Tennisschläger

Hintergrund

Das Tennisspiel geht offiziell auf das Jahr 1873 zurück, als das erste Regelbuch von Major Walter Clopton Wingfield aus Nordwales veröffentlicht wurde. Aber Tennis hat Vorläufer in Ballspielen mit der Hand, die sich in Europa vor der Renaissance entwickelt haben. Diese Spiele wurden zuerst mit bloßer Hand gespielt, später mit behandschuhten Händen, dann mit in Seile gewickelten Händen. Später wurde ein Holzschläger eingeführt, und die ersten Schläger scheinen im 15. Jahrhundert aufgetaucht zu sein. Diese frühen Schläger waren kleiner als moderne Tennisschläger und wurden in verschiedenen Mustern besaitet. Als die Tennisregeln von Wingfield und anderen, die ihm folgten, standardisiert wurden, wurde die Form und Größe des Platzes festgelegt und die Art des Balls, der verwendet werden konnte. Es gab jedoch keine Regeln bezüglich der Größe, Form oder Materialzusammensetzung des Schlägers.

Bis 1965 bestanden alle professionellen Tennisschläger aus Holz. Ein Tennisschläger aus Stahl wurde 1965 vom französischen Spieler Rene Lacoste patentiert, und 1968 brachte die Firma Spalding die ersten Aluminiumschläger auf den Markt. Diese Metallschläger setzten sich allmählich durch. Was die Metallschläger ermöglichten, war eine Designänderung, um einen breiteren Kopf zu ermöglichen. Holzschläger konnten im Kopf nicht breiter oder länger gemacht werden, ohne dass es zu Bespannungsproblemen kam:War der Kopf zu breit, wurde die Saitenspannung zu groß und der Schläger spielte sich nicht gut. Aber die größere Festigkeit von Metallrahmen könnte eine größere Saitenspannung aufnehmen. Ein von Howard Head Mitte der 1970er Jahre entwickelter Oversized-Aluminiumschläger wurde zunächst von Profis verspottet, aber Amateure entdeckten schnell, dass sie damit besser schlagen konnten. Der Haupttrefferbereich, der sogenannte "Sweet Spot", wurde bei den neuen, größeren Schlägern verdoppelt und war daher für die meisten Benutzer einfacher zu verwenden. Die größeren Schläger wurden in den frühen 1980er Jahren zum Standard auf allen Spielniveaus.

Der Internationale Tennisverband verabschiedete schließlich 1981 Regeln, die zulässige Tennisschläger definieren. Der Verband hatte einen 1977 eingeführten Schläger verboten, der eine innovative Bespannungstechnik verwendet. Spieler, die "Spaghetti-Saiten" -Schläger verwendeten, erzielten große Überraschungen gegenüber hochrangigen Gegnern, und nach nur fünf Monaten waren diese Schläger im professionellen Spiel nicht erlaubt. Die ersten Regeln für Schläger erlaubten es, den Schläger und die Saiten aus jedem Material herzustellen und schränkten Größe, Gewicht oder Form nicht ein. Die Saiten mussten sich an Kreuzungspunkten mit einem Abstand von mindestens einem Viertel Zoll (0,64 cm) und nicht mehr als einem halben Zoll (1,3 cm) verflechten oder verbinden. Es waren keine Anbauteile erlaubt, die den Flug des Balles verändern könnten, und die Gewichtsverteilung entlang der Längsachse des Schlägers darf sich im Spiel nicht ändern. Später wurde die maximale Länge der Schläger auf 32 Zoll (81 cm) begrenzt. Dies wurde im Januar 1997 erneut modifiziert und die Länge wieder auf 29 Zoll (74 cm) reduziert.

