DE10315154A1

DE10315154A1 - A tennis ball consisting of a skin comprising mainly a synthetic plastic as base material and containing structure strengthening materials useful for playing tennis

Info

Publication number: DE10315154A1
Application number: DE10315154A
Authority: DE
Inventors: Joachim Kuhn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-04-03
Filing date: 2003-04-03
Publication date: 2004-10-14

Abstract

A tennis ball consisting of a skin (1) comprising mainly a synthetic plastic as base material, and containing profiling, shape altering, structure forming, structure altering and especially structure strengthening materials, elements or measures, preferably for introduction of another material as base material, or for profiling design of the inner (2) or outer (3) surfaces of the skin (1).

Description

Gemäß den Regeln der International Table Tennis Federation (ITTF) ist der Tischtennisball für den Wettkampfsport derzeit durch folgende Regeln festgelegt: "Der Ball ist gleichmäßig und rund. Sein Durchmesser beträgt 40mm. Das Gewicht des Balles beträgt 2,7 Gramm. Der Ball besteht aus Zelluloid oder ähnlichem Kunststoffmaterial und ist mattweiß oder mattorange."According to the rules the International Table Tennis Federation (ITTF) is the table tennis ball for the Competition sport is currently determined by the following rules: "The ball is even and round. Its diameter is 40mm. The weight of the ball is 2.7 grams. The ball passes from celluloid or the like Plastic material and is matt white or matt orange. "

Spezifiziert und detailliert ausgeführt wird diese Regel in dem Technical Leaflet T3 der ITTF, wo die genauen Testprozeduren für einen solchen Ball beschrieben werden. Ebenfalls ist dort explizit erwähnt, dass eine prinzipielle Offenheit für andere Materialien als Zelluloid vorhanden ist.specified and detailed this rule is in the ITTF Technical Leaflet T3, where the exact Test procedures for such a ball can be described. It is also explicit there mentioned, that a principle openness to materials other than celluloid is available.

Zelluloid ist seit den dreißiger Jahren des 20 Jahrhunderts das Grundmaterial für Tischtennisbälle und hat sich auch als solches sehr gut bewährt. Man ist aber schon seit mehreren Jahrzehnten auf der Suche nach einem Ersatzmaterial für das Zelluloid, das hinsichtlich der Spieleigenschaften des Balles die gleichen oder sehr ähnliche Eigenschaften wie das Zelluloid haben muss. Bislang ist man hier allerdings nicht fündig geworden, so dass trotz mehrerer nachteiligen Eigenschaften weiterhin Zelluloid verwendet wird. Bei der Verarbeitung wird das plattenförmige Zelluloid in mehreren Prozessschritten erweicht, gestanzt und in zwei Halbschalen tiefgezogen, die dann mit einer entsprechenden Füge- und Klebetechnik zusammengesetzt werden.celluloid has been since the thirties The basic material for table tennis balls and has proven itself very well as such. But you've been around several decades in search of a replacement material for the celluloid, the same with regard to the playing properties of the ball or very similar Properties like the celluloid must have. So far you are here but not found anything become so that despite several adverse properties continues Celluloid is used. When processing, the plate-shaped celluloid softened, punched and in two half-shells in several process steps thermoformed, which are then assembled using appropriate joining and adhesive technology.

