DE8319824U1 - Federball - Google Patents

Description

P.-C. SROKA, dr. H. FEDER, dipl.-phys. dr. W.O. FEDER

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KLAUS O. WALTER

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Akte 83-20-51

T7. JULI 198»r.F/wi

Hau-Fan Liu, No. 28, Alley 2, Lane 141,

Tunq-Ho Street, Taipei, Taiwan

Federball.
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Die allgemein benutzten Federbälle können in zwei Klassen geteilt werden, nämlich in echte Federbälle mit Federn und Federbälle aus Kunststoff. 30

Die Federbälle aus Kunststoff werden seit mehr als 15 Jahren benutzt und ihre Qualität bezüglich der Fluggeschwindigkeit, der Stabilität und der Schlagempfindlichkeit hat zugenommen. Sie erreichten dabei schrittweise eine hohe Zuverlässigkeit. Es können jedoch auch heute noch gewisse Mängel bei den herkömmlichen Formen beobachtet werden, die die Flugeigenschaften beeinträchtigen. Beim Federballspiel werden an den Flug des Federballs folgende Anforderungen gestellt:

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1. Die maximale Geqenschlaggeschu/indigkei t betragt etwa 75 km/h bis 77 km/h.

2. Am Ende der Flugparabel, d.h. wenn der Flugimpuls nahezu 0 wird, soll der Federball möglichst senkrecht niederfallen.

3. Ein Federball soll während des Fluges nicht hin- und herschwingen.

Bisher zeigten die Federbälle aus Kunststoff in der Formgebung des unteren Teiles des Mantels Wellen, die zwei unterschiedliche Oberflachenverhaltnisse hatten und durch diese Wellen wurde die Drehung des Federballes während des Fluges verursacht. Unter den Plastikfederbällen war vorherrschend die gewellte Mantelform, die dem Federball eine zunehmende Flugstabilität verleiht und ein wirksames Mittel ist, um ein Hin- und Herschüingen während des Fluges zu verhindern. Der untere Teil des Mantels bewirkt dabei aber eine ungünstige Gewichtsverteilung und die Mantelwellung wird durch möglichst dünne Stäbe bewirkt und der Mantel wird dabei deformierbar und schrumpft durch den Luftdruck, wenn der Ball mit dem Schläger geschlagen wird. Dadurch wird der Querschnitt des unteren Teils des Mantels vermindert und der Radius der Gegendrehung infolge der Abnahme des Luftwiderstandes vergrößert. Dementsprechend sollten Probleme der Genauigkeit des Schlages und der Stabilität des Gegenschlages verbessert werden. Darüber hinaus kann bei der Form des den Luftwiderstand bietenden Bereiches des unteren gewellten Mantelteiles die Luft nicht ausreichend abströmen, auch wenn man größere Luftdurchlaßöffnungen vorsieht, infolge der schwachen Struktur. So kann die Luftdruckdifferenz zwischen der Innen- und Außenseite des unteren Mantelteiles nicht vermindert werden und es wird keine Flugstabilität des Federballes erreicht.

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Im ganzen ergibt sich daraus, daß bei den bekannten Federbällen nicht alle Anforderungen an die Flugstabilität erfüllt werden können infolge der ungünstigen Form in Lage und Anordnung der Wellungen des unteren Mantelteils mit seinen schwachen Verstärkungen und seiner Luftdurchströmung sowohl in den luftdurchlässigen als auch in den luftwiderstandsfähigen Oberflächenteilen.

Zur Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Mangel wird neuerungsgemäß eine verbesserte Form eines neuen Federballes vorgeschlagen, der einen festen unteren Mantelteil besitzt mit verstärkten Stäben, die sowohl an den luftdurchlässigen als auch an den luftwiderstandsfähigen Flächen angeordnet sind, wodurch die Flugstabilität verbessert wird. So besitzt der neue Federball sowohl Flächen die luftdurchlässig sind als auch Flächen, die luftwiderstandsfähig sind und am Ende des unteren Mantelteils Federflügel, die eine runde Form ohne Wellungen besitzen und Verstärkungen des unteren Teils mit Verstärkungsringen und Stäben mit schwalbenschwanzförmigem Querschnitt. Dabei erstrecken sich die beiden Serien von Luftdurchtrittsflächen und LuftwiJerstandsflächen vom Ende des unteren Mantelabschnitts bis zum mittleren Abschnitt und zur Innenseite der Federflügel. Die Luftdurchtrittsflächen sind versehen mit mehreren größeren Luftdurchlässen zum Ausgleich der Luftdruckdifferenz zwischen Innen- und Außenseite der Federflügel. Dank der Verstärkung der Struktur des unteren Teils des Mantels und der Verminderung des Luftwiderstandes wird eine Deformation beim Schlag mit dem Schläger vermieden und die Schlaggenauigkeit erhöht.

