球类运动的球拍 【技术领域】
本发明涉及用于球类运动的球拍，具体来说，涉及网球球拍、壁球球拍、短拍壁球球拍或羽毛球球拍，所述球拍包括一个框架、一个用于接纳弦线的头部区域和一个手柄或把手部分。这种球拍还可包括在头部区域和手柄区域之间的心形区域或叉部。
背景技术
当击球时，球拍首先被球挠曲。在球已使球拍挠曲后，球从被弯曲或挠曲的球拍飞出。在与球分开后，球拍开始按照其自由阻尼振动方式(自然或物性频率)振动。
当击球时，作用在弦线上的力经由弦线被引入头部区域的框架，从那里经由邻接的心形区域进入把手部分，在把手部分被选手接受。这样的力、冲击或振动，至少在长时间作用时，可能引起选手的健康问题，例如，所谓的网球肘。
另外，在运动中发生的冲击震动和力的连续补偿使选手迅速疲劳。另外，球拍的控制，以及可运动特性受到作用在选手上的太强的力的影响。
DE-A-42 00 596描述了一种用于球类运动的球拍，特别是网球球拍，包括在异型或剖面杆构成的弦线框架中的弦线，一个邻接的心形区域，以及球拍纵轴线上地拍杆手柄，所述纵轴线最好构成一对称直线，其中手柄的自由端是由手柄端面限定的，所述手柄端面具有一个铰链部位，其铰链轴线大致平行于弦线，铰链部位是借助两条极窄的槽在手柄的区域中形成的，所述两条槽在一个中间腹板的两侧彼此对准，其槽壁彼此有一个小的距离，该距离例如在0.5和0.2mm之间，最好约为1.0mm。
US-A-5,178,387描述了一种用于球类运动的球拍，包括在弦线框架内的弦线，其中心形区域邻接弦线框架，该框架包括一个在球拍纵轴线上的手柄。在心形区域和手柄端部之间有一个铰链部位，其中铰链轴线平行于弦线延伸。铰链区最好设置在手柄内，由手柄的收缩部或颈部构成，所述颈部最好在两侧借助槽状沟道限定，并填充弹性成形物质。
JP-A-01 181 881公开了一种球拍框架，包括一个把手或手柄部分，该部分具有一个由硬材料如轻金属制成的圆筒形手柄外部壳体，其中一个高粘度弹性件设置在手柄外部壳体和框架之间的空腔内。
JP-A-01 207 084描述了一种球拍框架，在框架的把手部分中具有一个突出的把手或手柄帽。该球拍框架包括一个用于形成一个突出的把手帽部分的机构，所述把手帽部分连续地结合在把手部分中。框架的把手部分以防转动方式插入把手部分，框架的把手部分和突出的把手帽部分是整体形成的。
但是，现有技术的球拍不能实现最佳的阻尼，因而当球未被中心击到时，在与球接触时出现的所谓击打震动或冲击震动只是不充分地被阻尼或减小。因此，在运动中，选手暴露于大的力或脉冲力；一方面这可显著增加作用在选手上的应力，另一方面可能引起健康问题如所谓的网球肘。另外，球拍的阻尼和球拍/弦线的整个系统的频率对球拍的导向性能及选手的主观可运动性感觉具有显著的影响。现有技术的其它缺陷还在于，由于框架横剖面中的收缩部或颈部，可形成潜在的弱点，在大的力的影响下，可能造成对球拍的损伤。另外，现有技术中公知的球拍不能以最佳的、简单的、节约成本的方式进行生产。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种改进的球拍，特别是改进的网球球拍或改进的壁球球拍。本发明进一步和/或附加的目的在于提供一种球拍，这种球拍可克服现有技术的缺陷，具有改进的阻尼性能，能够以简单及节约成本的方式生产和/或具有改进的可运动特性。这个或这些目的是通过权利要求的特征实现的。
