CH616848A5

CH616848A5 -

Info

Publication number: CH616848A5
Application number: CH679974A
Authority: CH
Inventors: Francois Rene Lacoste; Jean Marc Warnery
Original assignee: Patentex Sa; Ciba Geigy Ag
Priority date: 1974-05-18
Filing date: 1974-05-18
Publication date: 1980-04-30
Also published as: JPS517049A; FR2270906A1; DE2521741A1; IE42148L; CA1055062A; IE42148B1; GB1498732A; AU8123975A; FR2270906B1; US4022469A

Description

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Tennisball zu entwickeln, welcher all die aufgezeigten Mängel der Tennisbälle gemäss dem Stande der Technik nicht aufweist. So soll er aus einem möglichst gas- bzw. luftundurchlässigen Material bestehen. Eine Verpackung in Druckdosen soll sich erübrigen. Er soll insbesondere ganz spezielle gummitechnische Eigenschaften aufweisen und dadurch den Anforderungen der Vorschriften des Internationalen Tennisverbandes möglichst optimal entsprechen. Das Verformungsverhalten soll innerhalb der geforderten Toleranzen liegen und möglichst lange konstant bleiben. Er muss das erforderliche Rückprallverhalten aufweisen. Die Differenz zwischen Verformung und Rückverformung soll möglichst klein sein.

Überraschend wurde nun gefunden, dass man dann zu besonders brauchbaren Tennisbällen, welche ein verhältnismässig konstantes gutes Spielverhalten aufweisen, gelangt, wenn man für die Herstellung einen Gummi verwendet, welcher als Füllstoff ein feinpulveriges Aminoplastharz mit einer spezifischen Oberfläche von > 5 m2/g enthält. Gegenstand der Erfindung ist ein hohler Tennisball mit einem Grundkörper aus Gummi auf Naturkautschuk- und/oder Synthesekautschuk-Basis, welcher dadurch gekennzeichnet ist, dass der ganze Gummi oder mindestens eine den Hohlraum umfassende Schicht des Gummis auf 100 Gewichtsteile des jeweiligen Elastomeren oder Elastomerengemisches 15 bis 50 Gewichtsteile eines feinpulverigen Aminoplastharzes mit einer spezifischen Oberfläche von > 5 m2/g homogen verteilt enthält.

Bei den in dem Gummi enthaltenen Aminoplastharzen handelt es sich insbesondere um Harnstoff-Formaldehyd- und Melamin-Formaldehyd-Polykondensationsprodukte sowie um die entsprechenden durch Kokondensation mit anderen Polymerbildnern herstellbaren Polykondensationsprodukte. Als solche geeignete Komonomere, die befähigt sind, mit Formaldehyd oder Methylolverbindungen Polykondensate zu bilden, sind beispielsweise Thioharnstoff, Dicyandiamid, Benzoguan-amin, Anilin, Phenol und Alkylphenole zu nennen. Auch Gemische derartiger Harnstoff-Formaldehyd- und Melamin-Formaldehyd-Polykondensationsprodukte und gegebenenfalls entsprechender Kopolykondensate sind gemäss der Erfindung als Füllstoff für den Gummi geeignet.

Besonders gute Tennisbälle erhält man, wenn man als Füllstoff für den Gummi ein Aminoplastharz mit einer spezifischen Oberfläche von 30 bis 120 m2/g einsetzt. Für textil-umhüllte Bälle ist ein Vorzugsbereich bezüglich der Konzentration des Aminoplastharzes in dem Gummi ein Gehalt von 15 bis 35 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des jeweiligen Elastomeren oder Elastomerengemisches. Für nicht textilum-hüllte Bälle ist ein Gehalt von 30 bis 50 Gewichtsteilen (auf 100) vorzuziehen.

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Die in dem Gummi des erfindungsgemässen Tennisballes enthaltenen Aminoplastharze lassen sich nach verschiedenen Verfahren herstellen. Die bekanntesten dieser Verfahren sind beispielsweise durch folgende Patente geschützt oder beschrieben worden: US-Patente 3 553 115, 3 428 607, FR-Patente 2 004 360, 2 059 767, 2 057 981.