Der durchschnittliche Schläger ist jetzt ungefähr 71 cm lang und wiegt 284 bis 397 g (10-14 oz). Es gab viele neue Innovationen in der Schlägertechnologie, von denen nicht alle bei den Spielern angekommen sind. Ein Hersteller vermarktet einen sechseckigen Schläger, während andere Schläger mit extra breitem Körper herstellen. Ein Schläger aus einem neuen Material – graphitfaserverstärktem thermoplastischem viskoelastischem Polymer – wurde mit variabler Flexibilität entwickelt, je nachdem, wie hart der Ball geschlagen wird. Ein Design zur Linderung des Tennisarms verwendet kleine Bleilager, die in Kunststoffkammern im Kopfrahmen eingeschlossen sind. Die Bewegung der Lager beim Verbinden des Schlägers mit dem Ball soll die Vibrationen dämpfen, die dem Arm des Spielers Schmerzen bereiten könnten. Aber die gängigsten Schläger bestehen mittlerweile aus Aluminium oder einem Verbund aus Graphit, Fiberglas und anderen Materialien.

Rohstoffe

Aluminiumschläger werden in der Regel aus einer von mehreren Legierungen hergestellt. Eine beliebte Legierung enthält 2% Silizium sowie Spuren von Magnesium, Kupfer und Chrom. Eine andere weit verbreitete Legierung enthält 10 % Zink mit Magnesium, Kupfer und Chrom. Die Zinklegierung ist härter, aber spröder, und die Siliziumlegierung lässt sich leichter bearbeiten. Verbundschläger können viele verschiedene Materialien enthalten. Sie bestehen meist aus einem Sandwich verschiedener Schichten um einen Hohlkern oder einen Polyurethanschaumkern. Die typischen Schichten eines Verbundschlägers sind Fiberglas, Graphit und Bor oder Kevlar. Andere Materialien können ebenfalls verwendet werden, wie beispielsweise Keramikfasern für zusätzliche Festigkeit.

Andere Materialien in Tennisschlägern sind Nylon, Darm oder synthetischer Darm für die Saiten und Leder oder synthetisches Material für den Griff. Nylon ist wahrscheinlich das gängigste Saitenmaterial, und nur wenige Profis verwenden noch Darm, der aus verdrilltem Rinder- oder Schafsdarm hergestellt wird. Kunstdarm wird aus Nylon hergestellt, das gedreht wurde, um die gleiche Wirkung wie Naturdarm zu erzielen. Alte Holzschläger verwendeten normalerweise einen Ledergriff, aber moderne Schläger verwenden im Allgemeinen einen lederähnlichen Ersatz wie Vinyl. Auch Schläger können Kunststoffteile haben, wie die Passe an der Unterseite des Kopfes und die Kappe an der Unterseite des Griffs.

Der Herstellungsprozess
Prozess

Die meisten in den Vereinigten Staaten verkauften Schläger werden in einer von mehreren großen Fabriken in Japan oder anderswo in Asien in Massenproduktion hergestellt. Unabhängig von der Marke besteht die Möglichkeit, dass der Schläger mit einer der unten beschriebenen Methoden hergestellt wurde. Ausnahmen können Schläger mit ungewöhnlichen Eigenschaften sein. Außerdem werden Spitzenschläger oft unbespannt verkauft und der Käufer lässt sie in einem Pro-Shop nach seinen Wünschen bespannen. In diesem Fall würde der Bespannungsschritt im Werk also übersprungen.

