DE102015209811B3

DE102015209811B3 - Nicht-aufblasbare Sportbälle

Info

Publication number: DE102015209811B3
Application number: DE102015209811.7A
Authority: DE
Inventors: Hans-Peter Nürnberg; Daniel Stephen Price; Henry Niles HANSON
Original assignee: Adidas AG
Current assignee: Adidas AG
Priority date: 2015-05-28
Filing date: 2015-05-28
Publication date: 2016-12-01
Anticipated expiration: 2035-05-29
Also published as: EP3533501A1; US20160346626A1; US10850165B2; EP4353336A2; EP3097958A3; EP3097958B1; CN106178434B; EP3097958A2; EP3533501C0; US20210038947A1; JP2017000741A; JP6402139B2; CN106178434A; EP4353336A3; EP3533501B1; US12415114B2; US20260000939A1; EP4663412A2

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fußbälle. Ein Fußball weist eine Oberflächenschicht (45) auf, die eine Mehrzahl von Paneelen (46) aufweist. Der Fußball weist zudem eine Gitterstruktur (100; 20; 300; 40; 50; 60; 70) auf, die sich unter der Oberflächenschicht (45) erstreckt, wobei die Gitterstruktur (100; 200; 300; 40; 50; 60; 70) eine Mehrzahl von Gitterzellen aufweist, welche sich radial erstreckende Elemente (130; 230; 330; 630; 730) aufweisen. Die Gitterzellen, die an die Oberflächenschicht (45) angrenzen, haben zumindest eine Dimension, die kleiner ist, als ein durchschnittlicher Durchmesser der Paneele (46).

Description

1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft Sportbälle, insbesondere Fußbälle.
2. Stand der Technik
Sportbälle, für die gleichmäßige Prall- und/oder Rücksprungeigenschaften gewünscht sind, sind oftmals mit Druckluft gefüllt. Solche Bälle verlieren jedoch mit der Zeit während der Benutzung zwangsläufig an Druck. Ein Beispiel für solche Sportbälle sind Tennisbälle, wie sie beispielsweise in der US 2,131,756 A und der US 2,294,424 A offenbart sind. Wenn ihr Innendruck unter einen bestimmten Grenzwert fällt, werden Tennisbälle normalerweise einfach entsorgt. Die Lebensdauer von Tennisbällen ist somit eher begrenzt.
Viele andere Sportbälle, wie beispielsweise Fußbälle, Basketbälle, Handbälle, Volleybälle usw. weisen wie allgemein bekannt eine aufblasbare Blase auf. Wenn sie bis zu einem bestimmten Druckbereich aufgeblasen wird, verleiht die aufblasbare Blase dem Ball die gewünschten Prall-, Rücksprung- oder Dämpfungseigenschaften, sodass der Ball gut geschossen, gedribbelt usw. werden kann. Nach einem etwaigen Druckverlust können die Bälle wieder aufgeblasen werden. Diese Bälle können daher über längere Zeiträume benutzt werden. Beispiele für aufblasbare Bälle sind in der GB 2 494 131 A und der DE 10 2004 045 176 A1 offenbart.
Einen Ball wieder aufzublasen ist jedoch zeitaufwändig und umständlich. Außerdem bekommt der Ball durch die Ventile, die zum Wiederaufblasen erforderlich sind, ein gewisses Ungleichgewicht, sodass es sehr schwierig ist, solche Bälle optimal auszubalancieren. Abgesehen vom allgemeinen Risiko von Lecks oder Löchern besteht ein zusätzliches Risiko, dass das Ventil bricht, sodass der Druck abfällt und/oder der Ball nicht mehr wieder aufgeblasen werden kann.
Ein luftloser Fußball, der verschiedene Kunststoffelemente und elektronische Elemente aufweist, wurde unter dem Namen „CTRUS” bekannt. Außerdem hat man versucht, einen Fußball bereitzustellen, indem man Schweineblasenzellen auf einem mittels 3D-Drucken bereitgestellten Gerüst wachsen ließ. Des Weiteren hat man versucht, Blasen von Fußbällen mit Schaumpartikeln auszupolstern, um den Bällen bestimmte Pralleigenschaften zu verleihen. Solche Schaumpartikel sammeln sich jedoch oftmals asymmetrisch im Inneren der Blase an, was zu Ungleichgewicht und ungleichmäßigen Prall- und Rücksprungeigenschaften führt.
Durch diese Versuche ist es nicht gelungen, einen leistungsstarken Sportball mit gleichmäßigen Prall- und Rücksprungeigenschaften bereitzustellen, die an diejenigen von normalen Sportbällen mit einer aufblasbaren Blase herankommen. Es kann somit als eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, verbesserte Sportbälle bereitzustellen, insbesondere Fußbälle, die gleichmäßige Prall- und/oder Rücksprungeigenschaften haben.
3. Zusammenfassung der Erfindung
In einer Ausführungsform wird diese Aufgabe zumindest teilweise gelöst durch einen Fußball, der aufweist: (i) eine Oberflächenschicht, die eine Mehrzahl von Paneelen aufweist, und (ii) eine Gitterstruktur, die sich unter der Oberflächenschicht erstreckt. Die Gitterstruktur weist eine Mehrzahl von Gitterzellen auf, welche sich radial erstreckende Elemente aufweisen, und zumindest die Gitterzellen, die an die Oberflächenschicht angrenzen, haben zumindest eine Dimension, die kleiner ist als ein durchschnittlicher Durchmesser der Paneele.
Die obige Ausführungsform basiert auf dem Grundgedanken, eine aufblasbare Blase und gegebenenfalls auch eine Karkasse eines Sportballes mit einer Kernstruktur zu ersetzen, die dem Ball die gleiche homogene Federkraft und Stabilität verleiht wie eine aufblasbare Blase und Karkasse, sodass gleichmäßige Prall- und Rücksprungeigenschaften sowie Stabilität bereitgestellt werden, ohne dass der Ball (wieder) aufgeblasen werden muss. Mit anderen Worten ist es möglich, dass der Ball keine Blase aufweist, und dass er nicht aufblasbar ist. Außerdem ist es möglich, dass der Ball keine Karkasse aufweist, die normalerweise um die Blase eines klassischen aufblasbaren Balles herum vorgesehen ist, um die Blase (welche die Luft hält) zu schützen und um Struktur und Steifigkeit bereitzustellen.
Eine homogene Federkraft und Stabilität kann stattdessen durch die Gitterstruktur bereitgestellt werden, welche sich radial erstreckende Elemente aufweist und daher Federkraft und Stabilität, insbesondere in radialer Richtung, bereitstellen kann. Die Kräfte, die von außen auf den Ball einwirken, z. B. durch Schüsse, Prallen usw. wirken über die Gitterzellen, die an die Oberflächenschicht angrenzen, auf den Ball ein. Da diese Gitterzellen ausreichend kleine Dimensionen aufweisen, z. B. kleiner als die Paneele des Balles, werden homogene Prall-/Rücksprung-/Federeigenschaften bereitgestellt. Angesichts einer solch kleinen „Granularität” des Gitters werden durch den Ball dieselben Pralleigenschaften (z. B. beim Abprallen vom Boden), RÜcksprungeigenschaften und dieselbe Haptik (z. B. beim Schießen des Balles, „feel”) bereitgestellt, ungeachtet des genauen Kontaktpunkts mit dem Ball. Die Gitterstruktur ermöglicht eine im Wesentlichen homogene und isotrope Druck-/Kraftverteilung um den gesamten Ball.
Da die Gitterstruktur vielfältige Gestaltungsmöglichkeiten bietet, können die Prall-/Rücksprungeigenschaften und die Haptik des Fußballes nach Bedarf, und gegebenenfalls wie vom einzelnen Kunden gewünscht, angepasst werden. Die Prall- und/oder Rücksprungeigenschaften von Fußbällen können beispielsweise spezifisch an die Erfordernisse für Hallenfußball angepasst werden (z. B. Futsal). Außerdem kann die Gitterstruktur vollkommen rotationssymmetrisch gestaltet werden, sodass ein vollkommen ausbalancierter Ball bereitgestellt wird. Die kleine „Granularität” der Gitterstruktur ermöglicht die gleichmäßige Verteilung der Gitterstruktur um den Ball, wodurch vollkommen homogene Prall-/Rücksprungeigenschaften sowie ein Ausbalancieren des Balles sichergestellt werden können. Die Gitterstruktur kann wahlweise mit einem Fluid, z. B. Luft bei Umgebungsdruck, oder einem anderen Fluid umgeben werden.