In diesem Zusammenhang ist auch auf die folgenden Publikationen, in denen über solche Aminoplastharze berichtet wird, hinzuweisen:

A. Renner: «Hochdisperse, vernetzte Kondensationspolymere aus Melamin und Formadehyd» in «Die Makromolekulare Chemie» 120 (1968) 68-86 und

A. Renner: «Kondensationspolymere aus Harnstoff und Formaldehyd mit grosser spezifischer Oberfläche» in «Die Makromolekulare Chemie» 149 (1971) 1-27.

Zu besonders guten Tennisbällen kommt man, wenn man Gummis verwendet, welche als Aminoplastharz ein Harnstoff-Formaldehyd-Polykondensationsprodukt enthalten, das nach dem Verfahren gemäss dem französischen Patent 2 004 360 hergestellt wurde. Derartige Produkte bestehen im allgemeinen aus Agglomeraten von annähernd kugelförmigen Primärteilchen mit einem mittleren Durchmesser von <1000 Â, vorzugsweise von etwa 500 Â. Der Durchmesser der Agglomerate schwankt. Gut geeignet als Füllstoff für den Gummi der erfindungsgemässen Tennisbälle sind Agglomerate mit durchschnittlichen Teilchengrössen zwischen 7 und 15 jum. Der engere Vorzugsbereich beträgt bis zu 8 bis 11 fim. In dem Gummi liegen diese Füllstoffe zum grossen Teil nicht mehr in Form der ursprünglichen Agglomerate, sondern als ioslierte Primärteilchen oder in Form kleinerer Agglomerate vor.

Der erfindungsgemässe Tennisball besteht vorzugsweise aus Gummi, welcher als grundlegendes Elastomer Naturkautschuk enthält. Grundsätzlich sind aber auch Synthesekautschuk und Gemische von Synthesekautschuken bzw. Gemische von Synthesekautschuken mit Naturkautschuk als Grundelastomer für den Tennisball verwendbar. Besonders gut geeignet sind Gemische von Naturkautschuk und Polybutadien, in denen vorzugsweise auf 50 Teile Naturkautschuk bis zu 50 Teile Polybutadien kommen.

Der Tennisball kann im Innern entweder Atmosphärendruck oder aber einen absoluten Druck von ungefähr 1,4 bis 1,8 kg/cm2 aufweisen. Die Erfindung betrifft also sowohl nicht aufgeblasene Bälle als auch solche, welche unter Überdruck stehen.

Im allgemeinen weist der erfindungsgemässe Tennisball die übliche Textil- bzw. Filzumhüllung auf.

Die Herstellung der erfindungsgemässen Tennisbälle erfolgt nach den üblichen bekannten Verfahren. Es erübrigt sich deshalb, hier darauf näher einzugehen.

. Der erfindungsgemässe Tennisball weist die aufgezeigten Mängel der bekannten Tennisbälle nicht auf. Die bevorzugte

Ausführungsform des nicht aufgeblasenen Balles liegt voll innerhalb der Toleranzen des Stevens-Versuches. Als besonderer technischer Fortschritt ist herauszustellen, dass die Differenz zwischen Verformung und Rückverformung erstaunlich 5 gering ist. Sie liegt zwischen 2,9 und 3,3 mm, während sie bei herkömmlichen nicht aufgeblasenen Tennisbällen Werte zwischen 3,55 und 5,08 mm aufweist. Dieser Tennisball erfüllt auch alle anderen Forderungen, die durch die Regeln des Internationalen Tennisverbandes gestellt werden. So ist auch die io Sprungkraft (Rückprall) genügend gross, und es erübrigt sich eine Druckverpackung in Blechdosen.

Die Ansprüche, die bei der Lösung der Aufgabe der Erfindung gestellt wurden, waren besonders hoch. Es genügte nicht, dass irgendeine bestimmte Eigenschaft des Gummis, aus dem der Tennisball besteht, besonders herausragte. Das Problem war komplexer. Es musste nämlich einmal ein günstiges Gleichgewicht mehrerer gummitechnischer Eigenschaften gefunden werden. Zum anderen musste dieses Gleichgewicht auf den Druck, unter dem der Ball steht, abgestimmt sein. Dass 20 diese Aufgabe, Tennisbälle mit dem gewünschten optimalen Spielverhalten zu entwickeln, nicht einfach zu lösen war, ist schon daraus zu entnehmen, dass derartige Versuche bereits seit vielen Jahren durchgeführt worden sind und dass der Internationale Tennisverband praktisch bereit gewesen ist, die 25 Vorschriften zwecks Förderung diesbezüglicher Neuentwicklungen zu modifizieren. (Dieses Entgegenkommen des Verbandes unterstreicht auch besonders die Dringlichkeit der Lösung der Problemstellung und den Bedarf für bessere Tennisbälle.)

