DE1961735A1

DE1961735A1 - Golfschlaeger

Info

Publication number: DE1961735A1
Application number: DE19691961735
Authority: DE
Inventors: Kilshaw John Arthur; Haines Robert Christopher
Original assignee: Dunlop Co Ltd
Current assignee: Dunlop Co Ltd
Priority date: 1968-12-10
Filing date: 1969-12-09
Publication date: 1970-06-18
Also published as: GB1261541A; ES176943U; FR2025800A1; JPS5116818B1; ES176943Y

Description

Golfschläger

Die Erfindung bezieht sich auf Golfschläger, deren Schaft Kohlenstoff asern enthält.

Bisher werden die Schafte von Golfschlägern aus Hickory, Stahl, Glasfasern oder Aluminium hergestellt. Um unter Verwendung derartiger Msteriaüisn die notwendige Festigkeit und Biegesteifigkeit zv erreichen, beträgt das mit derartigen Materialien erreichbare Mindestgewicht etwa 153 g (5 I/2 ounces), 120 g (4 1/4 ounces), 12%(4 1/2 ounces) bzw. etwa 110 g (3 7/8 ounces). Die erreichbaren Mindestabmessungen sind dabei:

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Schaftmaterial

Mindest gew. d. Schafte-f. die Hölzer Schafte f.."die Eisen

Schaftes in oberer unterer oberer unterer

Durchmesser Durchmesser

g (ounces) mm (inch) mm (inch) mm (inch) mm (inch)

Hickory-	153	(5	1/2)	19,0 (0,750)	11,4 (0,45 )	1 9,0 (0,750)	12,7 (0,5 )
Stahl	120	(4	1/4)	14,7 -(0,580)	6,9 (0,270;	14,7 (0,580)	8,9 (0,350)
Glasfas.	128	(4	1/2)	15,1 (0,600)	8,1 (0,320)	15,1 (0,600)	9,0 (0,355;)
Alumin.	110	(3	7/8)	14,7 (0,580)	7,3 (0,290)	14,7 (0,580)	9,4 (0,370)

Derartige Golfschlagerschäfte besitzen eine beträchtliche Trägheit, so daß ein bedeutender Teil der vom Golfspieler beim Schlagen aufgewandten Gesamtenergie zur Beschleunigung des Schaftes aufgebraucht wird und damit nicht zur Beschleunigung des Schlägerkccpfes und des Balles genutzt wird.

Zusätzlich zu seiner Trägheit besitzt der Schaft einen gewiss en Luftwiderstand, wenn er auf einen Golfball geschwungen wird. Die Trägheit und der Luftwiderstand des Schaftes vermindern die Geschwindigkeit, mit der der Schlägerkopf auf den Ball geschlagen werden kann. Der vom Luftwiderstand hervorgerufene Teil dieser Verringerung ist nicht so groß wie der durch dieTrägheit hervorgerufene, darf jedoch nicht vernachlässigt werden. Die Geschwindigkeit des Schlägerkopfes beim Aufschlag und dee Balles kann theoretisch dadurch erhöht werden, daß Trägheit und Luftwiderstand des Schaftes verringert werden. Das erstere ist dadurch erreichbar, daß für den Schaft ein leichteres Material verwendet

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wird, das letztere durch Verringerung des Schaftdurchmessers. Der Schaft eines GolfSchlägers muß jedoch eine gewisse minimale Festigkeit und Steifheit aufweisen, wenn er richtig arbeiten soll. Bisher konnte die Schwierigkeit noch nicht befriedigend gelöst werden, den Golfschlägerschaft leichter und dünner zu machen, ohne dessen andere Grundeigenschaften in Mitleidenschaft zu ziehen. Es ist nun festgestellt worden, daß die Spieleigenschaften von Golfschlägern durch Verwendung von Schäften, in denen Kohlenstoffasern oder -fäden eingebettet sind, wesentlich verbessrt werden können. Bei dem erfindungsgemäßen Golfschläger besteht der Schaft aus mit Kohlenstoffasern.verstärktem Kunststoff.

Die Bezeichnung "Golfschläger" umfaßt hier Hölzer und Eisen sowie Putter.