Die Gitterstruktur kann außerdem verwendet werden, um das Rotationsträgheitsmoment des Balles zu beeinflussen. Die Gewichtsverteilung im Inneren des Balles kann nach Bedarf angepasst werden und ist nicht beschränkt auf eine Verteilung der Masse des Balles in der Nähe seiner äußeren Oberfläche wie beispielsweise bei klassischen Fußbällen mit aufblasbaren Blasen.
Ein durchschnittlicher Durchmesser eines Paneels kann als Mittelwert eines maximalen Abstands zwischen zwei gegenüberliegenden Enden des Paneels und eines minimalen Abstands zwischen zwei gegenüberliegenden Enden des Paneels angesehen werden. In einigen Beispielen haben zumindest die Gitterzellen, die an die Oberflächenschicht angrenzen, zumindest eine Dimension, die kleiner ist als ein minimaler Durchmesser der Paneele, z. B. der minimale Abstand zwischen zwei gegenüberliegenden Enden der Paneele. Falls der Ball Paneele mit unterschiedlichen Geometrien aufweist, können der durchschnittliche bzw. der minimale Durchmesser der Paneele des Balles als ein Durchschnitt über alle Paneele des Balles angesehen werden.
Die Oberflächenschicht kann aus jedem beliebigen geeigneten Material bereitgestellt werden. Es können Oberflächenschichten verwendet werden, die von Sportbällen bekannt sind, insbesondere von Fußbällen. Die Oberflächenschicht kann dem Ball beispielsweise Wasserfestigkeit, Abriebfestigkeit und/oder eine weiche Haptik usw. verleihen. Die Bälle gemäß der vorliegenden Erfindung können jedoch auch eine Oberflächenschicht aufweisen, die in einem additiven Herstellungsprozess hergestellt wird, beispielsweise durch 3D-Drucken. Die Oberflächenschicht kann im selben Herstellungsprozess hergestellt werden wie die Gitterstruktur.
Die Gitterstruktur kann einen Satz balkenförmiger Elemente aufweisen, die an ihren Enden miteinander verbunden sind. Die Balken können einen beliebigen Querschnitt haben, z. B. dreieckig, rechteckig, fünfeckig, kreisförmig und/oder elliptisch. In anderen Beispielen können andere Formen verwendet werden. Eine bestimmte Anzahl solcher Elemente kann eine Zelle bilden, z. B. kann eine bestimmte Anzahl balkenförmiger Elemente so angeordnet sein, dass diese eine tetraedrische Zelle bilden. Es ist möglich, dass in anderen Beispielen Gitterzellen nicht durch balkenförmige Elemente gebildet werden. Die Gitterzellen müssen nicht zwingend überhaupt eine Unterstruktur aufweisen. Eine Gitterzelle kann beispielsweise aus einem sphärisch geformten Objekt bestehen, wobei die verschiedenen Zellen über die Oberflächen der sphärisch geformten Objekte miteinander verbunden sind. Es können auch andere Objektformen als sphärische verwendet werden, und/oder es können verschiedene Formen kombiniert werden, um eine Zelle zu bilden. Solche Objekte können beispielsweise hohl (z. B. Blasen usw.) oder massiv sein. Die Objekte können verschiedene Größen haben. Die Gitterzellen einer Gitterstruktur können in geordneter Weise angeordnet sein (z. B. kubisch, tetragonal, orthorhombisch, hexagonal, trigonal, monoklin, triklin, usw.), im Gegensatz zu beispielsweise zufällig verteilten Pellets eines Schaums. Aufgrund der vorbestimmten Anordnung der Gitterzelle können die mechanischen Eigenschaften der Gitterstruktur vorbestimmt werden, und insbesondere im Wesentlichen homogene und isotrope Eigenschaften können wie oben erläutert bereitgestellt werden. Prinzipiell ist auch eine asymmetrische und/oder zufällige Anordnung der Gitterstruktur möglich.
Es ist anzumerken, dass die Gitterstruktur zusätzlich oder alternativ zu einem Satz balkenförmiger Elemente einen Satz von röhrenförmigen Elemente aufweisen kann. Die röhrenförmigen Elemente können beispielsweise wie oben in Bezug auf die balkenförmigen Elemente beschrieben angeordnet sein. Durch die Verwendung röhrenförmiger Elemente kann ein gewisses Maß an Steifigkeit mit weniger Material und somit weniger Gewicht bereitgestellt werden. Die röhrenförmigen Elemente können verschiedene innere und äußere Querschnittskonturen aufweisen. Ein röhrenförmiges Element kann beispielsweise eine dreieckige, rechteckige, fünfeckige, kreisförmige oder elliptische äußere Querschnittskontur aufweisen, genau wie ein balkenförmiges Element. Ebenso, und zwar unabhängig von der äußeren Querschnittskontur, kann bei den röhrenförmigen Elementen nach Bedarf eine gewünschte innere Querschnittskontur bereitgestellt sein. Ein röhrenförmiges Element kann beispielsweise in Form eines hohlen Zylinders bereitgestellt sein.
Es wird betont, dass die Oberflächenschicht nicht zwingend eine Mehrzahl von Paneelen aufweisen muss. Die Oberflächenschicht kann beispielsweise eine einzelne homogene Schicht sein, mehrere Unterschichten aufweisen oder es kann eine andere geeignete Oberflächenschicht verwendet werden. Für Fußbälle mit oder ohne Paneele können zumindest die Gitterzellen, die an die Oberflächenschicht angrenzen, zumindest eine Dimension haben, die kleiner ist als ein durchschnittlicher Durchmesser einer relevanten Aufprallfläche des Balles. Eine Aufprallfläche kann beispielsweise jene Fläche der Oberfläche des Balles sein, der physischen Kontakt mit dem Boden hat, wenn der Ball vom Boden abprallt. Eine relevante Aufprallfläche kann auch durch die Kontaktfläche des Balles mit einem Fuß oder einer Hand vorgegeben werden, z. B. wenn der Ball geschossen oder getroffen wird. Bei typischen Fußbällen beträgt ein durchschnittlicher Durchmesser einer relevanten Aufprallfläche 5 cm, 3 cm, 1 cm oder 0,5 cm. Bei anderen Arten von Bällen, z. B. Handbällen, Volleybällen, Basketbällen usw. können ähnliche Aufprallflächen vorliegen.
Im Ergebnis kann der Fußball mit oder ohne Paneele vorgesehen sein, wobei zumindest die Gitterzellen, die an die Oberflächenschicht angrenzen, zumindest eine Dimension haben, die kleiner ist als 5 cm, kleiner als 3 cm, kleiner als 1 cm oder kleiner als 0,5 cm.
In einigen Beispielen sind alle Dimensionen der Gitterzellen, die an die Oberflächenschicht angrenzen (z. B. radiale Dimension und laterale Dimensionen), kleiner als die genannte Größenbegrenzung (z. B. kleiner als 5 cm, kleiner als 3 cm, kleiner als 1 cm oder kleiner als 0,5 cm). In anderen Beispielen sind nur die lateralen Dimensionen oder zumindest eine laterale Dimension kleiner als die genannte Größenbegrenzung.
Es sei angemerkt, dass im Allgemeinen eine der Funktionen der Paneele darin besteht, dem Ball angenehme haptische Eigenschaften und ein gewisses Maß an Federkraft für geringe Verformungen zu verleihen. Die Gitterstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung kann so gestaltet werden, dass sie an ihrer äußeren Oberfläche die gewünschte Haptik und das gewünschte Maß an Federkraft für geringe Verformung bereitstellt, während sie dem Ball außerdem die allgemeine Stabilität und die allgemeinen Prall-/Rücksprungeigenschaften verleiht, die für Bälle von hoher Qualität erforderlich sind. Mit anderen Worten kann die Gitterstruktur – zusätzlich zum Ersetzen einer Blase und/oder Karkasse eines konventionellen Balles wie oben erläutert – auch die Paneele konventioneller Bälle ersetzen. Die Oberflächenschicht kann daher beispielsweise in Form einer Beschichtung oder Folie, z. B. einer Schutzfolie, implementiert sein.
