[0001] Die Erfindung betrifft ein ballartiges, bei Benutzung im Wesentlichen kugelförmiges
Sportgerät, insbesondere Fußball, Handball, Volleyball, Basketball oder Wasserball,
mit einer über eine Ventileinrichtung aufblasbaren bzw. aufpumpbaren flexiblen Blase,
die von einer Ballhülle umgeben ist, wobei diametral bezüglich des Kugelmittelpunkts
der Ventileinrichtung gegenüber liegend eine Ausgleichsmasse angeordnet ist, die ungefähr
die gleiche Masse wie die Ventileinrichtung aufweist.
[0002] Derartige Bälle sind im Handel, insbesondere in Fachgeschäften erhältlich.
[0003] Infolge der Anordnung des Ventilkörpers in der Blase und der zugehörigen Öffnung
in der Ballhülle kommt es zu einer ungleichmäßigen, inhomogenen Materialverteilung,
wodurch der Massenschwerpunkt und der Raummittelpunkt nicht gleich sind. Dies ruft
bei Drehbewegungen eine "Unwucht" mit Fliehkräften hervor, die sich auf die Flugbahn
des Balles auswirken können, weil dieser im Gegensatz z.B. zu einer Schleifscheibe
oder einem Rad keine feste (erzwungene) Drehachse besitzt.
[0004] Diese freie Drehachse ist nur dann stabil, wenn senkrecht zur Drehachse die maximal
mögliche Massenverteilung, die (maximale) Drehmasse vorherrscht: In diesem Fall ist
die Drehachse identisch mit der so genannten "Hauptträgheitsachse" und es treten keine
Drehmomente (Schleudermomente) infolge von Fliehkräften senkrecht zur Drehachse auf.
Stimmen Dreh- und Hauptträgheitsachse nicht überein, versuchen diese Fliehkräfte an
einem rotierenden "angeschnittenen" Ball diesen solange zusätzlich zu drehen, bis
er schließlich um seine Hauptträgheitsachse rotiert.
[0005] Diese unerwünschte Drehbewegung überlagert sich mit der Luftanströmung (Magnus-Effekt)
derart, dass eine Pendelbewegung senkrecht zur momentanen (parabolischen) Flugbahn
auftritt, mit chaotischen, nicht vorhersehbaren Bewegungen. Dies beeinträchtigt, auch
beim erfahrenen Ballspieler, insbesondere einem Fußballer das "Ballgefühl", z.B. bei
weiten Flanken oder Freistößen, erheblich.
[0006] Die beschriebenen Nachteile durch die Unwucht des Balles lassen sich größtenteils
durch das Auswuchten des Balles durch ein diametral zum Ventil angebrachtes abgestimmtes
Gegengewicht, das mit dem Gewicht des Ventils übereinstimmt, kompensieren. Diese Maßnahme
hat den Vorteil, dass der rotierende Ball entlang seiner Flugbahn keine Taumelbewegung
infolge einer Unwucht vollzieht und dass keine bevorzugte erzwungene Lage (mit dem
Ventil vorn) beim Geradeausflug auftritt.
[0007] Nachteilig ist jedoch immer noch die ausgeprägte bevorzugte Hauptträgheitsachse mit
der maximalen Drehmasse bei Rotation des Balles. Außerdem ist der Ball nicht dynamisch
ausgewuchtet, d.h. abhängig von der Lage der momentanen Drehachse wirkt ein Schleudermoment,
das die Drehachse in die Hauptträgheitsachse mit maximaler Drehmasse zu drehen versucht.
Durch diese nicht übersehbare und kaum abschätzbare Zusatzbewegung eines weggeschossenen
oder weggeworfenen Balles wird die Bahnkurve des bewegten Balles unvorhersehbar und
der Ball erreicht oftmals nicht das gewünscht Ziel.
[0008] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Ball der eingangs beschriebenen
Art vorzustellen, mit dem es dem Ballspieler, insbesondere einem Fußballspieler, ermöglicht
wird, leicht und unkompliziert erheblich mehr Präzision in seinen Schuss, vor allem
in einen Weitschuss zu legen und somit eine höhere Trefferwahrscheinlichkeit zu generieren.
[0009] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß auf überraschend einfache, aber wirkungsvolle
Art und Weise dadurch gelöst, dass zusätzlich zur Ausgleichsmasse für die Ventileinrichtung
mindestens ein Paar von bezüglich des Kugelmittelpunkts diametral einander gegenüber
liegend angeordneten weiteren, jeweils ungefähr gleich schweren Ausgleichsmassen vorgesehen
ist.
