DE4433087A1 - Kugel, Ball, insbesondere Fußball, hergestellt aus ein bis drei Facettenmustern, die aus Dreiecken, Vierecken, Fünfecken, Sechsecken, Achtecken bestehen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Hohlkörper, Ball, insbesondere Fußball, Sportball und Spielball, hergestellt aus ein bis drei Facettenmustern, die aus Dreiecken, Vierecken, Fünfecken, Sechsecken, Achtecken bestehen. Ein Kennzeichen besteht darin, daß bei Verwendung von nur einem dreiecksförmigen Facettenmuster 48 Dreiecke die Ballhülle bilden, sofern diese 48 Dreiecke nicht wieder zu einer Anzahl übergeordneter Muster gruppiert werden, wobei sich die Facettenzahl entweder erniedrigt oder, entsprechend vorgefertigt, weniger Teile zusammengefügt werden müssen. Diese übergeordneten entstehenden Muster können Dreiecke, Vierecke, Fünfecke und Sechsecke, Achtecke oder Polygone mit höherer Seitenzahl sein.

Ein anderes Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß bei Verwendung von mehr als einem Facettengrundmuster eine 40teilige Ballhülle entsteht, die aus 16 Dreiecken, 16 Fünfecken und 8 Sechsecken gebildet wird. Dabei können die Fünf- und Sechsecke wieder aus Dreiecken und/oder Vierecken gebildet sein, entweder durch Fügen oder sichtbar gemachte Gliederung. Die 16 Dreiecke können zu zwei identischen Achtecken gruppiert sein.

Derartige Hohlkörper, Bälle können Sportbälle wie Fußbälle, Handbälle sein, aber auch Tennisbälle oder auch Bälle für Werbe- und Ausstellungszwecke, wobei übliche Herstellverfahren wie Nähen, Kleben, Vulkanisieren artgerecht zur Anwendung kommen, entsprechend auch den eingesetzten Materialien, homogen-isotrop oder inhomogen auch geschichtet und anisotrop oder orthotrop sein können.

Nach dem Stand der Technik sind Bälle bekannt, die bevorzugt aus 20 Sechsecken und 12 Fünfecken hergestellt werden wie Fußbälle (Dodekaeder, Ikosaeder sind mathematisch bekannt). Ein bekannter Ball ist somit aus nur 12 Fünfecken gebildet, oder beispielsweise aus 12 Fünfecken und 20 Sechsecken, also 32 Teilen.

Ein Tennisball wird bevorzugt aus zwei identischen Streifen gefügt ("Katzenzunge").

Die Problematik beim Fußball (Umfang bei 68 cm) ist die, einen möglichst guten Kompromiß zu bilden zwischen der Forderung nach wenigen Teilen (kurze Gesamtnahtlänge) und vielen Teilen (guter Ballrundheit).

Die Problematik beim viel kleineren Tennisball (Durchmesser bei 6,5 cm) z. B. ist, noch handhabbare große Teile zu haben, daher die üblichen zwei Teile. Die Rundheit wird durch das besondere Herstellverfahren erzielt.

Der erfindungsgemäße Hohlkörper, Ball hat nicht nur ein neues Design - das individuelle Outfit ist im Wettbewerb ein entscheidender Wirtschaftsfaktor - , sondern bietet breitere Variationsmöglichkeiten, die vorgenannten Kompromißforderungen bestmöglich zu erfüllen.

So bietet der Ball mit 48 Dreiecksfacetten eine hohe Auflösung der Balloberfläche. Dies ist gut für die Ballrundheit und Flexibilität der Hülle, die sich beim Aufblasen leichter um die Blase schmiegt.

Nach aerodynamischen Untersuchungen und Erkenntnissen hat ein solcher Ball aerodynamisch sehr günstige Widerstandsbeiwerte, so daß das Erreichen großer Ballweiten begünstigt wird: Die Gesamtlänge der Nähte wird länger bei feinerer Oberflächenstruktur. Insbesondere bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten schlägt die zunächst laminare Strömung früher in Turbulenz um, als dies bei Bällen mit weniger Teilen (12, 32) der Fall ist. Mit diesem Umschlag ist ein drastischer Abfall des Widerstandsbeiwertes verbunden (cw-Wert): der Ball fliegt infolgedessen bereits ab dieser Umschlagsgeschwindigkeit von laminar in turbulent weiter als ein Ball, der noch laminare Strömung bei höherem Widerstand aufweist.