Es sei angemerkt, dass die Fußbälle in einigen Beispielen möglicherweise gar keine Oberflächenschicht haben. Dies kann beispielsweise bei Hallenfußbällen der Fall sein, bei denen ein geringes Risiko besteht, dass Wasser oder Schmutz in den Ball eindringt. Bei Fußbällen ohne Oberflächenschicht haben zumindest die Gitterzellen, die sich an der Oberfläche des Balles befinden, zumindest eine Dimension, die kleiner ist als die genannten Größenbegrenzungen (d. h. kleiner als 5 cm, kleiner als 3 cm, kleiner als 1 cm oder kleiner als 0,5 cm). Es können beispielsweise alle Dimensionen oder nur die lateralen Dimensionen oder zumindest eine laterale Dimension kleiner sein als die genannten Größenbegrenzungen.
Die Mehrzahl von Gitterzellen kann ein sphärisches Gitter bilden. Die Gitterstruktur kann somit um die gesamte Oberfläche des Fußballes vorgesehen sein, sodass durch das Gitter über die gesamte Oberfläche des Balles homogene Prall- und/oder Rücksprungeigenschaften bereitgestellt werden können. In anderen Beispielen kann die Mehrzahl von Gitterzellen ein ovoides Gitter bilden, z. B. wenn andere Bälle als Fußbälle, z. B. Rugbybälle oder andere ovoide Bälle, bereitgestellt werden.
Die Gitterstruktur kann eine erste und eine zweite sphärische Gitterschale aufweisen, wobei die erste sphärische Gitterschale die zweite sphärische Gitterschale umgreift. Es können somit Gitterschalen mit unterschiedlichen Eigenschaften innerhalb des Balles bereitgestellt werden. Eine erste, äußere Gitterschale kann beispielsweise weicher sein als eine zweite, innere Gitterschale. Dadurch kann eine besonders angenehme Haptik beim Schießen des Balles erreicht werden. Es können auch mehr als zwei sphärische Gitterschalen vorgesehen sein, die als aufeinanderfolgende Schalen angeordnet sein können, z. B. in aufeinanderfolgend umgreifender Weise. Ebenso kann eine erste, äußere Gitterschale eine größere Materialdichte als eine zweite, innere Gitterschale aufweisen. Diese Dichteverteilung kann der Tatsache Rechnung tragen, dass außen am Ball im Allgemeinen größere Kräfte auftreten.
Zumindest manche der Gitterzellen, die an die Oberflächenschicht angrenzen, können volle laterale und/oder innere Wände aufweisen. Dadurch kann der Gitterstruktur an deren äußeren Oberfläche, wo größere Kräfte erwartet werden können, zusätzliche Stabilität verliehen werden.
Zumindest manche der Gitterzellen, die an die Oberflächenschicht angrenzen, können ein expandiertes Material aufweisen, vorzugsweise expandiertes thermoplastisches Polyurethan und/oder expandiertes Polyether-Block-Amid. Dadurch können die Gitterzellen, auf die äußere Kräfte zuerst einwirken, besonders weich und federkräftig ausgestaltet werden. Dies kann eine zusätzliche Verbesserung der Haptik des Balles ermöglichen, da die Wahrscheinlichkeit, dass die Granularität des Gitters die Prall- oder Schusseigenschaften des Balles beeinträchtigt, praktisch eliminiert wird. Beispielsweise kann die Verwendung von zufällig orientierten Pellets aus expandiertem thermoplastischen Polyurethan als expandiertes Material eine Bereitstellung besonders guter Pralleigenschaften ermöglichen, z. B. hohe Energierückgabe, die im Laufe der Zeit stabil sind, z. B. nicht schnell abnehmen, und die weitgehend temperaturunempfindlich sind. In diesem Zusammenhang wird z. B. auf das expandierte Material, das in der EP 2 649 896 A2 beschrieben ist, Bezug genommen.
Insbesondere können zumindest manche der Gitterzellen, die das expandierte Material aufweisen, volle laterale und/oder innere Wände aufweisen, sodass das expandierte Material von den lateralen und/oder inneren Wänden der zumindest manchen Gitterzellen umhaust ist. Die Verformungsmoden, die das expandierte Material erfährt, können so im Wesentlichen auf Spannung und Kompression beschränkt werden. Für diese Verformungsmoden können durch das expandierte Material besonders vorteilhafte Federkrafteigenschaften bereitgestellt werden. Insbesondere eine Biegeverformung des expandierten Materials kann dadurch vermieden werden.
In einigen Beispielen kann die Gitterstruktur ein tetraedrischer Typ sein. Eine solche Gitterstruktur hat eine Mehrzahl tetraedrischer Gitterzellen. Es hat sich gezeigt, dass es diese Art von Gitterstruktur erlaubt, das gewünschte Maß an Federkraft mit einem vorteilhaften Verhältnis von Bruchfestigkeit der Gitterstruktur zu ihrem Gewicht bereitzustellen. Grundsätzlich können jedoch auch andere polyedrische Typen verwendet werden, z. B. kubisch und/oder oktaedrisch und/oder dodekaedrisch.
Die Gitterstruktur kann zumindest eine Gitterzelle aufweisen, die senkrecht zu einer Krümmung des Balles orientiert ist, z. B. radial. Die zumindest eine Gitterzelle kann beispielsweise eine Achse oder Hauptachse aufweisen, die senkrecht zu einer Krümmung des Balles orientiert ist, z. B. radial. Somit kann die Kraftantwort des Balles so natürlich wie möglich sein, sodass isotrope Prall-/Feder- und Schusseigenschaften bereitgestellt werden. Die Zellen, die an die Oberflächenschicht angrenzen, können beispielsweise alle radial orientiert sein. Eine weitere Gruppe von Zellen kann neben diesen Zellen angeordnet sein (weiter in Richtung des Zentrums des Balles), wobei auch die Zellen dieser weiteren Gruppe radial angeordnet sein können. Die Zellen der weiteren Gruppe können eine Größe haben, die im Vergleich zu einer Größe der Zellen, die an die Oberflächenschicht angrenzen, etwas reduziert ist. Eine oder mehrere weitere Gruppen von Zellen können radial weiter innen angeordnet sein. In einigen Beispielen können alle Zellen der Gitterstruktur radial orientiert sein.
Die Gitterstruktur kann zwei oder mehr Gitterschichten aufweisen, die sich hinsichtlich einer Gittergeometrie und/oder hinsichtlich einer Materialeigenschaft unterscheiden. Verschiedene Parameter können von einer Gitterschicht zur nächsten verändert werden, z. B. die Art des Gitters (z. B. von tetraedrisch zu einfach kubisch usw.), die Größe einer Gitterzelle, die Gitteranordnung (z. B. von tetragonal zu orthorhombisch usw.), die Orientierung des Gitters und/oder sein Material. Die physikalischen Eigenschaften des Gitters können auf verschiedene Weise von einer Gitterschicht zu einer anderen Gitterschicht variiert werden. Die Eigenschaften des Gitters können somit nach Bedarf optimiert werden. Beispielsweise kann eine Steifigkeit der Gitterstruktur zum Zentrum des Balles hin ansteigen. Die verschiedenen Gitterschichten können integral hergestellt sein. Alternativ können Teile der Gitterstruktur, z. B. einzelne Schichten, separat hergestellt und anschließend verbunden werden, z. B. durch Anwenden eines Klebstoffs, durch Versehen der Teile mit mechanischen Verbindungselementen und/oder durch Anwenden von Hitze (z. B. Schweißen). Es sei angemerkt, dass die zwei oder mehr Gitterschichten aneinander angrenzen können. Die zwei oder mehr Schichten können im selben Herstellungsprozess hergestellt werden. Es kann einen abrupten Übergang zwischen den zwei oder mehr Gitterschichten geben. Alternativ kann es zwischen zwei oder mehr Gitterschichten eine oder mehrere Übergangszonen geben, in denen sich die Geometrie und/oder die Materialeigenschaften der Gitterstruktur kontinuierlich verändern. Die zwei oder mehr Gitterschichten können nahtlos ineinander übergehen. Letzteres kann das Sicherstellen einer nahtlosen Führung der Kräfte innerhalb des Fußballes erlauben, wodurch die Prall- und/oder Rücksprungeigenschaften des Balles verbessert werden können.
Die Gitterstruktur kann zumindest eine auxetische Gitterzelle aufweisen. Auxetische Zellen werden im Allgemeinen als Zellen mit einer negativen Poissonzahl definiert. Wenn sie beispielsweise gestreckt werden, werden diese Zellen senkrecht zu der aufgebrachten Kraft dicker. Dies kann durch eine scharnierartige Zellstruktur erreicht werden, die sich biegt, wenn sie gestreckt wird. Durch solche Zellen kann eine hohe Energieabsorption und/oder eine hohe Bruchresistenz bereitgestellt werden. Dadurch können sehr widerstandsfähige und federkräftige Sportbälle, insbesondere Fußbälle, mit geringerem Gewicht bereitgestellt werden.
