(19) |
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(11) |
EP 3 016 721 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
(45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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11.09.2019 Patentblatt 2019/37 |
(22) |
Anmeldetag: 04.07.2014 |
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(51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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(86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2014/064300 |
(87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2015/001077 (08.01.2015 Gazette 2015/01) |
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(54) |
MAGNESIUMSCHLÄGER
RACKET OR CLUB CONSISTING OF MAGNESIUM
RAQUETTE EN MAGNÉSIUM
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL
NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
(30) |
Priorität: |
04.07.2013 DE 102013011174
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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11.05.2016 Patentblatt 2016/19 |
(73) |
Patentinhaber: Head Technology GmbH |
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6921 Kennelbach (AT) |
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(72) |
Erfinder: |
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- LAU, Daniel
A-6850 Dornbirn (AT)
- ROSENKRANZ, Harald
A-6923 Lauterach (AT)
- SCHWENGER, Ralf
88171 Weiler-Simmerberg (DE)
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(74) |
Vertreter: Vossius & Partner
Patentanwälte Rechtsanwälte mbB |
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Siebertstrasse 3 81675 München 81675 München (DE) |
(56) |
Entgegenhaltungen: :
WO-A1-80/02510 US-A- 5 551 689 US-B1- 6 234 921
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US-A- 1 587 919 US-A1- 2003 054 908
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rahmens für
einen Ballspielschläger, der Magnesium aufweist.
[0002] Als Material für den Rahmen eines Ballspielschlägers, insbesondere eines Tennisschlägers,
sind bereits die unterschiedlichsten Materialien vorgeschlagen worden. Technisch durchgesetzt
haben sich jedoch nach anfänglichen Holzschlägern lediglich Aluminiumschläger, deren
Rahmen aus einem Aluminiumprofil gebogen wird, und glasfaserverstärkte Schläger und
insbesondere karbonfaserverstärkte Schläger, deren Rahmen aus einem oder mehreren
sogenannten Prepregschläuchen geformt wird.
[0003] Ferner ist beispielsweise aus der
US 3,874,667 bekannt, Magnesium als Material für den Rahmen von Ballspielschlägern einzusetzen.
Der in der
US 3,874,667 offenbarte Schläger besteht aus einem massiven Metallrahmen. Ein solcher massiver
Metallrahmen kann den heutzutage üblichen Anforderungen an das Gewicht und die Spielbarkeit
eines Ballspielschlägers nicht gerecht werden. In der
US 2003/0054908 A1 sind Ballspielschläger aus faserverstärktem synthetischen Harz beschrieben, deren
Rahmen abschnittsweise mit Aluminium- oder Magnesiumstreifen verstärkt sind. Ferner
werden in der
US 5,551,689 B1 Ballspielschläger aus unterschiedlichsten Materialien, u.a. auch Magnesium, sowie
verschiedene Herstellungsverfahren beschrieben.
[0004] Wird jedoch, wie heutzutage in der Regel üblich, der Rahmen für einen Ballspielschläger
im Schlauchblasverfahren aus Prepreglagen hergestellt, so ist es ausgesprochen anspruchsvoll,
die Wandstärke des Rahmens gezielt zu variieren, um Einfluss auf die lokale Steifigkeit
des Rahmens und die Gewichtsverteilung desselben zu nehmen. Wird der Rahmen andererseits
aus einem Aluminiumhohlprofil gebogen, so ist die Wandstärke des Rahmenprofils in
der Regel konstant, da Aluminiumprofile mit konstantem Querschnitt verwendet werden.
[0005] Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein Herstellungsverfahren für
einen Rahmen für einen Ballspielschläger bereitzustellen, das es erlaubt, gezielt
die Steifigkeit des Rahmens über die Variation der Wandstärke lokal zu optimieren
und eine optimale Gewichtsverteilung zu erzielen, wobei das Gesamtgewicht des Schlägers
möglichst gering gehalten werden soll.
[0006] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Rahmens für einen Ballspielschläger
gemäß Anspruch 1 gelöst. Der erfindungsgemäß hergestellte Rahmen für einen Ballspielschläger,
insbesondere für einen Tennisschläger, weist einen Kopfabschnitt und einen Griffabschnitt
auf. Der Rahmen ist als Hohlprofil ausgebildet und weist Magnesium auf, wobei die
Wandstärke des Hohlprofils entlang eines Querschnitts durch das Rahmenhohlprofil variiert.
[0007] Unter dem Begriff "Hohlprofil" wird dabei im Kontext der vorliegenden Erfindung ein
echtes Hohlprofil verstanden, das lediglich durch eine Rahmenwand gebildet wird, die
einen Hohlraum umschließt, wobei dieser Hohlraum frei von zusätzlichen Wänden, Streben
und dergleichen ist. Mit anderen Worten werden erfindungsgemäß mechanischen Eigenschaften
wie Biegesteifigkeit und Eigenfrequenzen im Wesentlichen ausschließlich durch die
variable Wandstärke des Hohlprofils bestimmt, ohne dass es beispielsweise zusätzlicher
Stabilisierungsstreben bedürfte.