Erfindungsgemäß werden die notwendigen Eigenschaften eines Golfschlägerschaftes bei einem Schaftgewicht von beispielsweise lediglich etwa 57 bis 100 g (2 bis 3 1/2 ounces) erreicht. Der Außendurchmesser liegt dabei zwischen etwa 13 bis 15 mm (0,5 bis 0,6 inch) am oberen und zwischen etwa und 8,5 mm (0,20 bis 0,33 inch) am unteren Ende bei Hölzern ..oder etwa 7,5 bis 10 mm (0,30 bis 0,39 inch) am unteren Ende bei Eisen, Bei einem derartigen Schaft sind die Trägheit und der Luftwiderstand stark verringert und es ist festgestellt worden, daß ein Golfspieler den Ball bei gegebenem Schwung bis zu etwa 7 1/2 bis 9 m (8 bis 10 yards) weiter schlagen kann als mit herkömmlichen Schäften, ohne dabej die Kontrolle oder das "Gefühl" zu verlieren. Die erhöhte Schlagkraft von Schlägern mit eiern erfindungsgemäßen Schaft wird hauptsächlich dadurch erreicht, daß das Gewicht des Schlägerkopfes erhöht ist. Dies ist deshalb möglich, weil das Gewicht des Schaftes verringert ist.

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Häufig soll jedoch eine Anzahl von Hölzern und Eisen zu einem zusammenpassenden Golfbesteck zusammengestellt werden. Herkömmlich werden dazu Schläger mit im wesentlichen dem gLeichen "Schwinggewicht" zusammengestellt. Ein verbessertes Verfahren zu dieser Zusammenstellung besteht darin, daß man Golfschläger mit im wesentlichen dem gleichen Trägheitsmoment um eine gegebene Achse wählt. Das "Schwinggewicht" und das Trägheitsmoment eines GolfSchlägers werden normalerweise bezüglich einer Achse gemessen, die an oder in der Nähe des Oberteils, . d. h. des Griffes des GolfSchlägers liegt. Beide Eigenschaften sind proportional dem Abstand zwischen dieser Achse und dem Massenschwerpunkt. (Das Trägheitsmoment wächst proportional dem Quadrat des Abstandes zwischen der Achse und dem Massenschwerpunkt.) Dadurch wachsen bei einer Verschiebung des Gewichtes vom Schaft zum Schlägerkopf, d. h. mit größer werdendem Abstand des Gewichtes von der Achse, sowohl das "Schwinggewicht" als auch das Trägheitsmoment des Schlägers. Soll daher das "Schwinggewicht" oder das Trägheitsmoment auf- einem bestimmten Wert gehalten werden, so kann eine Verminderung des Schaftgewichtes mit einem Gewicht "x" nicht durch eine Erhöhung des Kopfgewichtes um das Gewicht "X" ausgeglichen werden. Die Erhöhung des Kopfgewichtes muß etwas geringer sein als dieser Wert, damit das Gewicht bzw. der Schwerpunkt weiter von der in Frage stehenden Achse wegbewegt werden kann. Tittzdem kann bei einem e rf indungs gemäßen Golfschläger das Gewicht des Schlägerkopfes etwa 10 % größer sein als bei einem Golfschläger mit dem gleichen Trägheitsmoment mit einem Stahlschaft. Der Golf spieler kann Eilt dem gleichen Schwung bei beiden Schlägerart ^n die gleiche Kopf geschwindigkeit beim Schlag erreichen, jedoch schlägt der schwerere Kopf den Ball weiter.

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Ein erfindungsgemäßer Schlägerschaft kann Kohlenstoffasern cder eine Mischung aus Kohlenstoffasern und Glasfasern und/oder eine Metallfolie oder ein Metallgeflecht, vorzugsweise aus Stahl enthalten. Die Kunststoffe können aus einem warmhärtbaren Harz bestehen, beispielsweise aus einem Epoxy-, Polyester-, Phenol- oder aus einem anderen geeigneten synthetischen Harz. Nach dem Zusammenbau kann das Harz gehärtet werden, um die Bestandteile miteinander zu verbinden und einen Schaft der geeigneten Festigkeit oder Steifigkeit zu bilden.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann der Schaft aus einer oder mehreren Faserscharen aus Kohlenstoffasern hergestellt sein. Diese können mit einem Harz imprägniert sein und auf die benötigte Länge und Breite geschnitten sein und die gewünschte Dicke besitzen. Diese Faserscharen bzw. Kettbahnen können auf einen Dorn gerollt werden, der die gewünschte innere Form des Schaftes ergibt. Die Richtung der Kohlenstofffasern in der Kettbahn oder den Kettbahnen sind so gewählt, daß, wenn sie um den Dorn gelegt sind, sich die gewünschte Kombination aus Fasern in Längs-, Schrauben-, Spiral- und/oder Radialausrichtung gegenüber der Längsachse des Schaftes oder Doms ergibt. Dadurch erhält der Schaft die notwendige Festigkeit und Biegesteifigkeit.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung werden zusammen mit Kohlenstoffasern eine oder mehrere vorimprägnierte Kettbahnen oder Gewebe aus Glas verwendet, wobei die Richtung der Glasfasern im Glasgewebe oder der Glas-Kettbahn so gewählt ist, daß sich, wenn sie um den Dorn gelegt sind, die gewünschte Kombination aus Kohlenstoffasern und Glasfasern schraubenförmig, spiralförmig, radial und/oder in Längsrichtung gegenüber der Längsachse des Schaftes oder Dorns ergibt, um dem Schaft die notwendige Festigkeit und Biegesteifigkeit zu geben.