Die Gitterstruktur kann eine erste Mehrzahl von Gitterzellen und eine zweite Mehrzahl von Gitterzellen aufweisen, wobei die erste Mehrzahl von Gitterzellen eine größere Größe als die zweite Mehrzahl von Gitterzellen aufweist. Die erste und die zweite Mehrzahl von Zellen können in unterschiedlichen Schichten der Gitterstruktur angeordnet sein, sodass sie, wie bereits erläutert, mit unterschiedlichen Eigenschaften versehen werden können. Alternativ oder zusätzlich können die erste und zweite Mehrzahl von Zellen jedoch auch unabhängig von einer möglichen Schichtstruktur in einer Gitterstruktur kombiniert werden. Eine Kombination von größeren und kleineren Gitterzellen, die an die Oberflächenschicht angrenzen, kann beispielsweise dazu beitragen, die Homogenität und Isotropie der Antwort der Gitterstruktur auf äußere Kräfte, z. B. Prallen und/oder Schüsse, zu erhöhen.
Die Gitterstruktur kann zumindest teilweise durch additive Herstellungsverfahren hergestellt werden, Urformen und/oder Umformen, beispielsweise durch 3D-Drucken, Spritzgießen und/oder Thermoformen. Die Gitterstruktur kann beispielsweise durch 3D-Drucken und/oder andere additive Herstellungsverfahren hergestellt werden, z. B. Fused Deposition Molding, selektives Wärmesintern, selektives Lasersintern, Fused Filament Fabrication, Stereolithografie, digitale Lichtverarbeitung usw. Dies kann eine besonders kostengünstige und flexible Möglichkeit bieten, eine feingesteuerte Gitterstruktur bereitzustellen.
Die gesamte Gitterstruktur kann integral hergestellt sein. Es kann beispielsweise eines der genannten Herstellungsverfahren für diesen Zweck verwendet werden. In anderen Beispielen werden nur Teile der Gitterstruktur durch ein geeignetes Verfahren integral hergestellt und, wie bereits erläutert, erst anschließend zusammengefügt.
Die Gitterstruktur kann ein Polymermaterial aufweisen, wie beispielsweise ein thermoplastisches Polyurethan und/oder ein Polyamid, z. B. ein Polyether-Block-Amid.
Durch die Verwendung solcher Materialien kann das gewünschte Maß an Federkraft und Stabilität ohne übermäßiges Gewicht bereitgestellt werden. Insbesondere nicht-expandiertes thermoplastisches Polyurethan und/oder Polyamid kann verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ kann auch expandiertes thermoplastisches Polyurethan und/oder Polyamid verwendet werden.
Die Gitterstruktur kann zumindest einen Hohlraum aufweisen. Der zumindest eine Hohlraum kann beispielsweise mit Luft bei Umgebungsdruck gefüllt sein. Die Gitterstruktur kann beispielsweise mit einer vollständigen sphärischen Form bereitgestellt werden und einen sphärisch geformten Hohlraum in ihrer Mitte aufweisen. Durch die Verwendung einer solchen Hohlkugel kann ein Ball mit geringem Gewicht bereitgestellt werden. Zusätzlich oder alternativ kann ein Satz von Hohlräumen verwendet werden; ein Satz von Hohlräumen kann z. B. symmetrisch innerhalb der Gitterstruktur angeordnet sein, z. B. auf einer Kugel mit dem halben Radius des Balles und/oder mit anderen Abständen zur Mitte des Balles.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die genannte Aufgabe zumindest teilweise durch einen Fußball gelöst, der eine Oberflächenschicht hat sowie eine sphärisch geformte homogene Schale, die sich unter der Oberflächenschicht erstreckt. Die Schale weist eine Mehrzahl von Öffnungen auf.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die innerhalb des Balles angeordnete Schale durch eine geeignete Kombination von Materialeigenschaften und Schalendicke dem Ball homogene und isotrope Widerstandsfähigkeit verleihen kann, sodass der Ball ähnliche Prall- und Rücksprungeigenschaften hat wie ein Ball mit einer aufblasbaren Blase. Es versteht sich jedoch, dass es möglich ist, dass der Ball keine aufblasbare Blase aufweist. Durch passende Platzierung und Bemessung der Öffnungen der Schale können die von der Schale bereitgestellte Federkraft und ihre Verformungseigenschaften verändert und unabhängig von dem Material, das für die Schale verwendet wird, angepasst werden. Die Schale kann z. B. durch die Verwendung eines geeigneten selbsttragenden Materials, wie beispielsweise eines steifen Polymermaterials, bereitgestellt werden.
Ähnlich wie in Bezug auf die Ausführungsform mit Gitterstruktur erläutert, kann in Betracht gezogen werden, dass die Öffnungen zumindest eine Dimension haben können, die kleiner ist als ein durchschnittlicher Durchmesser optionaler Paneele des Balles oder kleiner als ein durchschnittlicher Durchmesser einer relevanten Aufprallfläche des Balles.
Die Oberflächenschicht kann beispielsweise durch eine Mehrzahl von Paneelen bereitgestellt werden. Sie kann außerdem in Form einer Beschichtung oder einer Folie, z. B. einer Schutzfolie, bereitgestellt werden. Die Oberflächenschicht kann den Fußball vor Feuchtigkeit oder Schmutz schützen, sie kann dem Fußball zusätzliche Dämpfung verleihen und/oder sie kann die Haptik des Balles verbessern. Es sei jedoch angemerkt, dass der Fußball auch ohne eine Oberflächenschicht bereitgestellt werden kann. Dies kann insbesondere bei Hallenfußbällen der Fall sein, bei denen ein geringes Risiko besteht, dass Wasser oder Schmutz in den Ball eindringt.
Die Schale kann ein Polymermaterial aufweisen, wie beispielsweise ein thermoplastisches Polyurethan und/oder ein Polyamid, z. B. ein Polyether-Block-Amid. Es hat sich gezeigt, dass diese Materialien die Bereitstellung einer geeigneten Federkraft bei einem vorteilhaften Verhältnis von Bruchfestigkeit zu Gewicht erlauben. Insbesondere nicht-expandiertes thermoplastisches Polyurethan und/oder Polyamid kann verwendet werden. Zusätzlich oder alternativ kann jedoch auch expandiertes thermoplastisches Polyurethan und/oder Polyamid verwendet werden.
Die Schale kann zumindest teilweise durch additive Herstellungsverfahren hergestellt werden, durch Urformen und/oder durch Umformen, z. B. durch 3D-Drucken, Spritzgießen und/oder Thermoformen. Die Schalen können somit kostengünstig und flexibel in Massenproduktion hergestellt werden und ihre Form kann feingesteuert werden.
Die gesamte Schale kann integral hergestellt sein. Es kann beispielsweise eines der genannten Herstellungsverfahren für diesen Zweck verwendet werden. In anderen Beispielen werden nur Teile der Gitterstruktur durch ein geeignetes Verfahren integral hergestellt und, wie bereits erläutert, erst anschließend zusammengefügt.
Die Fußbälle, wie oben erläutert, können mit einer Gitterstruktur oder einer Schale versehen werden, die so angepasst ist, dass der Ball zumindest 0,5 m, zumindest 1,0 m oder zumindest 1,35 m prallt, wenn er aus einer Höhe von 2 m auf eine Stahlplatte fallen gelassen wird. Die Prall-/Rücksprungeigenschaften eines qualitativ hochwertigen Fußballes können somit bereitgestellt werden, ohne dass eine aufblasbare Blase erforderlich ist.
Auf ähnliche Weise können die Fußbälle wie oben erläutert mit einer Gitterstruktur oder einer Schale versehen werden, die so angepasst ist, dass der Ball weniger als 5%, weniger als 2% oder weniger als 1,5% von einer Sphärizität abweicht, wenn er 2000 Mal mit einer Geschwindigkeit von 50 km/h auf eine Stahlplatte gestoßen ist. Somit können Fußbälle bereitgestellt werden, die ihre Form im Laufe der Zeit auch ohne eine aufblasbare Blase nicht verlieren, so wie es für qualitativ hochwertige Bälle erforderlich ist.