[0008] Es hat sich im Rahmen der Erfindung herausgestellt, dass sich Magnesium bzw. Magnesiumlegierungen
für ein Rahmenhohlprofil für einen Ballspielschläger verwenden lassen. Die dabei zum
Einsatz kommenden Fertigungstechniken erlauben vorteilhaft eine gezielte Variation
der Wandstärke des Hohlprofils, insbesondere auch entlang eines Querschnitts durch
das Rahmenhohlprofil. Unter dem Querschnitt durch das Rahmenhohlprofil wird im Kontext
der vorliegenden Erfindung ein Schnitt senkrecht zur Kontur des Rahmenprofils verstanden.
Mithilfe des allgemein üblichen Schlauchblasverfahrens ist eine gezielte Variation
der Wandstärke entlang eines solchen Querschnitts durch das Rahmenhohlprofil praktisch
unmöglich, da die Prepreglagen in der Regel so gewickelt werden, dass sie sich entlang
eines solchen Querschnitts durch das Rahmenhohlprofil erstrecken. Üblicherweise können
beim Schlauchblasverfahren lediglich verschiedene Querschnittsformen und/oder -dimensionen
realisiert werden.
[0009] Erfindungsgemäß wird der Rahmen mithilfe von Magnesiumspritzgusstechniken gemäß dem
sogenannten Thixoverfahren hergestellt. Unter Verwendung dieser Technik lässt sich
die Wandstärke auf einfache Weise durch
entsprechende Ausbildung der Spritzgussform gezielt variieren. Besonders bevorzugt
ist dabei die sogenannte Schmelzkerntechnik, bei der ein Spritzgussformkern nach dem
Ausformen des Rahmens geschmolzen wird.
[0010] Es ist ferner bevorzugt, dass die Wandstärke des Hohlprofils nicht nur entlang eines
Querschnitts durch das Rahmenhohlprofil variiert, sondern zusätzlich auch in Längsrichtung
des Rahmens, d.h. entlang der Rahmenkontur variiert. So ist bevorzugt die Wandstärke
im Herzbereich bzw. im Übergang zwischen Brücke und Kopfabschnitt des Rahmens größer
als im restlichen Kopfabschnitt.
[0011] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform beträgt die Variation der Wandstärke entlang
mindestens eines Quer- und/oder Längsschnitts bezogen auf die minimale Wandstärke
mindestens 25 %, bevorzugt mindestens 50 %, stärker bevorzugt mindestens 75 % und
besonders bevorzugt mindestens 100 %.
[0012] Unter Verwendung von Magnesium und/oder Magnesiumlegierungen lassen sich mithilfe
insbesondere von Magnesiumspritzguss besonders dünne Wandstärken erzielen. So ist
die Wandstärke des erfindungsgemäßen Rahmens gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
abschnittsweise dünner als 1 mm, bevorzugt dünner als 0,8 mm, stärker bevorzugt dünner
als 0,7 mm und besonders bevorzugt dünner als 0,6 mm.
[0013] Das Rahmenprofil des erfindungsgemäßen Rahmens weist im Kopfabschnitt bevorzugt einen
Außenabschnitt, der nach außen weist, einen Innenabschnitt, der nach innen zur Bespannung
weist, und zwei Seitenabschnitte auf, wobei zumindest abschnittsweise die Wandstärke
des Innen- und/oder Außenabschnitts dicker ist als die Wandstärke der Seitenabschnitte.
Hierbei muss das Rahmenprofil nicht rechteckig ausgebildet sein. Vielmehr können weitere
Abschnitte einen fließenden Übergang vom Innen- bzw. Außenabschnitt zu den beiden
Seitenabschnitten bilden, sodass ein Vieleck, ein Rechteck mit abgerundeten Ecken
oder dergleichen entsteht. Gemäß einer alternativen bevorzugten Ausfuhrungsform ist
zumindest abschnittsweise die Wandstärke des Innen- oder Außenabschnitts dünner als
die Wandstärke der Seitenabschnitte. Zusätzlich oder alternativ hierzu kann zumindest
abschnittsweise die Wandstärke des Innenabschnitts dünner oder dicker als die Wandstärke
des Außenabschnitts ausgebildet sein.
[0014] Der Rahmen weist bevorzugt mindestens 50 Gew.-%, stärker bevorzugt mindestens 80
Gew.-%, noch stärker bevorzugt mindestens 90 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens
95 Gew.-% Magnesium auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Rahmen
eine Magnesiumlegierung, bevorzugt eine faser- oder partikelverstärkte Legierung,
besonders bevorzugt SAE SiC/AZ91 auf. Besonders bevorzugt ist im Wesentlichen der
gesamte Rahmen aus einer solchen Legierung gefertigt. Zusätzlich kann der Rahmen lokal
mit Kohle- und/oder Glasfasermaterial verstärkt sein. Eine solche Verstärkung ist
bevorzugt im Bereich des Übergangs zwischen Kopfabschnitt und Griffabschnitt vorgesehen.
[0015] Erfindungsgemäß muss der Magnesium- bzw. Magnesiumlegierungsanteil nicht gleichmäßig
über den Ballspielschlägerrahmen verteilt sein. Vielmehr ist es auch bevorzugt, dass
der Rahmen einen Rahmenabschnitt aufweist, der Magnesium aufweist, wobei die Wandstärke
des Hohlprofils entlang eines Querschnitts durch diesen Rahmenabschnitt variiert.