Durch die Zusammenfassung der Dreiecke zu übergeordneten Mustern mit Polygonumrissen entstehen Dreiecke, Vierecke, Fünfecke, Sechsecke, Achtecke oder Gebilde mit mehr Seiten. Diese können als solche vorgefertigt (z. B. genäht) werden, sind leichter handhabbar. Die so insbesondere maschinell vorgefertigten Teile sind als größere Stücke beim Vernähen zum eigentlichen Ball leichter handhabbar. Alternativ: wird der aus den 48 Dreiecken gestaltete Balloberflächenentwurf so zusammengefaßt, daß mehrere Dreiecke eine neue übergeordnete Facettenform bilden, die demnach größer ist, verringert sich die Gesamtlänge der Berandung (z. B. Nahtlänge, Vulkanisierlänge), so daß weniger Facetten entstehen, was zum Beispiel für kleine Bälle (Tennis) wünschenswert ist (Wirtschaftlichkeit, Handhabbarkeit). Zudem bieten Dreiecke die beste Möglichkeit, beliebige Polygonflächen zu unterteilen. Das Dreieck läßt sich auch, durch fortwährende Halbierung der so entstehenden Seiten, in kleinere Dreiecke in geradezu idealer Weise beliebig fein unterteilen, um eine noch höhere Flächenauflösung zu erzielen.

Sofern der erfindungsgemäße Ball nicht aus dem Grundmuster von 48 Dreiecken (zusammengefaßt oder nicht) gebildet wird, sondern aus 40 Teilen, entsteht eine ähnlich hohe Auflösung der Ballhülle mit den oben beschriebenen äquivalenten Vorteilen. Die Realisierung geschieht dabei durch Verwendung von jetzt zwei bis drei unterschiedlichen Facettenformen: Dreiecke, Fünfecke und Sechsecke werden kombiniert.

Die Fünfecke lassen sich beispielsweise in drei Dreiecke unterteilen, die Sechsecke in zwei Vierecke. Oder 8 Dreiecke können eine Facette mit Achteckkontur bilden.

Zusammengefaßt bilden die Ballhüllen aus einer Grundstruktur von 48, auch unterteilten oder zusammengefaßten, Dreiecken breite Variationsmöglichkeiten im Design, verbesserte Aerodynamik bei insbesondere niedrigen Fluggeschwindigkeiten, gute Ballrundheit und eine flexible anschmiegsame Oberfläche.

Die Ballhülle aus einer 40teiligen Facettengrundstruktur (Dreiecke, Fünfecke und Sechsecke) ist nur um 8 Teile reduziert und bietet somit ähnliche Vorteile gegenüber dem Ball mit nur 12-32 Teilen, bei interessanterem "Outfit". Selbstverständlich können die unterschiedlichen Facetten in ihrem Größenverhältnis zueinander variiert werden, zum Beispiel nach dem Kriterium vergleichbarer Flächengrößen oder vergleichbarer Kantenlängen.

Die nachstehenden Abbildungen zeigen - wegen der vielfältigen Abwandlungsmöglichkeiten des beschriebenen Grundmusters von 48 und 40 Facettenteilen - exemplarisch Ausführungen des Balles, der aus ein bis drei Facettenmustern hergestellt wird, gebildet aus Dreiecken, Vierecken, Fünfecken, Sechsecken und Achtecken.

Es zeigt

Fig. 1 ebene Ansicht xy einer Ballhülle, gebildet aus 48 Dreiecken, hier ebenen Dreiecken in der Darstellung (Ball unaufgeblasen),

Fig. 2 eine Ansicht zx der primär sichtbaren Ballhülle, bestehend aus 40 Teilen, bestehend aus Drei-, Fünf- und Sechsecken; die umschließende Außenkreiskontur ist fortgelassen in der Flächenpräsentation des Computerplots,

Fig. 3 eine andere Ansicht xy der Ballhülle nach Fig. 2, die Außenkreiskontur ebenfalls fortgelassen im Computerbild,

Fig. 4 eine Ansicht der Ballhülle (Ballonhülle) nach Fig. 2, jedoch jetzt in 8 Meridionalschnitte unterteilt - Außenkreis nicht sichtbar.

