Die Erfindung bezieht sich auf ein Rohr nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1, sowie auf einen Golfschläger.
Es sind Rohre bekannt, die durch Ziehen von Metall, oder durch Wickeln von Matten aus faserverstärkten Kunstharz-Werkstoffen, oder durch Wickeln von Fasern hergestellt sind. Diese Rohre sind relativ leicht, haben aber eine eher mässige Biegeelastizität. Die Rohre haben schlechte schwingungsdämpfende Eigenschaften. Die Dämpfungseigenschaften müssen nachträglich durch den Ein- oder Anbau von dämpfenden Elementen verbessert werden. Alle diese Rohre haben für gewisse Anwendungen ungenügende Dämpfungseigenschaften.
Auch herkömmliche Schäfte von Golfschlägern sind z.B. entweder gezogene Metallrohre oder aus Faserwerkstoffen gewickelte Rohre. Metallrohre zeichnen sich durch gute Elastizität aus, haben aber ein relativ hohes Gewicht und schlechte Dämpfungseigenschaften. Gewickelte Rohre aus Faserwerkstoffen zeichnen sich durch geringes Gewicht bei mässiger Elastizität aus: die Dämpfungseigenschaften sind aber für viele Anwendungen ungenügend. Die dämpfenden Eigenschaften von konventionell hergestellten Rohren aus Faserwerkstoffen, wie ziehen oder wickeln sind kaum ausreichend und müssen daher nachträglich eingebaut werden.
EP 0 662 391 A2 beschreibt ein Rohr mit der Struktur nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, ein Rohr von hoher Elastizität, gutem Torsionsverhalten und geringem Gewicht zu schaffen. Gleichzeitig soll das Rohr gute schwingungsdämpfende Eigenschaften haben. Es ist weiter eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Golfschläger mit einem Schaft zu schaffen, der hohe Elastizität, gute Torsionssteifigkeit und geringes Gewicht aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss mit einem Rohr gelöst, das die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 aufweist. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen des Rohres. Der Golfschläger nach der Erfindung weist einen Schaft aus einem Rohr nach der Erfindung auf.
Die Drähte können beispielsweise aus Metall, Kohlefaser, Glas oder Kevlar bestehen. Bei den Drähten kann es sich um einzelne Drähte handeln, aber der Aufbau dieser Drähte kann auch litzenartig, oder der Draht kann ein Geflecht sein. Gut geeignet sind beispielsweise Drähte, wie sie für Klaviersaiten verwendet werden. Es ist auch denkbar, Drähte aus verschiedenen Werkstoffen und/oder mit verschiedenem Aufbau in einem Rohr zu verwenden. Die Drähte selbst können wiederum rohr- oder röhrchenförmig ausgebildet sein. Die Drähte haben mit Vorteil einen Durchmesser von etwa 0.2 mm bis 0.5 mm, wobei natürlich auch Drähte mit anderem Durchmessern geeignet sind.
Ein Rohr nach der Erfindung kann beispielsweise wie folgt hergestellt werden. Auf einen Wickelkörper wie etwa einem Wickeldorn wird eine erste Faserschicht aufgewickelt. Dies kann mit einer Wickelmaschine erfolgen, welche die Fäden oder Fasern, einer neben dem andern oder jede Windung in einem bestimmten Abstand zur nächsten auf den Wickeldorn wickelt. Diese erste Wickelschicht, bzw. gewickelte Schicht kann mit einem Kunstharz bestrichen und getränkt werden. Dann können die Längsdrähte auf die gewickelte Schicht gebracht werden. Die Längsdrähte können wiederum mit Kunstharz überstrichen und in diesen eingebettet werden. Die Längsdrähte können also zusammen mit dem dazwischen liegenden Kunstharz eine Längsdrahtschicht bilden. Über die Längsdrähte können weitere gewickelte Schichten und auf diese wieder Längsdrähte aufgebracht werden, bis das Rohr den richtigen Aufbau aufweist. Wenn eine nur lose gewickelte Schicht über einer Drahtschicht liegt und auf diese lose gewickelte Schicht weitere Drähte so gelegt werden, dass die Drähte der zweiten Schicht von Längsdrähten zwischen denjenigen der ersten Schicht von Längsdrähten liegen, können die längs verlaufenden Drähte der ersten und der zweiten Schicht, mit einer weiteren, hart gewickelten Schicht zu einer Schicht zusammengeführt werden. Die lose gewickelte Schicht verläuft dann wellenförmig um die längs verlaufenden Drähte dieser zusammengeführten Schicht. Die lose gewickelte Schicht kann abwechselnd über dem einen Draht und unter dem nächsten, benachbarten Draht verlaufen. Es ist aber auch denkbar, dass die lose gewickelte Schicht über und unter mehr als einem benachbarten Längsdraht verläuft. Hier sind eine Vielzahl von Strukturen denkbar.
