專利名稱：帶有復(fù)合包皮的木壘球棒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是對(duì)一早期申請(qǐng)的改進(jìn)，該早期申請(qǐng)的順序號(hào)為08/357,309，是1994年12月14日存檔的，現(xiàn)已被廢棄了，由本申請(qǐng)的代理人所有。
本發(fā)明一般涉及到木球棒及它們的制造方法，該木球棒用于擊壘球、軟球或其它類似東西的，并圍繞其外表面被加強(qiáng)了。更詳細(xì)地講，本發(fā)明以實(shí)木球棒和制造實(shí)木球棒的方法為目標(biāo)，此球棒用一種層疊到木芯外表面上的復(fù)合材料包皮沿球棒外表從球形端頭或底端至頂端或外端被加強(qiáng)了，此復(fù)合材料包括高強(qiáng)度的纖維和樹脂，在加強(qiáng)的壘球棒的桶形處的纖維股線排成對(duì)角網(wǎng)的形式，且在手柄部分處的纖維股線更偏向球棒的縱向方向。
自從有組織的壘球比賽和聯(lián)賽的起初，壘球棒和軟球棒就是由木頭構(gòu)成的，木球棒是用傳統(tǒng)的車床技術(shù)來制造的，且已經(jīng)形成了標(biāo)準(zhǔn)的外部尺寸及標(biāo)準(zhǔn)的重量特性，此外還開發(fā)出了空心鋁球棒，有許多年青的球員使用這種球棒，且某些涉及到某種聯(lián)賽和年令組的規(guī)則要求這種球棒，另外，還開發(fā)出了空心塑料球棒，年青年令組使用這種空心塑料球棒來練習(xí)和訓(xùn)練，與這種球棒同用的一般為重量輕和空心塑料球、橡膠球及其它類似的球。下列的早期專利揭示了球棒的各種設(shè)計(jì)美國專利1,499,1283,779,551， 4,241,9191,611,8583,811,5964,744,1363,116,9263,861,6824,763,8993,727,2953,955,8164,844,4603,963,2395,114,144
加拿大專利962291實(shí)木球棒的主要缺點(diǎn)是它們相對(duì)比較貴且在使用中經(jīng)常斷裂，所以，在過去多年中曾作過大量的努力，以開發(fā)出加強(qiáng)的木球棒，這種球棒具有理想的重量、尺寸、強(qiáng)度、剛度和柔性，以在允許的重量和尺寸參數(shù)內(nèi)達(dá)到優(yōu)秀的性能特性，但其壽命要比標(biāo)準(zhǔn)實(shí)木球棒或擠壓的鋁球棒的壽命長(zhǎng)，例如，認(rèn)定的木球棒的直徑可以是不大于2.75英寸。
在Wheeler等的專利號(hào)為3,129,003的美國專利中揭示了一種這樣的早期工作，其中，一玻璃纖維織套被緊緊地壓在木球棒的手柄部分，且一塑料層被施加到織套上以將織套固定在一定的位置上。在Baum的專利號(hào)為5,114,144的美國專利中，多層樹脂浸透的針織或紡織的由高強(qiáng)度纖維制成的布被施加到一具有球棒形狀的由泡沫塑料或擠壓鋁制成的中芯上，加上一樹脂涂面的木層板外層，且復(fù)合物被放在對(duì)開模具中，此模具被壓在一起而允許樹脂凝固，以形成一單元體。Costopoulos的專利號(hào)為3,598,410的美國專利披露了一木球棒，它包括許多用一種高張力的多纖維絲螺旋式地纏在表面槽中的單薄層。最后，Seki的專利號(hào)為5,301,940的美國專利中披露了一種樹脂注入技術(shù)，用來將連續(xù)的強(qiáng)化纖維和模塑材料施加到一采用可熔材料或泡沫樹脂制成的球棒芯的外表面上。
但是，沒有一個(gè)早期專利披露了具有本發(fā)明特性的加強(qiáng)木球棒，特別是，早期技術(shù)沒有揭示一種加強(qiáng)的實(shí)木球棒，該球棒具有一由高強(qiáng)度纖維樹脂構(gòu)成的、大體粘合在其整個(gè)外表面上的連續(xù)的織套。進(jìn)一步，早期的技術(shù)沒有披露這樣一種結(jié)構(gòu)，其中一編織套以至少兩層大體覆蓋著球棒的整個(gè)外表面的方式套裝在實(shí)木芯上，此外，早期技術(shù)沒有披露這樣一種結(jié)構(gòu)，其中木球棒的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)尺寸是通過一具有稍小尺寸的削減木芯和一復(fù)合高強(qiáng)度織套來形成的，此織套被粘合在削減木芯的表面上以使完成的球棒恢復(fù)為原木球棒所確定的標(biāo)準(zhǔn)尺寸。
根據(jù)本發(fā)明，一具有與木球棒同樣形狀的削減的實(shí)木芯是以為傳統(tǒng)的木球棒規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)尺寸稍小的尺寸制作的，木芯是通過留在其上的車床支承延長(zhǎng)段或支柱來制作的，然后用一層或多層連續(xù)的舒適的由高強(qiáng)度纖維制成的纖維織套覆蓋，織套最好是玻璃纖維織套，以形成一預(yù)制的球棒組件，在形成預(yù)制球棒組件時(shí)施加每一層纖維織套以整潔地大體套蓋著木芯的整個(gè)外表面，且使股線沿球棒的手柄部分排列成顯著地增加股線的縱向強(qiáng)度，然后一種合適的可凝固樹脂被施加到預(yù)制球棒組件的高強(qiáng)度纖維織套層上且使其凝固，以采用與為木球棒規(guī)定的尺寸相等的尺寸將織套層層疊和粘合在木芯上，上述的樹脂最好是環(huán)氧樹脂，它在室溫或接近室溫時(shí)自行凝固。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，玻璃纖維織套或其它舒適的纖維織套具有相當(dāng)均勻的直徑，織套的均勻內(nèi)徑比桶形部分的木芯直徑稍小，且遠(yuǎn)大于在手柄部分的木芯的直徑，織套還能夠在力的作用下沿徑向方向膨脹，且在沿縱向的拉伸或扭轉(zhuǎn)時(shí)其直徑收縮，最好是織套的股線排列成與縱向軸線成+45°/-45°的方向。
所以，當(dāng)一層織套覆蓋到木芯上時(shí)，織套在桶形部分的木芯上稍膨脹，因此引起股線趨向于增加其方向?yàn)榇笥?45o/-45o，同時(shí)，當(dāng)每一織套層位于木芯周圍的外表面上時(shí)，木芯可以相對(duì)于織套被扭轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)以使織套沿縱向方向處于拉伸狀態(tài)，這扭轉(zhuǎn)引起織套收縮并整潔地貼在球棒的外端或頂端周圍，類似地，在手柄處的股線被拉伸或扭轉(zhuǎn)以引起織套壓縮并整潔地貼在球棒的手柄部分周圍，很重要地，這種編織套圍繞木芯的手柄部分的拉伸和收縮改變了沿手柄部分的纖維股線方向，事實(shí)上，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用一編織套時(shí)，在手柄部分處纖維股線所具有的方向更偏向于球棒的縱向軸線，且實(shí)質(zhì)上彼此相對(duì)鎖緊，這種偏向縱向和鎖緊的方向有效地增加了編織套沿手柄縱向軸線方向的拉伸強(qiáng)度，否則球棒在此處是最弱的。當(dāng)用可凝固樹脂層疊和粘合到木芯上時(shí)，這種較好的股線方向就被模塑在球棒上了，這樣的結(jié)構(gòu)有效地增強(qiáng)了球棒的強(qiáng)度質(zhì)量。