Die Nachteile des Zelluloid Materials bestehen zum einen in der teilweise mangelnden Verfügbarkeit: Zelluloid wird weltweit nur noch in wenigen Fabriken, die sich vorwiegend in Asien befinden, hergestellt und verarbeitet. Die Produktionsbedingungen sind geprägt von Dämpfen und Gasen der verwendeten Chemikalien und entsprechen nicht dem Stand der Arbeitsplatzsicherheit nach internationalen Standards. Zelluloid selbst ist ein sehr brennbares und zum Teil explosives Material, was bei Produktion und Transport zusätzliche Schwierigkeiten und Kosten verursacht. Schließlich kann Zelluloid nur im Tiefziehverfahren formgebend verarbeitet werden, was relativ aufwändig ist und zudem Bälle bestehend aus zwei Hälften mit einer Nahtstelle am Äquator des Balles liefert. Der Anteil der Handarbeit an diesen Verfahren ist recht hoch. Ein weiter Nachteil ist, dass man mit Zelluloid die innere und äußere Oberfläche der Schale des Balles nicht oder nur sehr schlecht formgebend beeinflussen kann. Dies limitiert die Möglichkeiten zur Formgestaltung der Oberfläche – für einige Anwendungen ein wichtiges Kriterium – erheblich. Zudem zeigen die herkömmlichen Tischtennisbälle aus Zelluloid herstellungsbedingt eine unterschiedliche Wandstärke an Äquator, dem Pol oder einer anderen Stele des Balles. Dies führt dazu dass die Ausgewogenheit und Balance des Balles durch komplizierte Maßnahmen, wie Auswiegen der beiden Hälften, wiederhergestellt werden muss.The Disadvantages of the celluloid material exist in part lack of availability: Celluloid is only used in a few factories around the world that predominate located, manufactured and processed in Asia. The production conditions are embossed of vapors and gases of the chemicals used and do not correspond to that State of job security according to international standards. Celluloid itself is a very flammable and sometimes explosive Material, which causes additional difficulties in production and transport Costs. Finally celluloid can only be processed in a thermoforming process, which is relatively complex is and also balls consisting of two halves with a seam on the equator of the ball delivers. The proportion of manual labor in these processes is quite high. Another disadvantage is that you are using celluloid the inner and outer surface of the Do not influence the shell of the ball or shape it very poorly can. This limits the possibilities to shape the surface - for some Applications an important criterion - considerable. They also show usual Table Tennis Balls due to the production of celluloid, a different wall thickness at the equator, the pole or other stele of the ball. this leads to that the balance and balance of the ball through complicated Activities, like weighing the two halves, needs to be restored.

Es gab bereits Lösungsansätze in den vergangenen Jahrzehnten, die aber allesamt aus verschiedenen Gründen fehlgeschlagen sind. So brachte die Fa. Dunlop um 1970 einen Kunststoffball auf den Markt, der einerseits nicht die gewünschten Spieleigenschaften hatte und andererseits bleibende Einbuchtungen auf der Balloberfläche nach starken Belastungen beim Schlag aufwies (mangelnde Rückstellkraft). Des weiteren gibt es ein Vorschläge (deutsches Gebrauchsmuster G9306840.9) einen Ball zu konstruieren, der im Inneren relativ undefinierte Muster aus Streben angebracht sind. Das deutsche Gebrauchsmuster GM 8608390 schlägt einen gegenüber dem internationalen Standard vergrößerten Ball mit einem Durchmesser von 44mm und einem Gewicht zwischen 3,5 und 3,7 Gramm vor, der sich allerdings in der Spielpraxis als zu weich erwiesen hat. Beide Vorschläge haben sich nicht durchgesetzt.It already gave solutions in the past decades, but all of them failed for various reasons are. The Dunlop company brought a plastic ball to the Market that on the one hand does not have the desired playing characteristics and had indentations on the surface of the ball showed heavy loads during impact (lack of restoring force). There are also suggestions (German utility model G9306840.9) to construct a ball, the relatively undefined pattern of struts attached inside are. The German utility model GM 8608390 beats you across from the international standard enlarged ball with a diameter of 44mm and a weight between 3.5 and 3.7 grams however, has proven to be too soft in game practice. Both have suggestions not prevailed.

Aufgabe der Erfindung ist es, die bestehenden Nachteile auszuschalten und ein Material für Tischtennisbälle zu finden, das es ermöglicht, Bälle mit guten Spieleigenschaften, nahe denen des Zelluloid in großen Serien ohne einen hohen Grad an Handarbeit herzustellen.task the invention is to eliminate the existing disadvantages and to find a material for table tennis balls, that enables Balls with good playing characteristics, close to that of celluloid in large series without making a high degree of manual labor.

