DD155387A1 - Bowlingkugel und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Abstract

Die erfindungsgemaesse Bowlingkugel ist fuer den Leistungs- und Massensport auf allen bekannten Bowlingbahnen geeignet. Ziel der Erfindung ist es, eine einfaerbbare Bowlingkugel mit grosser Lebensdauer und guter Qualitaet mit Hilfe eines oekonomischen Verfahrens herzustellen. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bowlingkugel aus durchgehend gleichem Material ohne Teilung in Kern und Aussenmantel herzustellen, wobei das Material nicht zum Splittern neigt, genuegende Zaehigkeit bei der geforderten Haerte von 70 bis 80 Grad Shore D besitzt, in einem Arbeitsgang ohne zusaetzliche Waermezufuhr und ohne erhoehten Druck herstellbar ist. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass die Bowlingkugel aus kalthaertenden zaehharten Beschichtungs- und Vergussmassen auf der Grundlage von Polyurethan-Zweikomponenten-Systemen besteht, mit denen eine Shore Haerte D 70 bis 80 Grad eingehalten wird.

Description

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Titel der Erfind map;

Bowlingkugel und Verfahren zu ihrer Herstellung

Anwendungsgebiet der Erfindung;

Die erfind uns sgemäße Bowlingkugel ist für den Leistungsund Massensport auf allen bekannten Bowlingbahnen geeignet·

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die bisher im Bowlingsport international zum Einsatz kommenden Bowlingkugeln bauen auf einem leichten Kern, ζ· Β· auf Basis Holz-Korkgemisch, mit einem äußeren Hartgummibelag auf, der durch entsprechende Vulkanxsationsver— fahren, erhöhtem Druck und Temperatur mit dem Kern fest verbunden wird· Entsprechende Gummimodifikationen bestimmen sowohl Oberflächenhärte als auch das Stoßverhalten der fertigen Kugel»

Die Nachteile derartiger Kugeln liegen in der geringen Lebensdauer, die sich durch Abplatzen des Außenmantels vom leichten Innenkern, auf Grund mangelnder Haftung zwischen Kern und Außenmantel sowie unterschiedlicher Stoßverformung, bemerkbar macht·

Das Vulkanisierverfahren erfordert neben einem hohen Aufwand manueller Arbeit auch einen hohen Energieaufwand* Hinzu kommen Probleme der Zentrierung des Kernes zur Ver-

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meldung von Umwuchten.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Bowlingkugeln ist, daß diese insbesondere an den Grifflöchern zum Ausbrechen und Splittern neigen, das zu scharfen Kanten führt, die ihrerseits die Verletzungsgefahr des Spielers wesentlich erhöhen bz-Wo die Lebensdauer weiter vermindern·

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine einfärbbare Bowlingkugel mit großer Lebensdauer und guter Qualität mit Hilfe eines ökonomischen Verfahrens herzustellen·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfärbbare Bowlingkugel aus durchgehend gleichem Material ohne Teilung in Kern und Außenmantel herzustellen, wobei das Material nicht zum Splittern neigt, genügende Zähigkeit bei der geforderten Härte von 70 bis 80° Shore D besitzt, in einem Arbeitsgang ohne zusätzliche Wärmezufuhr und ohne erhöhten Druck herstellbar ist β

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Bowlingkugel aus kalthärtenden zähharten Beschichtungs- und Vergußmassen auf der Grundlage von Polyurethan-Zweikomponenten-Systemen besteht, mit denen eine Shore Härte D 70° bis 80° eingehalten wird·

Der prinzipielle Aufbau der Polyurethan-Zweikomponenten-Systeme ist an Hand folgender Modellrezeptur ableitbar:

Für die Komponente A gelangen flüssige Isocyanate zum Einsatz, vorwiegend das Rohprodukt des Diphenylmethandiisocyanates, aber auch verflüssigtes reines Diphenylmethandiisooyanat. Durch die Zusammensetzung der Komponente A wird das Eigenschaftsbild der Bowlingkugel bestimmt, im Hinblick auf die Härte, den Abrieb, die Farbe usw·· Die Grundbestandteile der Komponente A sind deshalb Polyol,

