专利名称：球类运动的球拍的制作方法
技术领域：
本发明涉及球类运动的球拍，具体来说，涉及网球球拍、壁球球拍、羽毛球球拍和短拍壁球球拍，所述球拍包括一个框架、该框架包括一个用于接纳弦线的头部区域和一个手柄或把手部分。这种球拍往往具有一个邻接球拍头部且并入手柄部分的心形区域。
背景技术：
一般来说，被击打的球，即，触击球拍的弦线的球使球拍弹性变形或弹性地迫使头部区域离开其纵轴线，导致目标精度变劣。框架头部的这种挠曲对被击打的球的方向负责。在越过场地全长的击球中，球拍头部的稍许挠曲可使球击中的点显著偏离实际的目标点。在球已使球拍挠曲之后，它从弯曲的或挠曲的球拍飞离。在与球分离后，球拍开始按照其自由阻尼振动(自然或特征频率)方式振动。
另外，触击球拍的球，即，被击打的球引起经由球拍传至选手的力。这种力或振动或冲击，至少在长时间作用时，会引起选手的健康问题，例如所谓的网球肘。
另外，在运动过程中发生的冲击振动和力的连续补偿会使选手迅速疲劳。另外，球拍的控制以及因而引起的可运动性能会受到作用在选手上的太强的力的影响。
如果选手使球击中所谓的甜点(sweet spot)或击中所谓的甜区(sweet area)，选手只感到稍许的冲击。但是，即使以这种方式击球，球的实际轨迹由于球拍的不利变形也可能与需要的轨迹不同，至少在选手反复或经常地击球的情形中，选手可能遭受健康问题，例如，上面提到的网球肘。
US-A-5,462,274公开了一种网球球拍，它具有在纵向上拉伸的纵向弦线和在垂直于纵向的横向上拉伸的横向弦线，作用在每根纵向弦线上的张力与作用在每根横向弦线上的张力比在2.5∶1至4∶1的范围内，因而使以次方式(second mode)振动的交点线(nodal line)穿过甜区，从而在对网球的冲击时可减小来自网球球拍的反作用。
US-A-4,997,186公开了一种例如用于网球球拍的球拍框架，它具有一个头部部分、一个手柄部分和一个在其间延伸的喉部部分。头部部分包围一个敞开区域，并具有多个线孔，其用于使弦线安装在头部部分上并横过敞开区域的弦线。喉部部分呈现基本V形的一对腿部的形式。不同的横截面尺寸关系并结合在球拍框架中以适合球拍框架的刚性。第一横截面尺寸关系涉及在球拍框架的较低范围内球拍框架的最大横截面高度的位置，以便限定沿球拍框架的横截面高度的双倒锥形剖面。第二横截面尺寸关系涉及在球拍框架的头部部分的朝内表面中突然转变的设置，以便限定沿球拍框架头部部分的横截面宽度的双锥形剖面。第三横截面尺寸关系涉及沿球拍框架的喉部部分，横截面高度对宽度的变化，以便限定一个较大的喉部部分高度和一个靠近手柄部分的较大的喉部部分宽度。
US-A-5,310,179描述了一种设有椭圆形头部框架的网球球拍的结构，其中弦线面的纵向尺寸设定为一个在320至390mm范围内的值，而其横向尺寸设定为一个在200至240mm范围内的值，头部框架的纵向压缩刚度被调节至一个在30至200kgf/mm范围内的值。这样规定的结构能够采用增大的主/横弦线张力比，这可保证击球时高度的旋转性能。
DE-A-199 53 626描述了一种改进的球类运动的球拍，其中构成框架的轮廓，按照在不同的框架部分出现的应力的主要种类，具有在不同框架部分的不同的横截面形状，所述横截面形状具有适应于有关应力种类的剖面模数，其中在四和六点钟之间的区域和/或在球拍的心形区域中可以设置至少一个隆起状加强件。
US-A-6,293,878描述了在运动球拍中的一种振动阻尼件，其包括可以连接于球拍框架的第一和第二弹性阻尼材料，以及一种可独立于球拍框架自由振动的质量增加部分，并且包括一个筋条组件。