In diesem Fall weist bevorzugt der Rahmen in diesem Rahmenabschnitt mindestens 50
Gew.-%, stärker bevorzugt mindestens 80 Gew.-%, noch stärker bevorzugt mindestens
90 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 95 Gew.-% Magnesium auf. Bei dieser bevorzugten
Ausführungsform können ein oder mehrere Bauteile separat aus Magnesium oder einer
Magnesiumlegierung gefertigt, insbesondere spritzgegossen, werden. Diese Bauteile
können dann zusammen mit den Prepreglagen in eine Schlauchblasform eingelegt und gemeinsam
mit den Prepreglagen verpresst werden. Bei diesen separaten Bauteilen kann es sich
um einzelne Abschnitte des Kopfabschnitts oder des Griffbereichs handeln. Besonders
bevorzugt ist erfindungsgemäß jedoch ein separater Herzbereich vorgesehen, der aus
Magnesium besteht oder Magnesium bzw. Magnesiumlegierungen aufweist, da sich in diesem
Bereich mit einer entsprechenden Variation der Wandstärke besonders vorteilhafte Effekte
erzielen lassen.
[0016] Der das Magnesium aufweisende Rahmenabschnitt besteht bevorzugt aus zwei Rahmenabschnittshälften,
die miteinander verschweißt, verpresst und/oder verklebt sind. Weist der gesamte Rahmen
Magnesium auf, so besteht bevorzugt der gesamte Rahmen aus zwei Rahmenhälften, die
miteinander verschweißt, verpresst und/oder verklebt sind. Die Rahmenhälften bzw.
Rahmenabschnittshälften sind bevorzugt identisch, wobei jede der beiden Rahmenhälften
bzw. Rahmenabschnittshälften im Bezug auf die Rahmenlängsachse bzw. Rahmenabschnittlängsachse
asymmetrisch ausgebildet ist. Auf diese Weise lassen sich mithilfe des Spritzgussverfahrens
auf besonders einfache Weise zwei identische Hälften herstellen, die dann beim Verbinden
ineinandergreifen.
[0017] Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Rahmens
bzw. Rahmenabschnitts für einen Ballspielschläger. Bei dem mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellten Rahmen handelt es sich bevorzugt um einen Rahmen mit den oben
beschriebenen Eigenschaften. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Herstellung eines Rahmens oder Rahmenabschnitts werden eine Spritzgussform
und ein Kern bereitgestellt, wobei der Kern bevorzugt aus einem Material mit einer
Schmelztemperatur unterhalb der Schmelztemperatur oder Wärmebeständigkeitstemperatur
des Rahmenmaterials besteht. Bevorzugt ist die Schmelztemperatur des Kernmaterials
kleiner als 400°C, besonders bevorzugt kleiner als 370°C. Es ist ferner bevorzugt,
dass die Schmelztemperatur des Kernmaterials über 190°C, besonders bevorzugt über
200°C liegt. Der Rahmen (oder ein Rahmenteil) wird dann, bevorzugt mit Hilfe des Thixoverfahrens,
durch Einbringen eines Materials, das Magnesium aufweist, zwischen Spritzgussform
und Kern geformt. Das Kernmaterial wird dabei so gewählt, dass während des Ausformens
des Rahmens nicht genügend Wärmeenergie in den Kern eingebracht wird, um diesen aufzuschmelzen,
wobei ein leichtes Erweichen unter Umständen toleriert werden kann. Nachdem der Rahmen
geformt, aus der Form entnommen und soweit erkaltet ist, dass er seine Form stabil
behält, wird der Kern, bevorzugt durch Erhitzen des gesamten Schlägers über die Schmelztemperatur
des Kerns, geschmolzen, so dass das Kernmaterial aus dem durch den Rahmen gebildeten
Hohlraum austreten kann. Dabei wird die Wärmebeständigkeitstemperatur des Rahmens
bevorzugt nicht überschritten.
[0018] Das Kernmaterial weist bevorzugt eines oder eine Kombination der folgenden Materialien
auf oder besteht aus einem oder einer Kombination der folgenden Materialien: Legierungen
auf Zinnbasis (bevorzugt mind. 50% Zinn und wahlweise Zink, Bismut, Antimon, Kupfer,
Silber, Blei, Indium), Legierungen auf Bismutbasis (bevorzugt mind. 50% Bismut und
wahlweise Zinn, Silber, Germanium), Legierungen auf Bleibasis (bevorzugt mind. 50%
Blei und wahlweise Zinn, Antimon, Bismut, Silber, Indium), Legierungen auf Zinkbasis
(bevorzugt mind. 50% Zink), Zink-Druckguss-Legierungen wie z.B. ZnAl4, ZnAl4Cu1, ZnA14Cu3,
Legierungen auf Indiumbasis, Glas, Kunststoff mit oder ohne Glasfaserverstärkung wie
z.B. Polyamid. Besonders bevorzugt sind metallische Integral-Schaumkerne basierend
auf diesen niedrigschmelzenden Legierungen. Diese können beispielsweise im Druckguss
hergestellt werden. Durch Hinzufügung eines Treibmittels entsteht ein Integralschaum
mit geschlossener Außenhaut. Die relative Dichte kann beispielsweise 50% bis 100%
der absoluten Materialdichte betragen. Somit wird durch Verwendung eines Schaums beispielsweise
nur die halbe Materialmenge im Vergleich zu einem Vollkern benötigt.