Das Rohr nach der Erfindung weist die erforderlichen Eigenschaften wie hohe Elastizität, hohe Torsionsfestigkeit, bei geringem Gewicht auf, die beispielsweise für den Schaft eines Golfschlägers notwendig sind. Darüber hinaus, können die schwingungsdämpfenden Eigenschaften wenn nötig mit einfachen Mitteln und Massnahmen verändert werden, indem an bestimmten Stellen im oder um das Rohr Dämpfungselemente ein- oder angebracht werden. Als Dämpfungselemente sind Schaumstoffe geeignet. Im Innern des Rohres kann beispielsweise Granulat aus Elastomer, wie Latex verwendet werden. Das Granulat kann in einen Schaumstoff eingebettet sein.
Das Rohr nach der Erfindung ist ausserordentlich biege- und knickfest, verfügt also über eine gute Biegewiderstandsfestigkeit. Darüber hinaus weist das Rohr sehr gute Zugfestigkeitseigenschaften auf.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in den schematischen Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Metalldrähte 3, vorzugsweise aus Federstahl oder Titan, in Längsrichtung des Rohres 6 von Fig. 1, sind auf einem Radius R um den Mittelpunkt des Rohres 6, angeordnet. Durch das Anordnen der Metalldrähte auf einem Radius R ergibt sich eine hohe Steifigkeit des Rohres 6, die mit der Zunahme des Radius R ebenfalls zunimmt.
Der Kern des Rohres 6 kann aus einem Schaumstoff 1 sein und kann auch als Trägerkern für die erste gewickelte Faserwerkstoffzone 2 dienen. Dieser Schaumstoffkern 1 dient gleichzeitig auch zur Dämpfung der Schwingungen. Die Wirkung der Dämpfung kann noch gesteigert werden, indem Dämpfungskörper 9, vorzugsweise Gummigranulat, in den Schaumstoffkern 1 eingelagert werden, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Das Rohr 6 kann auch vollständig mit einem Dämpfungskörper gefüllt sein.
Als Faserwerkstoffe für die gewickelte Schicht kann irgend ein wickelbarer faser-, draht- oder fadenartiges Material wie Glasfaser, Kohlefaser, Kevlar, Textilfaden, Kunststoffaden oder Filamentfaden verwendet werden.
Die erste Faserwerkstoffzone 2, vorzugsweise Kohlefasern, wird zusammen mit einem Klebstoff auf den Schaumstoffkern 1 oder einen Wickeldorn gewickelt. Fig. 1.
Auf die Faserwerkstoffzone 2 folgen die Metalldrähte 3, Fig.1. Mehrere Lagen Metalldrähte 3 sind auch möglich. Diese Metalldrähte 3 werden mit speziellen Einrichtungen angebracht. Diese Einrichtungen und das Verfahren werden später noch genau beschrieben. Es können mehrere Faserwerkstoffzonen und/oder Zonen mit Metalldrähten, in der Wand eines Rohres vorgesehen sein. In einem nächsten Schritt wird die Faserwerkstoffzone 4 mit einem Klebstoff über die Metalldrähte 3 gewickelt, Fig. 1.
Der Raum zwischen den Faserwerkstoffzonen 2 und 4 und zwischen den Metalldrähten 3 wird vom Klebstoff ausgefüllt.
Das ganze Rohr 6 wird, wie vorgängig beschrieben, schrittweise und in einem einzigen ununterbrochenen Fabrikationsprozess hergestellt. Nach dem Aushärten des Klebstoffes werden die Rohre 6 noch konfektioniert, d.h. abgelängt, bedruckt etc.
Je nach Anzahl Metalldrähte 3 kann die Aussenkontur des Rohres 6 rund. als Polygonzug oder wellenförmig gestaltet werden, Fig. 5a bis c. Die wellenförmige Aussenkontur, wie sie in Fig. 5c gezeigt ist, kann beispielsweise mit einem Formwerkzeug erhalten werden, in welchem das Rohr ausgehartet wird.