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Trockenmittel, Füllstoffe, Farbstoffe, Katalysator, Stabilisator und gegebenenfalls Thixotropiermittel. Von besonderer Bedeutung ist das verwendete Polyol· Durch den Einsatz von Polyestern und Polyäthern, aber auch von hydroxylgruppenhaltigeη Naturstoffen, "wie z. B· Rizinusöl, mit entsprechender Funktionalität lassen sich Beschichtungs- und Vergußmassen von sprödhart bis weichelastisch, im Falle des Einsatzes bei Bowlingkugeln zähhart im Bereich von 70° bis 80° Shore D herstellen. Die Trockenmittel binden die in den Ausgangsstoffen vorhandene Restfeuchtigkeit, zur Vermeidung einer Verschlechterung der physikalischen und mechanischen Eigenschaften<« Der Einsatz von Füllstoffen zur Variation der Dichte, des Abriebes, der Härte usw sowie von Farbstoffen, erfordert eine Reduzierung ihres Wassergehaltes unter 0,1 %_m Die erfindungsgemäße Bowlingkugel wird durch Gießen der, mittels eines Polyurethan-Dosiergerätes gemischten, kalthärtenden zähharten Beschichtungs- und Vergußmasse auf der Grundlage von Polyurethan-Zwäikomponenten-Systemen, in ein zweigeteiltes temperiertes Formenwerkzeug durch eine geeignete Eingußöffnung hergestellt. Dazu werden die Komponenten A und B in einem bestimmten Mischungsverhältnis z. B. ' mit einer handelsüblichen Niederdruckgießmaschine intensiv mittels Rührwerk gemischt, in das mit Trennmittel behandelte Formenwerkzeug eingebracht und bis zu ihrer Aushärtung dort belassen·

Je nach der Oberflächenqualität des verwendeten Formenwerkzeuges und der" Berücksichtigung eines Schwunds im Verlaufe der Aushärtung wird die Kugeloberfläche mittels Polieren bzwo Überdrehen oder Schleifen in die endgültige Qualität überführt.

Die erforderlichen Grifflöcher, die zum Halten, Führen und Werfen der Kugel notwendig sind, können durch Einschubkerne im Formenwerkzeug und/oder durch nachträgliches Bohren in die Bowlingkugel eingebracht werden.

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Dabei ist die Handanatomie der jeweiligen Spieler durch entsprechende Bohrungsdurchmesser und -abstände zu. berücksichtigen.

Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Bowlingkugel ist, daß die technischen Parameter "wie Durchmesser, Gewicht, Härte, Abrieb usw. in engen Toleranzen eingehalten werden können und somit den internationalen WettkampfbeStimmungen vollständig entsprochen werden kann.

Die Herstellung selbst ist problemlos, da durch den Einsatz einer kalthärtenden zähharten Beschichtungs- und Vergußmasse auf der Grundlage von Polyurethan-Zweikomponenten-Systemen und eines geeigneten Formenwerkzeuges ohne zusätzlichen Energieaufwand eine Bowlingkugel in beliebigen Farben hergestellt werden kann, die nahezu, keine Nacharbeit an ihrer Oberfläche erforderte

Auf Grund der durchgängig kompakten Ausführung wird eine wesentliche bessere Stoßenergieverteilung im Innern gewährleistet, die die bisher bekannten Erscheinungen des schalenförmigen Abplatzens von Teilstücken der Oberfläche gänzlich verhindert und eine hohe Lebe-nsdauer garantiert.

Das Ausbrechen bzw. Splittern an den Grifflöchern wird jweitestgehend reduziert und durch leichtes Anfassen der Bohrungen vermieden. Die Bowlingkugel selbst zeichnet sich durch einen sehr ruhigen Lauf auf der Bowlingbahn aus.

Ausführungsbeispiele Beispiel 1

Als Formenwerkzeug wird ein zweigeteiltes Stahlwerkzeug mit gehärteter und polierter Oberfläche verwendet, dessen Innenhohlraum einen Durchmesser von 218 mm besitzt. Je nach Art des verwendeten Polyurethan-Systems muß dieser Innendurchmesser wegen des charakteristischen Materialschrumpfes bis 3 mm größer gewählt werden·

Die polierte Werkzeugoberfläche des Innenhohlraumes wird mit einem geeigneten Trennmittel benetzt und nach Abdunsten

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des Lösungsmittels leicht nachpoliert. Das zweiteilige Forraenwerkzeug wird mittels einer hydraulischen Hubeinrichtung geschlossen, wobei durch geeignete Maßnahmen, wie z. B. Zentrierbolzen, eine exakte Übereinstimmung der beiden Werkzeughälften erreicht wird. Durch eine konische Bohrung in der oberen Werkzeughalfte, deren größerer Durchmesser zum Innenhohlraum zeigt, wird das intensiv gerührte Gemisch beider Komponenten A und B mit Hilfe einer Mederdruck-Dosiermaschine eingebracht. In diesem Beispiel wird ein handelsübliches Zwei-Komponentensystem zur Herstellung einer zähharten kalthärtenden Polyurethan-Beschichtungsmasse des Typs SYSpur V 84 13, das vom YEB Synthesewerk Schwarzheide hergestellt wird, verwendet. Das Mischungsverhältnis Δ : B beträgt 2,1 s 1 Masseteile, die Topfzeit 2 bis 4 min.; die Abbindezeit bei 2O⁰O«24 h, die Dichte der Komponente A 1,10 g/cm^ und der Komponente B 1,22 g/cm^ bei 20⁰O, die Viskosität der Komponente A 1 5OO bis 3 000 cP und der Komponente B 300 cP bei 20⁰O. Vor dem eigentlichen Dosiervorgang werden der Komponente A 7 % Farbstoff zugesetzt.