30 Bei diesem Sachverhalt musste besonders überraschen,

dass die Aufgabe der Erfindung in so einfacher und eleganter Weise, nämlich durch Verwendung spezieller, feinpulveriger Aminoplastharze als verstärkender Füllstoff für den Gummi, aus dem der Grundkörper des Tennisballes besteht, gelöst 35 werden konnte. Besonders musste auch überraschen, dass diese Aminoplastharze sowohl für drucklose als auch für unter Überdruck stehende Bälle geeignet sind.

Beispiele

40 A. Gummis für Tennisbälle

Unter Verwendung eines Mischwalzwerkes werden nach bekannten Verfahren verschiedene Gummimischungen hergestellt, welche für die Fabrikation des erfindungsgemässen drucklosen Tennisballes geeignet sind. Als feinpulveriges 45 Aminoplastharz werden die folgenden drei Harnstoff-Formal-dehyd-Polykondensationsprodukte (UF-Harze Nrn. I, II und III), welche nach dem Verfahren gemäss dem FR-Patent 2 004 360 hergestellt worden sind, und das Melamin-Formal-dehyd-Polykondensationsprodukt (MF-Harz Nr. IV) einge-50 setzt. Diese Aminoplastharze sind in der Tabelle II näher charakterisiert.

15

Tabelle II

Nr. Harz-Typ Spezifische Mittlerer % der Aggio- Mittlerer Schüttgewicht Dichte Oberfläche Durchmesser merate von Durchmesser g/1 g/ml m2/mg der Agglome- mehr als der Primärrate in am 10 um teilcheninÂ

I

UF

67

II

UF

65

III

UF

59

IV

MF

116

5,7 2,4 8,9 3,7

26,4

8 41 14

ca. 500 ca. 500 ca. 500 ca. 500

75 90

1,35 1,35 1,35 1,45

In der Tabelle III sind die Zusammensetzungen und in der Tabelle IV die wichtigsten gummitechnischen Eigenschaften der durch die Vulkanisation unter optimalen Bedingungen der entsprechenden Gummimischungen erhaltenen Gummis zusammengestellt.

Ausserdem sind in diesen beiden Tabellen auch Angaben

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über Gummis bzw. entsprechende Mischungen gemacht, welche gemäss dem US-Patent 2 896 949 als Werkstoff für die bisher besten konventionellen nicht aufgeblasenen Tennisbälle verwendet werden. Diese Gummis enthalten verstärkende SB-Polymerisate mit einem sehr hohen Styrolgehalt. s

In der Tabelle III bedeuten die Zahlen Gewichtsteile. Sie bedeuten gleichzeitig Gewichts-Prozente, bezogen auf das jeweilige Elastomer bzw. Elastomerengemisch, da letzteres jeweils mit 100 Gewichtsteilen angegeben ist. Die Gummis Nr. a bis e sind als Werkstoff für den erfindungsgemässen nicht auf- io geblasenen Tennisball geeignet. Die Gummis Nr. o bis r stellen dagegen Materialien gemäss dem US-Patent 2 896 949 für die Herstellung nicht aufgeblasener, konventioneller Tennisbälle dar. Die Gummis a bis e weisen eine genügende Härte, ein gutes Rückprallverhalten und gute dynamische Werte auf. 15 Besonders günstig sind die Werte der dynamischen Endkompression, welche mit dem Goodrich-Flexometer bestimmt wurde.

B. Tennisbälle Beispiele 1 und 2 20

Nach üblichen Verfahren werden aus jeweils 2 halbkugelförmigen hohlen Kalotten zwei nicht aufgeblasene Tennisbälle unter Verwendung der Gummimischungen d und e (siehe Tabelle III) hergestellt. Beide Bälle sind mit einer Filzumhüllung versehen. Die Wandstärke des Gummikernes beträgt 4,4 mm, 25 der Durchmesser der fertigen Bälle 60,7 mm. Der die Mischung d enthaltende Ball entspricht Beispiel 1, der die Mischung e enthaltende dagegen Beispiel 2.

In der Tabelle V werden die Tennisbälle gemäss Beispiel 1 und 2 in bezug auf Rückprall und Verformungsverhalten mit 30 aufgeblasenen und nicht aufgeblasenen Bällen gemäss dem Stande der Technik verglichen. Es ergibt sich folgendes Vergleichsbild.