本發(fā)明還包括一種獨(dú)特的用來制造所述的新型木球棒的方法，一般地，制造方法往往用如車床之類的傳統(tǒng)球棒制造設(shè)備從一標(biāo)準(zhǔn)的球棒坯來制作實(shí)木球棒芯開始，但是，對(duì)于本發(fā)明，將木芯在其整個(gè)表面上削減成比為標(biāo)準(zhǔn)球棒規(guī)定的尺寸稍小以容納玻璃纖維套層，此外，讓車床支承延長(zhǎng)段或支柱留在其上。
根據(jù)本發(fā)明，然后沿手柄部分圍繞木芯對(duì)稱地切出幾個(gè)縱向凹槽，以輔助施加可凝固的樹脂，最好是將木芯處理以驅(qū)出木頭中的空氣，且將樹脂底劑施加到木芯的表面上，然后通過采用一空心的施加管將一層或多層連續(xù)的玻璃纖維編織套套在木芯上來形成預(yù)制的球棒組件，最好是套裝兩層玻璃纖維套，根據(jù)本發(fā)明，這可以通過將織套置于施加管的外面來實(shí)現(xiàn)，且織套的一端封蓋著管子的開口。
將木芯的手柄端推入施加管的開口端，同時(shí)制約編織套使其從管子外面脫下到木芯上，這種約束使織套通過木芯的手柄部分時(shí)受到縱向拉力，且引起股線拉長(zhǎng)并整潔地貼在手柄部分上，當(dāng)木芯全進(jìn)入管子時(shí)，用桶形端支承延長(zhǎng)段作為手柄轉(zhuǎn)動(dòng)木芯，這種轉(zhuǎn)動(dòng)迫使織套收縮到木芯的外端上并接觸到延長(zhǎng)段的圓形基座，在此處織套與球棒的桶形端頭相遇。
這種織套繞木芯外端的收縮允許木芯從管中撤出而不使織套變松或脫落，并同時(shí)允許將第二層玻璃纖維織套覆蓋在第一層之上，然后，將這時(shí)伸過球形端頭的第二層的端部拉伸以便將第二層收縮到木芯的手柄部分和第一層上，這樣預(yù)制的球棒組件就準(zhǔn)備就緒了以用于進(jìn)一步的加工。
根據(jù)本發(fā)明，一種優(yōu)選的模塑技術(shù)涉及到將傳統(tǒng)的高收縮的塑料管熱收縮成與預(yù)制的球棒組件貼合接觸，然后可以將收縮的管子作為用可凝固樹脂將玻璃纖維織套層層疊和粘合到木芯上的模具，最好是將管子收縮且在桶形端帶有一合適的管形延長(zhǎng)段，以用作為當(dāng)樹脂慢速灌入管形模具以在樹脂凝固之前浸透玻璃纖維織套時(shí)的存儲(chǔ)容器，用于接受和盛裝樹脂，因?yàn)榍虬舻氖直糠趾屯靶尾糠值闹睆讲顒e，所以已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，將塑料管收縮到預(yù)制組件上的方法要求不但是在熱收縮加工期間加熱和收縮塑料模具管，而且同時(shí)還要拉伸，為了在預(yù)制的球棒組件的手柄部分周圍使管子足夠地收縮，這種同時(shí)拉伸證明是非常必要的。
然后，為了浸透玻璃纖維套層，將可凝固樹脂緩慢地灌入到管形模具中，最好是通過收縮包管延長(zhǎng)段，此外，最好是將一段細(xì)長(zhǎng)的槐樹條在管子延長(zhǎng)段插入樹脂以作為熱吸收件，最好還加入氣壓，以迫使樹脂在一段合理的時(shí)間內(nèi)浸透預(yù)制球棒組件的玻璃纖維織套層。
當(dāng)玻璃纖維織套層被浸透后，在塑料管形模具中的預(yù)制球棒組件可以被倒過來，且由一夾具在球形端頭的正下邊固定住球棒，通過這樣做，未凝固的樹脂和玻璃纖維會(huì)更好地填入手柄和球形端頭的交界處，一旦樹脂凝固后，塑料的管形模具或熱收縮包皮被去掉，然后將延長(zhǎng)支承切掉，且修整暴露的球棒端頭，然后將手柄經(jīng)噴砂或砂磨處理以使其具有粗糙的紋理。
所以本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是提供一加強(qiáng)的木球棒，用于擊壘球、軟球或其它類似的東西，該球棒是由一木球棒芯和一加強(qiáng)的復(fù)合疊層所構(gòu)成的，所述的木球棒芯與傳統(tǒng)的木球棒的形狀和輪廓一樣，但其具有的外部尺寸比標(biāo)準(zhǔn)尺寸的傳統(tǒng)球棒稍小，上述的復(fù)合疊層包含被粘合在基本上是木球芯的所有外表面上的高強(qiáng)度的纖維，以形成具有與標(biāo)準(zhǔn)尺寸的傳統(tǒng)球棒相同的尺寸的完成的球棒。
本發(fā)明的另一個(gè)目標(biāo)是提供一如前一目標(biāo)中所陳述的加強(qiáng)的木球棒，其中的加強(qiáng)復(fù)合疊層是一層或多層連續(xù)的、不間斷的、由高強(qiáng)度纖維股線制成的、用透明可凝固樹脂浸透的纖維織套，它與木球芯合作提供一具有與傳統(tǒng)木球棒的外觀和沖擊特性基本相同的木球棒，但它遭受遠(yuǎn)少的由于與被擊的球接觸時(shí)而發(fā)生的斷裂和損壞，事實(shí)上，至今為止的對(duì)本發(fā)明的球棒的實(shí)際試驗(yàn)還沒有實(shí)質(zhì)地產(chǎn)生有斷裂的球棒。
本發(fā)明的還有另一個(gè)目標(biāo)是提供一如前面的目標(biāo)中所陳述的加強(qiáng)的木球棒，其中至少兩層連續(xù)的不間斷的由玻璃纖維股線構(gòu)成的加強(qiáng)編織套被粘合在基本上是木芯的整個(gè)外表面上。
本發(fā)明的進(jìn)一步的目標(biāo)是提供一與前面的目標(biāo)一致的加強(qiáng)的木球棒，其中高強(qiáng)度玻璃纖維股線在手柄部分處朝向球棒的縱向軸方向，或0°，且在球棒的與球撞擊的桶形部分朝向約為+45°/-45°的對(duì)角網(wǎng)方向，以在球棒桶形部分提供強(qiáng)化的抗撞擊的能力及在球棒手柄部分提供強(qiáng)化的抗斷裂能力。
本發(fā)明還有另一個(gè)目標(biāo)是提供一如前面的目標(biāo)中所述的加強(qiáng)的木球棒，其中車床支承延長(zhǎng)段輔助將玻璃纖維股線施加和排列到木芯上，還輔助將加強(qiáng)復(fù)合股線層疊粘合到木芯上。
本發(fā)明還有的進(jìn)一步的目標(biāo)是提供一如前面的目標(biāo)中所述的加強(qiáng)的木球棒，其中沿縱向延伸的槽是對(duì)稱地圍繞球棒的手柄部分切出的，以改善加強(qiáng)復(fù)合疊層與木芯之間的粘合。