Dabei spielt es grundsätzlich keine Rolle, ob der Farbstoff der Komponente A oder B zugegeben wird. Die Füllung des Innenhohlraumes erfolgt dergestalt, daß die Untermischung von Lufteinschlussen durch den Gießstrahl vermieden wird, die nach der Aushärtung an der Oberfläche als Lunkter erscheinen*könnten. Die Füllung des Hohlraumes erfolgt bis ca. 30 mm in die konische Eingußöffnung hinein, um eine korrekte Hohlraumausfüllung zu erreichen. Die eventuell in das Gemisch durch den Hihrvorgang eingebrachte Luft kann in der Flüssigphase durch diese Öffnung entweichen, muß jedoch volumenmäßig durch Kachfließen des Gemisches aus dem Angußstück ersetzt werden können.

Nach einer Aushärtezeit von 35 Minuten wird die Bowlingkugel aus dem geöffneten Formenwerkzoug entnommen, der Angußstutzen mechanisch entfernt,· der an der Schließkante

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der beiden Werkzeughälften entstandene Grat in Form eines dünnen Filmes mit einem Plastespachtel abgestoßen. Es empfiehlt sich, die Bowlingkugel vor dem Polieren mit dem Einbringen der Grifflöcher zunächst etwa 24 bis 40 Stunden vollständig abbinden zu lassen und sie dabei zur Vermeidung von Deformationen in halbkugelförmigen Stützschalen zu lagern·

Die durch das mechanische Entfernen des Angußstückes entstandene Schnittfläche wird durch späteres Einbohren des Daumengriffloches beseitigt, bedarf also keiner exakten Nacharbeit in Kugelqualität. Es wird eine Bowlingkugel erhalten, die im Gewicht bei 6,835 kg liegt und eine Härte von 76° Shore D bei einem Durchmesser von 218 mm besitzt und damit den internationalen Wettkampfbestimmungen ent-

—2 spricht. Die Schlagzähigkeit liegt bei 15>2 N.mm , die Stoßelastizität bei 53 %·

Das Bohren der Grifflöcher erfolgt nach der jeweiligen Handanatomie des Wettkämpfers, wobei die Bohrungen eine Fase von 0,5 bis 1 mm in 45° zur Bohrachse bzw. von r S= 1 mm erhalten.

Beispiel 2 _:

In diesem Beispiel wird grundsätzlich wie im Beispiel 1 beschrieben, vorgegangen.

Allerdings wird abweichens zum Beispiel 1 das handelsübliche Zwei-Komponenten-System zur Herstellung einer zähharten kalthärtenden PoIyurethan-BeSchichtungsmasse des Typs SYSpur V 8411 des VEB Synthesewerk Schwarzheide verwendet. Das Mischungsverhältnis AiB beträgt 2,1 : 1 Masseteile, die Gebrauchsdauer durch Nächaktivieren, 30-40 min·, die Zeit für die vollständige Abbindung 30 bis 40 Stunden, die Dichte der Komponente A^ 1,1 g/cnr und der Komponente B 1,22 s/qw? bei 20⁰O, die Viskosität der Komponente A 1800 cP und die der Komponente B 25O bis 700 c? bei 20⁰C. Das durch die Niederdruck-Dosiermaschine hergestellte Ge-

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misch -wird zunächst in einen evakuierbaren Behälter gege- · ben und 5 bis 8 Minuten mit einem Vakuum von 45 Torr beaufschlagt.

Die durch das intensive Rühren fein verteilte Luft wird so aus dem Reaktionsgemisch entfernt und bringt eine Gewichtserhöhung der fertigen Bowlingkugel bis zu 0,270 kg· Das Gemisch wird dann über eine verschließbare Bodenöffnung mit einem bis zum unteren Teil des Innenhohlraumes reichenden Schlauchstück in den vorbereiteten Innenhohlraum eingegeben·

Alle weiteren Arbeitsschritte erfolgen analog Beispiel 1. Es liegt nahe, gleich das Formewerkzeug mit Vakuum zu beaufschlagen. Dies ist aufwendiger und erfordert eine zusätzliche Abdichtung in der Teilungsebene der beiden Werkzeughälften.