[0019] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung eines Rahmens werden eine Spritzgussform und ein Kern bereitgestellt,
wobei der Kern aus einem Salz besteht. Der Rahmen (oder ein Rahmenteil) wird dann,
bevorzugt mit Hilfe des Thixoverfahrens, durch Einbringen eines Materials, das Magnesium
aufweist, zwischen Spritzgussform und Kern geformt. Nachdem der Rahmen geformt, aus
der Form entnommen und soweit erkaltet ist, dass er seine Form stabil behält, wird
der Kern durch Einbringen von Wasser in den durch den Rahmen gebildeten Hohlraum aus
diesem ausgewaschen bzw. aufgelöst.
[0020] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung eines Rahmens kann der Kern auch aus einem säurelöslichen Material,
z.B. auf Glasbasis, bestehen, so dass der Kern nach dem Formen des Rahmens mit Hilfe
einer Säure aus dem Rahmen entfernt werden kann.
[0021] Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Herstellung eines Rahmens werden zunächst zwei Rahmenhälften aus einem Material
gegossen, das Magnesium aufweist. Bevorzugt erfolgt dies mithilfe des sogenannten
Thixoverfahrens. Anschließend werden die beiden Rahmenhälften zu einem Rahmen verbunden.
[0022] Beim erfindungsgemäßen Verfahren dieser zweiten Ausführungsform zur Herstellung eines
Rahmenabschnitts werden zunächst zwei Rahmenabschnittshälften aus einem Material,
das Magnesium aufweist, gegossen und dann die beiden Rahmenabschnittshälften zu einem
ersten Rahmenabschnitt verbunden. Um aus diesem ersten Rahmenabschnitt einen Rahmen
für einen Ballspielschläger herzustellen, wird ein zweiter Rahmenabschnitt bereitgestellt
und der erste und zweite Rahmenabschnitt zu einem Rahmen verbunden. Erfindungsgemäß
kann es sich dabei beim zweiten Rahmenabschnitt um einen unfertigen Abschnitt handeln,
beispielsweise um einen Prepregschlauch, sodass das Fertigstellen des zweiten Rahmenabschnitts
und das Verbinden des zweiten Rahmenabschnitts mit dem ersten Rahmenabschnitt in einem
Verfahrensschritt erfolgen.
[0023] Das Spritzgießen des Magnesium aufweisenden Materials erfolgt bevorzugt bei Temperaturen
zwischen 500°C und 800°C, besonders bevorzugt bei Temperaturen zwischen 550°C und
700°C. Das Einspritzen des Materials in die Gussform erfolgt dabei vorzugsweise in
weniger als 80 ms, besonders bevorzugt in weniger als 60 ms und besonders bevorzugt
in weniger als 50 ms.
[0024] Der Schritt des Verbindens der beiden Rahmenhälften bzw. Rahmenabschnittshälften
weist vorzugsweise ein Verschweißen und/oder Verpressen und/oder Verkleben auf. Ferner
sind die zwei Rahmenhälften bzw. Rahmenabschnittshälften bevorzugt identisch, wobei
jede der beiden Rahmenhälften bzw. Rahmenabschnittshälften im Bezug auf die Längsache
asymmetrisch ausgebildet ist.
[0025] Der erfindungsgemäße Rahmen für einen Ballspielschläger weist eine Reihe von technischen
Vorteilen gegenüber dem Stand der Technik auf. Obwohl Magnesium eine höhere Dichte,
eine geringere spezifische Steifigkeit und eine geringere spezifische Festigkeit als
übliche Prepregmaterialien aufweist, lässt sich ein Rahmen für einen Ballspielschläger
aus Magnesium bzw. aus Magnesiumlegierungen bei gleichem Gewicht besser im Hinblick
auf Steifigkeit und Festigkeit optimieren, da die Wandstärke auf einfache Art und
Weise optimal ausgelegt werden kann. Die Verwendung von Magnesiumspritzguss erlaubt
eine automatisierte Fertigung mit geringen Zykluszeiten von ca. 35 Sekunden. Eine
Vor- und Nachbearbeitung, die bei herkömmlichen Perpregverfahren oftmals händisch
erfolgen, entfallen praktisch völlig. Spritzguss erlaubt ferner eine hervorragende
Produktionsstabilität und erlaubt es, mithilfe einer definierten Spritzgussform exakt
die gewünschte Struktur zu fertigen.