Zudem sollen im Herstellungsprozess Variationsmöglichkeiten hinsichtlich der Spieleigenschaften und bei der Gestaltung der inneren und äußeren Oberfläche möglich sein.moreover should be possible in the manufacturing process with regard to variation Play characteristics and be possible in the design of the inner and outer surface.

Überraschend wurde festgestellt, dass die Aufgabe dadurch gelöst wird, dass man ein Kunststoffmaterial für die Schale des Balles (1) verwendet, in das Struktur gebende und/oder die Struktur verstärkende Elemente eingearbeitet sind. Solche Elemente können Fasern, Partikel, Zellen oder Poren und oder Einprägungen oder Ausbuchtungen in die innere (3) oder äußere Oberfläche (2) sein. In einem bevorzugten Fall kann ein faserverstärkter Kunststoff, wie beispielweise faserverstärktes Polyurethan, als Material für die Hülle des Balles verwendet.It was surprisingly found that the task is solved by using a plastic material for the bowl of the ball ( 1 ) are used, into which structure-giving and / or structure-strengthening elements are incorporated. Such elements can include fibers, particles, cells or pores and or embossments or bulges in the inner ( 3 ) or outer surface ( 2 ) his. In a preferred case, a fiber-reinforced plastic, such as fiber-reinforced polyurethane, can be used as the material for the envelope of the ball.

Solcherart hergestellte Bälle können in einem großen Umfang in ihren Spieleigenschaften beeinflusst werden. Einerseits kann der Anteil der Struktur gebenden oder Struktur verstärkenden Materialien variiert werden. Beispielsweise kann der Anteil der Fasern (6) in einem Bereich von 1 bis 40 Gewichtsprozent eingestellt werden. Bei einem anderen Verfahren, beispielsweise dem Schaum – Spritzguss kann der Gehalt an Poren (5) zwischen 1 und 40 Volumenprozent verändert werden.Balls produced in this way can be influenced to a large extent in their playing properties. On the one hand, the proportion of structure-giving or structure-reinforcing materials can be varied. For example, the proportion of fibers ( 6 ) can be set in a range from 1 to 40 percent by weight. Another one Process, for example foam injection molding, the content of pores ( 5 ) can be changed between 1 and 40 percent by volume.

Als Materialkombinationen können Kunststoffe mit Fasern aus Glas, Kohlenstoff oder Keramik, aber auch mit Fasern aus anderen Kunststoffen als das Grundmaterial kombiniert werden. Ebenso ist es möglich anorganische Partikel. Beispielsweise zur Veränderung der mechanischen Eigenschaften einzubringen. Schließlich kann die Einbringung von Zellen oder Poren als Einbringung von Luft oder einem Gasgemisch in die Grundstruktur bzw. das Grundmaterial verstanden werden.As Material combinations can Plastics with glass, carbon or ceramic fibers, however also combined with fibers made of plastics other than the basic material become. It is also possible inorganic particles. For example, to change the mechanical properties contribute. Finally can be the introduction of cells or pores as the introduction of air or a gas mixture in the basic structure or the basic material be understood.

Ein einfaches Kriterium, ob das Material ähnliche Eigenschaften wie Zelluloid hat, ist der Klang des Balles beim Aufspringen auf den Tisch und beim Auftreffen auf den Schläger. Da Tischtennis ein Sport ist, bei dem auch das Gehör eine sehr wichtige Rolle spielt, ist dies ein sehr wichtiges Kriterium. Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Materialien ist, dass durch verschiedene Maßnahmen die Bälle auch klanglich eingestellt werden können, ohne dass dabei die mechanischen Eigenschaften allzu sehr beeinflusst werden.On simple criterion as to whether the material has similar properties to celluloid the sound of the ball when it jumps on the table and when hitting the racket. Since table tennis is a sport where hearing is also very important plays an important role, this is a very important criterion. On Advantage of the materials according to the invention is that through various measures the balls can also be adjusted in terms of sound without the mechanical Properties are influenced too much.