Schließlich sei angemerkt, dass auch andere Sportbälle als Fußbälle mit den in den vorherigen Abschnitten erläuterten Aspekten versehen werden können, z. B. Sportbälle, die bislang normalerweise aufblasbare Blasen aufwiesen. Es können z. B. insbesondere Handbälle, Basketbälle, Volleybälle usw. auf diese Weise bereitgestellt werden. Ebenso können auf diese Weise auch Bälle für American Football, Canadian Football, Australian Football oder Rugbybälle bereitgestellt werden. Auch nicht-aufblasbare Sportbälle wie Medizinbälle, Golfbälle usw. können mit den hier beschriebenen Aspekten bereitgestellt werden.
Im Allgemeinen können Sportbälle mit einer Oberflächenschicht und einer nicht-aufblasbaren Kernstruktur versehen werden (z. B. einer Gitterstruktur oder einer sphärisch geformten homogenen Schale), deren Geometrie dreidimensional angepasst ist, um dem Ball homogene und isotrope Prall- und Rücksprungeigenschaften sowie eine ausgeglichene Gewichtsverteilung zu verleihen.
Abgesehen von der Vermeidung der Nachteile, die wie bereits erläutert mit aufblasbaren Blasen einhergehen, kann das Fehlen einer aufblasbaren Blase es ermöglichen, den Ball mit elektronischen Komponenten, z. B. Displays, Sensoren, Beleuchtungselementen wie LEDs oder OLEDs usw. zu versehen. Statt von einer aufblasbaren Blase besetzt zu werden, kann das Innere des Balles frei für die Platzierung dieser Komponenten verwendet werden. Die Gitterstruktur kann zu diesem Zwecke als Träger für solche Komponenten verwendet werden und sie kann z. B. mit einem oder mehreren Hohlräumen, Aussparungen usw. versehen werden, in die eine oder mehrere Komponenten eingesetzt werden können.
Schließlich können auch andere Sportgeräte außer Bällen von den hier beschriebenen Aspekten profitieren. Die Aspekte können beispielsweise verwendet werden, um Eishockeypucks oder ähnliche Sportprojektile oder Schutzausrüstung wie z. B. Kopfschutz, Helme usw. zu verbessern.
4. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden mögliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen näher beschrieben:
1A–D: Aspekte einer Ausführungsform einer Gitterstruktur;
2A–E: Aspekte einer weiteren Ausführungsform einer Gitterstruktur;
3A–B: Aspekte einer weiteren Ausführungsform einer Gitterstruktur;
4A–B: Ausführungsform einer Gitterstruktur;
5: Weitere Ausführungsform einer Gitterstruktur;
6A–D: Weitere Ausführungsformen einer Gitterstruktur;
7A–E: Weitere Ausführungsform einer Gitterstruktur;
8: Beispiel einer auxetischen Zelle; und
9A–B: Ausführungsform einer sphärisch geformten homogenen Schale.
5. Detaillierte Beschreibung möglicher Ausführungsformen
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden mögliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, hauptsächlich in Bezug auf Fußbälle. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt. Wie bereits in der Zusammenfassung erwähnt, kann die vorliegende Erfindung problemlos für andere Arten von federkräftigen Sportbällen angewandt werden, wie z. B. Basketbälle, Volleybälle, Handbälle usw.
Es sei außerdem angemerkt, dass nur einige aus der Vielzahl möglicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nachfolgend näher beschrieben werden können und dass nicht alle möglichen Kombinationen und Permutationen der verschiedenen Aspekte, die durch die vorliegende Erfindung bereitgestellt werden, explizit erörtert werden können. Dem Fachmann ist klar, dass die Aspekte, die in Bezug auf die spezifischen, im Folgenden erörterten Ausführungsformen beschrieben werden, im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch weiter modifiziert und auch auf andere Weise miteinander kombiniert werden können. Einzelne Merkmale können auch weggelassen werden, wenn sie als nicht zwingend notwendig erscheinen. Um Redundanzen zu vermeiden, wird Bezug genommen auf die Erläuterungen in den obigen Abschnitten, die auch für die nachfolgende detaillierte Beschreibung gelten.
In der nachfolgenden Beschreibung werden durchgehend ähnliche Bezugszeichen verwendet, um funktional ähnliche oder entsprechende Teile zu bezeichnen, und die Erläuterungen zu einem bestimmten Teil, die im Zusammenhang mit einer bestimmten Ausführungsform erfolgen, gelten auch für die entsprechenden Teile in anderen Ausführungsformen.
Die 1A und 1B zeigen eine innere (von innerhalb eines Balles aus gesehen) und eine äußere Ansicht (von außerhalb eines Balles aus gesehen) eines Abschnitts 100 einer Gitterstruktur für einen Ball. Es können vier solche Abschnitte 100 zusammengefügt werden, um eine vollständige sphärische Gitterstruktur für einen Ball zu bilden. Jeder Abschnitt 100 weist eine erste Gitterschicht 110 und eine zweite Gitterschicht 120 auf. Die erste Gitterschicht 110 ist so angepasst, dass sie an eine Oberflächenschicht eines Balles angrenzt. Die erste Gitterschicht 110 umgreift die zweite Gitterschicht 120. Die zweite Gitterschicht 120 erstreckt sich nicht bis zur Mitte des Balles. Die zweite Gitterschicht 120 ist vielmehr so geformt, dass in der Mitte des Balles ein sphärischer Hohlraum gebildet wird. Dies ist auch in 1C veranschaulicht, die eine schematische Darstellung des Abschnittes 100 mit der ersten Gitterschicht 110, der zweiten Gitterschicht 120 und einem sphärischen Hohlraum 160 zeigt.
Wie in den 1A und 1B gezeigt, weist die Gitterstruktur eine Mehrzahl länglicher oder balkenförmiger Elemente auf. In anderen Beispielen können die Elemente (Gitterelemente) z. B. auch in Form von röhrenförmigen Elementen bereitgestellt sein. Die Gitterstruktur weist insbesondere eine Mehrzahl sich radial erstreckender Elemente 130 auf. Mit anderen Worten erstrecken sich diese Elemente 130 im Wesentlichen radial in Bezug auf den Ball, in den der Abschnitt 100 eingesetzt werden soll. Außer den sich radial erstreckenden Elementen 130 weist die Gitterstruktur außerdem eine Mehrzahl nicht-radialer Elemente 140 auf. Die nicht-radialen Elemente 140 können sich im Wesentlichen parallel zu der Krümmung des Balles erstrecken.
Die sich radial erstreckenden Elemente 130 sind (überwiegend) in der ersten Gitterschicht 110 bzw. in der zweiten Gitterschicht 120 angeordnet. Die nicht-radialen Elemente 140 sind (überwiegend) an den Schnittstellen der ersten Gitterschicht 110 und der zweiten Gitterschicht 120 angeordnet. An der äußeren Schnittstelle der ersten Gitterschicht 110 (die an eine Oberflächenschicht eines Balles angrenzen soll) können die sich nicht-radial erstreckenden Elemente 140 so angeordnet sein, dass sie eine im Wesentlichen sphärisch geformte Oberfläche bilden, um eine große Kontaktfläche mit einer angrenzenden Oberflächenschicht eines Balles bereitzustellen (oder gegebenenfalls mit einer optionalen Zwischenschicht, die zwischen der angrenzenden Oberflächenschicht und der Gitterstruktur bereitgestellt sein kann). Kräfte, die über die Oberflächenschicht des Balles auf die Gitterstruktur einwirken, können somit gleichmäßig über eine sphärisch geformte Oberfläche der Gitterstruktur verteilt werden. Ähnlich kann eine in etwa sphärisch geformte Schnittstelle an der Schnittstelle zwischen der ersten Gitterschicht 110 und der zweiten Gitterschicht 120 bereitgestellt werden. Somit können Kräfte nahtlos zwischen der ersten Gitterschicht 110 und der zweiten Gitterschicht 120 geführt werden. Die innere Schnittstelle der zweiten Gitterschicht 120 (die dem mittigen Hohlraum zugewandt ist) kann schließlich auch mit einer im Wesentlichen sphärischen Form versehen sein. Die Kräfte können somit homogen und isotrop von der inneren Schnittstelle der Gitterstruktur absorbiert und nach außen hin zur Oberfläche des Balles zurückgegeben werden.
Die erste Gitterschicht 110 und die zweite Gitterschicht 120 können mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften bereitgestellt werden, z. B. wie bereits erläutert. In anderen Beispielen kann nur eine einzige Gitterschicht (vgl. beispielsweise 3 und 4) oder es können mehr als zwei Gitterschichten bereitgestellt werden.