本发明是从下述基本构思出发的：在球类运动的球拍的手柄部分中提供一个阻尼装置，它包括至少部分地沿手柄部分的纵轴线延伸的至少一个后部阻尼件和/或在手柄部分面对球类运动的球拍的头部区域的端部上和/或在手柄部分和球拍心形区域之间的过渡部分上的至少一个前部阻尼件。沿手柄部分布置的后部阻尼件最好沿与弦线平行延伸的手柄表面以板材形式设置。前部阻尼件最好在基本平行于弦线的表面上布置在手柄部分面对球类运动的球拍的头部区域或心形区域的端部上，其中它最好适应于球类运动的球拍在该区域中的框架轮廓。
在本发明的一个进一步优选的实施例中，一个或两个阻尼件被布置成部分地或完全地包围球类运动的球拍的手柄部分的圆周。
按照本发明，球类运动的球拍的框架包括在手柄部分中的一个多层结构，其中阻尼装置的后部阻尼件，显现为板材形式，构成多层结构的至少一层。在本发明的一个优选实施例中，所述板材具有至少大约150mm，例如150至200mm，最好为大约180mm的长度，及至少10mm，例如10至18mm，最好为大约14mm的宽度，如上所述，布置在手柄部分的基本平行于弦线延伸的表面上。在本发明的进一步优选的实施例中，球类运动的球拍具有围绕框架在手柄部分中布置的一个手柄壳，其中后部阻尼件布置在手柄壳下面或手柄和手柄壳之间。手柄壳最好由聚氨酯或聚氨酯泡沫制成。
前部和后部阻尼件最好包括不同的材料，或由不同材料制成。按照一个进一步优选的实施例，前部和后部阻尼件包括相同的材料，或由这些材料制成。
后部阻尼件或板材包括泡沫材料或由泡沫材料制成，泡沫材料最好是丁腈泡沫(nitrile foam)、聚丙烯腈泡沫、聚氨酯(PUR)泡沫、聚氯乙烯(PVC)泡沫、丁苯橡胶(SBR)和/或丁腈橡胶或丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)。后部阻尼件的密度为大约0.1至0.2g/cm3，最好为大约0.16g/m3，后部阻尼件或板材的厚度最好为大约1至3mm，特别推荐为大约2mm。后部阻尼件的硬度最好在肖氏硬度A9至30的范围内。另外，后部阻尼件最好特别设计以减小冲击。
前部阻尼件最好具有大约6mm的长度，及大约4mm的厚度，布置在手柄部分的面对球类运动的球拍的头部区域的端部上或在手柄部分和心形部分之间的过渡部分上。前部阻尼件最好布置在手柄部分的基本平行于弦线延伸的侧面上，其中该前部阻尼件最好在每个所述侧面上填充一个大约4×6mm的面积。恰好与后部阻尼件一样，前部阻尼件由多个部分、两个部分或一个部分构成。在本发明的一个进一步优选的实施例中，阻尼装置或前部和/或后部阻尼件被布置成包围手柄部分的圆周，即，包括一个围绕球拍纵轴线高达360°的角度。前部阻尼件最好包括热塑性弹性体(TPE)、热塑性聚氨酯(TPU)和/或乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)或由其制成。前部阻尼件的硬度最好在肖氏硬度A60和100之间的范围内，最好为大约肖氏硬度A80。在一个进一步优选的实施例中，前部阻尼件具有较低的硬度。
从上面的描述可以看出，在本发明的优选实施例中，阻尼装置是围绕手柄部分布置的。但是，对于阻尼或者震动或脉冲吸收来说，阻尼装置的区域是极其重要的，所述区域布置在平行于弦线的侧面上，即基本位于相对于弦线平面垂直的运动的区域，即在弯曲振动的区域；及特别是在首次自然形状中。
前部阻尼件和后部阻尼件均可改善振动和/或阻尼性能及改善击打震动的吸收。前部和/或后部阻尼件最好引起去耦(decoupling)，最好是手柄和框架之间的冲击和振动的去耦。为此目的，前部和后部阻尼件的材料最好彼此适配。在这个方面，具体来说，一个与由前部和后部阻件组合的阻尼装置被证实是有利的。