本發(fā)明還有的進(jìn)一步的特殊的目標(biāo)是提供一種制造加強(qiáng)球棒的方法，其中，球棒形狀的木芯是用較小的外部尺寸制作的，且一層或多層玻璃纖維織套被基本上置于整個(gè)木芯上，以形成一預(yù)制的球棒組件，然后將預(yù)制的球棒組件置于模具中，將可凝固樹脂加到玻璃纖維織套層上，且樹脂凝固以將玻璃纖維層粘合和層疊在球棒芯的外部，從而形成一完成的加強(qiáng)的木球棒，其外部尺寸和傳統(tǒng)的木球棒精確地相同。
本發(fā)明的還進(jìn)一步的目標(biāo)是提供采用一預(yù)制的球棒組件來制造加強(qiáng)木球棒的方法，其中木芯是以傳統(tǒng)的方式制作的，這包括沿縱向從木芯的每一端伸出的車床支承延伸段或支柱，且通過采用一施加管和用支承延長(zhǎng)段作為手柄扭轉(zhuǎn)木芯，將至少兩層玻璃纖維編織套基本上拉過木芯的整個(gè)外表面，然后用可凝固樹脂浸透玻璃纖維織套，然后這種樹脂凝固以將加強(qiáng)織套層疊和牢固地粘合在木芯上以形成一整體的球棒結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明還有另外一個(gè)目標(biāo)是提供制造加強(qiáng)木球棒的方法，其中的模具是由高熱收縮管制作的，此模具是用來將優(yōu)選的環(huán)氧樹脂施加到預(yù)制的球棒組件上，此組件具有位于木芯表面上的玻璃纖維，模具的制作是通過同時(shí)拉伸和加熱收縮塑料管子使其貼合在預(yù)制的球棒組件上，以形成一塑料管形模具，而同時(shí)形成一空心的管子延長(zhǎng)段，用于將可凝固的樹脂裝入管形模具中，且還用于施加氣壓以迫使樹脂在凝固之前浸透玻璃纖維。
本發(fā)明的還有另外一個(gè)目標(biāo)是提供制造與前面目標(biāo)中一致的加強(qiáng)木球棒的方法，其中在將環(huán)氧樹脂灌入后，將吸熱件插在塑料管模具的空心管延長(zhǎng)段中，以延緩環(huán)氧樹脂的放熱反應(yīng)，并允許有足夠的時(shí)間讓樹脂在凝固之前浸透預(yù)制球棒組件的玻璃纖維。
本發(fā)明的要特別在此陳述的最后一個(gè)目標(biāo)是提供一種制造與前面兩個(gè)目標(biāo)中一致的加強(qiáng)木球棒的方法，其中包含具有用環(huán)氧樹脂浸透的玻璃纖維的預(yù)制球棒組件的塑料管形模具被倒過來，且由夾具固定住，此夾具正好在球形端頭的下方夾住球棒，以迫使沒凝固的樹脂和玻璃纖維更好地填入手柄和球形端頭的交界處。
這些與其它的其后將明顯的目標(biāo)及優(yōu)點(diǎn)一起存在于在此后更完整的描述和聲明的結(jié)構(gòu)和操作的細(xì)節(jié)中，對(duì)附圖的參考成為了其中的一部分，其中相同的數(shù)字始終指的是同樣的部分。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是本發(fā)明的加強(qiáng)木球棒的正視圖，其中桶形處的一部分被切掉以示出在木芯上的復(fù)合疊層。
圖2是本發(fā)明的木芯正視圖，其中的虛線表示一傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的木球棒的原尺寸。
圖3是本發(fā)明的預(yù)制球棒組件的正視圖，其中優(yōu)選的兩層玻璃纖維編織套張?jiān)谀拘旧稀?br> 圖4是圖3中所示的預(yù)制球棒組件的球形端頭和手柄部分的放大立體圖。
圖5是圖3中所示的預(yù)制球棒組件的桶端或外端的放大立體圖。
圖6是球棒的桶端或末端的局部剖視圖，示出了用加強(qiáng)復(fù)合疊層的球棒末端的大部分覆蓋層。
圖7是球棒手柄端的局部剖視圖，示出了用加強(qiáng)復(fù)合疊層的球棒球形端頭的大部分覆蓋層。
圖8根據(jù)本發(fā)明的一編織套的一部分的放大正視圖，表示了優(yōu)選的編織花樣。
圖9是一側(cè)視圖，部分是剖視圖，示出了根據(jù)本發(fā)明的施加管，其中木芯準(zhǔn)備好要插入其中以接納第一層玻璃纖維套。
圖10是側(cè)視圖，部分是剖視圖，表示了木芯完全插入在施加管中，第一層玻璃纖維織套通過扭轉(zhuǎn)在球棒外端部的支承外延段使其整潔地貼緊在木芯的外表面上，且可以接受第二層了。
圖11是另一側(cè)視圖，部分是剖視圖且與圖9和圖10相似，其中木芯已從施加管中撤出，所以將第二層玻璃纖維施加到外表面上。
圖12是模具的底半部分的示意圖，木芯的預(yù)制球棒組件和玻璃纖維織套層被置在其中以施加可凝固的樹脂層疊試劑。
圖13是一側(cè)面視圖，示意地給出了傳統(tǒng)模具和型腔的兩半，示出了模具與預(yù)制球棒組件和用于將可凝固樹脂注入到模具中以浸透織套層的噴咀的組合。
圖14是一底半部分模具和如圖12所示的預(yù)制的球棒組件的端部視圖。
圖15是一側(cè)視圖，示意地給出了一裝置，它用于在制作塑料管形模具時(shí)同時(shí)拉伸和收縮一高收縮的熱塑管子。
圖16是一側(cè)視圖，示意地表示了一裝置，它用于在一種環(huán)氧樹脂向下通過在塑料管形模具中的預(yù)制球棒組件時(shí)浸透玻璃纖維，在樹脂處有一段槐樹吸熱條。
圖17也是一側(cè)視圖，這時(shí)示意地給出了一裝置，它用于通過在球棒球形端頭正下方的夾具支承在塑料管形模具內(nèi)的預(yù)制球棒組件和用環(huán)氧樹脂浸透的纖維層。
在描述如附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例時(shí)，為了簡(jiǎn)潔起見將借助一些特定的術(shù)語，但是，本發(fā)明不限于所示的和所描述的特定的實(shí)施例及所選用的術(shù)語，應(yīng)該明白，每一特定的術(shù)語包括所有的技術(shù)上的等效語，它們?yōu)檫_(dá)到相似的目的而起相似的作用。
現(xiàn)在參閱圖1，本發(fā)明的加強(qiáng)壘球棒一般由參考數(shù)10來標(biāo)明，且它包括一木芯12和一復(fù)合疊層14，復(fù)合疊層14是由一層或多層連續(xù)的不間斷的舒適的纖維織套所構(gòu)成的，它基本上覆蓋著木芯12的整個(gè)外表面，所述的纖維織套是由一種或多種高強(qiáng)度的纖維構(gòu)成的，最好是玻璃纖維，也稱為纖維玻璃，且最好是以紡織物層的形式，編織套被可凝固的樹脂滲透，它將一層或多層強(qiáng)化層粘結(jié)且疊合在木芯12的外表面上。
壘球棒10也以使其與傳統(tǒng)的木壘球棒的尺度特性和標(biāo)準(zhǔn)的物理特性相一致這樣的方式來構(gòu)造，更準(zhǔn)確地講，傳統(tǒng)的木壘球棒被構(gòu)造成各種具有標(biāo)準(zhǔn)重量特性和標(biāo)準(zhǔn)直徑和錐度特性的標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度，壘球棒10被制成與這樣的標(biāo)準(zhǔn)特性相一致。象傳統(tǒng)壘球棒一樣，壘球棒10包括一手柄部分16，在其端部具有一球形端頭18，手柄部分向外成錐形，且過度到桶形部分20，此桶形部分以一端部或外端22結(jié)束。