Um der Gitterstruktur erhöhte Stabilität zu verleihen, können die Elemente des Gitters mit örtlichen Verdickungen 150 versehen sein, z. B. an Stellen, wo besonders große Kräfte erwartet werden. Dies kann die Stabilität und/oder Bruchfestigkeit des Gitters bei nur minimalem zusätzlichem Gewicht erhöhen. Außerdem können selektive Verdickungen 150 das Führen der Kräfte innerhalb des Gitters verbessern.
Die erste Gitterschicht 110 und/oder die zweite Gitterschicht 120 können eine oder mehrere Gitterzellen aufweisen, die an vorbestimmten, regelmäßigen Stellen angeordnet sind. Die Gitterzellen können radial orientiert sein, d. h. entlang der größten erwarteten Kraftkomponente. Radial orientierte Gitterzellen können eine homogene Kräfteverteilung innerhalb der Gitterstruktur erleichtern. Ein Beispiel einer Gitterzelle 170 ist in 1D gezeigt. Die Gitterzelle 170 ist ein Beispiel für eine tetraedrische Gitterzelle. Eine der Hauptachsen der Gitterzelle 170 kann radial angeordnet sein.
Bei einem normalen Fußball kann eine Gitterzelle der ersten Gitterschicht 110 im Allgemeinen eine Tiefe (in radialer Richtung des Balles) von beispielsweise ca. 0,1 cm bis 5 cm, 0,5 cm bis 4 cm, 1 cm bis 3 cm, 1,5 cm bis 2,5 cm oder 2 cm aufweisen. Die lateralen Dimensionen (in nicht-radialer Richtung des Balles) können im Bereich von ca. 0,1 cm bis 4 cm, 0,3 cm bis 3 cm, 0,5 cm bis 2,5 cm, 1 cm bis 2 cm liegen, oder sie können ca. 1,5 cm betragen. Eine Gitterzelle der zweiten Gitterschicht 120 kann ähnliche laterale Dimensionen haben. Die Tiefe der zweiten Gitterschicht 120 kann beispielsweise 0,1 cm bis 6 cm, 0,5 cm bis 5 cm, 1 cm bis 4 cm, 2,5 cm bis 3,5 cm oder 3 cm betragen. Für andere Sportbälle als normale Fußbälle oder z. B. für Handbälle, Jugendfußbälle usw. können entsprechende Dimensionen für die erste Gitterschicht 110 und/oder die zweite Gitterschicht 120 verwendet werden, z. B. größere bzw. kleinere für einen kleineren bzw. größeren Ball usw.
2A zeigt ein weiteres Beispiel für einen Abschnitt 200 einer Gitterstruktur. Vier Abschnitte 200 können verbunden werden, um eine vollständige sphärische Gitterstruktur zu bilden. Die Gitterstruktur weist eine Mehrzahl balkenförmiger Elemente auf, die Gitterzellen bilden. Es können beispielsweise tetraedrische oder beliebige andere Zellen durch die balkenförmigen Elemente gebildet werden.
Die Gitterstruktur gemäß Abschnitt 200 weist eine erste Gitterschicht 210 und eine zweite Gitterschicht 220 auf. Sich radial erstreckende Elemente 230 sind überwiegend innerhalb jeder der Gitterschichten 210 und 220 angeordnet, während sich nicht-radial erstreckende Elemente 240 überwiegend an den Schnittstellen der Gitterschichten 210 und 220 angeordnet sind. Die balkenförmigen Elemente, die Gitterzellen und/oder die Gitterschichten können im Allgemeinen ähnlich sein wie in Bezug auf 1A–D erläutert.
2B zeigt eine Nahansicht der inneren Schnittstelle der zweiten Gitterschicht 220 (die Richtung der in 2B verwendeten Ansicht wird durch den großen Pfeil in 2A angezeigt). Die innere Schnittstelle der zweiten Gitterschicht 220 kann in etwa sphärisch geformt sein, sodass ein mittiger Hohlraum gebildet wird, ähnlich wie in Bezug auf die 1A–D erläutert. Die innere Schnittstelle weist eine Mehrzahl balkenförmiger und sich nicht-radial erstreckender innerer Elemente 280 auf. Die inneren Elemente 280 können einen kreisförmigen Querschnitt haben. Außerdem können die inneren Elemente 280 so angeordnet sein, dass zumindest einige von ihnen im Wesentlichen Großkreise entlang der sphärischen inneren Schnittstelle der zweiten Gitterschicht 220 bilden. Dies kann die Isotropie der Pralleigenschaften, die durch die Gitterstruktur bereitgestellt werden, maximieren.
2C zeigt eine Finite-Elemente-Simulation der erwarteten Zugbelastungsverteilung in einem Bereich des Abschnittes 200. Die inneren Elemente 280 sind in 2C zum besseren Verständnis der 2C gekennzeichnet. Der Einsatz der 2C zeigt einen Maßstabsbalken der erwarteten Zugbelastungsverteilung, wenn die Gitterstruktur ein typisches Prallen erfährt. Wie durch die Simulationsergebnisse bestätigt, wird eine nahtlose Zugbelastungsverteilung erreicht, die isotrope und homogene Pralleigenschaften gewährleistet und die Bruchgefahr minimiert. Maximale Zugbelastungen können ca. 15% betragen. Insbesondere sind Zugbelastung und Druck in etwa gleich auf symmetrische Weise über der Kontaktfläche des Balles zum Boden verteilt, sodass homogene Prall- und/oder Rücksprungeigenschaften bereitgestellt werden können.
2D zeigt eine Gitterstruktur 20, die durch Verbinden dreier Abschnitte 200 der 2A gebildet wird. Die drei Abschnitte 200 können entlang der Verbindungslinien 29 durch geeignete Mittel wie beschrieben miteinander verbunden werden. Es kann somit eine im Wesentlichen optimal ausbalancierte Gitterstruktur bereitgestellt werden, die dann mit einer Oberflächenschicht kombiniert werden kann, um einen ausbalancierten Ball zu bilden, z. B. einen Fußball.
2E zeigt einen zufälligen Querschnitt durch die Gitterstruktur 20 der 2D. Wie daraus hervorgeht, weist die Gitterstruktur 20 eine vergleichsweise hohe Dichte an der äußeren Schnittstelle 21 der ersten Gitterschicht, der inneren Schnittstelle 23 der zweiten Gitterschicht und der Schnittstelle 22 zwischen der ersten Gitterschicht und der zweiten Gitterschicht auf. Eine nahtlose Verteilung der Kräfte auf dem Ball kann somit wie beschrieben durch diese sphärisch geformten Schnittstellen 21–23 ermöglicht werden.
Die 3A–B zeigen eine Draufsicht bzw. eine Seitenansicht eines Abschnittes 300 einer weiteren beispielhaften Gitterstruktur. Der Abschnitt 300 weist eine einzelne Gitterschicht auf. Der Abschnitt 300 hat eine in etwa pentagonale Form und es können 12 Abschnitte 300 durch geeignete Mittel zusammengefügt werden, z. B., wie bereits erläutert, um eine vollständige sphärische Gitterstruktur zu bilden. Wie am besten aus 3B ersichtlich ist, weist die Gitterstruktur eine Mehrzahl balkenförmiger Elemente auf, die sich radial erstreckende Elemente 330 beinhalten, die zwischen den Schnittstellen der einzelnen Gitterschicht angeordnet sind. An der inneren und der äußeren Schnittstelle der einzelnen Gitterschicht ist eine Mehrzahl nicht-radialer Elemente 340 angeordnet. Diese können so angeordnet sein, dass eine im Wesentlichen sphärische innere und/oder äußere Schnittstelle der einzelnen Gitterschicht bereitgestellt wird, wie bereits für die Gitterschichten in Bezug auf die 1A–D erläutert.
Die Gitterstruktur gemäß Abschnitt 300 kann eine oder mehrere Arten von Gitterzellen aufweisen. Es können beispielsweise tetraedrische Gitterzellen verwendet werden. Die einzelne Gitterschicht gemäß Abschnitt 300 kann durch eine einzelne Schicht von Zellen gebildet werden. Die Gitterschicht und eine entsprechende Gitterzelle können eine Tiefe von ca. 0,1 cm bis 4 cm, 0,3 cm bis 3 cm, 0,5 cm bis 2 cm oder 1 cm haben. Eine Gitterzelle kann z. B. laterale Dimensionen von ca. 0,1 cm bis 3 cm, 0,3 cm bis 2 cm, 0,3 cm bis 1,5 cm oder 0,5 cm haben.