Durch den Winkel zwischen Luftdurchtrittsflächen und Luftwiderstandsflächen und das Anbringen von Luftdurchlaßöffnungen wird nicht nur die Wirkung der Luftverdünnung vermindert urd dip Rotation verbessert, sondern

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es u/ird auch das Hin- und Herschu/inqeri u/ährend dos Fluges vermieden.

Ein Ausführungsbeispiel des neuen Federballes ict in den Fig. dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht des Federballes; Fig. 2 eine Aufsicht auf den unteren Hantelteil des Federballs nach Fig. 1;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch den Federball nach

Fig. 1;
Fig. 4 die Ansicht sowohl einer Luftdurchtritts-

fläche als auch einer Luftwiderstandsfläche eines einzelnen Federflügels, gesehen in Richtung A in Fig. 3;

Fig. 5 die Ansicht einer Luftdurchtrittsfläche,

gesehen vom Punkt B in Fig. 4; Fig. 6 einen Querschnitt nach der Linie VI-UI in Fig. 3;
Fig. 7 die Projektion des Angriffwinkeis zwischen

Luf tu/iders tandsflache und Strömungslinie; Fig. 8 die Drehung des Federballes im Flug.

Wie in den Fig. dargestellt, besteht der neue Federball aus einem Körper 1 und einem halbkugelförmigen Kopf Der halbkugelförmige Kopf besteht aus Kork oder geschäumtem Kunststoff, z.B. geschäumtem PVC. Ein Hohlraum 3 innerhalb des halbkugelförmigen Kopfes ist verbunden mit dem Haltering 4 des Körpers 1. Abgesehen von dem Kopf 2 besteht der Körper 1 einstückig gespritzt aus Kunststoff, z.B. aus Polyamid oder Polyäthylen. Der Körper 1 enthält einen Hals 5, einen Haltering 4, einen Basisteil 6, Stäbe 7, Verstärkungsringe 8, Luftdurch-

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trittsflachen 9, Luftwiderstandsflachen 10 und Federflügel 11. Die Stäbe 7 erstrecken sich won dem Basistr.il 6 nach außen und bilden den konischen Mantelkörper des Federballes. Der Querschnitt der Stäbe 7 ist schwalbenschwanzförmig und ihre Dicke nimmt von dem Basisteil 6 gegen das untere Ende des Mantels ab. Der konische Mantelteil des Körpers 1 kann in drei Abschnitte geteilt werden. Der obere Abschnitt 14 schließt an den BasisteiJ 6 an, der untere Mantelteil 12 befindet sich am Ende des Körpers 1 und besitzt eine weite Öffnung, der mittlere Abschnitt 13 befindet sich zwischen den beiden anderen Teilen.

Der obere Abschnitt 14 besteht aus den Stäben 7, die sich von dem Basisteil 6 nach außen erstrecken.

Im mittleren Abschnitt 13 befinden sich zwei oder mehr Verstärkungsringe 8, die in gleichmäßigen Abständen mit den Stäben 7 verbunden sind und dem Körper 1 die nötige Festigkeit verleihen.