木芯12是以木壘球棒的傳統(tǒng)方式通過使用傳統(tǒng)的車床加工而制成的，且也包括一手柄部分17，一桶形部分19和在手柄部分端部的一球形端頭21，但是，如圖2所示，木芯12是用比傳統(tǒng)木壘球棒的外部尺寸稍小一點(diǎn)的外部尺寸制成的，在圖2中，由參考號(hào)24所表示的虛線確定了傳統(tǒng)木壘球棒的輪廓，因此表明了與傳統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)尺寸的木壘球棒相比木芯12是用稍小的外部尺寸制成的。當(dāng)疊層14粘到木芯12上時(shí)，所完成的加強(qiáng)木壘球棒10的外部尺寸與標(biāo)準(zhǔn)尺寸的傳統(tǒng)木壘球棒一樣，最好是車床加工從標(biāo)準(zhǔn)木壘球棒尺寸的基礎(chǔ)上在其整個(gè)長(zhǎng)度上切去約1/10英寸，因此對(duì)于具有約2.50英寸直徑的標(biāo)準(zhǔn)木壘球棒，木芯12在桶形部分19處的直徑最好是在2.35-2.4英寸左右。
另外，當(dāng)削減木芯12在車床操作中被加工時(shí)，它應(yīng)這樣來加工以保留特定尺度的、縱向車床支承延長(zhǎng)段或支柱26和28不受影響，它們從木芯12的每端沿軸向伸出，如圖2所示，外端延長(zhǎng)段或支柱28給出了足夠的尺寸，以在構(gòu)造壘球棒10時(shí)起手柄的作用，最好是延長(zhǎng)段的直徑約為1英寸，長(zhǎng)度約為2-3英寸，在球形端部的延長(zhǎng)段26可以是更小些，是在直徑為3/4英寸且長(zhǎng)度為1/2英寸數(shù)量級(jí)上，沿手柄部分17在木芯12上切出縱向凹槽30，這些凹槽起到輔助沿木芯的手柄部分濕潤(rùn)或浸潤(rùn)單層或多層玻璃纖維織套，最好是這些凹槽沿手柄的周圍對(duì)稱分布，且從離球形端頭約11/2英寸處沿壘球棒的長(zhǎng)度上延伸約15英寸或更多，凹槽30可以是任何有效的尺寸和形狀，約為0.06×0.06英寸見方且圍繞手柄對(duì)稱地間隔開的四個(gè)凹槽已證明是滿足要求的。
預(yù)制的壘球棒組件如圖3所示，且一般用數(shù)字32來標(biāo)明，組件32是通過用一層或多層連續(xù)的不間斷的舒適的纖維織套基本上覆蓋著木芯12的整個(gè)外表面而形成的，纖維織套一般用數(shù)字34標(biāo)明，最好是兩層連續(xù)的不間斷的玻璃纖維紡織套被整潔地套在木芯12上，在圖6和圖7中用數(shù)字36和38標(biāo)明，盡管兩連續(xù)層是較好的，但一連續(xù)層也足夠，或取決于玻璃纖維股線的密度及編織層或織套中的紡織線的松緊度，可能采用三層或更多層。
纖維織套34具有一大致為常量的直徑，且這樣來紡制以使各股線都大致相互垂直，且與木芯12的縱向軸線大致成45°角，或+45°/-45°，為本發(fā)明的目的，零度股線的方向與木芯12或壘球棒10的縱向軸線相平行，且90°方向是在垂直于縱向軸的平面內(nèi)軸向地圍繞木芯或壘球棒，一股朝向是+45°的或-45°的股線位于一與木芯或壘球棒的縱向軸線成45°角的平面內(nèi)，且一+45°平面與一-45°平面是相互垂直的。
首選的+45°/-45°股線方向示于圖8中，其中股線40和42大致相互垂直，且大致與纖維織套34的縱向軸線成+45°/-45°方向，這些股線40和42在圖3，4和5中以實(shí)線表示以使圖形簡(jiǎn)潔，用于具有2.50英寸的桶形直徑的壘球棒的首選形式的玻璃纖維織套34是一具有約2.25英寸內(nèi)徑的編織層，它比木芯12的最大直徑稍小，最好是約2.35-2.4英寸，一較好的編織層具有的重量和密度約為26.5英尺/磅和9盎司/平方碼，且是由肯德基的A&P Technology of Covington生產(chǎn)和銷售的。
盡管由玻璃纖維線或股線制成的編織套是用于織套34的首選結(jié)構(gòu)以形成本發(fā)明的層36和38，但在本發(fā)明的目標(biāo)內(nèi)也可以采用由玻璃纖維和(或)其它高強(qiáng)度纖維股線制成的紡織或針織套，紡織或針織套可以被制成或者帶有或者不帶有縱向縫，所以為本發(fā)明的目的，術(shù)語“織套”是用來包括不僅是優(yōu)選的編織套，而且也可以是任何紡織的、針織的和其它織品，它們可以制成連續(xù)的不間斷的舒適的玻璃纖維和(或)其它高強(qiáng)度纖維織套。
如前所述，優(yōu)選的玻璃纖維織套34的內(nèi)徑稍小于木芯12的桶形部分19的外徑，因此，當(dāng)織套34套在桶形部分19上時(shí)它稍有膨脹，這種織套34與桶形部分19間的緊配合接觸往往會(huì)保證大致為+45°/-45°的玻璃纖維股線40和42的方向沿木芯12的桶形部分19保持不變，或稍增加，這在桶形部分19處大致為+45°/-45°或更多的方向在圖3中的預(yù)制組件32中以及在圖5的放大部分中以數(shù)字46表示。
另一方面，在木芯的端頭54或沿其手柄部分17，織套一般不與木芯緊密接觸配合，通過轉(zhuǎn)動(dòng)木芯12，織套34在端頭54處被收縮到木芯12上，織套34在端頭54處的收縮示于附圖的圖5中，可以看出，收縮的織套層覆蓋著除支承延長(zhǎng)段28的基座44從木芯12的端頭沿軸向伸出處外的整個(gè)端頭54表面，根據(jù)本發(fā)明，這織套層繞端頭54的頂部和整潔地圍繞延伸段28的基座44的覆蓋和配合是通過獨(dú)特的方式來取得的，但也能以任何基本覆蓋住木芯的端頭的頂部的方式來取得。
同時(shí)，通過木芯的手柄部分17上拉伸編織套34引起織套過手柄部分沿縱向方向伸長(zhǎng)，此伸長(zhǎng)引起纖維股線40和42在手柄處朝向更偏縱向方向，如圖3和4中的數(shù)字48所示，這在手柄部分纖維股線40和42更偏向縱向的方向遠(yuǎn)小于正常的如圖8所示的編織層的+45°/-45°方向，因此，發(fā)現(xiàn)采用一層或多層連續(xù)的不間斷的玻璃纖維或其高強(qiáng)度纖維編織套在生產(chǎn)本發(fā)明的疊層壘球棒時(shí)具有顯著的優(yōu)點(diǎn)，上述的編織套最好是+45°/-45°方向，它的內(nèi)徑等于或稍小于木芯的桶形部分，更準(zhǔn)確地講，當(dāng)將編織套于木芯上時(shí)，更大的桶形部分直徑引起玻璃纖維股線膨脹超過它們本來的+45°/-45°方向至等于或稍大于+45°/-45°，然后，隨著疊層36和38裝到木芯上且織套層被拉伸以收縮到木芯的手柄部分上，股線被迫顯著地更偏向縱向方向且遠(yuǎn)小于+45°/-45°，此股線朝0o方向的方向改變顯著地增加了股線的縱向強(qiáng)度，因此增加了在壘球棒的手柄部分的玻璃纖維的加強(qiáng)作用，進(jìn)一步，編織套的拉伸和收縮會(huì)引起在手柄處的股線顯著地互相鎖緊，因此進(jìn)一步增加了股線在縱向方向上的強(qiáng)度，在壘球棒的手柄部分的股線的首選方向當(dāng)鎖緊發(fā)生時(shí)大約為+20°/-20°至+20°/-20°。