Aluminiumschläger

• 1 Bilden des Rahmens. Es gibt zwei Methoden, um Aluminiumschläger zu formen. Das Aluminium kann geschmolzen und durch eine Matrize in Form des Schlägerrahmens gepresst werden. Oder das Metall kann zuerst geschmolzen und zu einem Rohr extrudiert werden und dann das Rohr durch eine Düse gezogen werden.
• 2 Bohren und Schleifen. Der grobe Schläger wird dann in eine Bohrmaschine gelegt und Löcher für das Joch – das Halsstück, das die Unterseite der Saiten hält – an den Seiten für die Saiten und an der Basis des Stocks gebohrt. Die Bohrmaschine verwendet mehrere Spindeln, von denen jede einen Bohrer für jedes Strangloch in Position hält. Der Schläger wird horizontal in der Mitte der Maschine gehalten. Die Bohrer werden dann aktiviert und alle Löcher werden gleichzeitig gebohrt. Die Rahmen werden dann in einen Schleifer gelegt, um scharfe Kanten zu glätten, die vom Bohren übrig bleiben.
• 3 Tempern. In diesem Stadium werden die Schläger O getempert, d. h. einer Hitze und einer schnellen Abkühlung ausgesetzt. Dieser Prozess härtet das Aluminium und verleiht dem Schläger zusätzliche Festigkeit. Die Schläger werden in einem Ofen auf ein Blech gelegt und weißglühend erhitzt. Dann wird das Blech aus dem Ofen genommen und die Schläger werden in Wasser getaucht. Nach dem Tempern können die Schläger auch eloxiert werden. Sie werden in eine milde Schwefelsäurelösung getaucht und ein elektrischer Strom wird durch das Bad geleitet. Diese Behandlung verändert die Oberfläche des Aluminiums und verleiht den Schlägern ein glänzendes Finish.
• 4 Besaitung. In die Nut um den Rand des Kopfes ist ein Tüllenstreifen eingelegt. Der flexible Tüllenstreifen, normalerweise aus Kunststoff, wurde vorgebohrt, damit seine Löcher über die Saitenlöcher im Rahmenkopf passen. Dann wird das Joch in die Basis des Schlägerkopfes eingepasst. Nun ist der Schläger bereit zum Besaiten. Jeder Schläger wird einzeln von einem Arbeiter bespannt, der an einer Bespannungsmaschine sitzt. Der Werker spannt den Schläger zunächst in die Maschine ein, die ihn horizontal hält. Der Arbeiter zwingt die Saiten mit einem kräftigen Einfädler, der an einer beweglichen Stange über dem Schläger montiert ist, durch die Löcher. Zuerst werden die Längsfäden durchgezogen, dann die Quersaiten werden durchgewebt und die Spannung eingestellt.
• 5 Fertigstellen. Um den Schläger fertigzustellen, schneidet ein Arbeiter das Ende des Griffs ab und setzt eine Kappe ein, die als Kolbenkappe bezeichnet wird. Als nächstes wickelt der Arbeiter starkes Doppelklebeband um den Griff, gefolgt von Vinyl-Griffband. Anschließend können die Saiten mit einem Logo bedruckt und der Rahmen mit einem Aufkleber bestempelt werden. Inspektoren überprüfen den Schläger auf Kerben und Beschädigungen und stellen sicher, dass er den Größen- und Gewichtsspezifikationen entspricht. Die Schläger können dann eine letzte Reinigungsstufe durchlaufen. Dann legen Arbeiter sie in Schutzhüllen, die Schläger werden verpackt und schließlich zur Verteilung in ein Lager geschickt.