但是，现有技术公知的球拍并不能实现球拍的最佳刚性或最佳阻尼性能，因而这些公知球拍的击球精度、冲击吸收及可操纵性或可运动性特性仍远远达不到需要。另外，现有技术公知的球拍仍不能实现最佳、简单和/或快速及节约成本的生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种进一步改善了的球拍、特别是改善了的网球球拍和改善了的壁球球拍。本发明还旨在提供一种球拍，该球拍可克服现有技术的缺陷，显示改进的刚性性能或改进的刚性，能够以简单的、节约成本的方式生产，和/或显示改进的可运动特性。该目的是借助权利要求书中的特征实现的。
本发明的基础在于下述构思提供一种球类运动的球拍，该球拍包括一个用于接纳弦线的头部区域和一个用于持握球类运动的球拍的把手或手柄部分，其中在头部区域的至少两个区段中，框架包括与框架成横向布置的多个筋条状或肋状加强构件。
与此相关，与框架成横向的意思是大致垂直于穿过框架或穿过框架各区域或无限小的框架元素的纵轴线。比喻地说，这样的纵轴线大致沿框架轮廓延伸。这就是说，加强构件基本相对于头部区域形成的一个圆圈几乎在径向上延伸，即，在弦线面内和/或垂直于弦线面。加强构件至少部分地和/或全部地围绕或包围框架。
由于球拍框架在头部区域中的横截面形状中的最佳变化，加强构件能够沿框架使振动和/或阻尼性能改变，从而实现最佳的振动和/或阻尼性能。加强构件引起整个球拍质量的最佳质量分布，以及沿球拍轮廓球拍刚性的增加或改变。因此，球拍的可运动特性能够受到影响。另外，选手主观上可感到较大的甜点。
加强构件在球拍的头部区域中布置在框架的至少两个、最好四个区段中，其中每个区段包括多个、最好是三至五个加强构件。所述区段最好设置在大约三点半钟至五点钟及七点钟至八点半钟的区域中，或者在一点钟至二点半钟及九点半钟至十一点钟的区域中。
在一个区段内，加强构件最好具有不同的肋或筋条宽度和/或彼此间不同的距离，其中一个区段的筋条宽度最好在大致在中心穿过球拍的头部区域的横向轴线的方向上，即，在朝向三点钟或九点钟的方向上增大。在这一方面，加强构件的宽度最好相对于相邻加强构件增大，或者一组加强构件的宽度相对于相邻组的加强构件增大，其中各加强构件的宽度或一个加强构件组的各加强构件的宽度保持不变。一加强构件最好具有比直接相邻的加强构件大的宽度和/或比另一个直接相邻的加强构件小的宽度。另外，两个相邻的加强构件最好具有大致相同或相同的宽度，其中它们又具有比两个加强构件的相邻组大和/或小的宽度。这种在宽度上的变化最好沿球拍轮廓均匀地出现，或相对于球拍对称地发生。
各区段最好具有大约60至90mm的宽度或长度，特别推荐具有沿框架或球拍轮廓的大约70至80mm的宽度。各筋条或肋最好具有在大约2.5至12mm范围内的宽度，特别推荐的范围为大约4.5至9mm。
另外，在框架轮廓的圆周上，筋条具有大约0.25mm至1mm、最好为0.5mm的距离。相对于框架，筋条最好具有大约0.25至1mm、最好为大约0.5mm的厚度，即，筋条表面从框架相邻表面突出大约0.5mm。因此，在筋条的区域中，球拍框架的半径增加0.25至1mm，最好增加至少0.5mm。
在本发明的一个优选实施例中，筋条状加强构件与球拍是整体的。这就是说，筋条最好是由球拍框架半径的上述增加而实现的。横截面的变化被选择成使框架轮廓和各筋条之间的过渡中不致发生负面效果，这是由于在变化太大的情形中，由框架内的纤维过度弯曲，特别是如果筋条或筋条的边缘或过渡具有相对尖锐的边缘，破裂的危险就会增加。因此，加强构件的横截面形状的边缘最好被倒圆。
