Accordingly, even with this small number of Superimpositions or sequences of two distance minima between excellent ranges of the 1/3 series and the 1/4 series Recognize reversal between progressiveness and degressivity. in the However, the scope of the inventive concept may also include The advantage of an oscillatory variance without or with only insignificant or minor overlays due to direct Dimensioning of vibration parameters and design of rows be realized.
Ganz allgemein kommen für die erfindungsgemässen Effekte auch andere Schwingungsparameter als Abstände zwischen ausgezeichneten Bereichen in Betracht, wie z. B.. Material- und/oder Form- bzw. Abmessungsparameter, insbesondere unterschiedliche Masse, Massendichte, Verformungssteifheit und/oder Dämpfung. Wesentlich ist jedoch die Anwendung von diesbezüglichen Varianzen, gegebenenfalls von Konstanzen oder entsprechenden Kombinationen, mindestens in einem Teil wenigstens einer Aufeinanderfolge, derart, dass sich eine schwinungsaktive Gliederung mit einer Mehrzahl von Eigenfrequenzen ergibt. Besondere Bedeutung haben dabei wenigstens abschnittsweise und wenigstens annähernd entsprechend harmonischen, aber auch entsprechend geometrischen Reihe ausgebildete sich wenigstens über fünf Teilungen erstreckende Aufeinanderfolgen, insbesondere eine Mehrzahl von solchen schwingungsaktiv gegliederten Aufeinanderfolgen in gegenseitiger Überlagerung. Für wesentliche Anwendungen haben sich wenigstens über fünf Teilungen erstreckende Aufeinanderfolgen, insbesondere eine Mehrzahl von solchen schwingungsaktiv gegliederten Aufeinanderfolgen in gegenseitiger Überlagerung, als zweckmässig oder sogar notwendig erwiesen. Very generally also come for the effects according to the invention vibration parameters other than distances between excellent areas, such as B .. material and / or shape or dimension parameters, in particular different dimensions, Mass density, deformation stiffness and / or damping. However, it is essential to use variances in this regard, where appropriate, constants or corresponding combinations, at least in part of at least one sequence, such that a vibration-active structure with a plurality of Natural frequencies results. At least have special meaning in sections and at least approximately accordingly harmonious, but also trained according to geometric series extending over at least five divisions Successive, in particular a plurality of such vibrationally structured sequences in mutual superimposition. For essential applications have at least five divisions extending sequences, in particular a plurality of such vibrationally structured sequences in mutual superposition, as appropriate or even necessary proved.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel einer gemäss einer geometrischen Reihe varianten Bereichs-Aufeinanderfolgen in rohrförmigen Racket- Handgriffen. Hier sind flächenhafte, ringartige Schwingungselemente F2, z. B. aus metallhaltigen Folien oder ebensolchen Siebdruckschichten, in Rohrlängsrichtung mit gegenseitigen Abständen an der Rohraussenseite angeordnet. Die Elemente F2 haben die gleiche Breite a1, während ihre Abstände gemäss einer degressiven geometrischen Reihe x, x2, x3 . . . (x < 1) bemessen sind. FIG. 2 shows an example of a sequence sequence in tubular racket handles that is variant according to a geometric series. Here are flat, ring-like vibration elements F2, z. B. from metal-containing films or such screen printing layers, arranged in the longitudinal direction of the tube with mutual spacing on the outside of the tube. The elements F2 have the same width a1, while their distances according to a degressive geometric series x, x 2 , x 3 . , , (x <1) are dimensioned.
Fig. 3 zeigt wiederum die Anwendung einer geometrischen Reihe, jedoch mit konstanten Abständen a2 zwischen den in Rohrlängsrichtung aufeinanderfolgenden Schwingungselementen F3, deren Breiten a2 jedoch nun gemäss einer degressiven geometrischen Reihe x, x2, x3 . . . (x < 1) bemessen sind. Solche Elemente sind im Beispiel nicht nur an der Rohraussenseite, sondern auch an er Oberfläche des Innen-Hohlraumes in ganz entsprechender eise angeordnet. Fig. 3 again, the application displays a geometric series, but with constant intervals a2 whose widths a2, however, then x between the successive tube in the longitudinal direction of vibration elements F3 according to a decreasing geometric series, x 2, x 3. , , (x <1) are dimensioned. In the example, such elements are arranged not only on the outside of the tube, but also on the surface of the interior cavity in a corresponding manner.
Fig. 4 zeigt - wiederum an einem rohrartigen Racket-Handgriff BT - Schwingungselemente R, die ausgezeichnete Bereiche mit räumlicher Erstreckung bestimmen, in zwei mehrdimensionalen, im wesentlichen orthogonalen Aufeinanderfolgen, nämlich gemäss Pfeil P2 in Rohr- Axialrichtung und gemäss Pfeil P3 in Rohr-Umfangsrichtung. Dies bedeutet einen wichtigen Unterschied zu den jeweils in einer Richtung angeordneten Überlagerungen gemäss Fig. 1. Diese Variante ermöglicht eine differenzierte, gegebenenfalls auch gezielt übereinstimmende Beeinflussung von in Rohrlängsrichtung und in Rohrumfangsrichtung fortschreitenden Wellen bzw. von sich in diesen Richtungen erstreckenden Stehwellen. Fig. 4 shows - again on a tubular racket handle BT - vibration elements R, which determine excellent areas with spatial extension, in two multidimensional, essentially orthogonal sequences, namely according to arrow P2 in the tube axial direction and according to arrow P3 in the circumferential direction of the tube , This means an important difference from the superimpositions arranged according to FIG. 1 in each direction . This variant enables a differentiated, possibly also specifically matching influencing of waves advancing in the tube longitudinal direction and in the tube circumferential direction or of standing waves extending in these directions.
Claims (22)
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