作為本發(fā)明的部分，發(fā)現(xiàn)在制造預(yù)制壘球棒組件32時(shí)采用一空心施加管，則連續(xù)的不間斷的優(yōu)選的玻璃纖維編織套層可以容易且迅速地套在木芯12的大體整個(gè)外表面上，此方法示意地示于圖9，10和11中，其中施加管一般用數(shù)字50標(biāo)明，各層最好是通過選擇足夠的織套長(zhǎng)度以組成最少兩層來成對(duì)套入，然后將織套34置于施加管50的外面，此管的內(nèi)徑比木芯的最大直徑稍大，可以采用具有所要求的內(nèi)徑的任何合適的的剛性塑料管，但干凈的PVC塑料最好，在織套34被置于施加管50之前和之后，其近端采用膠帶之類的東西綁緊，如圖9中的52所示，這樣織套34和施加管就準(zhǔn)備好接納木芯12了。
在將織套34約束在管子50的外面的同時(shí)，木芯12的手柄端17被推入織套34的綁緊端52以迫使織套進(jìn)入管子50，隨著其被推入管子，這就引起了織套34從管子50的外面退下，且在張力作用下被套在壘球棒上，織套上沿縱向方向的這種張力往往會(huì)將織套收縮到木芯的手柄17上，這樣就使得股線朝向理想的縱向方向，當(dāng)木芯12一直進(jìn)入管子50時(shí)，通過使用桶形部分末端的支承延伸段28作為把柄來轉(zhuǎn)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)木芯，這種轉(zhuǎn)動(dòng)或扭轉(zhuǎn)迫使織套34被收縮到木芯12的外端54上，轉(zhuǎn)動(dòng)木芯直到使織套足夠收縮以接合延伸段28的圓形基座44，織套在此處與木芯的外端或頂端會(huì)合，這樣就完全地覆蓋住了木芯端頭54的剩余部分，現(xiàn)在織套34的第一層36就在木芯12上就位了。
為使木芯端部54得到足夠的覆蓋且一直蓋到延伸段28的基座44而使用的木芯轉(zhuǎn)動(dòng)量取決于織套的特性，包括密度，織線松緊度等等，采用如上所述的優(yōu)選的玻璃纖維編織套時(shí)，需要將木芯轉(zhuǎn)動(dòng)僅約一圈半就可以將織套34收縮到完全包圍著木芯端部54，當(dāng)隨著木芯從管子50中撤出而將第二層38玻璃纖維織套34施加到木芯12上時(shí)，這種織套向基座44的收縮允許木芯從管子中撒出而不會(huì)使織套成為松開或脫落，這樣就可能快速且容易地將兩連續(xù)的不間斷的高強(qiáng)度織套34層36和38大體施加到木芯12的整個(gè)外表面上而不會(huì)使各層分離，事實(shí)上，第二層38被簡(jiǎn)單地將折疊在第一層36上，通過簡(jiǎn)單地重復(fù)上述的方法，可以同樣的方式將單層或成對(duì)地施加額外幾層，進(jìn)一步，管狀織套可以從非工作端被連續(xù)地供給到管子50上。
當(dāng)木芯12已從管子50上被撤下時(shí)，將織套34切斷并留下幾英寸延伸通過木芯端部的支承延長(zhǎng)段26，然后將織套層38的端部41相對(duì)于木芯12拉緊以將織套收縮在木芯的手柄部分17的周圍，并使得壘球棒手柄部分16的層38的股線40和42朝向理想的鎖緊方向，如上所述。這拉伸完全可以通過固定層38的外端41且用支承延伸段28作為把柄轉(zhuǎn)動(dòng)木芯來實(shí)現(xiàn)，進(jìn)一步，將織套管緊緊地拉到球形端頭21以使織套圍繞球形端頭收縮，這完全可以通過置放一小段PVC管39在層38和支柱26的端頭上來實(shí)現(xiàn)，然后隨著PVC管移向球形端頭的基面，拉緊編織套端頭，然后將編織層38的端頭41折疊并扎緊(沒有示出)，若需要，可以通過扭轉(zhuǎn)管39使其更緊靠球形端頭21的基面來進(jìn)一步拉緊外層38，至此預(yù)制的壘球棒組件32就完成了。
在制作壘球棒10中由一種合適的可凝固樹脂將織套34的層36和38緊密結(jié)實(shí)地粘合在木芯的基本整個(gè)外表面上，可以使用任何可凝固樹脂將玻璃纖維層粘緊在木芯上，只要當(dāng)受到擊球的沖擊時(shí)不會(huì)出現(xiàn)裂縫、損壞和破碎，否則就不能使用，進(jìn)一步，由于本發(fā)明的加強(qiáng)壘球棒試圖在外表上模仿一標(biāo)準(zhǔn)的木壘球棒，透明的樹脂是首選的，因此對(duì)于本發(fā)明，要從透明度、抗裂能力、沖擊、層間和面際的粘合性和橫向吸收能量的高模量等方面來選擇可凝固樹脂。
用于本發(fā)明的首選的樹脂是熱凝固的環(huán)氧樹脂，它在接近室溫時(shí)自行凝固，環(huán)氧樹脂成分最好是基于2，2′-(1，3-次苯基)重-2-惡唑啉，也可以采用其它雙功用的或多功用的具有或沒有單功用溶劑的環(huán)氧樹脂，形成熱凝固環(huán)氧樹脂的可應(yīng)用的轉(zhuǎn)化劑和硬化劑包括多功用的初級(jí)或二級(jí)胺、路易絲酸、路易絲基、二元羧基酸和酐以及類似的東西，首選的硬化劑包括烷基胺，如二乙撐三胺，三乙撐三胺，亞二甲苯二胺，a-氨基乙基對(duì)二氮一己環(huán)及類似的東西，聚氧丙烯胺、氨基胺、聚酰胺和環(huán)脂族聚酰胺也可以用作一種全轉(zhuǎn)化劑或作為一種混合物，混合比將接近理想配比(除路易絲酸和基以外)，對(duì)于每一環(huán)氧樹脂組包含一活性胺氫，除環(huán)氧樹脂成分和胺硬化成分外，最好是包含第三種成分，它在凝固和形成一獨(dú)立的第二層時(shí)預(yù)先沉析出，此第二層具有小彈塑性球的性質(zhì)，其直徑最好是小于1微米，密封且粘合在連續(xù)的環(huán)氧層上，這第二層強(qiáng)化了抗裂能力，抗沖擊能力以及改善復(fù)合物的抵抗過早剝落，較好的樹脂材料是由加尼福尼亞的AppliedPolymeric Inc.of Benicia制造和銷售的。
為了幫助將一種較好的環(huán)氧樹脂粘合到木壘球棒芯上，最好是在一層或多層玻璃纖維織套層套裝之前將底劑施加到木壘球棒上，選擇底劑選是為了滲透木頭且起到在木芯和玻璃纖維之間的連接或界面的作用，較好的底劑復(fù)合物是環(huán)氧樹脂乳膠，它具有低毒性、低成本、長(zhǎng)適用期、很好的木頭滲透性、Tg＞60oC以及低粘度。具有的分子重量約為30,000且用適當(dāng)?shù)哪酆蜐B透劑的單成分的熱塑環(huán)氧樹脂是特別有效的，一種兩部分的環(huán)氧樹脂是可以滿足需要的，其中的B部分包含烷基胺、氨基胺和乳化表面劑的混合物，但因?yàn)樗鼈兊膬刹糠殖煞旨坝邢薜倪m用期限，這種環(huán)氧樹脂不是首選的，底劑復(fù)合物的進(jìn)一步的例子包括二酚甲醛、尿素甲醛和聚乙胺羥甲基化物二酚水溶液，首選的底劑也是由AppliedPolymeric生產(chǎn)和銷售的。