[0010] Die weiteren Ausgleichsmassen erhöhen zwar das Gesamtgewicht und die Drehmasse des
Balles, aber die Massenverteilung ist insgesamt gleichmäßiger und die Anzahl der Hauptträgheitsachsen
mit gleicher (maximaler) Drehmasse steigt von einer auf mindestens zwei. Der angeschnittene
rotierende Ball findet leichter eine passende Hauptträgheitsachse als Drehachse und
ist für den Spieler in seinem Bahnverlauf berechenbarer.
[0011] Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Modifikation kann der Ballspieler daher besser einschätzen,
welchen Weg der Ball bei einem "Schuss" oder bei der Ballabgabe nehmen wird. Dadurch
kann der Spieler seinen Schuss oder Wurf auf die Problemstellung aufgrund der aktuellen
Umgebungsbedingungen optimal anpassen.
[0012] Diese technische Hilfe erleichtert sowohl dem Anfänger als auch dem Profifußballer
den diffizilen Vorgang der präzisen Ballabgabe, des genauen Passes und den für den
Verlauf des Fußballspiels entscheidenden Vorgang des Torschusses.
[0013] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sportgeräts verläuft
die das Paar von weiteren Ausgleichsmassen verbindende Gerade durch den Kugelmittelpunkt
orthogonal zur Verbindungsgeraden der Ventileinrichtung und deren gegenüberliegender
Ausgleichsmasse. Die insgesamt drei Ausgleichsmassen sowie die Ventileinrichtung nehmen
dabei die Positionen der Eckpunkte eines Quadrates ein, welches in die gedachte Kugeloberfläche
des Balles einbeschrieben ist.
[0014] Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sportgeräts zeichnet
sich dadurch aus, dass weitere Ausgleichsmassen jeweils paarweise diametral einander
bezüglich des Kugelmittelpunkts gegenüber liegend angeordnet sind, wobei zusammen
mit der Ausgleichsmasse für die Ventileinrichtung insgesamt n-1 Ausgleichsmassen vorgesehen
sind, welche die Positionen m1, m2, ... , mn-1 auf einer gedachten Kugeloberfläche
einnehmen, und wobei n eine gerade natürliche Zahl und n ≥ 4. Damit werden erheblich
mehr Freiheitsgrade für das rotierende System des Balls eröffnet, sodass er mit einer
lediglich geringen Drehung während eines Weitschusses auf die Rotation um eine der
Hauptträgheitsachsen "einschwenken" kann, sodass der Bahnverlauf des Balls erheblich
einfacher und vorhersehbarer wird.
[0015] Ganz besonders vorteilhaft ist eine Weiterbildung dieser Ausführungsform, bei der
alle n-1 Ausgleichsmassen jeweils ungefähr die gleiche Masse wie die Ventileinrichtung
aufweisen. Dadurch wird der Ball besonders gut dynamisch ausgewuchtet, was sich sehr
vorteilhaft auf seine Flugbahn auswirkt.
[0016] Da die erfindungsgemäß modifizierten Bälle aufgrund der vorgesehenen weiteren Ausgleichsmassen
ein höheres Gewicht zu tragen haben, ist es vorteilhaft, wenn beim erfindungsgemäßen
Sportgerät der Ball aus einem leichteren Material besteht und daher eine geringere
Gesamtmasse aufweist als bisher übliche Bälle, sodass das Sportgerät mit applizierten
weiteren Ausgleichsmassen in der Summe auf die gleiche Masse wie ein standardisierter
Ball gemäß den internationalen Sportbestimmungen kommt.
[0017] Eine besonders bevorzugte, immer noch relativ einfache Weiterbildung der oben beschriebenen
Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass insgesamt 5 Ausgleichsmassen vorgesehen
sind, die an 5 Durchstoßpunkten (m1, m2, ... , m5) von 3 orthogonalen, im Kugelmittelpunkt
sich schneidenden Raumachsen (x, y, z) durch die Oberfläche der gedachten Kugel angeordnet
sind, wobei die Ventileinrichtung die Position des 6. Durchstoßpunktes (V) der 3 Raumachsen
einnimmt.
[0018] Eine demgegenüber verbesserte, alternative Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet,
dass insgesamt 7 Ausgleichsmassen vorgesehen sind, die an 7 Eckpunkten (m1', m2',
... , m7') eines der gedachten Kugel einbeschriebenen Würfels angeordnet sind, wobei
die Ventileinrichtung die Position des 8. Eckpunktes (V') des einbeschriebenen Würfels
einnimmt.