下面以优选实施例为基础并参阅附图更为详细地描述本发明的球拍。
【附图说明】
图1表示本发明球拍的细部结构的局部侧剖图；
图2表示按照图1的本发明球拍的细部结构的局部侧剖图；
图3表示按照图1和2的本发明球拍的细部结构的局部前剖图；
图4表示按照本发明球拍的细部结构的局部剖视图；
图5表示包括后部阻尼件的本发明球拍的手柄壳的剖视图；
图6表示本发明的前部阻尼件的剖视图；
图7表示在包括阻尼装置的本发明的球类运动的球拍的手柄部分中加速度测量的测量结果；
图8表示在不包括本发明的阻尼装置的公知球类运动的球拍的手柄部分中加速度测量的测量结果；
图9表示在包括阻尼装置的本发明的球类运动的球拍的心形区域中加速度测量的测量结果；
图10表示在不包括本发明的阻尼装置的公知的球类运动的球拍的心形区域中加速度测量的测量结果。
图11表示在手柄区域中带有和不带有阻尼的测量曲线的重叠的图示表达。
【具体实施方式】
图1表示本发明的球类运动的球拍的剖视图，其中可以看到球拍框架的手柄部分1和心形区域2。球拍的心形区域2基本是头部区域(未画出)和手柄部分1之间的连接区域，例如，如图1所示，包括一个开口3。该开口并不是必要的。但是，如果设有一个开口，则该开口由两个侧向部分4和5，以及在球拍头部区域中的一个连接部分或桥部(未画出)形成。例如，由于稳定性的原因，在心形区域2的两个侧向部分4和5之间还可设置一个连接件(未画出)。与图1所示实施例相对照，本发明的球拍的心形区域2也可构制成没有开口3，即，手柄部分1可以是封闭的，直至头部区域。连接件或桥部也是可以选用的。因此，心形部分2也可以只由头部区域的伸向手柄部分的延伸部4和5构成。另外，如上所述，心形部分2可以包括一个第二连接件(未画出)。
在图示的框架中，构成球拍的轮廓的横截面形状或横截面尺寸基本是恒定的，基本呈矩形或椭圆形。在本发明的进一步优选的实施例中，横截面形状具有不同于图示的形状，例如，椭圆形或多边形的形状，或者其混合形状，其中，本发明的球拍在不同的区域可以包括不同的型面或横截面形状或横截面尺寸。
在本发明球拍的手柄部分1和心形区域2之间的过渡区域中设有一个前部阻尼件8。在图示实施例中，球拍的手柄部分1包括一个柄壳9，该柄壳至少部分地包围球拍框架的手柄部分1。在本发明的所述优选实施例中，前部阻尼件8被布置成设置在手柄部分1或柄壳9的前端上，即，面对球拍的头部区域或心形区域2的端部，从而构成球拍的手柄部分1和头部区域或心形区域2之间的过渡部分。
图1至3表示本发明的球类运动的球拍的局部侧剖图和前剖图，其中前部阻尼件8在垂直于弦线的球拍纵向平面内相交，而且球拍沿着平行于弦线的纵向平面相交。图1至3的三维图只表示出(相对于图面的)前部阻尼件8的“后”部和“上”部，以(也是相对于图面的)球拍或框架的“上”部或“后”部。
从图1至3可清楚看出，在图示的优选实施例中，本发明的球类运动的球拍的框架在手柄部分1和心形区域2之间的过渡区域中包括一个在垂直于弦线平面的方向上的扩大的横截面或在心形区域2和手柄部分1之间的过渡部分中的一个相应减小的横截面。从心形区域2中具有较大厚度D的区域至手柄部分1的较小厚度d的区域，横截面是变化的，其中横截面的变化发生在两根过渡直线a和b之间。在本发明的图示实施例中，横截面向着手柄部分1的减小基本上线性地发生在过渡直线a和b之间，即，基本呈倾斜平面10的形式。在本发明的进一步优选的实施例中，过渡区域可具有一个或多个半径和/或一个或多个平面10。在本发明的进一步优选的实施例中，球类运动的球拍框架的横截面在手柄部分1和心形区域2之间的过渡区域并不改变。