Verbundschläger

• 6 Den Rahmen bilden. Verbundschläger bestehen aus Schichten unterschiedlicher Materialien, normalerweise Graphit und Glasfaser, und möglicherweise anderen Schichten, die Bor, Kevlar oder ein glasfaserähnliches Material enthalten, das Keramikpartikel enthält. Der Schlägerhersteller beginnt damit, die Lagen als flaches Sandwich zusammenzusetzen. Das Sandwich wird dann in Streifen geschnitten und die Streifen um einen hohlen, flexiblen Schlauch gerollt. Das umwickelte Rohr wird dann in eine schlägerförmige Form gelegt. Der Schlauch erstreckt sich vollständig durch den Schläger und ist mit einer Pumpe verbunden. Dann wird die Form erhitzt und Luft in das Rohr gepumpt. Der Druck der Luft in der Röhre verbindet zusammen mit der Hitze die Schichten des Sandwiches. Alternativ kann das Hohlrohr mit Polyurethanschaum gefüllt sein. Der Schaum dehnt sich beim Erhitzen der Form aus und verfestigt die Materialien.
• 7 Bohren und Abdichten. Arbeiter lösen die Schläger aus den Formen und tragen sie zu einem Kontrollbereich, wo defekte entfernt werden. Das Ende des Rahmens wird abgeschnitten, und dann werden die Schläger in eine Bohrmaschine gelegt und die Saitenlöcher werden wie oben gebohrt. Nach dem Bohren werden die Schläger mit einer Polymerbeschichtung bestrichen und in einen Trockner gegeben. Dieser Schritt wird mehrmals wiederholt und dann werden die Schläger geschliffen. Vor der Endbeschichtung wird der Markenaufkleber aufgebracht.
• 8 Besaitung und Endbearbeitung. Die nächsten Schritte sind die gleichen wie beim zuvor beschriebenen Aluminiumschläger. In den entsprechenden Nuten werden ein Ösenstreifen und ein Joch befestigt, und die Arbeiter bespannen die Schläger einzeln auf Bespannungsmaschinen. Auf die Saiten kann ein Logo oder ein Markenname im Siebdruck gedruckt werden. Arbeiter setzen die Kolbenkappe ein und wickeln dann Doppelklebeband und Griffband um den Griff. Anschließend werden die Schläger gereinigt, inspiziert, verpackt und an ein Lager geschickt.

Qualitätskontrolle

An vielen Stellen im Herstellungsprozess kontrollieren Inspektoren die Schläger. Wenn die Rahmen zum ersten Mal aus den Formen genommen werden, werden sie visuell inspiziert. Defekte Schläger werden getrennt und Passschläger können grob nach Qualität bewertet werden. Aluminiumschläger werden Belastungstests unterzogen, um die wenn die Rahmen die richtige Härte haben. Verbundschläger werden auch auf Steifigkeit getestet. Die Inspektoren wiegen beide Schlägertypen, normalerweise vor und nach dem Bespannen, um sicherzustellen, dass sie den Spezifikationen entsprechen. Sie überprüfen auch die Balance, da dies extrem wichtig für das Spiel des Schlägers ist. Es sollte nicht zu schwer am Kopf oder im Griff sein, sondern nahe der Mitte balancieren (obwohl einige Modelle bewusst kopflastig ausgelegt sind). Die Tüllenlöcher werden inspiziert. Wenn diese nicht glatt oder gleichmäßig sind, wird die Saitenspannung beeinträchtigt und die Saiten können an rauen Kanten brechen. Auch die Verarbeitungsdetails werden einer Sichtkontrolle unterzogen. Die Schaftkappe sollte eng anliegen und der Druck auf dem Rahmen und den Saiten sollte gleichmäßig und klar sein. Der Griff sollte glatt gewickelt sein und es sollten keine Kerben oder Kratzer vorhanden sein. Einige Schläger können einem Spieltest unterzogen werden, insbesondere wenn es sich um ein neues Design handelt.

Die Zukunft

Die Wissenschaft von Tennisschlägern ist überraschend komplex – nicht der Herstellungsprozess, sondern die Physik der Saiten- und Rahmenvibrationen, wenn sich der Ball mit dem Schläger verbindet. Schläger werden jetzt von Laborwissenschaftlern entwickelt, die mithilfe von Mathematik die Auswirkungen von Gewichts-, Größen- und Materialänderungen berechnen. Da die Regeln für akzeptable Schläger sehr weit gefasst sind, haben Innovatoren viel Spielraum. Neue Schläger werden auch mit Computer Aided Design (CAD) und Computer Aided Manufacturing (CAM) hergestellt, die eine genaue Berechnung von Materialsteifigkeit und Schwerpunkt ermöglichen. Da der Tennisschläger mit solch fortschrittlicher Wissenschaft verschwendet wird, werden zweifellos weiterhin neue Modelle mit exzentrischen Eigenschaften entwickelt. Der Trend geht heute zu leichteren, größeren Schlägern, und diese sind dank fortschrittlicher Materialtechnik realisierbar.