Es folgen wenige exemplarische Varianten des Balles nach Fig. 1, bei dem die primär sichtbaren (vorderen) Dreiecke zu übergeordneten Facettenstrukturen zusammengefaßt sind (Ableitungen):

Fig. 5 9 Dreiecke zu einem übergeordneten Dreieck zusammengefaßt,

Fig. 6 8 (10) Dreiecke zu einem übergeordneten (Facettenstruktur) Muster zusammengefaßt,

Fig. 7 3mal 6 Dreiecke zu einer übergeordneten Polygonfläche zusammengefaßt (hier symmetrisch),

Fig. 8 8 Dreiecke zu einem (sphärischen) Rhombus zusammengefaßt,

Fig. 9 2mal 6 Dreiecke zu zwei sich berührenden Sechsecken zusammengefaßt,

Fig. 10 14 Dreiecke zu einer Polygonfläche zusammengefaßt.

Die Abbildungen ohne Bezugszeichen sind in der Geometrie selbsterklärend und deuten exemplarisch die Variationsmöglichkeiten an, um zu vorgefertigten Teilen (Gruppierungen) oder wenigen Teilen zu kommen. So könnte Fig. 10 zum Beispiel für einen Tennisball Verwendung finden.

Claims (9)

1. Kugel, Ball, insbesondere Fußball, hergestellt aus ein bis drei Facettengrundmustern, dadurch gekennzeichnet, daß diese aus Dreiecken, Vierecken, Fünfecken, Sechsecken, Achtecken bestehen, sowie dadurch gekennzeichnet,
daß bei Verwendung von nur einem dreiecksförmigen Facettengrundmuster 48 Dreiecke die Ballhülle bilden, wobei diese Dreiecke zu Gruppierungen verschiedener oder gleicher Anzahl Dreiecke und damit wiederum zu größeren Mustern wie Dreiecken, Vierecken, Fünfecken, Sechsecken, Achtecken oder Polygonen mit höherer Seitenzahl zusammengefaßt/ vorgefertigt sein können, weiter dadurch gekennzeichnet,
daß bei Verwendung von mehr als einem Facettenmuster ein 40teiliger Ball aus 16 Dreiecken, 16 Fünfecken und 8 Sechsecken entsteht, wobei die Fünfecke und Sechsecke ihrerseits wieder aus Dreiecken und/oder Vierecken gebildet sein können.

2. Sportball, insbesondere Fußball nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die 48 Dreiecke des Ballhüllenentwurfes durch deren Zusammenfassung zu weniger als 48 Polygonfacetten gruppieren lassen.

3. Sportball, insbesondere Fußball nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammengefaßten Facettenformen in sich einfach oder mehrfach spiegelsymmetrisch sein können.

4. Ball, insbesondere Fußball nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von mehr als einem Facettenmuster acht Meridionalsegmente mit einem Winkel von 45 Grad in den Polen entstehen, wobei die äquatorial gelegenen Sechsecke in zwei Vierecke aufgeteilt werden, wobei sich die ursprüngliche Facettenzahl 40 erhöht.

5. Sportball, insbesondere Fußball nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Meridionalsegment in 10 Teile symmetrisch aufgeteilt ist, derart, daß acht Dreiecke und zwei Vierecke entstehen.

6. Sportball, insbesondere Fußball nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fünfeck in drei Dreiecke zerfällt und zwei Vierecke äquatorial liegen.

7. Sportball, insbesondere Fußball nach Anspruch 1 und weiteren Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Facetten und/oder deren Unterteilungen zueinander in einem ausgeglichenen Flächenverhältnis stehen, welches idealerweise exakt oder nahe bei 1 liegt.

8. Sportball, insbesondere Fußball nach Anspruch 1 und weiteren Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ausgeglichene Winkel bei deren gemeinsamen Eckpunkten entstehen, derart, daß diese nicht zu stark voneinander abweichen.

9. Andere Hohlkörperoberflächen, insbesondere kugelförmige, wie insbesondere Behälter, Ballonhüllen und Beschichtungen wie Belegungen solcher Oberflächen mit flächigen oder räumlichen Geweben oder sonstigen Materialien, gebildet aus Zuschnitten nach Anspruch 1 oder Folgeansprüche 2-8, insbesondere solchen mit leicht zu schneidenden und zu verarbeitenden, handlichen Dimensionen.