前部阻尼件最好被构制成使其接触框架在心形区域2和手柄部分1之间的过渡区域中的外廓，并且终止在柄壳9的面对球拍的头部区域的端部上。在本发明的一个特别优选的实施例中，前部阻尼件被构制成使球拍的基本呈平面且平行于弦线的外表面从具有厚度D的区域经由过渡区域和具有减小厚度d的区域直至柄壳9的表面而被形成。前部阻尼件8最好具有端部区域11和12，所述端部区域具有减小的厚度，并分别包围球拍框架在心形区域2和手柄部分1中的部分区域和柄壳9的部分区域。
在本发明的图示的优选实施例中，前部阻尼件8完全包围球拍框架。前部阻尼件8被构制成使其具有向着侧表面，即，球拍框架垂直于弦线延伸的外表面减小的横截面，因而形成在心形区域2和手柄部分1之间的均匀过渡。
另外，前部阻尼件8最好包括一个具有肋或棱13的外表面。在(图示的)优选实施例中，肋13只设置在过渡直线a和柄壳9的前端之间的区域中。肋或棱13影响前部阻尼件的阻尼性能，并且取决于希望或需要的阻尼性质，它们具有不同的宽度和/或彼此间的距离。在本发明的进一步的优选实施例中，肋13的宽度和/或其间的距离在从心形区域2向着手柄部分1的方向上减小。
按照上面的描述和本发明的优选实施例，前部阻尼件8具有一个至少部分地布置在框架的心形区域2中的部分11、一个至少部分地布置在手柄部分1或柄壳9中的部分12，以及布置在上述两部分之间，适应于框架轮廓且终止在柄壳9前端上的中央部分14。前部阻尼件8的内部最好包括布置在部分14中且相应于过渡直线a和b的过渡直线a’和b’，以及一个接触平面10的平面10’和一个接触框架的手柄部分1的表面1’，以及一个设置在柄壳9上且垂直于弦线平面延伸的区域9’。
不同的尺寸如厚度D和d，过渡区域(平面10)的构造，以及柄壳9的尺寸和轮部及柄壳9的前端与手柄部分1和心形区域2之间的过渡区域的距离，以及待选择的前部阻尼件8的尺寸，取决于应该实现的球类运动的球拍的性质和特点。在本发明的一个优选实施例中，前部阻尼件具有在区域14中的大约2至6mm的最大厚度，最好为大约4mm，以及在表面1’的区域中的大约4至10mm的长度，最好为6mm。
最好为板材的后部阻尼件15例如表示在图4和5中。图4表示本发明球拍的细部结构的局部剖视图，其中框架被剖开，使柄壳9的部分剖面露出，并且可以看到设置在柄壳中的后部阻尼件15。图5表示包括后部阻尼件15的柄壳9的相应剖视图。在本发明的优选实施例中，后部阻尼件15在球类运动的球拍的框架和柄壳9之设置在手柄部分1中。在本发明的一个特别优选的实施例中，后部阻尼件被构制成布置在手柄部分1和柄壳9(见图4和5)之间在手柄部分1的基本平行于弦线的外表面上的板材。在本发明的进一步优选的实施例中，如图所示，例如，在图4和5中，板材被布置在柄壳9内形成的相应凹部或槽中。在本发明的进一步优选的实施例中，后部阻尼件15整体地包围把手(未画出)。后部阻尼件最好具有140至220mm的长度，特别推荐具有大约180mm的长度。如果后部阻尼件呈带状，则该带最好具有10至30mm的宽度，特别推荐具有大约14mm的宽度。所述槽的尺寸最好相应于后部阻尼件15的板材的尺寸。