通过提供在沿头部区域的球拍轮廓限定的区段中的所述加强构件，沿头部区域的框架轮廓增加的强度或球拍刚性的增加和变化得以实现，这又导致改善的可运动特性。另外，由于加强构件与球拍是整体的，因而能够以简单且节约成本的方式生产球拍，同时球拍性质和质量分布被最佳化。
下面以优选实施例为基础，对照附图详细描述本发明的球拍。
图1是现有技术球类运动的球拍的前视图；
图2是按照图1的球类运动的球拍的侧视图；图3是按照本发明的优选实施例的球类运动的球拍的剖视图；图4a是本发明的球拍的一个区段的详细的顶视或前视图；以及图4b是本发明的球拍的一个区段的详细的侧视图。
具体实施例方式
图1和2分别表示传统的球类运动的球拍2的前视图和侧视图。球类运动的球拍2具有基本呈椭圆形的球拍头部4、一个心形区域6和一个手柄部分8。在球拍2的头部区域4中，通常设有一条槽10以便接纳耐磨框或头部带(未画出)。球拍2的心形区域6基本布置在头部区域4和手柄部分8之间，即，是它们之间的接合部。例如，如图1所示，心形区域6具有一个开口12。该开口并非必需的。但是，如果设置这样的开口，则该开口一般是由两个横向部分14和16，以及一个布置在球拍的头部区域4中的连接部分或桥部18构成的。另外，由心形区域6的两个横向部分14和16的强度，也可以设置一个第二连接件20。
如图1和2所示的传统的网球球拍2是由一个成形轮廓制成的，该轮廓除槽10以外具有基本恒定的尺寸。形成球拍框架的轮廓的横截面形状和横截面尺寸基本是恒定的，从心形区域6的横向部分14起围绕头部区域4至横向部分16基本呈椭圆形或矩形。只是在心形区域6和头部区域4之间过渡区域或在连接件18的接纳区域中，球拍2具有增大的横截面尺寸。如上所述，存在进一步的球拍形状，其中形成球拍轮廓的横截面尺寸可以经过上述横截面变化。
为了更好的定向，以及为了确定在球拍2的头部区域4中沿框架轮廓的特定区域，在头部区域4内画出了传统时钟的表盘。因此，可以通过与有关时间相关连地称谓球拍头部区域4的有关圆周位置，从而描述本发明球拍的特征。这就是说，在球拍头部区域4的圆周上的位置对应于在有关时间上“大指针”的位置。例如，“十二点钟”对应于图1所示球拍2的最外的头部端22。
在图3和4中表示本发明的球类运动的球拍1的一个优选实施例。本发明球拍1的基本结构基本相应于上面例如对照图1和2所描述的传统的球类运动的球拍的结构。这就是说，本发明的球拍1具有一个头部区域3、一个心形区域5及一个手柄部分(未画出)。如上所述，本发明的球拍的心形区域5基本是头部区域3和手柄部分之间的接合区域，例如，具有一个开口7，开口7是由两个横向部分9和11及在球拍1的头部区域3中的一个连接部分或桥部13构成的。与图3所示实施例相对比，本发明的球拍1的心形区域5也可以设计成没有开口7，即，手柄部分实心地延伸至头部区域13。同样，连接件或桥部13也是可选择采用的。因此，心形区域5也可以只由头部区域的伸向手柄部分的延伸部9和10构成的。另外，象上面对照现有技术的球拍2描述的那样，心形区域5也可以包括一个第二连接件(未画出)。
如上所述，本发明的球拍1的基本构思在于，呈肋或筋条15形式的加强构件设置在沿球拍1的头部区域3的框架的特定位置上，特别是在承受特别高的、例如呈现为静态或动态力及扭矩或弯矩形式的应力的那些区段内，以便取决于其结构和布置来有目的地影响球拍1的强度或刚性。