[0026] Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Rahmens anhand
der Figuren näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1
- eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Rahmens;
- Fig. 2
- eine perspektivische Ansicht einer Rahmenhälfte des Rahmens gemäß Figur 1;
- Fig. 3
- eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Herzbereichs des Rahmens gemäß Figur
2;
- Fig. 4
- eine perspektivische Ansicht des Übergangs vom Griffabschnitt in den Herzbereich des
Rahmens gemäß Figur 2;
- Fig. 5
- eine perspektivische Ansicht eines Abschnitts des Kopfabschnitts des Rahmens gemäß
Figur 2;
- Fig. 6
- einen perspektivischen Querschnitt durch den Kopfabschnitt des Rahmens gemäß Figur
1;
- Fig. 7
- einen perspektivischen Querschnitt durch die Brücke des Rahmens gemäß Figur 1;
- Fig. 8
- einen perspektivischen Längsschnitt durch den Griffabschnitt des Rahmens gemäß Figur
1;
- Fig. 9
- eine Draufsicht auf ein separates Bauteil für einen Rahmen gemäß einer bevorzugten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 10
- eine Seitenansicht betrachtet von der Bespannungsebene auf das Bauteil aus Figur 9;
- Fig. 11
- eine Seitenansicht von einer Figur 10 gegenüberliegenden Seite auf das Bauteil gemäß
Figur 9;
- Fig. 12
- eine perspektivische Ansicht des Bauteils gemäß Figur 9; und
- Fig. 13
- eine weitere perspektivische Ansicht des Bauteils gemäß Figur 9.
[0027] Figur 1 zeigt in perspektivischer Ansicht einen Rahmen für einen Ballspielschläger
gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Rahmen ist
als Hohlprofil ausgebildet und weist einen Kopfabschnitt 1 zur Aufnahme einer nicht
dargestellten Bespannung, einen Griffabschnitt 2 und einen Herzbereich 3 auf, der
zwei Arme 4a und 4b sowie eine Brücke 5 aufweist. Der Rahmen dieser bevorzugten Ausführungsform
setzt sich aus zwei identischen Rahmenhälften zusammen, die in Bezug auf die Rahmenlängsachse
asymmetrisch ausgebildet sind. Eine dieser beiden identischen Rahmenhälften ist in
perspektivischer Ansicht in Figur 2 gezeigt.
[0028] Wie in Figur 2 zu erkennen ist, ist die Asymmetrie der Rahmenhälfte derart vorgesehen,
dass die beiden Rahmenhälften beim Zusammenfügen miteinander in Eingriff treten können.
Im vergrößerten Ausschnitt von Figur 3, die den Herzbereich 3 der Rahmenhälfte aus
Figur 2 zeigt, ist dies besonders deutlich zu erkennen: So können beispielsweise die
vorstehenden Stege 5a der Brücke 5 mit den stufenförmigen Abschnitten 5b der Brücke
5 der jeweils anderen Rahmenhälfte in Eingriff treten. Dies ermöglicht ein bündiges
Verbinden der beiden Rahmenhälften zu einem Rahmen. In ähnlicher Weise weist der Kopfabschnitt
(vgl. Figur 5) Bereiche mit vorstehenden Stegen 1a und stufenförmigen Abschnitten
1b auf.
[0029] In der dargestellten bevorzugten Ausführungsform bildet die Stufe eine Art Anschlag
für die zweite Rahmenhälfte und Steg und Stufe können beispielsweise miteinander verschweißt
oder verklebt werden. Alternativ oder zusätzlich können die Rahmenhälften auch beispielsweise
Vorsprünge und Nuten oder ähnliche Bereiche aufweisen, die es erlauben, die beiden
Rahmenhälften miteinander zu verrasten.
[0030] In Figur 6 ist ein Querschnitt durch das Rahmenhohlprofil des Rahmens der Figur 1
im Bereich des Kopfabschnitts 1 dargestellt. Wie in Figur 6 deutlich zu sehen ist,
kann die Wandstärke des Rahmenhohlprofils erfindungsgemäß entlang eines Querschnitts
durch das Rahmenhohlprofil ganz erheblich variieren. In der dargestellten bevorzugten
Ausführungsform weist das Rahmenprofil im Bereich des Kopfabschnitts einen Außenabschnitt
7, einen Innenabschnitt 6 und zwei Seitenabschnitte 8a und 8b auf, wobei im dargestellten
Querschnitt die Wandstärke des Innenabschnitts 6 und des Außenabschnitts 7 erheblich
größer ist als die Wandstärke der beiden Seitenabschnitte 8a und 8b. Dabei findet
ein kontinuierlicher bzw. allmählicher Übergang von der Wandstärke des Innen- bzw.
Außenabschnitts hin zu den beiden Seitenabschnitten statt. Ein solches fein abgestimmtes
Querschnittsprofil ließe sich mithilfe des herkömmlichen Schlaublasverfahrens nicht
erzielen. Wird jedoch Magnesium bzw. eine Magnesiumlegierung spritzgegossen, lässt
sich ein solches Querschnittsprofil auf einfache Weise durch entsprechende Ausgestaltung
der Spritzgussform gestalten, wobei das Querschnittsprofil zusätzlich entlang der
Rahmenkontur in Längsrichtung variieren kann.
[0031] In Figur 7 ist ein Querschnitt durch das Hohlprofil im Bereich der Brücke 5 dargestellt.
Auch hier variiert die Wandstärke des Hohlprofils, wenn auch die Variation nicht so
ausgeprägt ist wie im Beispiel der Figur 6.