Die 4A–B zeigen ein weiteres Beispiel für eine Gitterstruktur 40, die drei Abschnitte 400 aufweist. Drei im Wesentlichen identische Abschnitte 400 können verbunden werden, um die vollständige sphärische Gitterstruktur 40 zu bilden, wie in 4A veranschaulicht. Jeder Abschnitt 400 kann Gitterelemente, eine oder mehrere Gitterzellen und eine oder mehrere Gitterschichten aufweisen wie zuvor z. B. in Bezug auf die 1A–D, 2A–E, 3A–B beschrieben. Wie in 4B gezeigt, kann die Gitterstruktur 40 von einer Oberflächenschicht 45 bedeckt sein, die eine Mehrzahl von Paneelen 46 aufweisen kann, sodass ein Sportball, z. B. ein Fußball, bereitgestellt wird. Zur Veranschaulichung ist nur ein Teil der Oberflächenschicht 45 in 4B dargestellt.
5 zeigt ein Beispiel für eine Gitterstruktur 50, die vollständig integral geformt sein kann. Für die Gitterstruktur 50 sind keine Verbindungselemente, Klebstoffe usw. erforderlich; sie kann somit effizient hergestellt werden und ein besonders leichtes Gewicht haben. Außerdem wird ein möglicher Bruch der Gitterstruktur 50 entlang von Verbindungselementen und/oder Verbindungslinien ausgeschlossen. Die Gitterstruktur 50 kann z. B. durch 3D-Drucken hergestellt sein. Die Gitterstruktur 50 kann – außer integral hergestellt zu sein – jeder beliebigen Gitterstruktur ähnlich sein, die durch die Abschnitte 100, 200, 300 und/oder 400 bereitgestellt werden kann, wie in Bezug auf die 1A–D, 2A–E, 3A–B, 4A–B erläutert.
Die 6A zeigt ein weiteres Beispiel für eine Gitterstruktur 60. Die Gitterstruktur 60 kann im Allgemeinen jedes der bisher beschriebenen Merkmale aufweisen. Die Gitterstruktur 60 weist insbesondere eine Mehrzahl balkenförmiger Elemente auf, die sich radial erstreckende Elemente 630 und nicht-radiale Elemente 640 aufweisen. Die äußerste Gitterschicht der Gitterstruktur 60 weist eine Mehrzahl radial orientierter kubisch geformter Gitterzellen auf. Es ist möglich, dass die nicht-radialen Elemente 640, welche die Öffnungen jeder dieser Gitterzellen an der äußeren Schnittstelle zum Randbereich der Gitterstruktur hin definieren, nicht so angeordnet sind, dass sie eine im Wesentlichen sphärische äußere Schnittstelle bereitstellen, wie z. B. in Bezug auf 1A–D beschrieben. Stattdessen können diese nicht-radialen Elemente 640 zwischen zwei sich radial erstreckenden Elementen 630 leicht geknickt oder zur Mitte des Balles hin geneigt sein. In anderen Beispielen können diese nicht-radialen Elemente 640 jedoch angeordnet sein, um eine im Wesentlichen sphärische äußere Schnittstelle bereitzustellen.
Optional können eine oder mehrere Verdickungen an der äußeren Schnittstelle der Gitterstruktur 60 bereitgestellt werden. Es können beispielsweise an den verschiedenen Verbindungsstellen Verdickungen bereitgestellt werden, an denen die jeweiligen vier nicht-radialen Elemente 640, welche die Öffnungen definieren, sich verbinden. Solche Verdickungen können in Form von symmetrischen Scheiben bereitgestellt sein, wobei jede Scheibe an der jeweiligen Verbindungsstelle zentriert ist. In anderen Beispielen können die Verdickungen in anderen Formen bereitgestellt sein, z. B. in dreieckiger, rechteckiger, fünfeckiger Form usw. Eine dreieckige Verdickung 650 kann z. B. an einer oder mehreren Ecken jeder Öffnung bereitgestellt werden, wie in 6B beispielhaft gezeigt.
In einem Beispiel kann die Gitterstruktur 60 Polyether-Block-Amid aufweisen. Das Polyether-Block-Amid kann mit einer Dichte von ca. 1 kg/m³ bis 1,4 kg/m³ oder 1,2 kg/m³ bereitgestellt werden. In solchen Beispielen kann die Gitterstruktur 60 mit einem Durchmesser von ca. 20 cm bis 22 cm bei einem Gewicht von ca. 300 g bis 390 g, wie z. B. 345 g, bereitgestellt werden.
Die Gitterzellen der äußersten Gitterschicht können mit einem expandierten Polymermaterial 690 gefüllt sein, z. B. expandiertem thermoplastischem Polyurethan und/oder expandiertem Polyether-Block-Amid, wie in 6C dargestellt. Das expandierte Polymermaterial 690 kann verschiedene Elemente aufweisen, deren Größen so angepasst sind, dass sie in die Gitterzellen der äußersten Gitterschicht der Gitterstruktur 60 hineinpassen. Die Elemente des expandierten Polymermaterials 690 können zusätzlich unter Verwendung von Klebstoff und/oder Heißverklebung an die balkenförmigen Elemente der Gitterstruktur 60 geklebt werden. Eine Verklebung ist möglicherweise nicht erforderlich, da eine ausreichende Fixierung des expandierten Polymermaterials 690 auch durch Umgeben der Gitterstruktur 60 mit einer Oberflächenschicht erreicht werden kann.
Die äußere Oberfläche eines jeden Elementes des expandierten Polymermaterials 690 (das dem Randbereich des Balles zugewandt ist) kann so angepasst werden, dass die Gitterstruktur mit einer im Wesentlichen sphärischen Oberfläche versehen wird. Dadurch können, wie zuvor erläutert, homogene und isotrope Prall- und Rücksprungeigenschaften bereitgestellt werden. Die vorgenannte Knickung/Neigung der nicht-radialen Elemente 640 an der äußeren Schnittstelle der Gitterstruktur 60 kann dabei helfen sicherzustellen, dass äußere Kräfte immer über das expandierte Polymermaterial 690 auf den Ball transferiert werden und nur indirekt zur Gitterstruktur 60 geführt werden.
Die Gitterzellen der äußersten Gitterschicht und somit die Elemente des expandierten Polymermaterials 690 können Dimensionen von ca. (1 cm bis 3 cm) × (1 cm bis 3 cm) × (1 cm bis 3 cm) oder (1,5 cm bis 2,5 cm) × (1,5 cm bis 2,5 cm) × (1,5 cm bis 2,5 cm) oder 2 cm × 2 cm × 2 cm aufweisen.
Es ist möglich, dass in anderen Beispielen nur einige der Gitterzellen der äußersten Gitterschicht expandiertes Polymermaterial aufweisen, und/oder dass Gitterzellen in anderen Gitterschichten expandiertes Polymermaterial aufweisen. Außer dem konkreten Beispiel, das in den 6A–C gezeigt ist, können andere Gitterzellenformen, z. B. dreieckig, fünfeckig, sphärisch usw. sowie andere Gitterzellengrößen verwendet werden.
Eine weitere Variante der Gitterstruktur wird nun unter Bezugnahme auf 6D erläutert. 6D zeigt eine alternative Gestaltung 610 der äußersten Gitterschicht der Gitterstruktur 60. Im Gegensatz zu der in 6A gezeigten Ausführungsform kann die äußerste Gitterschicht gemäß 6D eine Mehrzahl von Gitterzellen aufweisen, die volle laterale Wände 611 und/oder volle innere Wände 612 aufweisen. Das expandierte Polymermaterial 690 kann in die Gitterzellen eingesetzt werden und optional auch mit den Gitterzellen verklebt werden, z. B. wie oben erläutert. Wie bereits erläutert, können die mechanischen Eigenschaften der Gitterstruktur verbessert werden, indem das expandierte Polymermaterial 690 mit vollen lateralen Wänden 611 und/oder inneren Wänden 612 umhaust wird.
Zusammenfassend kann durch die Kombination der Gitterstruktur 60, die z. B. aus einem relativ steifen Material hergestellt sein kann (z. B. nicht-expandiertem thermoplastischen Polyurethan und/oder Polyamid) mit einem expandierten Material, das z. B. ein höheres Maß an Dämpfung und Energierückgabe bieten kann, ein ausreichend steifer Ball bereitgestellt werden, der zugleich ein hohes Maß an Energierückgabe und eine weiche Haptik bietet.