Die bekannten aufgeblasenen Bälle der Markenbezeichnung D, welche in Kartonschachteln verpackt waren, weisen 35 einen schwachen Rückprall von 134 cm auf. Der Rückprall liegt an der Grenze der erlaubten Toleranzen und lässt im Verlaufe des Spiels weiter nach. Im übrigen werden die festgesetzten Regeln bei diesen Bällen bei Spielbeginn erfüllt; die Verformung liegt allerdings praktisch an der erlaubten Grenze 40 und nimmt während der weiteren Benützung des Balles zu.

Diese Bälle sind deshalb nach kurzer Zeit unbrauchbar.

Die in Druckdosen verpackten Tennisbälle der Markenbezeichnung D weisen zunächst einen Rückprall von 136 cm auf und genügen diesbezüglich den Anforderungen. Dagegen liegen jedoch Verformung und Rückverformung mit Werten von 5,08 und 7,75 mm ausserhalb der erlaubten Toleranzen. Diese Bälle sind zunächst zu hart. Erst im Verlaufe einiger Wochen entsprechen sie voll den vorgeschriebenen Regeln und zeigen ein günstiges Spiel verhalten. Dieser Zustand hält aber nur verhältnismässig kurze Zeit an. Danach nehmen diese Bälle das Verhalten derjenigen Bälle an, welche in Kartons geliefert werden. Das bedeutet aber, dass die Bälle praktisch nach kurzer Zeit unbrauchbar werden.

Die bekannten nichtaufgeblasenen Tennisbälle der Markenbezeichnung T weisen einen zu geringen Rückprall von _ 132 cm auf und liegen beim ersten Spiel bezüglich der Verformung und Rückverformung ausserhalb der erlaubten Toleranzen. Sie sind zunächst zu hart. Nach dem ersten Satz verändern sich die Verformungs- und Rückverformungswerte günstig, so dass sie den Normen entsprechen. Die Rückverformung nimmt aber nach einigen weiteren Sätzen weiter zu und liegt schliesslich ausserhalb der erlaubten Grenzen. Ausserdem verschlechtert sich gleichzeitig das Rückprallverhalten.

Auffallend sind die grossen Differenzen zwischen Verformung und Rückverformung bei den Tennisbällen der Marke T. Bereits bei Spielbeginn liegen die Werte bei 3,81 mm. Nach einem Spielsatz nehmen sie auf 4,45 mm zu. Der Spieler empfindet Bälle mit derartig hohen Differenz-Werten als unangenehm träge und kraftlos.

Im Gegensatz zu den oben besprochenen Tennisbällen der Marken D und T weisen die erfindungsgemässen Tennisbälle . gemäss den Beispielen 1 und 2 ein angenehmes und verhältnismässig konstantes Spielverhalten auf. Sie entsprechen voll den Regeln des Internationalen Tennisverbandes. In den Differenzen zwischen Verformung und Rückverformung kommen sie dem Verhalten der aufgeblasenen Bälle sehr nahe. Sie werden deshalb vom Spieler als angenehm kraftvoll empfunden. Dieses günstige Spielverhalten verändert sich im Verlaufe weiterer Spiele, auch über einen grösseren Zeitbereich, praktisch nicht. Diese Eigenart der erfindungsgemässen Bälle der Beispiele 1 und 2 bedeutet einen wichtigen technischen Fortschritt, der gegenüber den bekannten Tennisbällen erzielt wird.

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Tabelle I

Ergebnisse der Verformungsversuche mit der Stevens-Vorrichtung mit bekannten handelsüblichen

Tennisbällen

Erlaubte Grenzen (Toleranzen) für (in mm)

I?