In einer speziellen Ausführungsform der Erfindung werden die Kunststoffbälle auf der Außenseite (2) oder der Innenseite (3) mit einem anderen Material beschichtet. So hat zum Beispiel eine Außenbeschichtung mit einem Silica – Material, beispielsweise durch eine wasserglasähnliche Schicht, für die Härte und die Reibung des Balles eine sehr große Bedeutung.In a special embodiment of the invention, the plastic balls on the outside ( 2 ) or the inside ( 3 ) coated with another material. For example, an outer coating with a silica material, for example through a layer similar to water glass, is very important for the hardness and friction of the ball.

Die Flugeigenschaften des Balles können erfindungsgemäß dadurch beeinflusst werden, dass in die äußere Oberfläche der Schale (2) runde oder mehreckige Vertiefungen (7) eingeprägt werden. Ein derart hergestellter Ball (8) ist mit einer engen Anordnung an Einbuchtungen versehen. Ein beispielhaftem, nicht maßstabsgetreuer Querschnitt durch eine solche Außenhülle ist anhand von den Einbuchtungen (7) dargestellt. Der Querschnitt durch eine solche Vertiefung kann in einer vorteilhaften Ausführungsform ein Kreis- oder Ellipsenausschnitt sein. Auch andere Querschnitte sind möglich. Durch solche Vertiefungen tritt die am Ball vorbeiströmende Luft mit der Oberfläche in Wechselwirkung. Dies kann zu einer Stabilisierung der Flugbahn beitragen, was insbesondere für Freizeitanwendungen im Außenbereich besonders interessant ist. Dabei muss darauf geachtet werden, dass die Größe der Einbuchtungen, nämlich deren Durchmesser und Tiefe nicht oder kaum den Aufsprung des Balles auf dem Tisch beeinträchtigt.According to the invention, the flight properties of the ball can be influenced by the fact that the outer surface of the shell ( 2 ) round or polygonal depressions ( 7 ) are impressed. A ball made in this way ( 8th ) is provided with a narrow arrangement of indentations. An exemplary cross-section through such an outer shell, which is not to scale, can be seen from the indentations ( 7 ). In an advantageous embodiment, the cross section through such a depression can be a circular or elliptical section. Other cross sections are also possible. Through such depressions, the air flowing past the ball interacts with the surface. This can help stabilize the trajectory, which is particularly interesting for outdoor leisure applications. Care must be taken to ensure that the size of the indentations, namely their diameter and depth, does not or hardly affects the ball's bounce on the table.

Die mechanischen Eigenschaften des Balles werden durch ein auf die Innenseite der Schale eingeprägtes Gitter- oder Wabennetz beeinflusst werden. Die Breite und Höhe der Strukturelemente spielt dabei eine große Rolle. Je breite und insbesondere je höher die Strukturelemente sind, desto steifer und härter wird die Schale und desto höher wird der Ballabsprung sein.The mechanical properties of the ball are indicated by an on the inside embossed on the shell Grid or honeycomb network can be influenced. The width and height of the structural elements plays a big one Role. The broader and in particular the higher the structural elements, the stiffer and harder becomes the shell and the higher will be the ball jump

Eine weitere Möglichkeit zur Beeinflussung der Härte der Schale sind Poren und Zellen, wie sie zum Beispiel durch entsprechende Schaum – Spritzgießverfahren (mucell, ergocell) eingebracht werden können. Sowohl Gitter als auch Poren bieten die Möglichkeit, neben der Wandhärte auch die Gewichtsverteilung des Balles zu ändern. Dies hat insbesondere Einfluss auf das Rotationsvermögen des Balles. Bei gleichem Gewicht und Außendurchmesser wird eine poröse Schale dicker sein und damit ein etwas höheres Rotationsvermögen aufweisen. Aufgrund der Krümmung der Kugelschale wird eine dickere, poröse Schale auch eine größere Steifigkeit aufweisen.A another possibility to influence hardness the shell is pores and cells, as they are, for example, by appropriate Foam injection molding process (mucell, ergocell) can be introduced. Both grids as well Pores offer the opportunity next to the wall hardness also change the weight distribution of the ball. This has in particular Influence on the ability to rotate of the ball. With the same weight and outer diameter, a porous shell be thicker and therefore have a slightly higher rotational capacity. Because of the curvature the spherical shell will have a thicker, porous shell also greater rigidity.