[0019] Ganz besonders bevorzugt werden bei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sportgeräts
die Ausgleichsmassen durch zusätzliche und/oder verstärkte Materiallagen gebildet.
Auf diese Weise lassen sich die Ausgleichsmassen einfach und preiswert herstellen
und leicht an das Sportgerät applizieren.
[0020] Bei Ausführungsformen der Erfindung können die Ausgleichsmassen auf der Außenseite
der flexiblen Blase, innerhalb der Ballhülle angeordnet sein. Dies hat den Vorteil,
dass die Ausgleichsmassen von außen nicht sichtbar sind und daher ästhetisch nicht
störend wirken. Außerdem lässt sich auf der Blase selbst der "Gegenpol" zum Ventil
auch im korrekten radialen Abstand vom Kugelmittelpunkt im aufgeblasenen Zustand exakt
positionieren.
[0021] Bevorzugt sind allerdings alternative Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sportgeräts,
bei denen die Ausgleichsmassen radial außerhalb der Außenseite der flexiblen Blase,
auf der Innenseite der Ballhülle angeordnet sind. Hier lassen sich die Ausgleichsmassen
wesentlich einfacher und stabiler montieren und befestigen als auf der flexiblen Blase.
[0022] Bei weiteren alternativen Ausführungsformen sind die Ausgleichsmassen in der Ballhülle
angeordnet, insbesondere Teile der Ballhülle. Dadurch wird die Auswuchtung bereits
in der Produktionsphase der Ballhülle vorgenommen. Allerdings sind hier nachträgliche
Korrekturen bzw. ein Nachrüsten etwas schwieriger als bei der davor beschriebenen
Ausführungsform.
[0023] Eine vorteilhafte Weiterbildung dieser davor beschriebenen Ausführungsformen besteht
darin, dass die Ballhülle aus polygonalen, vorzugsweise 5-eckigen und/oder 6-eckigen
Segmenten aufgebaut ist, und dass die Ausgleichsmassen jeweils an einem der Segmente
auf der Innenseite der Ballhülle befestigt sind. Insbesondere für die Herstellung
von Fußbällen dürfte diese Weiterbildung die vorteilhafteste Realisierung der Erfindung
darstellen.
[0024] Eine alternative Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Ballhülle aus
polygonalen, vorzugsweise 5-eckigen und/oder 6-eckigen Segmenten aufgebaut ist, und
dass Ausgleichsmassen Teile von Segmente sind oder jeweils eines der Segmente bilden,
wobei die übrigen Segmente jeweils eine geringere Masse aufweisen als die Segmente
der Ausgleichsmassen.
[0025] In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt auch eine Ausgleichsmasse zum Einbau
in ein Sportgerät der erfindungsgemäßen Art, die sich dadurch auszeichnet, dass sie
nachrüstbar und formkompatibel mit dem entsprechenden nachzurüstenden Sportgerät gestaltet
ist.
[0026] Insbesondere bei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Sportgeräts, bei denen die
Ausgleichsmasse radial außerhalb der flexiblen Blase angeordnet ist, empfiehlt es
sich, dass die Ausgleichsmasse eine im umgekehrten Verhältnis zu ihrem größeren radialen
Abstand vom Kugelmittelpunkt geringere Masse als die Ventileinrichtung aufweist.
[0027] Die erfindungsgemäßen Ausgleichsmassen können Kunststoffmaterial, insbesondere PVC(=Polyvinylchlorid),
Polyurethan, Polypropylen, Silikon oder Kautschuk oder Latex enthalten oder aus diesem
Material gefertigt sein.
[0028] Um die Festigkeit zu erhöhen, kann bei Ausführungsformen die Ausgleichsmasse eine
Polyester- oder Karbonfaser-Verstärkung aufweisen.
[0029] Um eine gewisse Flexibilität zu erzeugen, die beim Aufprallen das Rückspringen des
Balles reguliert, kann bei weiteren Ausführungsformen die Ausgleichsmasse Luftkammern,
Luftblasen oder geschäumtes Material enthalten.
[0030] Allgemein kann durch entsprechende Materialauswahl bei den Ausgleichsmassen eine
bestimmte Funktion im Hinblick auf die Eigenschaften des erfindungsgemäßen Sportgerätes
erreicht werden.
[0031] Weiterhin fällt in den Rahmen der vorliegenden Erfindung auch ein Verkaufsset, welches
ein erfindungsgemäßes Sportgerät sowie mehrere Ausgleichsmassen der oben beschriebenen
Art umfasst, die zur Nachrüstung im Sportgerät und/oder zum Austausch gegen bereits
im Sportgerät vorhandene Ausgleichsmassen vorgesehen sind.