Verformung

59

Verschiedene nichtaufgeblasene

Bälle

(hart)

Verschiedene nichtaufgeblasene Bälle (weich)

Nichtaufgeblasene Bälle der Marke T

Aufgeblasene Bälle der Marke D

Aufgeblasene Bälle der Marke S

7,37'

I

->! 6,73 1<r frühere I Toleranz

I I

Rückverformung

8,89

10,80

Differenz zwischen Verformung und Rückverformung (mm)

3,55 bis 3,81

3,81

2,29

7 616 848

Tabelle III

Gummi Nr.

a b

c d

e

0

P

q r

Natürlicher Kautschuk

90

100

50

100

Polybutadien

10

-

50

-

UF-Harz Nr. I

17

26

UF-Harz Nr. II

24

UF-Harz Nr. III

30

28

MF-Harz Nr. IV

12

SB-Mischpolymerisat mit 85 Gew. %

Styrolgehalt

29

35

(Pliolite S6H; Markenbezeichnung

der Firma The Goodyear Tire and

Rubber Company)

SB-Mischpolymerisat mit 85 Gew. %

Styrolgehalt

29

32

(Goodrite 2007 ; Markenbezeichnung

der Firma B.F. Goodrich Chemical

Company)

Schwefel

4,5

3,5

2,8

Stearinsäure

0,5

1

Zinkcarbonat

5

12

Dibutyl-p-kresol

1

Zinkmercaptobenzimidazolat

1

N-Isopropyl-N'-phenyl-p-phenylen-

diamin

1

Diäthylenglykol

2

1,5

N-Cyclohexyl-2-benzthiazylsulfen-

amid

0,8

1

0,8

Tetramethylthiuramdisulfid

0,4

Zinkdiäthyldithiocarbamat

0,3

0,2

Silan A172

1,5

Kaolin

8

Mercaptobenzthiazoldisulfid

1,5

Diphenylguanidin

.

0,8

■ 0,8

Tabelle IV

Gummi Nr.

a b

c d

e

0

P

q r

Shore A-Härte, nach 0 Sek.

71

72

70,5

72

73

69

74

70

74,5

(ASTM-Norm 2240) nach 30 Sek.

70

71

69

70

71,5

66,5

71,5

68

72

Lüpke-Rückprallelastizität bei 20°C

81

83

79

78

75,5

70

80

77

(in %) nach der Vorschrift

ISO R 1767 (1971) bei28°C

84

83,5

82

82,5

78

72

83

79,5

Mit dem Goodrich-Flexometer

(ASTM-Norm 623 [19671)

erhaltene Werte:

Statische Anfangskompression (%)

9,6

8,5

11

10,5

11,5

15,4

15,7

13,4

11,7

Dynamische

Anfangskompression (%)

1,5

0,4

2,7

2,6

3,8

7,5

15,9

4,7

5,3

Dynamische Endkompression (%)

2,6

3,1

6,6

3,6

6,6

22,5

24,6

21,6

22,9

Verbleibende dynamische

Kompression (%)

2,2

4,1

5,7

2,4

6,6

9

10,4

8,5

9,2

Innere Erwärmung (°C)

10

14,3

11

14

22,7

24,5

23,3

26

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Tabelle V

Vergleiche der erfindungsgemässen nichtaufgeblasenen Tennisbälle mit Tennisbällen gemäss dem Stande der Technik anhand der Verformungsversuche mit der Stevens-Vorrichtung

Erlaubte Grenzen (Toleranzen) in mm für

Verformung

5,59

7,37 >

/

Aufgeblasene Bälle, Marke D Versuch kurz nach der Entnahme aus der Druckdose

5,08

Die gleichen I

Bälle aus der Kartonverpackung j

Nichtaufgeblasene Bälle der .

Marke T, [

neu und ungebraucht 4,95 |

Die gleichen Bälle nach I

1 Spielsatz »

Ball gemäss Beispiel 1, neu und ungebraucht

Derselbe Ball nach einem Spielsatz .

Ball gemäss '

Beispiel 2, neu . und ungebraucht I

Derselbe Ball nach i einem Spielsatz '

5,72

5,84

6,10

5,97

6,22

Rückverformung

8,76

10,16

9,14

9,27

9,02 9,14

Differenz zwischen Verformung und Rückverformung (mm)

2,67 3,43

3,81 4,45

3,30

3,17 3,05 2,92

Rückprall (cm)

136 134

132 130

134

134 140 140

S

Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Hohler Tennisball mit einem Grundkörper aus Gummi auf Naturkautschuk- und/oder Synthesekautschuk-Basis, dadurch gekennzeichnet, dass der ganze Gummi 'oder mindestens eine den Hohlraum umfassende Schicht des Gummis auf 100 Gewichtsteile des jeweiligen Elastomeren oder Elastomerengemisches 15 bis 50 Gewichtsteile eines feinpulverigen Aminoplastharzes mit einer spezifischen Oberfläche von