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In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Aufbau mit einer dünnen Metallfolie oder einem dünnen Metallgeflecht versehen, so daß, wenn die Kombination aus Kohlenstoffasern oder Kohlenstoffasern und/oder Glasfasern und/ oder Metall um den Dorn gelegt ist, das Metall die Biege- und Torsionsfestigkeit sowie die Steifigkeit des Schaftes erhöht.

In einer weiteren Ausführungsform sind die Kohlenstofffasern oder -bänder auf einen Dorn gesponnen. Auch können Kombinationen aus Kohlenstoffasern und Glasfasern in dieser Form in getrennten oder gemeinsamen Schichten auf den Dorn aufgebracht sein. Die Fasern können mit einem Harz vorimprägniert sein oder während des Aufbringens imprägniert werden. Während des Aufspinnens oder -wickelns der Fäden sollten die Windungen oder Fasern um den Dorn in bestimmten" Winkeln aufgebracht werden und diese während des gesamten Aufwickeins kontrolliert werden, so daß der richtige Anteil von Fasern in Längs-,Schrauben- und Spiralausrich.tung gegenüber der Achse des Wickeldorns aufgebracht werden und der mit einer Faserbespinnung versehene Schaft die gewünschte Festigkeit und Biegesteifigkeit besitzt.

In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung werden die Kohlenstoffasern oder Kohlenstoffasern zusammen mit Glasfasern in Endlos-Litzen oder einer anderen Verstärkungsform in einem Harzbad imprägniert und durch eine Matrize gezogen. Dieses Verfahren wird als "Ziehextruslon" bezeichnet. Dabei werden wiederum die Formen der Verstärkung und die Richtung der Fasern kontrolliert, um die gewünschte Festigkeit und Biegesteifigkeit zu erreichen.

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Um spitz zulaufende Schäfte nach diesem Verfahren herstellen zu können, besteht die Matrize vorzugsweise aus einer Form mit den bevorzugten Außenabmessungen des Schaftes. Ferner kam; ein Dorn verwendet werden, der dem Schaft die bevorzugten Innenabmessungen verleiht. Dieser Dorn kann nach dem Aushärten des ziehextrudierten Schaftes entfernt werden, wobei der Schaft dann hohl ist. Der Dorn kann ai-oh im Schaft gelassen werden, wobei er vorzugsweise aus einem leichten Material wie Holz oder geschäumtem*Kunststoff besteht. In diesem Fall ist der Schaft massiv und der Dorn bildet den Innenkern des Scha f tes.

In' einer weiteren Ausführungsform der Erfindung kann der Schaft einem geeignete, Kolilenstof fasern enthaltenden Kunststoff bestehen. Ein beispielsweise geeignetes Material ist eine warmhärtende Formmasse wie sie von der Firma Courtäulds Ltd. unter der Bezeichnung' "Warmhärtende Formmasse Grade XI" geliefert wird. Dies ist ein Epoxy-Harz, das etwa 20 Gew.-% Kohlenstoffasern enthält. Gewünschtenfalls können jedoch auch Formmassen verwendet werden, die einen wesentlich höheren Anteil an Kohlenstoffasern enthalten.

Auf diese-Weise geformte Schäfte enthalten willkürlich orientierte Kohlenstoffasern. Zwar ist es möglich auf diese Weise ausreichend feste Schafte herzustellen, vorzugsweise werden die Schäfte jedoch nach einem der vorherbeschriebenen Verfahren hergestellt, d. h. aus einer Kettbahn, einem Band oder langen Fäden oder Litzen aus Kohlenstoffasern. Aufr diese Weise kann die Richtung der Fasern sehr genau eingestellt werden, so daß sich die gewünschte Festigkeit ergibt unc die Verstärkung in einer bestimmten Richtung liegt. So kann beispielsweise eine erste Kettbahn aus Kohlenstoffasern so aufgebracht werden, daß öle Federn im wesentlichen in der Längsrichtung des Schaftes liegen. Ferner können zusätzliche Faserschichten aufgebracht werden, daß die in diesen Schichten liegenden

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Fasern beispielsweise im rechten Winkel oder unter 45 zu den Fasern der ersten Bahn liegen. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders hohe Festigkeit und die Verstärkung kann in vorherbestimmten Richtungen angebracht werden.