Der untere Abschnitt 12 besteht aus den Federflügeln 11, die mit den Stäben zu einer Einheit verbunden sind. Die Luftdurchtrittsflächen 9 liegen jeweils zwischen zwei nebeneinanderliegenden Federflügeln 11 und den Luftwiderstandsflächen 10. Jeder Federflügel 11 besitzt eine Netzstruktur, die aus einer Anzahl Rippen besteht, die parallel zu den beiderseitigen Stäben 7 verlaufen und Litzen 16, die quer zu den Stäben 7 verlaufen. Die Luftdurchtrittsflächen und Luftwiderstandsflächen sind gegeneinander geneigt, miteinander verbunden und sind ebenfalls verbunden mit den Federflügeln 11. Die Luftwiderstandsflächen 10 erstrecken sich jeweils von einem Punkt, der am unteren Rand des Mantels ein Drittel des Abstandes der Enden der Stäbe 7 voneinander vom

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Ende eines Stabes entfernt liegt und reichen bis zu dem untersten Verstärkungsring 8, mit welchem der mittlere Abschnitt endet. Diese Luftwiderstandsflächen bilden einen Winkel von 3D⁰ gegen die Tangente B^ und dem anschließenden Federflügel 11 wie aus Fig. 6 ersichtlich. Die schräg anschließenden Luftdurchtrittsflachen bilden einen Winkel von 60° mit der Tangente Θ2 und dem anschließenden Federflügel 11, wobei die verlängerte Firstlinie 17 dieser gegeneinander geneigten Flächen etwa auf die Achse des Basisteils 6 zielt. Die Luftwiderstandsflächen 10 können eben oder netzförmig sein mit punktförmigen Löchern darin, während die Luftdurchtrittsflachen 9 eine geringere Fläche und größere Öffnungen aufweisen als die Luftwiderstandsflächen 10. Durch ein geeignetes Verhältnis dieser Flächen zueinander können die besten Bedingungen für die Rotation des

2Γ Federballs erreicht werden. Die Stäbe 7 sind im Querschnitt schwalbenschwanzförmig, d.h. der Querschnitt besteht aus zwei Dreiecken und hat auf diese Weise eine hohe Steifigkeit. Die Gewichtsverteilung des Federballes kann dadurch beeinflußt werden, daß die Tiefe der Rinne zwischen den beiden Dreiecken verändert wird durch entsprechende Veränderung der Form bei der Herstellung.

Wie aus dem dargestellten Ausführungsbeispiel ersichtlich, erstrecken sich die Luftwiderstandsflächen und die Luftdurchtrittsflachen vom Ende des unteren Mantelteils bis zum mittleren Mantelteil und bilden so einen Abschnitt mit höherem Luftwiderstand, wodurch die Luftdruckdifferenz im unteren Teil vermindert wird und durch die Kreise der Rippen 15 auch keine Schwingung eintritt.

Wird der Federball durch den Schläger geschlagen, so hält der versteifte untere Abschnitt mit den Federflügeln und den Luftdurchlaß-und Luftwiderstandsflächen dem Luftdruck wirksam stand und erzeugt einen scharfen

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und durchdringenden Ton, der die Wirkung des Schlages anzeigt.

In Fig. 7 ist die projektive Ansicht einer Luftwiderstandsfläche 10 gegen die Anströmungslinie \l und den AngriffswinkeloC dargestellt.

Bei den bekannten Federbällen beträgt der Winkel an der Schnittlinie zwischen zwei Flächen des Mantels etwa 45° mit einigen Abweichungen für die Erfordernisse der Fluggeschwindigkeit unter speziellen Umständen. Allgemein kann ein gewisser Umfang der Abweichungen des Winkels vorgesehen sein, aber im Hinblick auf das äußere Aussehen sind zu große oder kleine Änderungen des S(hnittwinkels des Federballmantels kaum annehmbar. Die Luftwiderstandsflächen beim Federball gemäß der Neuerung ergebeneine fortschrittliche Form mit verbesserter Wirkung auf die Fluggeschwindigkeit ohne Änderung des Öffnungswinkels des Mantels. Bei dem neuen Federball können die Luftwiderstandsflächen den Angriffswj>ikeI₁/. vergrößern oder verkleinern und bis zu einem gewissen Grad auch den Tangentenwinkel B, verändern. Aufgrund langjähriger Erfahrungen bei der Herstellung von Federbällen sollen die Luftwiderstandsflächen einen größeren Angriffswinkel vom mittleren Abschnitt bis zum Ende des unteren Abschnitts aufweisen, um eine größtmögliche Wirksamkeit des Angriffswinkels zu erzielen. Die Luftwiderstandsflächen können bezüglich ihrer Fläche vergrößert werden mittels zwei oder mehrerer zusammengesetzter Flächen, so daß sie sich bis an das Ende des Mantels estrecken ohne eine wellenförmige Gestaltung des Mantels zur Vergrößerung der Widerstandsflächen.