在图示实施例中，筋条15设置在大约三点半钟至五点钟及七点钟至八点半钟的区段17内，或在一点钟至两点半钟及九点半钟至十一点钟的区域内。在本发明的一个特别优选的实施例中，在区段17内，筋条布置在大约二点钟、四点钟、八点钟和十点钟的位置上。区段17最好具有大约60至90mm的宽度，特别推荐大约70至80mm的宽度。区段17的宽度也可被描述为在球拍1的头部区域3内沿框架圆周的长度。另外，各筋条的宽度为大约2.5至11mm，特别推荐为4.5至9mm。在图示的优选实施例中，在各区段内筋条的宽度在朝向三点钟和九点钟的方向上增大。
在本发明的一个优选实施例中，筋条15之间的距离在2和11mm之间，最好在4和9mm之间。在本发明的一个优选实施例中，筋条彼此间具有不同的距离，即，在一个区段内，最好也在增大筋条宽度的方向上距离增加和/或减小。这就是说，在一个或多个区段内，各加强构件或加强构件组的宽度和/或各加强构件中间的距离，最好是按照上面针对一个区段内的加强构件所描述的方式实现的。
加强构件的宽度和/或其间的距离，即，各加强构件或加强构件组的宽度和/或其间的距离，相对于相邻的和/或直接相邻的各加强构件和/或加强构件组增加或减小，其中各加强构件的宽度和/或其间的距离，或一个组中的各加强构件的宽度和/或其间的距离保持相同。
在图4a和4b中表示两个相应的优选实施例，其中图4a是一个区段的详细的顶视或前视图，图4b是另一段的详细的侧视图。从这些图中可以清楚地看出，加强构件15之间的距离23在箭头C的方向上增大。
图4a和4b还表示在一个区段17内各筋条的宽度21在箭头C的方向上增大。在本发明的一个优选实施例中，箭头C的方向相应于朝向三点钟或九点钟的方向。
筋条是由直径的变化，具体来说，是由直径相对于框架轮廓的0.25mm至1.0mm的增大，特别是0.5mm的增大而形成的。在本发明的一个优选实施例中，筋条的圆周轮廓相应于在相应位置上球拍的轮廓，其中筋条的半径在圆周方向上相对于框架轮廓的半径增大大约0.5mm。在本发明的一个进一步的实施例中，筋条至少部分地包围框架轮廓。在本发明的球拍具有一条相应于图2中的槽10的槽的进一步优选的实施例中，筋条15在槽10的位置上被省略，即，筋条只是部分地包围球拍轮廓。在筋条部分地包围球拍轮廓的本发明的进一步优选的实施例中，这些筋条15并没有突然或骤然的起点和终点，即，没有向着横截面轮廓的清晰的切分线。在本发明的一个进一步优选的实施例中，筋条完全地包围球拍轮廓，即，它们围绕框架轮廓环形延伸。
与此相关连，图4a和4b表示筋条或加强构件15的半径19对于有关框架轮廓的圆周增加。图4a还表示具有槽10的球拍的详细视图，其中加强构件15在槽10的位置上被相应地省略掉。在本发明的优选实施例中，由加强构件15引起的半径19的增加在向着槽10的方向上减小，因而在加强构件15和槽10之间的过渡部分半径19的增加小于沿着框架轮廓的其余圆周的半径的增加，在一个特别优选的实施例中大约为零。
如图3所示的本发明的球类运动的球拍在大约二点钟、四点钟、八点钟和十点钟的每个区段17中具有五个筋条15，其中在每个区段中，筋条朝向三点钟和九点钟变宽(见图4a和4b)。在本发明的一个优选实施例中。每个筋条加宽相同的值，在本发明的进一步优选的实施例中，每个筋条加宽一个相应的比率。因此，在本发明的一个实施例中，每个筋条加宽例如半个毫米，按照本发明的进一步的实施例，筋条加宽前一筋条的宽度的10至30％。在本发明的进一步优选的实施例中，筋条在一个区域内只是整体加宽，但是，其中并非每个筋条相对于相邻的筋条加宽。