圖6和7中的放大的剖視圖表示了復(fù)合材料織套層14和形成強(qiáng)化壘球棒的木芯12之間的詳細(xì)粘合和層疊關(guān)系，如圖所示，織套34的層36和38覆蓋著除在外端22處的部分56和球形端頭18處的部分58之外的整個(gè)外表面，在壘球棒10完成時(shí)在56和58處分別將車床延伸段割去。進(jìn)一步，根據(jù)本發(fā)明，對(duì)球形端頭的強(qiáng)化是沒有必要的，所以，強(qiáng)化層36和38可以在60處割斷，在此處球形端頭18過渡到手柄部分16的底部，在這種情況下，當(dāng)完成壘球棒時(shí)外延段26割成與球形端頭的底面平齊，所以根據(jù)本發(fā)明，玻璃纖維強(qiáng)化層從至少是球形端頭16過渡到手柄16處起直到壘球棒外端的部分56處連續(xù)地覆蓋著壘球棒10的整個(gè)外表面，若不包括球形端頭的話，這種連續(xù)的不間斷的覆蓋為整個(gè)壘球棒表面的99％以上。
一種將玻璃纖維織套層粘合和層疊在木芯上的傳統(tǒng)方法如圖12，13和14所示，預(yù)制的壘球棒組件32置放在一模具62中，該模具包括一底半部分64和一頂半部分66，其每一部分都有一型腔68，用于接納預(yù)制的壘球棒組件32，模具元件是傳統(tǒng)的，且當(dāng)閉合時(shí)通過注入咀70注入合適的加熱的可凝結(jié)的熱凝固或熱塑樹脂以填裝型腔68，且用樹脂完全浸透玻璃纖維織套層36和38，模具型腔和預(yù)制的壘球棒組件32，包括樹脂浸透的層36和38一起經(jīng)受加熱和壓力的作用，此熱量為在熔化樹脂的溫度，且將織套層牢固地粘合和層疊在木芯上并也保持在手柄部分16處的玻璃纖維股線處于所述的良好的方向上，如參考數(shù)字48所示，并且在桶形部分14處成為對(duì)角網(wǎng)格的關(guān)系，如參考數(shù)字46所示。一種已知的樹脂注模技術(shù)由專利號(hào)為5,301,940的Seki美國專利所揭示，不過模具必須重新改進(jìn)以容納下端部支承延伸段26和28。
采用新方法來施加和凝結(jié)環(huán)氧樹脂(如上述的優(yōu)選環(huán)氧樹脂)以將玻璃纖維織套層固定在木芯上也是本發(fā)明的部分，但是在使用優(yōu)選的環(huán)氧樹脂時(shí)，一種底劑(如上所述的首選的環(huán)氧樹脂底劑)應(yīng)該在玻璃纖維織套層之前施加到木芯12上，在木芯12最好是加熱到約110°F后再施加樹脂底劑，加熱不但起到將木芯中的空氣驅(qū)出的作用，而且也有助于使底劑滲透到木頭中，一旦加熱就將木芯插入環(huán)氧樹脂底劑復(fù)合物中，當(dāng)干燥后，最好是將木芯第二次插入底劑復(fù)合物中，但這一次不用加熱，這樣木芯就涂好了底劑以在凝結(jié)和模塑加工時(shí)接受環(huán)氧樹脂。
根據(jù)本發(fā)明，發(fā)現(xiàn)了一種獨(dú)特的模塑技術(shù)，它便于以更迅速和比早期加工方法更便宜的技術(shù)將玻璃纖維織套層粘合和層疊在木芯上，這優(yōu)選的模塑技術(shù)涉及到將傳統(tǒng)塑料管熱收縮成與預(yù)制的壘球棒組件緊密配合，以用作環(huán)氧樹脂施加和凝結(jié)的模具，現(xiàn)在通過參閱圖15、16和17來描述此模塑技術(shù)，其中的塑料管模具一般用數(shù)字72來標(biāo)明。
為了形成所必要的管狀模具72，將一適當(dāng)尺寸的空心管74通過外延段28置于組件32的桶形端部，管74包括一細(xì)長(zhǎng)管部分76和一短管部分78，其尺寸與外延段28成緊密配合，通過外延段28的管段78比管部分76的直徑要小，大管部分76為模具72形成開放噴口80，而短管部分78形成一從噴口80到模具的圍繞預(yù)制的壘球棒組件的圓形開口81(見圖16)，一般地，一11/2英寸的有約20英寸長(zhǎng)的空心紙板管證明是可以滿足管部分76的需要的，短管部分78可以被容易地固定到紙板管部分76的里面，管74被置于一適當(dāng)?shù)淖?沒有表示出)，它可以支承管74處于豎立的垂直位置，然后將預(yù)制的壘球棒組件32通過將支承外延段28插入管部分78而支承在管74上。
然后將一壓平寬約為4英寸的高收縮管82套到預(yù)制壘球棒組件和管74上，薄壁PVC高收縮管用作管82被發(fā)現(xiàn)是滿足需要的，然后采用一環(huán)形輻射加熱器84或其它類似的加熱器將高收縮管82縮成與外玻璃纖維織套層成緊密的接觸，最好是，輻射加熱器84自動(dòng)移動(dòng)，在管82的底部開始向上移動(dòng)通過從外端開始的預(yù)制壘球棒組件32。如圖15所示，環(huán)形輻射加熱器84通過管子74、桶形部分19并進(jìn)入預(yù)制壘球棒組件32的手柄部分17而顯著地向上移動(dòng)到組合結(jié)構(gòu)之上，如圖所示，高收縮管82已經(jīng)縮成與管74和預(yù)制壘球棒組件32成緊密配合，提供了一適當(dāng)?shù)拈_口用于當(dāng)管82收縮到管74和預(yù)制組件32上時(shí)使空氣從管中跑出，一旦輻射加熱器完全走過組合結(jié)構(gòu)時(shí)，且管82已被收縮到球形端頭18周圍，然后將空心管74去掉，留下包在塑料熱收縮皮中的預(yù)制壘球棒組件32，它形成了塑料管狀模具72，它在桶形端頭54處有一長(zhǎng)開口管延長(zhǎng)段85。
因?yàn)樵趬厩虬舻氖直糠?6和桶形部分20的直徑之間有顯著的區(qū)別，所以發(fā)現(xiàn)在熱收縮期間，將模具管收縮到預(yù)制壘球棒組件的手柄部分上的方法要求同時(shí)拉伸和加熱模具管，為圍繞壘球棒的手柄足夠地收縮模具管，這發(fā)現(xiàn)是必要的，在壘球棒的手柄16處熱收縮加工期間同時(shí)位伸管子可以采用任何合適的技術(shù)來取得，但是，一簡(jiǎn)單的方法是當(dāng)環(huán)形輻射加熱器84已升到約其升程的3/4時(shí)，松開管74的支承從而松開其上組合的預(yù)制壘球棒組件，這樣就留下預(yù)制的壘球棒組件32和管74和熱收縮在其上的管子82部分一起相對(duì)于支承在其上的管82的其余部分自由懸掛著，當(dāng)其由輻射加熱器加熱收縮至手柄部分上時(shí)，這作用在未收縮管子上的重力會(huì)引起它拉伸。