Die verwendeten Kohlenstoffasern können aus nur an ihrer Oberfläche zu Graphitkristallen pyrolisierten Fasern bestehen, wobei das Innere der Fasern nicht karbonisiert ist.

Anhand der im folgenden beschriebenen beispielsweisen Ausführungsformen und der einzigen beigefügten Figur wird die Erfindung näher erläutert.

Die Figur zeigt einen t'eilweisen Schnitt des erfindungsgemäßen Schaftes.

Ein etwa 112 cm (44 inch) langer Schaft für einen Golfschläger wurde folgendermaßen hergestellt:

Eine Kettbahn 11 aus Kohlenstoffasern wurde auf eins Größe von etwa 112 χ 10 cm (44 χ 4 inch) und etwa 0,25 mm Dicke geschnitten, wobei die Kohlenstoff asernim wesentlichen parallel zur Länge der Bahn ausgerichtet waren. Diese Bahn wurde mit vorzugsweise etwa 30 % ihres Gewichts mit einem Epoxy- oder Polyesterharz imprägniert und zwei anderen Kettbahnen 12 und 13 aus Kohlenstoffasern tßlegt. Die Bahnen 12 und 13 waren auf eine Größe von etwa 112 χ 5 cm (44 χ 2 inch) und eine Dicke von etwaO,O6 mm (0,0025 inch) Dicke geschnitten. Dabei waren die Kohlenstoffasern dieser Bahnen etwa unter 45 zu den Kohlenstoffasern der Bahn 11 ausgerichtet, wobei die Kohleustoffasern der Bahn 12 quer, vorzugsweise etwa im rechten Winkel zu den Fäden der Bahn 13 lagen. Diese Bahnen waren vorzugsweise mit etwa 50 Gew.-% Epoxy- oder Polyesterharz imprägniert. Die Bahnen -12 und 13 wurden zunächst so angeordnet, daß die Kanten der beiden Bahnen aneinander stießen. Diese

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Anordnung wurde auf die Bahn 11 gelegt, wie in der Fig. gezeigt. Der sich ergebende Stapel aus drei Bahnen wurde auf einen Dorn 10 gerollt, dessen Durchmesser am dickeren Ende etwa 13 mm (1/2 inch) betrug und sich zum anderen Ende hin auf einen Durchmesser von etwa 1,6 mm (1/16 inch) verjüngte. Falls erwünscht, kann eine Bahn aus imprägniertem Glasgewebe (möglicherweise mit einem Farbpigment) mit einer Größe von etwa 112 χ 0,025 bis 0,13 mm (0,001 bis 0,005 inch) und einer Breite zwischen etwa 76 mm (3 inch) an einem Ende,, die sich zum anderen Ende hin auf etwa 30mm (1,2 inch) verringert, auf die Außenseite der Kohlenstoffaserbahnen gerollt werden.

Der gesamte Aufbau wurde unter Hitze und Druck ausgehärtet, beispielsweise in einer Presse oder in einem Druckbehälter. Alternativ kann die Anordnung unter Hitze ausgehärtet werden, während der Druck von einem sich kontrahierenden Oellophanband aufgebracht wird, das spiralförmig auf die Außenseite der ungehärteten Faserbahnen aufgewickelt wird, nachdem diese auf den Dorn gelegt sind. Nach der Härtung wurde der Schaft vom Dorn entfernt und die Oberfläche zur Verbesserung ihres Aussehens geschliffen. Der sich ergebende Schaft besitzt einen äußeren Durchmesser von etwa 14,7 mm (C,330 inch) am oberen Ende und verjüngt sich zum unteren Ende auf etwa 7,6 mm (0,3 inch). Der Schaft wog lediglich etwa 70 g (2 1/2 ounces) Und besaß die für einen Golfschlagerschaft notwendige Festigkeit und. Biegesteifigkeit.

Zur Erzielung der unterschiedlichen Längen von Golfsch'äften und d?r verschiedenen gewünschten Steifheitsgrade können verschiedene Größen, Formen und Stärken von Kettbahnen verwendet werden. Abgesetzte Schaftmuster können, falls erwünscht, mit einem geeignet geformten Dorn und/oder einer Form erreicht werden. Der Schaft braucht nicht bis zum unteren Ende hin

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•vollständig rohrförmig zu sein. Das iintere Ende kann auch massiv sein, was eine in manchen Fällen bevorzugte Form darstellt.