在本发明的进一步的实施例中，本发明的球类运动的球拍每个区段包括三个筋条15，按照进一步优选的实施例，则包括四个筋条15。作为网球球拍的本发明的球类运动的球拍每个区段17包括五个筋条15，而作为壁球球拍的本发明的球类运动的球拍每个区段17则包括三个筋条15。
按照本发明的一个优选实施例，筋条与球拍框架整体地形成。或者，筋条也可以包括不同的材料，例如，用于实现附加的强化效果。如果球拍是由复合纤维材料制成的，那么，在筋条的区域内的直径或半径的变化量减小，这是由于其基本尺寸和规格，它们可以具有相对较尖锐的边缘，当纤维过度弯曲时破裂的危险增加。在本发明的一个优选的实施例中，筋条15的边缘和过渡部分最好倒圆，从而可以避免框架中危险的应力集中。
另外，本发明的球拍1，以及筋条的布置和结构最好关于纵向中心轴线A对称，从而使在围绕大约七或八及十或十一点钟的区域中的上述筋条或筋条区段也分别在一或二和四或五点钟之间的相应位置上对称地设置。在本发明的一个进一步优选的实施例中，本发明的球拍1，以及筋条的布置和结构也最好关于横向中心轴线B基本对称，从而使在围绕大约一或二及十或十一点钟的区域中的上述筋条或筋条区段也分别在四或五和七或八点钟之间的相应位置上对称地设置。
所有用于网球、壁球、羽毛球和任何其它球类运动的球拍的材料都是本发明球拍1的适用材料。具体来说，本发明的球拍1可以用木材、合金、塑料、碳复合材料、纤维材料、复合材料及其组合制成。
另外，本发明提供一种用于生产球类运动的球拍的方法，所述球拍包括一个头部区域，沿该区域在各区段中布置筋条，具体来说是按照上述各优选实施例的球类运动的球拍。
一种优选的方法包括以下步骤首先叠放多层材料以便形成球拍框架。然后，这样制成的多层结构被放入一个模具，该模具在相应于球拍的筋条或肋的位置上具有凹部或槽，然后进行模制和硬化。其后，从模具取出球类运动的球拍。如果筋条准备包括不同的材料，这些不同的材料可以附加地设置在模具中相应的部位上。
在本发明的一个进一步优选的实施例中，形成球拍和筋条的材料层包括在提高的温度和/或提高的压力下模制和硬化的碳纤维材料。在本发明的进一步的实施例中，成形和硬化是在压力机中进行的。
与现有技术公知的球拍相对比，本发明的球类运动的球拍可保证改善了的振动和/或阻尼性能，以及改善了的刚性。因此，借助本发明的球拍，可以影响可运动性能。选手主观上感觉到较大的甜点。通过采用本发明的筋条的结构和布置，以及所述的筋条区段，球类运动的球拍的特殊性能和特性就能够适应于需要。另外，最佳化的质量分布可以提供一种显示极好刚性和动态性能同时重量轻的球拍。
权利要求
1.一种球类运动的球拍，它包括一个用于接纳弦线的头部区域(3)和一个用于持握球类运动的球拍的手柄部分，其中在头部区域中框架包括在至少两个区段(17)的任何一个中的多个相对于框架横向延伸的加强构件(15)。
2.一种球类运动的球拍，它包括一个用于接纳弦线的头部区域(3)和一个用于持握球类运动的球拍的手柄部分，其中在头部区域中框架包括在至少两个区段(17)中的任一个中的多个相对于框架横向延伸的加强构件(15)，一个区段(17)的加强构件的宽度在向着三点钟和九点钟的方向上增大。
3.一种球类运动的球拍，它包括一个用于接纳弦线的头部区域(3)和一个用于持握球类运动的球拍的手柄部分，其中在头部区域中框架包括在至少两个区段(17)中的任何一个中的多个相对于框架横向延伸的加强构件(15)，在一个区段中形成的加强构件(15)之间的距离在向着三点钟和九点钟的方向上增大。
4.如权利要求1至3中任一项所述的球类运动的球拍，其特征在于所述加强构件(15)设置在四个区段(17)中。