> 5 m2/g homogen verteilt enthält.
2. Tennisball nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummi als feinpulveriges Aminoplastharz ein Harn-stoff-Formaldehyd-Polykondensationsprodukt enthält.
3. Tennisball nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummi als Harnstoff-Formaldehyd-Polykondensa-tionsprodukt ein solches enthält, welches aus annähernd kugelförmigen Primärteilchen mit einem mittleren Durchmesser von < 1000 Â, vorzugsweise etwa 500 Â, besteht, und dass dieses Harnstoff-Formaldehyd-Polykondensationsprodukt in dem Gummi teilweise in Form der isolierten Primärteilchen selbst und teilweise in Form von Agglomeraten der Primärteilchen mit Agglomeratteilchengrösse bis zu 7 bis 15 «m vorliegt.
4. Tennisball nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummi als feinpulveriges Aminoplastharz ein Mel-amin-Formaldehyd-Polykondensationsprodukt oder ein Gemisch aus diesem mit einem Harnstoff-Formaldehyd-Polykon-densationsprodukt enthält.
5. Tennisball nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummi als Aminoplastharz ein solches mif einer spezifischen Oberfläche von 30 bis 120 m2/g enthält.
6. Tennisball nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gummi als Elastomer ein Gemisch von Naturkautschuk und Polybutadien enthält, wobei auf 50 Gewichtsteile Naturkautschuk bis zu 50 Gewichtsteile Polybutadien kommen.

Tennisbälle, welche bei den von den bedeutenden nationalen Organisationen zugelassenen Tennisturnieren eingesetzt werden, müssen bestimmten Vorschriften von 1972 der «Fédération Internationale de Lawn Tennis» entsprechen.

Im einzelnen werden danach u. a. folgende Anforderungen gestellt:
A. Der Durchmesser des Tennisballs muss bei bestimmten Temperatur- und Feuchtigkeitsbedingungen zwischen 6,35 und 6,68 cm (21/2 bis 2s/8 inches) liegen.
B. Das Gewicht muss zwischen 56,70 und 58,47 g (2 bis 2V16 ounces) liegen.
C. Der Rückprall des Tennisballes nach dem Fallenlassen aus einer Höhe von 2,54 m (100 inches) auf eine Betonplatte muss zu Sprunghöhen zwischen 1,346 und 1,473 m (53 bis 58 inches) führen.
D. Bezüglich der Deformation des Tennisballes mit einem bestimmten Gewicht (aus dem Ruhezustand und nach vorheriger Belastung mit grösserer Kraft) dürfen bestimmte Toleranzen nicht überschritten werden.

Diese Deformationen, welche mittels einer speziellen «Stevens»-Vorrichtung ermittelt werden, geben genauen Aufschluss über das Verhalten der Bälle, welches aus der mechanischen Verformung derselben durch den Tennisschläger resultiert.

Zu diesen Verformungsversuchen mit der «Stevens»-Vor-richtung ist genauer etwa folgendes auszuführen:

Bei dem ersten Versuch zur Bestimmung der Verformung aus dem Ruhezustand (Verformung oder «Vorwärtsdeformation») wird der Tennisball der Belastung mit einem Gewicht von 8,165 kg (18 lbs) unterworfen und die resultierende Deformation gemessen. Die Vorwärtsdeformation darf zwischen 5,59 und 7,37 mm (0,22 bis 0,29 inches) liegen (frühere Toleranzen 6,73 bis 7,37 mm).

Bei dem zweiten Versuch zur Bestimmung der Verformung nach einer Vorbelastung mit einem stärkeren Gewicht wird wie folgt verfahren: Zunächst wird der Tennisball unter Einhaltung bestimmter Sonderregeln so stark belastet, dass die Deformation 25,4 mm (1 inch) ausmacht. Danach wird die Belastung auf ein Gewicht von 8,165 kg (wie bei der Vorwärtsdeformation) reduziert. Die jetzt resultierende Verformung ist aufgrund der stärkeren vorherigen Belastung grösser. Sie wird als Rückverformung oder «Rückwärtsdeformation» bezeichnet und muss nach den Vorschriften zwischen 8,89 und 10,8 mm (0,35 und 0,425 inches) liegen.

Alle Versuche zur Bestimmung der Deformation werden in drei rechtwinklig zueinander stehenden Richtungen durchgeführt.