當(dāng)管74從管延長(zhǎng)段85上去掉后，在塑料管形模具72內(nèi)的預(yù)制的壘球棒組件32就準(zhǔn)備好了接受優(yōu)選的環(huán)氧樹脂86，將各成分置于室溫環(huán)境中，然后將環(huán)氧樹脂成分混合并通過開放噴口80注入到空心管延長(zhǎng)段85中，采用首選的環(huán)氧樹脂時(shí)，約7盎司左右的混合樹脂是足夠的，最好是，一約為1英寸見方及14英寸長(zhǎng)的細(xì)長(zhǎng)條槐木88被插入到管中以作為吸熱件，這條槐木起到減慢環(huán)氧樹脂的發(fā)熱反應(yīng)，且增加環(huán)氧樹脂的工作時(shí)間量或＂適用期＂，然后將空心管的延長(zhǎng)段85的開口端80置于并鎖緊在一握緊夾具90上以給管子延長(zhǎng)段和塑料管形模具內(nèi)的氣壓加壓，這輸送的壓力迫使環(huán)氧樹脂在一段合理的時(shí)間內(nèi)浸透預(yù)制壘球棒組件中的玻璃纖維織套層而不使其過早凝固，最好是施加約10psi的氣壓，它將引起優(yōu)選的環(huán)氧樹脂完全通過支承的預(yù)制壘球棒組件32和塑料管形模具72的長(zhǎng)度，這樣大約在30至40分鐘內(nèi)環(huán)氧樹脂開始在組件32的手柄端頭處從模具中滴出。
如圖16所示，環(huán)氧樹脂大約已浸透預(yù)制壘球棒組件32的頂部的約1/4，在由數(shù)字94所標(biāo)明的水平上，這種對(duì)塑料管形模具的加壓是一種復(fù)合物制造形式，在行業(yè)中被稱之為＂樹脂傳遞模塑＂。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)約為80o-82oF的室溫是施加和凝固環(huán)氧樹脂的最優(yōu)溫度，任何更低的室溫會(huì)不希望地增加樹脂的粘度，從而引起過長(zhǎng)的浸透時(shí)間，顯著高的室溫將引起環(huán)氧樹脂的發(fā)熱反應(yīng)，這樣會(huì)損壞制成的壘球棒。
當(dāng)預(yù)制的壘球棒組件32被浸透后，可以將壘球棒倒過頭來且用一夾具96固定住，此夾具在球形端頭18的下面夾住壘球棒，(見圖17)，通過這樣做，未凝固的樹脂和玻璃纖維更好地填入手柄和球形端頭界面處，最好是，配件96制成適合的形狀并加熱到一高于200°F的溫度，以便在壘球棒的球形端頭的頂部和手柄部分16的基面間的相交處形成一永久的環(huán)，若在如上所述的樹脂傳遞模塑期間玻璃纖維織套層已有效地飽和，則此固定的步驟就可以取消。
一旦環(huán)氧樹脂已凝固，這要用約11/2到2個(gè)小時(shí)，包含有熱收縮包皮的管形模具72被取下，支承延長(zhǎng)段26和28被切掉，且將暴露的端頭磨光，然后手柄可以或是經(jīng)噴砂處理或是經(jīng)砂磨以使其具有粗糙的網(wǎng)紋。
盡管前面的優(yōu)選實(shí)施例已被描述成使用一層或多層由高強(qiáng)度玻璃纖維或纖維?？r制成的舒適的纖維織套，但可以相信，由其它高拉伸強(qiáng)度纖維制成的纖維織套也可以用在本發(fā)明中，如卡吳拉、絲派克楚、石墨、尼龍及類似的東西，進(jìn)一步，在本發(fā)明的目標(biāo)內(nèi)，除玻璃纖維股線或線外，還可將一種或多種這樣高強(qiáng)度纖維線或股線編織、紡織、針織或加工成一舒適的織套，因此，本發(fā)明不試圖局限于僅于玻璃纖維制成的編織的或其它形式的織套。
另外，加工木芯12的特定的木頭是一個(gè)選擇的問題，高質(zhì)量的槐樹常用來制造優(yōu)質(zhì)的木頭壘球棒，且這種木頭可以用在本發(fā)明中，但是從本發(fā)明的疊層玻璃纖維織套14的驚人高的優(yōu)良的強(qiáng)化能力的觀點(diǎn)來看，低檔的槐樹也可以用來制作木芯12。
上面可認(rèn)為是本發(fā)明原理的示例，對(duì)于本領(lǐng)域中的熟練的技工來說，可以進(jìn)行許多其它的改變和變化，因此，不希望將本發(fā)明局限在上面所示的所述的精確的結(jié)構(gòu)的操作上，可以利用的所有合適的改變及等效的工作，都落在所述的發(fā)明的目標(biāo)內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一加強(qiáng)的木壘球棒，它具有一標(biāo)準(zhǔn)尺寸木壘球棒的外部尺寸，它包括一實(shí)木芯和一層或多層連續(xù)的加強(qiáng)纖維織套，上述的實(shí)木芯包括一手柄部分和一桶形部分，它們確定了一細(xì)長(zhǎng)的實(shí)木件，此實(shí)木件所具有的外部尺寸比一標(biāo)準(zhǔn)尺寸木壘球棒的外部尺寸稍小，所述的纖維織套用可凝固的樹脂層疊到并大體上覆蓋著所述木芯的整個(gè)外表面，所述的一層或多層具有一厚度以增加木芯的外部尺寸到加強(qiáng)木壘球棒的最終尺寸與一標(biāo)準(zhǔn)尺寸木壘球棒的外部尺寸大體上相同。
2.如權(quán)利要求1所確定的加強(qiáng)木壘球棒，其中所述的織套是由所述的纖維的股線所構(gòu)成的。
3.如權(quán)利要求1所確定的加強(qiáng)木壘球棒，其中所述纖維的主要部分是由玻璃纖維所構(gòu)成的。
4.如權(quán)利要求2所確定的加強(qiáng)木壘球棒，其中所述的纖維股線在所述的壘球棒的桶形部分處朝向約+45°/-45°或更多。
5.如權(quán)利要求4所確定的加強(qiáng)木壘球棒，其中所述的纖維股線在所述的壘球棒的手柄部分朝向遠(yuǎn)在+45°/-45°以下。
6.如權(quán)利要求5所確定的加強(qiáng)木壘球棒，其中所述朝向的纖維在壘球棒的手柄部分是處于一大體鎖緊的狀態(tài)。
7.如權(quán)利要求1所確定的加強(qiáng)木壘球棒，其中木芯的手柄部分包括許多縱向延伸的凹槽，對(duì)稱地圍繞壘球棒的手柄部分分開。
8.如權(quán)利要求3所確定的加強(qiáng)木壘球棒，其中所述的玻璃纖維織套是以兩連續(xù)層給出的，每一層大體覆蓋著木芯的整個(gè)外表面。
9.如權(quán)利要求8所確定的加強(qiáng)木壘球棒，其中所述的兩連續(xù)層相對(duì)于彼此也是連續(xù)的，其中外層折疊回來蓋著內(nèi)層。
10.如權(quán)利要求1所確定的加強(qiáng)木壘球棒，其中所述的一層或多層從壘球棒的手柄的基面到壘球棒的外端覆蓋著超過99％的所述木芯的外表面。
11.如權(quán)利要求1所確定的加強(qiáng)木壘球棒，其中所述的壘球棒包括在手柄部分端部的一球形端頭，且所述的至少兩層的每一層都覆蓋著球形端頭相當(dāng)大一部分。
12.用于采用一種可凝固的樹脂來模塑一加強(qiáng)的木壘球棒的預(yù)制壘球棒組件包括一手柄部分和一桶形部分，它們確定了一細(xì)長(zhǎng)的木件，大體上為壘球棒的形狀，且具有縱向的支柱從木芯的底端和頂端沿軸線伸出，且一層或多層加強(qiáng)纖維織套大體覆蓋著所述木芯的整個(gè)外表面。
13.如權(quán)利要求12所確定的預(yù)制壘球棒組件，其中所述的支柱在完成加強(qiáng)木壘球棒時(shí)被割掉。
14.如權(quán)利要求12所確定的預(yù)制壘球棒組件，其中所述的一層或多層織套，每一層都從壘球棒手柄的基面到壘球棒的外端覆蓋著超過99％的所述木芯的外表面。