[0032] Eine zusätzliche Variation der Wandstärke in Längsrichtung des Rahmens, d.h. entlang
der Rahmenkontur, ist in Figur 8 zu sehen, die einen Längsschnitt durch den Griffabschnitt
2 des Rahmens der Figur 1 zeigt. Wie hier deutlich zu erkennen ist, nimmt die Wandstärke
des Rahmenhohlprofils im Bereich des Übergangs zum Arm 4b deutlich zu.
[0033] Erfindungsgemäß muss nicht der gesamte Rahmen Magnesium aufweisen. Vielmehr kann
erfindungsgemäß der Rahmen auch einen Abschnitt bzw. ein separates Bauteil aufweisen,
das aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung gefertigt ist. Eine bevorzugte Ausführungsform
eines solchen separaten Bauteils aus Magnesiumlegierung ist in den Figuren 9 bis 13
dargestellt. Hierbei handelt es sich um einen Ausschnitt aus dem Herzbereich, nämlich
die Brücke 5 sowie Abschnitte der Arme 4a und 4b und im Übergang des Herzbereichs
in den Kopfabschnitt. Die Beanspruchung dieses Rahmenteils während des Spiels ist
besonders komplex, sodass sich in diesem Bereich mithilfe einer Variation der Wandstärke
des Hohlprofils der größte Effekt erzielen lässt. Erfindungsgemäß lassen sich aber
auch andere Einsatzbauteile wie beispielsweise der Griffabschnitt oder Bereiche des
Kopfabschnitts in entsprechender Weise aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung
fertigen und in den erfindungsgemäßen Rahmen einfügen. Dies erfolgt bevorzugt dadurch,
dass das separate Magnesiumbauteil mit den Prepreglagen des restlichen Rahmens im
Schlauchblasverfahren verpresst wird. Wie beispielsweise in der Seitenansicht der
Figur 10 zu erkennen ist, lässt sich mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens der
Spritzguss derart gut kontrollieren, dass sogar die Saitenöffnungen 10 für die Durchführungen
der die Bespannung bildenden Saiten entsprechend gefertigt werden können, ohne dass
ein zusätzlicher Schritt des Bohrens erforderlich ist.
1. Verfahren zu Herstellung eines Rahmens oder eines Rahmenabschnitts für einen Ballspielschläger
mit einem Kopfabschnitt (1) und einem Griffabschnitt (2), wobei zumindest ein Teil
des Rahmens als Hohlprofil ausgebildet ist und Magnesium aufweist und wobei die Wandstärke
des Hohlprofils entlang eines Querschnitts durch das Rahmenhohlprofil variiert, wobei
das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
Bereitstellen einer Gussform und eines Kerns, wobei der Kern aus einem Material mit
einer Schmelztemperatur unter 400 °C besteht;
Gießen des Rahmens oder des Rahmenabschnitts mit Hilfe des Thixoverfahrens durch Einbringen
eines Materials, das Magnesium aufweist, zwischen Gussform und Kern; und
Schmelzen des Kerns durch Erhitzen des Rahmens oder Rahmenabschnitts inklusive Kerns
über die Schmelztemperatur des Kerns, wobei die Wärmebeständigkeitstemperatur des
Rahmens oder Rahmenabschnitts nicht überschritten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Rahmenmaterial mindestens 50% (Gew.), bevorzugt
mindestens 80% (Gew.), stärker bevorzugt mindestens 90% (Gew.), besonders bevorzugt
mindestens 95% (Gew.) Magnesium aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Rahmenmaterial eine Magnesiumlegierung,
bevorzugt eine faser- oder partikelverstärkte Legierung, besonders bevorzugt SAE SiC/AZ91
aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Kernmaterial eines oder eine
Kombination der folgenden Materialien aufweist oder aus einem oder einer Kombination
der folgenden Materialien besteht: Legierung auf Zinnbasis, Legierung auf Bismutbasis,
Legierung auf Bleibasis, Legierung auf Zinkbasis, Legierung auf Indiumbasis, Glas,
Kunststoff mit oder ohne Glasfaserverstärkung, Polyamid.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ferner die Wandstärke des Hohlprofils
in Längsrichtung des Rahmens oder Rahmenabschnitts variiert.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Variation der Wandstärke
entlang mindestens eines Quer- und/oder Längsschnitts bezogen auf die minimale Wandstärke
mindestens 25%, bevorzugt mindestens 50%, stärker bevorzugt mindestens 75%, besonders
bevorzugt mindestens 100% beträgt.
7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Wandstärke des Rahmens oder
Rahmenabschnitts abschnittsweise dünner als 1 mm, bevorzugt dünner als 0,8 mm, stärker
bevorzugt dünner als 0,7 mm, besonders bevorzugt dünner als 0,6 mm ist.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Rahmenprofil des Rahmens
im Kopfabschnitt (1) einen Außenabschnitt (7), einen Innenabschnitt (6) und zwei Seitenabschnitte
(8a, 8b) aufweist und wobei zumindest abschnittsweise die Wandstärke des Innen- und/oder
Außenabschnittes dicker ist als die Wandstärke der Seitenabschnitte und/oder wobei
zumindest abschnittsweise die Wandstärke des Innen- und/oder Außenabschnittes dünner
ist als die Wandstärke der Seitenabschnitte.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Rahmenprofil des Rahmens
im Kopfabschnitt (1) einen Außenabschnitt (7), einen Innenabschnitt (6) und zwei Seitenabschnitte
(8a, 8b) aufweist und wobei zumindest abschnittsweise die Wandstärke des Innenabschnittes
dünner ist als die Wandstärke des Außenabschnittes.
10. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Rahmen lokal mit Kohle- und/oder
Glasfasermaterial verstärkt ist, wobei bevorzugt der Rahmen im Bereich des Übergangs
zwischen Kopfabschnitt (1) und Griffabschnitt (2) mit Kohle- und/oder Glasfasermaterial
verstärkt ist.
11. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Rahmen oder Rahmenabschnitt
zwei Rahmenhälften oder Rahmenabschnittshälften aufweist, die miteinander verschweißt,
verpresst und/oder verklebt sind, wobei bevorzugt die zwei Rahmenhälften oder Rahmenabschnittshälften
identisch sind und wobei bevorzugt jede der beiden Rahmenhälften oder Rahmenabschnittshälften
in Bezug auf die Rahmenlängsachse oder Rahmenabschnittslängsachse asymmetrisch ausgebildet
ist.
12. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Rahmen einen Rahmenabschnitt
aufweist, der Magnesium aufweist, und wobei die Wandstärke des Hohlprofils entlang
eines Querschnitts durch diesen Rahmenabschnitt variiert, wobei bevorzugt der Rahmen
in diesem Rahmenabschnitt mindestens 50% (Gew.), bevorzugt mindestens 80% (Gew.),
stärker bevorzugt mindestens 90% (Gew.), besonders bevorzugt mindestens 95% (Gew.)
Magnesium aufweist, und/oder wobei bevorzugt dieser Rahmenabschnitt zwei Rahmenabschnittshälften
aufweist, die miteinander verschweißt, verpresst und/oder verklebt sind.
1. A process for producing a frame or a frame portion for a ball-game racket comprising
a head portion (1) and a handle portion (2), wherein at least a part of the frame
is configured as a hollow profile and comprises magnesium and wherein the wall thickness
of the hollow profile varies along a cross-section through the hollow frame profile,
wherein the process comprises the following steps:
providing an injection mold and a core, wherein the core consists of a material having
a melting temperature below 400°C;
casting the frame or the frame portion by means of the thixo process by inserting
a material comprising magnesium between the injection mold and the core; and
melting the core by heating the frame or frame portion including the core to above
the melting temperature of the core, wherein the heat resistance temperature of the
frame or frame portion is not exceeded.
2. The process according to claim 1, wherein the frame material comprises at least 50%
(by weight), preferably at least 80% (by weight), more preferably at least 90% (by
weight), particularly preferably at least 95% (by weight) of magnesium.
3. The process according to claim 1 or 2, wherein the frame material comprises a magnesium
alloy, preferably a fiber-reinforced or particle-reinforced alloy, particularly preferably
SAE SiC/AZ91.
4. The process according to any one of the preceding claims, wherein the core material
comprises or consists of one of or a combination of the following materials: an alloy
on the basis of tin, an alloy on the basis of bismuth, an alloy on the basis of lead,
an alloy on the basis of zinc, an alloy on the basis of indium, glass, plastics with
or without glass-fiber reinforcement, polyamide.
5. The process according to any one of the preceding claims, wherein further the wall
thickness of the hollow profile varies in the longitudinal direction of the frame
or frame portion.
6. The process according to any one of the preceding claims, wherein the variation in
the wall thickness along at least one cross-section and/or longitudinal section relative
to the minimum wall thickness is at least 25%, preferably at least 50%, more preferably
at least 75%, particularly preferably at least 100%.
7. The process according to any one of the preceding claims, wherein the wall thickness
of the frame or frame portion in sections is thinner than 1 mm, preferably thinner
than 0.8 mm, more preferably thinner than 0.7 mm, particularly preferably thinner
than 0.6 mm.
8. The process according to any one of the preceding claims, wherein the frame profile
of the frame comprises an outer portion (7), an inner portion (6) and two side portions
(8a, 8b) in the head portion (1), and wherein the wall thickness of the inner and/or
outer portion at least in sections is thicker than the wall thickness of the side
portions and/or wherein the wall thickness of the inner and/or outer portion at least
in sections is thinner than the wall thickness of the side portions.
9. The process according to any one of the preceding claims, wherein the frame profile
of the frame comprises an outer portion (7), an inner portion (6) and two side portions
(8a, 8b) in the head portion (1), and wherein the wall thickness of the inner portion
at least in sections is thinner than the wall thickness of the outer portion.
10. The process according to any one of the preceding claims, wherein the frame is locally
reinforced with carbon fiber material and/or glass fiber material, wherein preferably
the frame is reinforced with carbon fiber material and/or glass fiber material in
the area of the transition between the head portion (1) and the handle portion (2).
11. The process according to any one of the preceding claims, wherein the frame or frame
portion comprises two frame halves or frame portion halves which are welded to each
other, pressed together and/or bonded to each other, wherein preferably the two frame
halves or frame portion halves are identical and wherein preferably each of the two
frame halves or frame portion halves is asymmetrical with respect to the longitudinal
axis of the frame or the frame portion.