Die meisten der heute verwendeten Tennisbälle sind immer noch aufgeblasene Bälle, deren Innendruck höher als der Atmosphärendruck liegt. Bereits vor dem letzten Weltkrieg wurden erste Versuche durchgeführt, nicht aufgeblasene, d. h. unter Atmosphärendruck stehende Tennisbälle herzustellen. Zu einem gewissen Erfolg hat diese Entwicklung jedoch erst nach 1950 geführt. Heute werden neben den herkömmlichen unter Überdruck stehenden Tennisbällen in beschränktem Ausmass auch bereits unter Normaldruck stehende Tennisbälle angeboten und verwendet. In diesem Zusammenhang ist auf die folgenden einschlägigen Schutzrechtschriften hinzuweisen: US-Patente 2 896 949, 3 428 314, 3 428 315 und 3 432 165. In der ersten der genannten Patentschriften wird ein unter Atmosphärendruck stehender Tennisball beansprucht, welcher aus Gummi besteht und mindestens in einer kugelschalenförmigen Schicht ein Styrol-Butadien-Copolymerharz (SB) mit hohem Styrolgehalt enthält. Die drei zuletzt genannten jüngeren Patente beanspruchen drucklose Tennisbälle aus Gummis auf Natur- oder Synthesekautschukbasis, welche als spezielle verstärkende Füllstoffe Holzmehl, ein härtbares Phenol-Formaldehyd-Harz und ein Acryl-nitril-Butadien-Styrol-Copolymerharz (ABS) oder ein Poly-proplyen enthalten.

Alle heute verwendeten Tennisbälle, d. h. sowohl die aufgeblasenen als auch die unter Atmosphärendruck stehenden, weisen aber immer noch erhebliche Nachteile auf. So nimmt bekanntlich der Innendruck des herkömmlichen, anfangs unter einem bestimmten Überdruck stehenden Tennisballes nach verhältnismässig kurzer Zeit in einem solchen Masse ab, dass die mit der Stevens-Vorrichtung ermittelten Messwerte nicht mehr innerhalb der erlaubten Toleranzen liegen. Entsprechend lässt auch der Rückprall nach, und die so in den grundliegenden Eigenschaften veränderten Bälle sind selbst für das normale Tennisspiel nicht mehr geeignet.

Um das Nachlassen der Springkraft dieser Tennisbälle infolge der Diffusion des im Inneren enthaltenen Gases durch die Gummiwand möglichst lange zu inhibieren, werden diese Bälle heute noch meistens in Blechdosen unter Überdruck aufbewahrt und versandt. Erst kurz vor der Benützung wird die Dose am Tennisplatz geöffnet. Auch diese Art der Verpackung ist als besonderer Nachteil dieser herkömmlichen Tennisbälle herauszustellen.

Den Nachteil, dass die Tennisbälle sich aufgrund des Nachlassens des Überdrucks in ihren Eigenschaften verändern, weisen die nicht aufgeblasenen Tennisbälle natürlich nicht auf. Dafür ergeben sich hier aber andere Probleme, welche bis heute nicht endgültig gelöst werden konnten. So zeigte sich nämlich, dass zwar unter Atmosphärendruck stehende Bälle herstellbar waren, welche in bezug auf Rückprall und Deformation den Regeln der «Fédération Internationale de Lawn Tennis» entsprachen, dass dieselben aber praktisch beim Spiel

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nicht den gestellten Anforderungen genügen konnten. Diese Bälle wurden nämlich von den Spielern durchwegs als zu weich empfunden.

Im Verlaufe der weiteren Entwicklung wurden dann nicht aufgeblasene, härtere Bälle entwickelt, welche von den Spielern als angenehmer und geeigneter empfunden wurden. Diese Bälle wiesen aber andere Nachteile auf. Sie genügten nämlich nicht den Anforderungen des Deformationsversuchs nach Stevens. Die Vorwärtsdeformation lag durchwegs unterhalb 6,73 mm, der damaligen unteren Grenze der Toleranz. Ausserdem wiesen diese Bälle den Nachteil auf, dass die anfängliche Härte und Verformungsbeständigkeit im Verlaufe des Spieles, insbesondere unter dem Einfluss heftiger Schläge,

nach und nach abnahmen.