Da die Rohre 6 z.B. bei einem Golfschläger nur in einer bevorzugten Richtung auf Torsion beansprucht sind, können die Faserwerkstoffzonen 2 und 4 in eine Richtung bevorzugt gewickelt werden. Zusammen mit dem Verwenden von Metalldrähten 3 ergibt dies eine schlanke Bauart und damit eine grosse Einsparung an Faserwerkstoffen.
Die Rohre 6 können auch ohne Schaumstoffkern 1 ausgeführt werden. Entfällt der Schaumstoffkern, dann kann für das Wickeln ein spezieller wieder entfernbarer Wickeldorn verwendet werden.
Die Rohr - Querschnitte können beliebig ausgebildet werden. Die Fig. 6a bis f zeigt nur einige Beispiele. Fig. 6a zeigt einen kreisförmigen Querschnitt. Fig. 6b zeigt einen ovalen bzw. elliptischen Querschnitt. Fig. 6c zeigt einen tropfen- bzw. eiförmigen Querschnitt, Fig. 6d einen rechteckigen Querschnitt und Fig. 6e einen quadratischen Querschnitt. Fig. 6f schliesslich zeigt einen parallelepipedförmigen Querschnitt.
In Längsrichtung können die Rohre 6 ebenfalls verschieden ausgebildet sein. Fig.7 zeigt einige Beispiele. Fig. 7a zeigt im schematischen Querschnitt ein konisches Rohr, Fig. 7b ein zylindrisches Rohr, Fig. 7c ein konkaves und Fig. 7d ein konvexes oder tonnenförmiges Rohr.
Wie in der Längsansicht von Fig. 2 dargestellt, kann die Wandstärke des Rohre 6, über die gesamte Länge I konstant sein oder sie kann sich über die Länge I verteilt verjüngen.
Wenn das Rohr 6 ein hohes Torsionswiderstandsmoment, also gegen das Verdrehen hohen Widerstand haben soll, können die Metalldrähte 3 auch verwunden / verdreht zur Längsrichtung des Rohres 6 in der Wand eingebaut sein, was in Fig. 8 schematisch veranschaulicht ist.
An Stelle von Metalldrähten 3, könnten auch Faserwerkstoffe verwendet werden.
Die Dämpfungsmittel, z.B. ein Schaumstoffkern 1 oder der Schaumstoffkern 1 mit eingelagerten Dämpfungskörpern 9, wie Gummigranulat, kann auch nur partiell auf der Länge I verteilt angebracht sein, was in Fig. 9 schematisch veranschaulicht ist. In einem Rohr 6 können auch mehrere Dämpfungskörper 9 mit verschiedenem Aufbau und/oder aus verschiedenen Materialien vorhanden sein
In Fig. 10 a sind die Längsdrähte selbst als Röhrchen ausgebildet. Längsdrähte mit Litzenstruktur, sind in Fig. 10 b gezeigt. Fig. 10 d zeigt den Aufbau eines Rohrs, bei welchem eine Wickelschicht 10 die längs verlaufenden Drähte abwechselnd innen und aussen umschlingt. Wie eine derartige Wickelschichtzone hergestellt werden kann, zeigt Fig. 10c. Die lose gewickelte Wickelschicht 10 liegt auf den inneren Drähten 3 und auf der Wickelschicht 10 liegen die äusseren Drähte 3. Wenn die darauf folgende, äussere Wickelschicht 4 hart gewickelt wird, werden die Drähte 3 in die Schicht wischen der äusseren Wickelschichtzone 4 und der inneren Wickelschichtzone 2 gebracht, wie dies in Fig. 10 d gezeigt ist. Die Drähte 3 könnten auch mit einer Pressform in eine Schicht 3 zwischen der äusseren Wickelschichtzone 4 und der inneren Wickelschichtzone 2 gepresst werden. Es ist auch möglich die innen und aussenliegenden Drähte 3 so zueinander anzuordnen, dass die bezogen auf die Wickelschicht 10 innen liegenden und aussen liegenden Drähte, auf verschiedenen Radien R liegen, d.h. dass sie verschiede Abstände zum Zentrum des Rohres haben.
Fig. 10 e zeigt schematisch die Anordnung der Drähte 3 in drei Gruppen, die über den Umfang verteilt sind. Schliesslich zeigt Fig. 10 f eine Anordnung von Drähten 3 in vier Gruppen, die in verschiedenen Winkel-Abständen zueinander angeordnet sind. Alle Gruppen haben den gleichen Abstand zur Zentralachse des Rohrs. Die Gruppen von längs verlaufenden Drähten könnten auch verschiedene Abstände zur Zentralachse haben.