后部阻尼件15最好具有大约0.16g/cm3的密度和/或在大约为肖氏硬度A9至30之间的范围内的硬度。另外，后部阻尼件最好用于减小冲击。另外，后部阻尼件最好具有1至3mm之间的范围内的厚度，特别推荐2mm的厚度。另外，后部阻尼件最好包括丁腈泡沫、聚丙烯腈泡沫、聚氨酯(PUR)泡沫、聚氯乙烯(PVC)泡沫、丁苯橡胶(SBR)和/或丁腈橡胶或丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)，或者由其制成。
图6表示本发明的前部阻尼件8的三维剖视图，其中清楚地表示出具有减小厚度的端部区域11和12，它们分别包围球拍在心形区域2和手柄部分1中的部分区域或柄壳9的部分区域。另外，图中表示出肋13，以及肋宽度和肋间距离的相应增加。在本发明的优选实施例中，肋完全包围前部阻尼件8。另外，图6表示按照图1至3接触球拍轮廓的表面1’和10’，如前所述，已经提到相应的表面也可以为一个表面或平面，一个弯曲区域和/或阶梯形区域。在本发明的前部阻尼件8的特别优选的实施例中，其内表面紧密接触球拍轮廓或框架和柄壳的轮廓。
前部阻尼件8最好包括热塑性弹性体(TPE)、热塑性聚氨酯(TPU)和/或乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)或由其制成。另外，前部阻尼件最好具有大约肖氏硬度A60至100范围内的硬度，特别推荐肖氏硬度A80的硬度。但是，在本发明进一步优选的实施例中，也可以使用较软的阻尼件。
在一个特别优选的实施例中，柄壳9包括聚氨酯如聚氨酯泡沫或由其制成。
在本发明的进一步优选的实施例中，两个阻尼件彼此相关布置成使它们互相接触。在本发明进一步优选的实施例中，两个阻尼件彼此相连接。
图7和8表示在手柄部分的区域中球类运动的球拍的加度速性能，其中图7表示包括后部阻尼件的本发明的球拍的性能，而图8所示则是以未按照本发明被阻尼的球拍为基础的。
图7和8中的各图表相应于加速度测量。图表7a和8a表示在所谓的振动或阻尼图中根据时间的加速度性能，其中加速度表示为时间的函数。可清楚看出，本发明的球拍显示出明显较低的初始加速度，而且球拍的加速度根据时间较快减小。应当注意的是，计算基本是以均匀的脉冲或标准的能量输入做出的。从图7和8，即，图表7c和8c可以看出，本发明在手柄部分中，即，借助后部阻尼件的阻尼，引起代表对于选手的加速度峰值的振幅明显从16.4减至10.34，即，减小25％以上，甚至减小35％以上。可以得出的结论是，本发明的球拍比按照现有技术的球拍带走更多的能量。
图表7b和8b表示根据时间的线性加速度A-In(delta)。这些图表表示对于本发明球拍来说delta＝3.07，对于按照现有技术的球拍delta＝3.10。带有阻尼时阻尼比为0.0031，而不带阻尼时阻尼比为0.0032。
图7c和8c表示作为振幅峰值相对频率的各球拍的自然或特征频率。可以清楚看出，图7的球拍的自然或特征频率为156.9Hz，图8的球拍的自然或特征频率为155.6Hz。图7的球拍的最大振幅为10.34，而图8的球拍的最大振幅为16.04。如上所述，计算基本上是以均匀脉冲或标准的能量输入做出的，因而振幅没有单位。
另外，按照图9和10所示的测量，在具有前部阻尼件的球拍中，即，在前部手柄部分中或在叉部或在心形区域和手柄部分之间的过渡的区域中，本发明的实施例引起振幅从20.62至15.60的减小，即，减小25％以上。如对照图7和8所述的那样，球拍的加速度相应减小。
图表9b和10b表示根据时间的线性加速度A-In(delta)。这些图表显示对于本发明的球拍来说，delta＝3.05，而对于现有技术的球拍来说，delta＝3.03。带有阻尼时阻尼比为0.0031，不带阻尼时阻尼比为0.0031。