Es ist besonders bemerkenswert, dass die Verantwortlichen des Tennissports nach einigen Jahren der Diskussion die Vorschriften modifiziert und vervollständigt haben. So wurde insbesondere die untere Grenze der Vorwärtsverformung nach Stevens von 6,73 mm auf 5,59 mm herabgesetzt. Diese Massnahme erlaubte dann den Einsatz von Tennisbällen mit etwas höherem Innendruck, was praktisch eine längere mögliche Spieldauer (bei langsam absinkendem Druck) bedeutete.

Ausserdem wurde als neue Prüfungsbedingung festgesetzt, dass die Verformungsversuche nach Stevens innerhalb von weniger als zwei Stunden nach 9 stärkeren Verformungen bzw. Zusammenpressungen durchzuführen sind. Diese Bedingung trug insbesondere dem Verhalten der nicht aufgeblasenen härteren Tennisbälle Rechnung, da durch diese Vorverformung genau wie bei den ersten wiederholten Schlägen beim Spiel die ursprünglich verhältnismässig grosse Härte dieser Tennisbälle herabgesetzt wird.

Ausserdem wurde dann (besonders im Hinblick auf nicht aufgeblasene Bälle) auch die bereits oben erwähnte zweite Verformungsuntersuchung (die Rückwärtsdeformation) eingeführt. Durch diese besondere Vorschrift werden Bälle, welche nach den ersten wiederholten Schlägen beim Spiel in ihrem Verformungsverhalten zu stark verändert werden, von vornherein ausgeschlossen.

In der Tabelle I sind die Ergebnisse der Verformungsversuche nach Stevens, welche mit den bekanntesten bisher entwickelten Tennisbällen durchgeführt wurden, zusammengestellt. In dem darin enthaltenen Diagramm sind die Verformungstoleranz (Vorwärtsdeformation; der links angegebene Bereich) und die Rückverformungstoleranz (Rückwärtsdeformation; der rechts angegebene Bereich) dargestellt. Der Einzelversuch ist durch eine waagrechte Linie charakterisiert. Diese Linie ergibt sich jeweils aus der Verbindung der beiden Werte (Durchschnittswerte der Zeigerausschläge) von Verformung und Rückverformung. Der Versuch ist als positiv zu bezeichnen, wenn die waagrechte Linie jeweils innerhalb der beiden Toleranzen endet. Rechts neben dem Diagramm ist noch die Differenz zwischen der Vorwärts- und Rückwärtsdeformation angegeben.

Nach der Tabelle I genügen die aufgeblasenen Tennisbälle der Handelsmarken D und S den Anforderungen nach dem Stevensversuch. Die Versuchsergebnisse lassen aber nicht erkennen, dass dieses günstige Verformungsverhalten der neu hergestellten und verwendeten Bälle nach wenigen Wochen wesentlich schlechter wird.

Bei den untersuchten nicht aufgeblasenen Bällen handelt es sich um drei Typen. Die erste Gruppe umfasst harte Bälle, die in neuem Zustand den Regeln voll entsprechen. Bei der zweiten Gruppe handelt es sich um weichere Typen, die nicht mehr voll innerhalb der Vorwärtsdeformationstoleranz liegen und deshalb nicht als Spielball geeignet sind. Die dritte Gruppe umfasst diejenigen Bälle, welche im allgemeinen als die besten der bisher verwendeten nicht aufgeblasenen Bälle angesehen werden. Sie sind sehr hart und liegen diesbezüglich an der Grenze der Toleranz; die untere Grenze der Vorwärtsdeformation wird teilweise berührt.

Auffallend ist, dass alle nicht aufgeblasenen Bälle im Vergleich zu den aufgeblasenen Bällen sehr grosse Differenzen zwischen der Verformung und Rückverformung aufweisen. Der Sachverhalt der Differenz zwischen der Verformung und Rückverformung ist von der Fédération Internationale ausführlich besprochen worden. Dieses Phänomen, welches nicht ganz korrekt als «permanente Verformung» bezeichnet worden ist, bewirkt, dass die der Verformung durch den Schläger entsprechende Energie nicht vollständig und nicht schnell genug in kinetische Energie (d. h. in die Anfangsgeschwindigkeit des Balles) umgewandelt wird.

Es ist offensichtlich, dass diese grosse Differenz zwischen Verformung und Rückverformung bei den bisher entwickelten nicht aufgeblasenen Tennisbällen sehr nachteilig ist, zumal diese Differenz nach nur wenigen Spielen noch erheblich (z. B. von 3,81 auf 4,32 und sogar bis 5,08 mm) zunimmt.