12. The process according to any one of the preceding claims, wherein the frame comprises
a frame portion comprising magnesium, and wherein the wall thickness of the hollow
profile varies along a cross-section through this frame portion, wherein preferably
the frame in said frame portion comprises at least 50% (by weight), more preferably
at least 80% (by weight), more preferably at least 90% (by weight) and particularly
preferably at least 95% (by weight) of magnesium, and/or wherein preferably said frame
portion comprises two frame portion halves which are welded to each other, pressed
together and/or bonded to each other.
1. Procédé de fabrication d'un cadre ou d'un segment de cadre pour une raquette pour
jeu de balle, avec une partie de tête (1) et une partie de poignée (2), où au moins
une partie du cadre est réalisée comme profilé creux et comporte du magnésium, et
l'épaisseur de paroi du profilé creux varie le long d'une section transversale du
profilé creux de cadre, ledit procédé comprenant les étapes suivantes :
préparation d'un moule et d'un noyau, le noyau étant constitué d'un matériau dont
la température de fusion est inférieure à 400 °C ;
moulage du cadre ou du segment de cadre au moyen du procédé thixo par apport d'un
matériau contenant du magnésium entre le moule et le noyau ; et
fusion du noyau par chauffage du cadre ou du segment de cadre avec le noyau au-dessus
de la température de fusion du noyau, sans dépasser la température de distorsion à
la chaleur du cadre ou du segment de cadre.
2. Procédé selon la revendication 1, où le matériau du cadre comprend au moins 50 % en
poids, avantageusement au moins 80 % (en poids), préférentiellement au moins 90 %
(en poids), tout particulièrement au moins 95 % (en poids) de magnésium.
3. Procédé selon la revendication 1 ou la revendication 2, où le matériau du cadre comporte
un alliage de magnésium, avantageusement un alliage renforcé par des fibres ou des
particules, tout particulièrement SAE SiC/AZ91.
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, où le matériau du noyau comprend
ou est composé d'un des matériaux suivants ou une combinaison de ceux-ci : alliage
à base d'étain, alliage à base de bismuth, alliage à base de plomb, alliage à base
de zinc, alliage à base d'indium, verre, matière plastique renforcée ou non aux fibres
de verre, polyamide.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, où l'épaisseur de paroi du profilé
creux varie dans le sens de la longueur du cadre ou du segment de cadre.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, où la variation de l'épaisseur
de paroi le long d'au moins une section transversale et/ou une section longitudinale
par rapport à l'épaisseur de paroi minimale est d'au moins 25 %, avantageusement d'au
moins 50 %, préférentiellement d'au moins 75 %, tout particulièrement d'au moins 100
%.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, où l'épaisseur de paroi du cadre
ou du segment de cadre est partiellement inférieure à 1 mm, avantageusement inférieure
à 0,8 mm, préférentiellement inférieure à 0,7 mm, tout particulièrement inférieure
à 0,6 mm.
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, où le profilé du cadre dans la
partie de tête (1) comprend une section extérieure (7), une section intérieure (6)
et deux sections latérales (8a, 8b), et où l'épaisseur de paroi de la section intérieure
et/ou de la section extérieure est au moins partiellement supérieure à l'épaisseur
de paroi des sections latérales et/ou l'épaisseur de paroi de la section intérieure
et/ou de la section extérieure est au moins partiellement inférieure à l'épaisseur
de paroi des sections latérales.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, où le profilé du cadre dans la
partie de tête (1) comprend une section extérieure (7), une section intérieure (6)
et deux sections latérales (8a, 8b), et où l'épaisseur de paroi de la section intérieure
est au moins partiellement inférieure à l'épaisseur de paroi de la section extérieure.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, où le cadre est renforcé localement
par des fibres de carbone et/ou des fibres de verre, le cadre étant avantageusement
renforcé par des fibres de carbone et/ou des fibres de verre au niveau de la transition
entre la partie de tête (1) et la partie de poignée (2).
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, où le cadre ou le segment de cadre
comprend deux moitiés de cadre ou deux moitiés de segment de cadre, soudées, assemblées
à la presse et/ou collées l'une à l'autre, les deux moitiés de cadre ou les deux moitiés
de segment de cadre étant avantageusement identiques et chacune des deux moitiés de
cadre ou des deux moitiés de segment de cadre étant avantageusement prévue asymétrique
à l'autre par rapport à l'axe longitudinal du cadre ou à l'axe longitudinal du segment
de cadre.
12. Procédé selon l'une des revendications précédentes, où le cadre comprend un segment
de cadre comportant du magnésium, et l'épaisseur de paroi du profilé creux varie le
long d'une section transversale dudit segment de cadre, le cadre comprenant avantageusement
dans ledit segment de cadre au moins 50 % (en poids), très avantageusement au moins
80 % (en poids), préférentiellement au moins 90 % (en poids), tout particulièrement
au moins 95 % (en poids) de magnésium, et/ou où ledit segment de cadre comprend avantageusement
deux moitiés de segment de cadre soudées, assemblées à la presse et/ou collées l'une
à l'autre.
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