Die Rauhigkeit der Oberfläche spielt sowohl für die Optik als auch für die Reibung des Balles beim Aufsprung auf dem Tisch oder auf dem Schläger eine große Rolle. Eine Nachbehandlung durch ein abrasives Verfahren kann insbesondere bei Fasern oder Poren als Strukturelementen in der Schale die optischen Eigenschaften des Balles verändern. Eine Aufrauhung der Oberfläche ist auch deswegen erforderlich, weil nach den Regeln des Internationalen Verbandes die Balloberfläche matt sein muss.The Roughness of the surface plays for both the optics as well for the friction of the ball when jumping on the table or on the bat a big Role. Post-treatment by an abrasive process can in particular for fibers or pores as structural elements in the shell, the optical Change the properties of the ball. A roughening of the surface is also necessary because according to the rules of the International Dressing the ball surface must be dull.

Als für den Ball verwendeten Basiskunststoffe können zunächst prinzipiell alle Kunststoffe in Betracht kommen. Allerdings muss eine rationelle Produktion möglich sein. Somit sind insbesondere solche Kunststoffe vorteilhaft, die mit einem Spritzgussverfahren oder Rotationssinterverfahren hergestellt werden können.As for the Basic plastics used for ball can in principle all plastics be considered. However, rational production must be possible. Thus, those plastics are particularly advantageous which an injection molding process or rotary sintering process can.

Alle Abbildungen sind schematisch und haben keinen Anspruch auf Maßstäblichkeit.All Illustrations are schematic and have no claim to scale.

1 zeigt einen Querschnitt durch die Schale (1) eines Tischtennisballes mit einer äußeren (2) und inneren (3) Oberfläche. 1 shows a cross section through the shell ( 1 ) a table tennis ball with an outer ( 2 ) and inner ( 3 ) Surface.

2 zeigt einen Querschnitt durch die Schale eines Tischtennisballes mit einer glatten äußeren Oberfläche (2) und ein Beispiel für ein auf der Innenseite eingeprägtes oder aufgebrachtes Gitter- oder Wabennetz (4) mt rechteckigem Querschnitt. 2 shows a cross section through the shell of a table tennis ball with a smooth outer surface ( 2 ) and an example of a mesh or honeycomb mesh embossed or applied on the inside ( 4 ) with a rectangular cross-section.

3 zeigt den Querschnitt durch die Schale (1) eines Tischtennisballes mit Poren (5), die in das Material eingebracht sind. 3 shows the cross section through the shell ( 1 ) a table tennis ball with pores ( 5 ) that are incorporated into the material.

4 zeigt den Querschnitt durch die Schale (1) eines Tischtennisballes mit Fasern (6), die in das Material eingebracht sind. 4 shows the cross section through the shell ( 1 ) a table tennis ball with fibers ( 6 ) that are incorporated into the material.

5 zeigt eine Aufsicht auf die Oberfläche (2) eines Tischtennisballes mit runden Vertiefungen (7), die in die Oberfläche eingeprägt sind. 5 shows a top view of the surface ( 2 ) a table tennis ball with round recesses ( 7 ) that are embossed on the surface.

Claims

Table tennis ball consisting of a bowl ( 1 ), which mainly contains plastic as the base material, characterized in that in the shell shaping, shape-changing, structure- giving , structure-changing or in particular structure-reinforcing materials, elements or measures, preferably by introducing a different material than that of the base material or by shaping the inner ( 2 ) or outer ( 3 ) Surface of the shell ( 1 ) are introduced.

Table tennis ball according to claim 1, characterized in that the structure-giving, structure-changing and in particular structure-reinforcing materials fibers ( 6 ) are the shell ( 1 ) consists of fiber-reinforced plastic.