Es wird eine Bowlingkugel mit einer Oberflächenhärte von 74 Shore D, einer Schlagzähigkeit von 16,7 IT.mm und einer Stoßelastizität von 52 % erhalten.

Beispiel 3

Die Herstellung eines Bowlingkugel-Rohlings erfolgt in einem Formenwerkzeug mit nur geringen Ansprüchen an die Werkzeugqualität im Hinblick auf den verwendeten Werkstoff und die zu erreichende Oberflächengüte. So eignen sich als Werkzeugwerkstoff z, Z. gießfähige und füllstoffhaltige Epoxid- oder Polyesterharze, Aluminiumguß, Grauguß ü. a. m··

Allerdings muß der Innenhohlraum mit einem entsprechenden Übermaß von mindestens 4 mm gegenüber dem Fertigmaß der Kugel hergestellt sein.

In der unteren Werkzeughälfte werden entsprechend der gewünschten Grifflochdurchmesser, -abstände und -tiefen von außen konische Binschübe angebracht, die vor der Entformung des Kugelrohlings gezogen werden müssen· Diese Verfahrensweise kommt insbesondere dann zur Anwendung_t

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"wean die Bowlingkugel für Massensportanlagen vorgesehen ist·

Das Behandeln des Innenhohlraumes, das Füllen desselben mit dem eingefärbten Reaktionsgemische Evakuierung, die Entformung mit Zwischenlagerung kann wie in den Beispielen 1 und 2 beschrieben, erfolgen· Als Reaktionsgemisch werden in diesem Beispiel die handelsüblichen Zwei-Komponenten-Systeme zur Herstellung .einer zähharten kalthärtenden Polyurethan-Beschichtungsmasse des Typs SYSpur V 84 11 und SYSpur V 84 13 des VBB Synthesewerk Schwarzheide im Verhältnis 1 ι 2 gemischt, verwendet·

Nach einer vollständigen Abbindung von ca· 30 bis 40 Stunden wird der Bowlingkugelrohling auf einer geeigneten Drehmaschine unter Einsät25 eines Kugelsupports auf das Fertigmaß gebracht, an seiner Oberfläche feinstgeschlichtet und poliert·

Es wird eine Bowlingkugel erhalten, die eine gute Maßhaltigkeit besitzt und höchsten Ansprüchen genügt·

Claims (1)

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   Erfindungsanspruch ·

   1· Bowlingkugel, gekennzeichnet dadurch, daß sie aus kalthärtenden zähharten Beschichtungs- und Vergußmassen auf der Grundlage von Polyurethan-Zweikomponenten-Systemen besteht.·

   2· Bowlingkugel gemäß Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß mit den kalthärtenden zähharten Beschichtungs- und Vergußmassen auf der Grundlage von Polyurethan-Zweikomponenten-Systemen eine Härte Shore D 70 bis 80° eingehalten . wird*

   3e Bowlingkugel gemäß Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Polyurethan-Zweikomponenten-System aus einer Komponente A aus .Polyolen, wie synthetische Polyester und Elyäther, als auch hydroxylgruppe nhalt ige η Naturstoffen wie Rizinusöl, sowie aus Füllstoffen! Farbstoffen, Trockenmittel, Katalysator, Stabilisator, Thixotropiermittel und aus einer Komponente B aus flüssigen Isocyanaten, wie Diphenylmethandiisocyanat roh oder rein, besteht·

   4· Bowlingkugel gemäß Punkt 1 bis 3, gekennfczeich.net dadurch, daß bei der Zugabe von Füllstoffen, Farbstoffen u· ä· ein Wassergehalt kleiner 0,1 % eingehalten wird·

   5· Verfahren zur Herstellung einer Bowlingkugel, gekennzeichnet dadurch, daß eine kalthärtende zähharte Beschichtungs- und Vergußmasse auf der Grundlage von Po_v lyurethan-Zwei-Komponenten-Systemen in einem bestimmten Mischungsverhältnis mittels Rührwerk gemischt und von Hand oder mit einer Niederdruckgießmaschine in ein mit Trennmittel behandeltes Formenwerkzeug gegossen, nach dem Aushärten entformt und erforderlichenfalls poliert, geschliffen und/oder überdreht wird·

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   6» Verfahren nach Punkt 5» gekennzeichnet dadurch, daß ein zweigeteiltes Formenwerkzeug mit Binschubkernen für die Grifflöcher verwendet wird·

   7· Verfahren nach Punkt 5, gekennzeichnet dadurch, daß nach der Entformung Grifflöcher eingebohrt werden·

   8» Verfahren nach Punkt 5 bis 7» gekennzeichnet dadurch, daß die Grifflöcher angefast werden*