5.如权利要求1至4中任一项所述的球类运动的球拍，其特征在于所述区段(17)彼此间隔开来。
6.如权利要求1至5中任一项所述的球类运动的球拍，其特征在于区段(17)和/或加强构件(15)彼此基本对称地布置。
7.如前述任一项权利要求所述的球类运动的球拍，其特征在于加强构件(15)在球拍的头部区域(3)中布置在大约三点半钟至五点钟和七点钟至八点半钟的区域内，以及在一点钟至二点半钟和九点半钟至十一点钟的区域中。
8.如前述任一项权利要求所述的球类运动的球拍，其特征在于每个区段(17)具有沿球拍轮廓的大约60至90mm的宽度。
9.如前述任一项权利要求所述的球类运动的球拍，其特征在于所述加强构件(15)构成在球拍轮廓上大约0.25至1mm的圆周凸起(19)。
10.如前述任一项权利要求所述的球类运动的球拍，其特征在于所述加强构件(15)具有在大约2.5至11mm范围内的宽度。
11.如前述任一项权利要求所述的球类运动的球拍，其特征在于所述加强构件彼此间隔开一个大约2mm至大约11mm的距离(23)。
12.如前述任一项权利要求所述的球类运动的球拍，其特征在于在一个区段(17)内形成的加强构件(15)全部在向着三点钟和九点钟的方向上加宽。
13.如前述任一项权利要求所述的球类运动的球拍，其特征在于在一个区段中形成的加强构件(15)之间的距离(23)在向着三点钟和九点钟的方向上增加。
14.如前述任一项权利要求所述的球类运动的球拍，其特征在于所述球拍每个区段(17)包括三至五个加强构件(15)。
15.如前述任一项权利要求所述的球类运动的球拍，其特征在于在所述球类运动的球拍是网球球拍的情形中，每个区段(17)包括五个加强构件(15)，在所述球类运动的球拍是壁球球拍的情形中，每个区段(17)包括三个加强构件(15)。
16.如前述任一项权利要求所述的球类运动的球拍，其特征在于所述加强构件(15)和框架是由相同材料制成的。
17.如前述任一项权利要求所述的球类运动的球拍，其特征在于所述加强构件(15)和框架是由不同材料制成的。
18.如前述任一项权利要求所述的球类运动的球拍，其特征在于所述加强构件(15)被成形为肋和/或筋条。
19.一种用于生产球类运动的球拍的方法，所述球拍包括一个框架，该框架包括一个头部区域(3)和一个手柄部分，具体来说，所述球拍是按照权利要求1至16中任一项所述的球类运动的球拍，所述方法包括下述步骤(a)叠放多层材料以便形成球拍框架，(b)将多层结构放入一个模具，然后模制和硬化所述结构；其中在球拍的头部区域(3)中，在至少两个区段(17)内形成相对于框架横向延伸的加强构件(15)；以及(c)从模具中取出球类运动的球拍。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于形成框架的材料层包括在提高的温度和/或提高的压力下模制和硬化的碳纤维复合材料。
21.如权利要求19至20中任一项所述的方法，其特征在于所述模制和硬化在压力机中进行。
全文摘要
本发明涉及球拍，特别是显示特别适当的刚性和/或强度性能的网球球拍或壁球球拍。为此目的，本发明的球类运动的球拍包括共同构成框架的球拍头部、心形区域和手柄部分，其中在球拍头部的区域内形成的各区段沿在球拍头区域中的框架布置的筋条。
文档编号A63B59/00GK1533815SQ200410007249
公开日2004年10月6日 申请日期2004年2月27日 优先权日2003年2月27日
发明者于尔根·维尔克, 赫尔福里德·拉默, 于尔根 维尔克, 里德 拉默 申请人:黑德技术有限公司