Table tennis ball according to claim 1 or 2, characterized in that the reinforcing fibers ( 6 ) Are glass fibers.

Table tennis ball according to claim 1 or 2, characterized in that the reinforcing fibers ( 6 ) Are carbon fibers, cotton or cellulose fibers or ceramic fibers.

Table tennis ball according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the reinforcing fibers ( 6 ) have an average diameter of 0.5 microns to 300 microns, preferably an average diameter of 1 to 30 microns and a length between 10 microns and 4000 microns, preferably between 50 microns and 1000 microns and a fiber content between 0.5% and 50 %, preferably between 3% and 30%.

Table tennis ball according to claim 1 or 2, characterized in that the plastic is mixed with non-fibrous particles made of SiO ₂ or ceramic materials.

Table tennis ball according to one or more of claims 1 to 6, characterized in that the fiber or particle-reinforced plastic for forming the shell ( 1 ) Is polyurethane or a polyurethane-like material.

Table tennis ball according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the plastic shell ( 1 ) pores or cells of the ball ( 5 ) contains.

Table tennis ball according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that the proportion of cells ( 5 ) in the shell is 1 to 50%, preferably 5% to 30% of the volume.

Table tennis ball according to one or more of claims 1 to 9 characterized in that the ball with an injection molding process, in particular foam injection molding process is produced.

Table tennis ball according to one or more of claims 1 to 10 characterized in that the fiber or particle reinforced plastic Made of polyester, polyvinyl chloride, polyethylene, polystyrene or from them existing mixtures or blends.

Table tennis ball according to one or more of claims 1 to 11, characterized in that the shell ( 1 ) consists of two or more layers, the materials of the layers being plastics or plastics blends as well as inorganic materials such as SiO ₂ or ceramic materials.

Table tennis ball according to one or more of claims 1 to 12 characterized in that the fiber-reinforced plastic is an organic or inorganic color pigment, preferably for the color white or orange is admitted.

Table tennis ball according to one or more of claims 1 to 13 characterized in that the ball has an outer diameter of 35mm to 60mm, preferably from 39mm to 41mm.

Table tennis ball according to one or more of claims 1 to 14, characterized in that the layer thickness of the shell ( 1 ) is between 200 microns and 4000 microns, preferably between 300 and 800 microns.

Table tennis ball according to one or more of claims 1 to 15, characterized in that round or polygonal impressions ( 7 ) available ( 8th ).

Table tennis ball according to one or more of claims 1 to 16, characterized in that the impressions in the surface ( 7 ) are round and have a diameter in the range 0.5 to 10 mm, preferably 1 mm to 5 mm, and a depth of 0.05 mm to 5 mm, preferably 0.1 mm to 2 mm.

Table tennis ball according to one or more of claims 1 to 17 characterized in that the ball by an injection molding process, in particular foam injection molding process is produced.

Table tennis ball after one or more of claims 1 to 17, characterized in that the ball is produced by a rotary sintering or deep-drawing process.

Table tennis ball according to one or more of claims 1 to 19, characterized in that the surface of the ball ( 2 ) is post-treated after the molding process by grinding, mixing with an abrasive material or by similar material-removing processes.

Table tennis ball according to one or more of claims 1 to 20 characterized in that the ball after the molding process Drying or annealing is treated.

Table tennis ball consisting of a single or multi-layer or component plastic material, preferably according to one or more of claims 1 to 21, characterized in that the ball is preferably on its outer surface ( 2 ) is treated after the shaping by a coating process.

Table tennis ball consisting of a single or multi-layer or component plastic material, preferably according to one or more of claims 1 to 22, characterized in that the inner surface ( 3 ) the ball is modified by coating.

Table tennis ball consisting of a single or multi-layer or component plastic material, preferably according to one or more of claims 1 to 23, characterized in that on the inner or outer surface a fine grid or honeycomb network of protrusions ( 4 ) is embossed, in which the width and height of the webs ( 4 ) in the range between 0.05 mm and 3 mm, preferably in the range between 0.1 mm and 0.8 mm.