[0032] Um eine optimale Auswuchtung des erfindungsgemäßen Sportgerätes experimentell zu
erreichen, können bei Ausführungsformen des Verkaufssets die zusätzlichen Ausgleichsmassen
unterschiedliche Massen aufweisen. Dadurch können auch Unwuchten aufgrund einer nicht
perfekten Kugelbildung beim Aufpumpen der flexiblen Blase beseitigt werden.
[0033] Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der beigefügten
Zeichnung und der dazugehörigen Beschreibung. Die detailliert ausgeführten Merkmale
können jeweils einzeln für sich oder in beliebigen Kombinationen Realisierungen der
vorliegenden Erfindung beschreiben.
[0034] Es zeigen:
- Fig. 1
- eine schematische räumliche Seitenansicht auf eine Massenverteilung an den 6 Durchstoßpunkten
der 3 orthogonalen Raumachsen durch die Oberfläche einer Kugel mit 1 Ventil und 5
erfindungsgemäßen Ausgleichsmassen; und
- Fig. 2
- eine schematische Seitenansicht auf eine Massenverteilung an den 8 Ecken eines einer
Kugel einbeschriebenen Würfels mit 1 Ventil und 7 erfindungsgemäßen Ausgleichsmassen.
[0035] In Fig. 1 sind schematisch die Positionen der Ausgleichsmassen bei einer Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Sportgerätes dargestellt, bei welcher Ventileinrichtungen und
Ausgleichsmassen an den Durchstoßpunkten der drei Raumachsen positioniert sind. Im
Gegensatz zu bekannten Bällen mit einfachem Gegengewicht zum Ventil steigt hier die
Anzahl der Hauptträgheitsachsen mit gleicher maximaler Drehmasse von einer auf drei,
wodurch die Massenverteilung erheblich gleichmäßiger gestaltet wird. Die Bewegung
des rotierenden Balles nach der Ballabgabe wird damit für den Spieler leichter vorhersehbar.
[0036] Die Positionen der fünf Ausgleichsmassen in Fig. 1 sind mit den Bezugszeichen m1
bis m5 und die Position der Ventileinrichtung mit den Bezugszeichen V gekennzeichnet.
Die drei untereinander orthogonalen Raumachsen wurden x, y und z benannt. Mit r ist
der Radius der gedachten Kugel bezeichnet.
[0037] Bei Steigerung der Menge der eingesetzten Ausgleichsmassen von 5 auf 7 wird eine
weitere Stabilisierung dadurch erreicht, dass die Anzahl der Hauptträgheitsachsen
mit gleicher (maximaler) Drehmasse von 3 auf 4 erhöht wird, wie in Fig. 2 gezeigt
ist. Mit dem Ventil besetzen bei dieser Ausführungsform der Erfindung die 7 Ausgleichsmassen
die Raumecken eines Würfels. Die Ballhülle bildet dabei die Umhüllende, wobei eine
Raumecke von dem Ventil eingenommen wird. Durch die 7 Ausgleichsmassen wird die Flugbahn
des Balles noch besser einschätzbar, weil sich Asymmetrien der Ausgleichsmassenpositionierung
weniger negativ auswirken. Diese Asymmetrien sind die Folge von nicht exakter Übereinstimmung
von Massenschwerpunkt und Zentrum (Mittelpunkt) des Balles (Kugel).
[0038] Zur Unterscheidung von der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind in Fig. 2 die Positionen
der sieben Ausgleichsmassen auf der gedachten Kugeloberfläche mit den Bezugszeichen
m1' bis m7' und die Position der Ventileinrichtung mit V' gekennzeichnet.
[0039] Neben den beiden gezeigten Ausführungsformen ist auch noch eine (virtuell unendliche)
Vielzahl von weiteren Ausführungsformen mit noch mehr Paaren von Ausgleichsmassen
denkbar, wodurch die Anzahl der Hauptträgheitsachsen des Systems und damit die Einfachheit
und Berechenbarkeit der rotierenden Bahnbewegung des Balls weiter erhöht wird.
1. Ballartiges, bei Benutzung im Wesentlichen kugelförmiges Sportgerät, insbesondere
Fußball, Handball, Volleyball, Basketball oder Wasserball, mit einer über eine Ventileinrichtung
aufblasbaren bzw. aufpumpbaren flexiblen Blase, die von einer Ballhülle umgeben ist,
wobei diametral bezüglich des Kugelmittelpunkts der Ventileinrichtung gegenüber liegend
eine Ausgleichsmasse angeordnet ist, die ungefähr die gleiche Masse wie die Ventileinrichtung
aufweist,
dadurch gekennzeichnet,
dass zusätzlich zur Ausgleichsmasse für die Ventileinrichtung mindestens ein Paar von
bezüglich des Kugelmittelpunkts diametral einander gegenüber liegend angeordneten
weiteren, ungefähr gleich schweren Ausgleichsmassen vorgesehen ist.
2. Sportgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die das Paar von weiteren Ausgleichsmassen verbindende Gerade durch den Kugelmittelpunkt
orthogonal zur Verbindungsgeraden der Ventileinrichtung und deren gegenüberliegenden
Ausgleichsmasse verläuft.
3. Sportgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Ausgleichsmassen jeweils paarweise diametral einander bezüglich des Kugelmittelpunkts
gegenüber liegend angeordnet sind, wobei zusammen mit der Ausgleichsmasse für die
Ventileinrichtung insgesamt n-1 Ausgleichsmassen vorgesehen sind, welche die Positionen
m1, m2, ... , mn-1 auf einer gedachten Kugeloberfläche einnehmen, und wobei n eine
gerade natürliche Zahl und n ≥ 4.
4. Sportgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle n-1 Ausgleichsmassen jeweils ungefähr die gleiche Masse wie die Ventileinrichtung
aufweisen.
5. Sportgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass insgesamt 5 Ausgleichsmassen vorgesehen sind, die an 5 Durchstoßpunkten (m1, m2,
... , m5) von 3 orthogonalen, im Kugelmittelpunkt sich schneidenden Raumachsen (x,
y, z) durch die Oberfläche der gedachten Kugel angeordnet sind, wobei die Ventileinrichtung
die Position des 6. Durchstoßpunktes (V) der 3 Raumachsen einnimmt.
6. Sportgerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass insgesamt 7 Ausgleichsmassen vorgesehen sind, die an 7 Eckpunkten (m1', m2', ...
, m7') eines der gedachten Kugel einbeschriebenen Würfels angeordnet sind, wobei die
Ventileinrichtung die Position des 8. Eckpunktes (V') des einbeschriebenen Würfels
einnimmt.
7. Sportgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmassen durch zusätzliche und/oder verstärkte Materiallagen gebildet
werden.
8. Sportgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmassen auf der Außenseite der flexiblen Blase, innerhalb der Ballhülle
angeordnet sind.
9. Sportgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmassen radial außerhalb der Außenseite der flexiblen Blase, auf der
Innenseite der Ballhülle angeordnet sind.
10. Sportgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmassen in der Ballhülle angeordnet, insbesondere Teile der Ballhülle
sind.
11. Sportgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ballhülle aus polygonalen, vorzugsweise 5-eckigen und/oder 6-eckigen Segmenten
aufgebaut ist, und dass die Ausgleichsmassen jeweils an einem der Segmente auf der
Innenseite der Ballhülle befestigt sind.
12. Sportgerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ballhülle aus polygonalen, vorzugsweise 5-eckigen und/oder 6-eckigen Segmenten
aufgebaut ist, und dass Ausgleichsmassen Teile von Segmente sind oder jeweils eines
der Segmente bilden, wobei die übrigen Segmente jeweils eine geringere Masse aufweisen
als die Segmente der Ausgleichsmassen.
13. Ausgleichsmasse zum Einbau in ein Sportgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse nachrüstbar und formkompatibel mit dem nachzurüstenden Sportgerät
gestaltet ist.
14. Ausgleichsmasse nach Anspruch 13 zum Einbau in ein Sportgerät nach einem der Ansprüche
9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse eine im umgekehrten Verhältnis zu ihrem größeren radialen Abstand
vom Kugelmittelpunkt geringere Masse als die Ventileinrichtung aufweist.
15. Ausgleichsmasse nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse Kunststoffmaterial, insbesondere PVC(=Polyvinylchlorid), Polyurethan,
Polypropylen, Silikon oder Kautschuk oder Latex enthält oder aus diesem Material gefertigt
ist.
16. Ausgleichsmasse nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse eine Polyester- oder Karbonfaser-Verstärkung aufweist.
17. Ausgleichsmasse nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsmasse Luftkammern, Luftblasen oder geschäumtes Material enthält.
18. Verkaufsset umfassend ein Sportgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12 sowie mehrere
zusätzliche Ausgleichsmassen nach einem der Ansprüche 13 bis 17 zur Nachrüstung im
Sportgerät und/oder zum Austausch gegen im Sportgerät vorhandene Ausgleichsmassen.
19. Verkaufsset nach Anspruch 18 dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzlichen Ausgleichsmassen unterschiedliche Massen aufweisen.