图9c和10c表示作为振幅峰值相对频率的各球拍的自然或特征频率。可以清楚看出，按照图9本发明的球拍的自然或特征频率为156.9Hz，图10的球拍的自然或特征频率为155.6Hz。图9的球拍的最大振幅为15.60，而图10的球拍的最大振幅为20.62。
图11表示振动或阻尼图，其中，正象图表7a，8a，9a和10a那样，加速度表示为时间的函数。这就是说，图11的图表示包括后部阻尼件的本发明的球拍的振动性能和没有阻尼件的公知球拍的振动性能。“外部的”灰色曲线对应于公知球拍，而“内部的”黑色曲线对应于本发明的球拍。本发明的阻尼件的效果清楚可见。本发明阻尼件的使用引起振幅的减小，以及根据时间的加速度的较快减小。因而可显著改善使用性能。因而可为选手提供上述的优点。
图7和8和/或9和10及11清楚显示了在手柄中和在手柄前面或在叉部或在手柄部分和心形区域之间的过渡中的两个阻尼件的效果。本发明的阻尼效果改善了冲击震动的吸收，而且使可运动特性得到改善，因而使选手能够以更安全及更简单的方式运动，并减小了受伤的危险。具有前部和后部阻尼件两者的球拍具有特别有利的性质。
用于网球、壁球、羽毛球或其它球类运动的球拍的所有公知的材料都是用于本发明的球类运动的球拍的适当材料。具体来说，本发明的球拍可以用木材、金属、合金、塑料、碳纤维复合材料、纤维材料、复合材料或其组合来制造。
另外，本发明还提供用于生产具有一个手柄部分的球类运动的球拍，特别是相应于前述各优选实施例的球类运动的球拍的方法。
一个优选的方法包括下述步骤。首先叠放多层材料以形成球拍框架，其中在球拍的手柄部分中，至少一层显示阻尼性质的材料被放置在材料层之间和/或围绕材料层，以便形成后部阻尼件。然后，将这样形成的多层结构放置在一个模具中，然后进行模制和硬化。然后，从模具中取出球类运动的球拍。其后，将前部阻尼件布置在球拍上。另外，在进一步的步骤中，将柄壳布置在球拍的手柄部分中。
在本发明的进一步优选的方法中，首先通过叠放一层或多层材料，将所述材料层放在模具中，然后模制和硬化该结构，从而生产框架，在生产框架以后，将前部阻尼件、后部阻尼件和/或柄壳布置在框架的手柄部分中。
阻尼装置或阻尼件能够以不同方式安装在框架上。阻尼件可被构制成使其必须被膨胀以便被施加在框架上，在施加以后，由于弹性变形的内力，它们被固定在框架上。这种安装方法最好在阻尼件由一个部分构成且包围球拍的上述实施例的情形中采用。
另外，阻尼件可以粘合或胶合在框架上，或者借助机械紧固件安装在框架上。在本发明的进一步优选的实施例中，前部阻尼件和/或后部阻尼件连接于或安装在柄壳上。前部和后部阻尼件不必按照相同的方式安装。在本发明的进一步优选的实施例中，前部阻尼件和/或后部阻尼件被安装在球类运动的球拍框架和柄壳两者上。在进一步优选的阻尼件的安装中，阻尼件只借助柄壳和/或缠绕手柄部分的手柄或把手带固定。
与现有技术公知的球拍对比，本发明的球类运动的球拍可保证改进的振动和/或阻尼性能，特别是在弯曲振动的情形中，另外，特别是在其首次自然形状的情形中。因此，本发明的球拍能够改善冲击震动的吸收，显示改进的可运动特性。因此，选手能够以更安全和更简单的方式运动，也可减小受伤的危险。
另外，包括本发明的阻尼装置的球类运动的球拍令人惊讶地具有令选手舒适的特别有利的阻尼特性，能够很好地被操纵，并防止振动。另外，这种阻尼装置结构简单，因而生产成本低。这种阻尼装置能够以简单的方式安装。