1 5.一加強(qiáng)的木壘球棒，具有一手柄部分和一桶形部分，它們構(gòu)成了一具有壘球棒形狀的細(xì)長(zhǎng)的木芯，且至少兩層加強(qiáng)玻璃纖維的用透明可凝固樹脂浸透的編織套，每一層都層疊在并從壘球棒手柄的基面到壘球棒的外端大體覆蓋著木芯的整個(gè)外表面。
16.如權(quán)利要求15所確定的加強(qiáng)木壘球棒，其中所述的至少兩層，每一層都覆蓋著超過所述的外表面的99％。
17.如權(quán)利要求15所確定的加強(qiáng)木壘球棒，其中所述的玻璃纖維股線在壘球棒的桶形部分處朝向不少于約+45°/-45°的方向，且在所述的壘球棒的手柄部分遠(yuǎn)少于+45°/-45°
18.如權(quán)利要求15所確定的加強(qiáng)木壘球棒，其中所述的壘球棒包括在手柄端部的一球形端頭，且所述的至少兩層的每一層都覆蓋著球形端頭的相當(dāng)大一部分。
19.如權(quán)利要求1所確定的加強(qiáng)木壘球棒，其中所述的木芯的外表面用一種乳化底劑浸透，在將一層或多層織套層疊到木芯上期間，此底劑與所述的環(huán)氧樹脂粘合在一起。
20.制造一種加強(qiáng)木壘球棒的方法，包括制作一木芯的步驟，此木芯具有的外部尺寸比一標(biāo)準(zhǔn)尺寸的具有手柄端和一桶形端的木壘球棒的外部尺寸稍小，施加一層或多層連續(xù)的纖維股線織套，大體覆蓋著木芯的整個(gè)外表面，將組裝的木芯和織套置于模其中，用一種可凝固樹脂浸透織套的纖維股線，且將一層或多層浸透的織套層粘合在木芯的外表面上作為一薄疊層，此薄疊層具有足夠的尺寸厚度以形成一具有的外部尺寸等于一標(biāo)準(zhǔn)尺寸的傳統(tǒng)的木壘球棒的加強(qiáng)木壘球棒。
21.如權(quán)利要求20所確定的方法，其中形成木芯的步驟包括形成從木芯的每一端大致沿軸線方向突出的支柱的步驟。
22.如權(quán)利要求21所確定的方法，其中施加一層或多層連續(xù)的所述的織套的步驟包括置放織套到管狀支承的外面的步驟，該管狀支承具有一內(nèi)徑比木芯的最大外徑稍大，且一通過管狀支承一端的織套端是閉合的，將木芯從所述的閉合端插入管狀支承以將織套拉下到芯的外表面上至芯的整個(gè)長(zhǎng)度，用從所述的管狀支承中伸出的縱向支柱扭轉(zhuǎn)木芯以將織套圍繞芯的端頭收縮到所述的縱向支柱的基面，將芯從管狀支承中撤出，而同時(shí)沿所述的芯的大部分外表面和第一織套層施加第二層所述的織套，且用所述的縱向支柱扭轉(zhuǎn)所述的芯以將所述的織套層股線收縮到芯的手柄部分上。
23.如權(quán)利要求22所確定的方法，其中芯的手柄部分從纖維股線織套的閉合端插入到管狀支承中，且用來扭轉(zhuǎn)芯的縱向支柱在桶形部分從芯的端部伸出。
24.如權(quán)利要求20所確定的方法，其中的纖維股線是玻璃纖維，且織套的股線的方向在芯的桶形部分上不少于+45°/-45°，且在芯的手柄部分遠(yuǎn)少于+45°/-45°。
25.制造一加強(qiáng)木壘球棒的方法，包括下列步驟形成一預(yù)制的壘球棒組件，具有一實(shí)木芯和至少兩連續(xù)層由高強(qiáng)度纖維股線制成的編織套，該編織套整潔地大體覆蓋著木芯的整個(gè)外表面；圍繞所述的預(yù)制壘球棒組件加熱收縮一高收縮熱塑管，以形成一塑料管模具，它具有一從一端伸出的空心管延長(zhǎng)段；通過所述的的空心管延長(zhǎng)段慢速填加一種可凝固樹脂到所述的預(yù)制壘球棒組件中，以浸透所述的纖維股線；凝固樹脂以使所述的纖維股線層疊和緊固地粘合在所述的術(shù)芯上以形成所述的加強(qiáng)壘球棒；以及從所述的壘球棒的周圍取下塑料管狀模具。
26.如權(quán)利要求25所確定的方法，其中所述的實(shí)木芯具有一手柄部分和一桶形部分，且包括有許多縱向延伸的凹槽，它們圍繞手柄部分對(duì)稱地間隔開。
27.如權(quán)利要求25所確定的方法，其中可凝固樹脂填裝步驟包括在空心管延長(zhǎng)段處附加一木條到樹脂中，以用作為一吸熱件以增加樹脂的工作時(shí)間以浸透纖維股線。
28.如權(quán)利要求25所確定的方法，其中所述的高強(qiáng)度纖維的主要部分是由玻璃纖維構(gòu)成的。
29.如權(quán)利要求25所確定的方法，其中的加工方法包括形成所述的帶有縱向支柱的實(shí)木芯的步驟，此支柱一般沿軸向從木芯的每一端伸出以輔助施加所述的整潔地大體蓋著木芯的整個(gè)外表面的連續(xù)層使；和在凝固步驟后去掉所述的支柱的進(jìn)一步的步驟。
30.如權(quán)利要求25所確定的方法，其中所述的實(shí)木芯具有一手柄部分和一桶形部分，且所述的加熱收縮步驟包括在管子沿所述芯的手柄部分收縮管子時(shí)拉伸所述的熱塑管。
31.如權(quán)利要求25所確定的方法，其中所述的加工步驟包括采用一種乳化底劑來浸透所述實(shí)木芯的外表面，該底劑在凝固步驟期間與可凝固樹脂粘合在一起。
32.如權(quán)利要求25所確定的方法，其中所述的可凝固樹脂是一種環(huán)氧樹脂，它在約80oF時(shí)緩慢凝固。
33.用于制造一模具的裝置，該模具用于層疊和粘合一層或多層用可凝固樹脂浸透的加強(qiáng)纖維織套，這些織套層大體覆蓋著木芯的整個(gè)外表面，該木芯大體為一壘球棒的形狀，在一預(yù)制的壘球棒組件中具有一手柄部分和一桶形部分，該裝置包括支承結(jié)構(gòu)，用于支承所述的預(yù)制壘球棒組件在一高收縮的熱塑管中，一熱收縮加熱器，它能夠沿所述的預(yù)制的壘球棒組件和所述的熱塑管移動(dòng)，以使所述的管子收縮到預(yù)制的組件上，以形成所述的模具，以及將力作用在所述的熱塑管子上的方法，以在熱收縮所述的管子到預(yù)制壘球棒組件的手柄部分上期間引起所述的管子伸長(zhǎng)。
全文摘要
一加強(qiáng)木壘球棒,它具有一與標(biāo)準(zhǔn)木壘球棒相同的形狀但尺寸稍小的實(shí)木芯,一層或多層連續(xù)的不間斷的舒適的由高強(qiáng)度纖維構(gòu)成的纖維織套，整潔地大體覆蓋在芯的整個(gè)外表面上，這就形成了一預(yù)制的壘球棒組件，纖維織套應(yīng)制成適當(dāng)?shù)某叽缫允蛊湓谛就吧仙耘蛎洸涸谛镜氖直?，其股線最初排列在約+45°/－45°方向上的玻璃纖維編織套是較好的,當(dāng)編織套股線拉過手柄部分時(shí),它們排列在更偏向縱向的方向,并趨于鎖緊。
文檔編號(hào)B29C70/44GK1172682SQ9711242
公開日1998年2月11日 申請(qǐng)日期1997年6月3日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月3日
發(fā)明者約翰A·希勒里希三世, 喬治·W·伯格 申請(qǐng)人:希勒里希和布萊德斯拜公司