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Beim Gegenstand der Neuerung u/eisen der mittlere Abschnitt 13 und der obere Abschnitt 14 große Luftdurchtrittsöffnungen auf, die nur durch die Verstärkungsringe 8 und die Stäbe 7 unterbrochen sind. Diese Luftdurchtritte vermindern die Wirbelbildung am Rande des Federballmantels u/ährend des Fluges. Die Luftiuiderstandsflächen mit ihrem Angriffswinkel lenken den Vektor der Luftwiderstandskraft um, der die kinetische Energie der Drehung und die Trägheit erzeugt, vermindern die 'Virbelbildung am Mantel und verhindern ein Hin- und Herschwingen während des Fluges. Flugsf-.abilität, Geschu/indigkeitskontrolle und eine feste Flugbahn können erzielt «/erden durch das Beharrungsvermögen der Federballdrehung und einen günstigen Wirbeleffekt.

Claims (8)

83-20-51 - 9 - Schutzansprüche. 5

1. Federball, der aus einem halbkugelförmigen Kopf und einem einstückigen Körper aus Kunststoff besteht, wobei dieser Körper (1) besteht aus einem Haltering (4), einem Hals (5), einem Basisteil (6) und Stäben (7), die vom Basisteil bis an das Ende des Mantels reichen und eine konische Form haben, dadurch gekennzeichnet, daß der Hantelteil aus drei Abschnitten besteht, einem oberen Abschnitt (14), der mit dem Basisteil (6) verbunden ist, einem unteren Abschnitt (12), in welchem Federflügel (11), Luftdurchtrittsflächen (9) und Luftwiderstandsflächen (10) angeordnet sind und einem mittleren Abschnitt (13), in welchem Verstärkungsringe (8) mit den Stäben (7) verbunden sind.

2. Federball na h Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Abschnitt (12) die Federflügel (11) enthält, die eine Netzstruktur aufweisen mit Rippen (15) parallel zu den Stäben (7) auf beiden Seiten, Qcerbändern (16), die zu den Rippen senkrecht verlaufen sowie Luftdurchtrittsflächen (9) und Luftwiderstandsflächen (10), die gegeneinander geneigt miteinander verbunden sind.

3. Federball nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftwiderstandsflächen (10) des unteren Abschnittes (12) sich erstrecken von einem Punkt, der am unteren Rand des Mantels ein Drittel des Abstandes der Enden der Stäbe (7) vom Ende eines Stabes entfernt liegt bis zu dem unteren Verstärkungsring (8) und einen Winkel von etwa 30° gegen die Tangente Θ, bilden.

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4. Federball nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Luftdurchtrittsflächen (9) größere Öffnungen und eine geringere Fläche aufweisen als die Luftwiderstandsflächen (10), gegen die Tangente B^ einen Winkel von bilden und die Firstlinie (17), in der die beiden geneigten Flächen verbunden sind, auf die Achse des Federballs gerichtet ist.

5. Federball nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der mittlere Abschnitt (13) mehrere Verstärkjngsringe (8) enthält, die mit den Stäben (7) in gleichen Abständen verbunden sind, wobei mindestens einer der Ringe mit den einen Enden der Federflügel (11) des unteren Abschnittes (13) des Mantels und ebenfalls mit je einer Ecke der Luftwiderstandsflächen (10) verbunden ist.

6. Federball nach Anspruch 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Luftwiderstandsflächen (10) zu den Luftdurchtrittsflächen (9) annähernd dem Verhältnis der Zahl und Flächen der Luftdurchtrittsöffnungen in beiden Flächen entspricht.

7. Federball noch Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Stäbe (7) sch'j/albenschwanzförmigen Querschnitt haben und die Gewichtsverteilung des Körpers (L) durch Änderung der Tiefe der Dreiecksdurchlässe beeinflußbar ist.

8. Federball nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichem Erweiterungswinkel des Mantels die vom Ende des mittleren Abschnitts (13) bis zum Ende des unteren Abschnitts (12) reichenden Luftwiderstandflächen (10) einen größeren Angriffswinkt1 am Ende der mittleren Mantelzone aufweisen.