Zur Herstellung eines Schaftes des vorgeschlagenen Aufbaues können auch andere als die beschriebenen oder Kombinationen diener Verfahren verwendet werden.

Die erfindungsgemäßen GolfSchlägerschafte sind unter anderem rohrförmig oder teilweise rohrförmig und bestehen teilweise oder ganz aus mit einem synthetischen Harz imprägnierten Kohlenstoffasern. Ihr Gewicht kann zwischen etwa 56 bis 100 g (2 bis 3 1/2 ounces),· vorzugsweise etwa 70 g (2 1/2 ounces) betragen. Ihr Durchmesser kann am oberen Ende beispielsweise zwischen etwa 9 und 15,7 mm (0,350 bis 0,620 inch), vorzugsweise etwa 12,7 bis 15,2 mm (0,500 bis 0,600 inch) betragen und sich zum unteren Ende hin stetig oder in Stufen auf etwa 3 bis 10 mm (0,120 bis 0,390 inch), vorzugsweise etwa 5 bis 7,6 mm (0,20 bis 0,30 inch) bei Holzschlägerschaften oder etwa 7,6 "bis 10,1 mm (0,30 bis 0,40 inch) für Eisenschlägerschafte verjüngen. Aufgrund ihres besonderen Aufbaues besitzen sie das gewünschte Maß an Festigkeit und Biegesteifigkeit, so daß sie eine stark verringerte Trägheit und einen stark verringerten .Luftwiderstandbesitzen und der Golfspieler den Ball etwa 7 bis 9 m (8 bis 10 yards) weiter schlagen kann als mit Golfschlägern, deren Schaft den herkömmlichen Aufbau besitzt.

Geeignete Kohlenstoffaser-Kettbahnen bestehen beispielsweise aus solchen, wie sie von der Firma Oourtaulds Ltd. unter der Typenbezeichnung HM (high modulus) S.T. (surface treated for improved interlaminar shear strength)' geliefert werden.

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Claims

PA TEHIAIS P R U Ό Η E

Schaft für Golfschläger, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem mit Kohlenstoffasern verstärkten Kunststoff hergestellt ist.

2. Schaft nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenstoffasern die Form von einer oder mehreren Kettbahnen besitzen./

3· Schaft nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine'Kettbahn aus Kohlenstoffasern so angeordnet ist, daß die Fasern im wesentlichen in Längsrichtung des Schaftes liegen.

4. Schaft nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß eine zweite und dritte Kettbahn aus Kohlenstoffasern so angeordnet sind, daß die Fasern in der zweiten und dritten Bahn im wesentlichen im rechten Winkel zu einander und unter 45° zur in Längsrichtung verlaufenden Kettbahn liegen.

5· Schaft-nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß sein Gewicht zwischen etwa 57 und 100 g (2 bis 3 1/2 ounces) liegt.

6. Schaft nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß sich der Schaft verjüngt und an einem Ende einen Außendurchmesser zwischen etwa 9 bis 15,7 mm (0,35 biö 0, 62 inch) und am anderen Ende einen Außendurchmesser zwischen etwa 3 bis 10 mm (0,120 bis 0,39 inch) besitzt.

7. Schaft nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Kunststoff aus einem warmhärtenden Harz besteht.

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B. Schaft r.ich Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Harz aus einem Epoxy- ,Polyester- oder Phenolharz besteht.

9. Schaft nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ζ e Ic e η η ζ e i c Ii η e t , daß er Glasfasern und/oder eine Metallfolie oder Metallgeflecht als zusätzliche Verstärkung besitzt.

10. Schaft nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, da,durch geke-nnz eich net , daß die Kohlenstofffasern aus Pasern bestehen, die nur.an ihrer Oberfläche zu Graphitkristallen pyrolisiert sind.

11. Verfahren zur Herstellung eines Golf Schlägers cliaft es nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e"-kennz eich net , daß eine Bahn aus Kohlenstoffasern mit einem warmhärtenden synthetischen Harz imprägniert wird, daß die imprägnierte Bahn um einen Dorn gelegt wird, dessen Außenabmessungen den Innenabmessungen des gewünschten Schaftes entsprechen, und daß das Harzmater,IaI ausgehärtet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich net, daß eine zusätzliche Bahn aus imprägnierten Glas-

™ fasern um den Dorn gelegt wird.

13. Golfschläger, dadurch gekennzeichnet , daß an einem Schaft nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10 ein Kopf befestigt ist.

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