Die 7A–E zeigen ein weiteres Beispiel für eine Gitterstruktur 70. Wie in 7A gezeigt, weist die Gitterstruktur 70 eine sphärische Form auf. Die Gitterstruktur 70 weist zwölf – möglicherweise identische – Abschnitte 700 auf. Es sei angemerkt, dass die 12 Abschnitte, welche die Gitterstruktur 70 bilden, integral geformt sein können, z. B. durch eines der vorgenannten Herstellungsverfahren, oder sie können separat hergestellt und anschließend zusammengefügt werden, wie bereits erläutert. Die unterschiedliche Schattierung, die in 7A für den Abschnitt 700 gezeigt ist, impliziert nicht, dass dieser Abschnitt zwangsläufig separat hergestellt ist, sondern dient lediglich der Veranschaulichung.
Einzelheiten der Struktur gemäß Abschnitt 700 sind in den 7B–7D dargestellt. Wie am besten aus den 7B und 7C zu erkennen ist, weist der Abschnitt 700 eine erste Gitterschicht 710 und eine zweite Gitterschicht 720 auf, die eine Mehrzahl balkenförmiger Elemente 741, 742, 730 und 760 aufweisen können. Die balkenförmigen Elemente können so angeordnet sein, dass sie eine Mehrzahl kubischer Zellen in der ersten Gitterschicht 710 und in der zweiten Gitterschicht 720 bilden. Eine oder mehrere der Zellen der ersten Gitterschicht 710 und der zweiten Gitterschicht 720 können radial orientiert sein. Im Vergleich zu der unter Bezugnahme auf die 1A–1D beschriebenen Gitterstruktur, die ebenfalls eine erste Gitterschicht und eine zweite Gitterschicht aufweist, kann die Gitterstruktur 70 eine einfachere Struktur aufweisen, die auf etwas dickeren balkenförmigen Elementen mit größeren Freiräumen zwischen den einzelnen Elementen beruht. Die einfachere Struktur kann zu einem vereinfachten und geordneteren optischen Erscheinungsbild sowie zu einem reduzierten Gewicht führen.
Die erste Gitterschicht 710 weist eine Anzahl von 36 kubischen Zellen auf. Die kubischen Zellen können in etwa quadratische Seitenflächen an einer inneren Schnittstelle und einer äußeren Schnittstelle der ersten Gitterschicht 710 aufweisen. Mit anderen Worten können die Seitenflächen jeder Zelle der ersten Gitterschicht 710, die radial nach innen bzw. außen zeigen, in etwa quadratisch sein. Die Tiefe jeder Zelle der ersten Gitterschicht kann etwas größer als ihre lateralen Dimensionen sein. In anderen Beispielen können andere Formen und Anzahlen von Zellen für die erste Gitterschicht 710 verwendet werden. Vier nicht-radiale Elemente 741, die in der Form eines Rechtecks bzw. Quadrates angeordnet sind, können die äußere Schnittstelle jeder Zelle der ersten Gitterschicht 710 bilden, die radial nach außen zeigt. Außerdem kann jede Zelle vier sich radial erstreckende Elemente 730 aufweisen. Die innere Schnittstelle jeder Zelle der ersten Gitterschicht 710 kann wiederum durch vier nicht-radiale Elemente 741 gebildet werden, die in der Form eines Rechtecks bzw. Quadrates angeordnet sind. Außerdem kann die innere Schnittstelle jeder Zelle ein oder mehrere weitere nicht-radiale Elemente 742 aufweisen, die sich diagonal über das Rechteck bzw. Quadrat erstrecken können, das durch die vier nicht-radialen Elemente 741 der inneren Schnittstelle jeder Zelle der ersten Gitterschicht 710 gebildet wird, wie in dem Beispiel der 7D gezeigt.
Die zweite Gitterschicht 720 weist eine Anzahl von neun kubischen Zellen auf. Ähnlich wie die Zellen der ersten Gitterschicht 710 können die Zellen der zweiten Gitterschicht 720 jeweils eine innere Schnittstelle und eine äußere Schnittstelle aufweisen, die jeweils durch vier nicht-radiale Elemente 741 gebildet werden, die in der Form eines Rechtecks bzw. Quadrates angeordnet sind. Außerdem kann jede Zelle der zweiten Gitterschicht vier sich radial erstreckende Elemente 730 aufweisen. Wie in Bezug auf die Zellen der ersten Gitterschicht 710 erläutert können auch die Zellen der zweiten Gitterschicht 720 ein oder mehrere weitere nicht-radiale Elemente aufweisen, die sich diagonal über das Rechteck bzw. Quadrat erstrecken, das durch die vier nicht-radialen Elemente 741 der inneren Schnittstelle jeder Zelle gebildet wird. Die Zellen der zweiten Gitterschicht 720 können zusätzlich ein oder mehrere Elemente 760 aufweisen, die sich diagonal über die Zelle von der inneren Schnittstelle zu der äußeren Schnittstelle der Zelle erstrecken. Es können beispielsweise ein oder mehrere Elemente 760 bereitgestellt werden, die sich entlang einer oder mehrerer Hauptdiagonalen einer Zelle der zweiten Gitterschicht 720 erstrecken. Es können auch andere Formen und Anzahlen von Zellen für die zweite Gitterschicht 720 verwendet werden. Jede Zelle der zweiten Gitterschicht 720 kann so dimensioniert und/oder positioniert sein, dass sie unter einem Satz von vier Zellen der ersten Gitterschicht 710 angeordnet ist.
Durch das eine oder die mehreren diagonalen Elemente 760, die gegebenenfalls mit einem oder mehreren diagonalen nicht-radialen Elementen 741 an der inneren Schnittstelle der zweiten Gitterschicht 720 und/oder der ersten Gitterschicht 710 kombiniert werden können, kann der zweiten Gitterschicht 720 eine erhöhte Steifigkeit im Vergleich zu der ersten Gitterschicht 710 verliehen werden. Im Ergebnis kann die erste Gitterschicht 710 nachgiebiger als die zweite Gitterschicht 720 sein. Dies kann dazu beitragen, einen Ball bereitzustellen, der sich an seiner äußeren Oberfläche weich genug anfühlt und dennoch ausreichend steif und stabil ist, um mit den großen Kräften, die beim Gebrauch auftreten können, fertig zu werden.
An Stellen, an denen sich ein oder mehrere Gitterelemente verbinden, können Verdickungen 750 bereitgestellt werden, wie z. B. unter Bezugnahme auf die 1A–1B erläutert.
7E zeigt ein Beispiel für eine Zugbelastungsverteilung in der äußeren Schnittstelle der ersten Gitterschicht 710 des Abschnittes 700 unter der Annahme einer typischen Aufprallkraft, wie sie z. B. erwartet wird, wenn die Gitterstruktur 70 vom Boden abprallt. Wie aus 7E zu erkennen ist, liegt in der Mitte des Abschnittes eine vorwiegende Zugbelastung innerhalb einer Ebene („in-plane”) vor, die zu einer Biegung der nicht-radialen Elemente, welche die äußere Schnittstelle des Abschnittes bilden innerhalb der Ebene („in-plane”) führt. Es kann also so gesehen werden, dass sich die Gitterzellen innerhalb der Ebene („in plane”) zusammenziehen, was zu einer Versteifung der äußeren Schnittstelle in radialer Richtung führt. Dies kann wiederum dazu beitragen, dass ein Durchbrechen der Gitterstruktur in radialer Richtung bei hohen Aufprallkräften vermieden wird.
Es sei angemerkt, dass die Gitterstruktur 70 und die entsprechenden Abschnitte 700 in den Beispielen der 7A–7E eine solche Größe haben können, dass die Gitterstruktur 700 einen Durchmesser von ca. 20 cm bis 22 cm aufweist. Die verschiedenen balkenförmigen Elemente, die in den 7A–7E gezeigt sind, können so dimensioniert sein, dass sie entsprechend skalieren.
Die Gitterstruktur 70 kann durch jedes der zuvor erläuterten Verfahren und Materialien hergestellt werden. In einem Beispiel kann Polyether-Block-Amid verwendet werden. Das Polyether-Block-Amid kann beispielsweise mit einer Dichte, wie sie in Bezug auf 6A angegeben wurde, bereitgestellt sein. Die Gitterstruktur 70, die einen Durchmesser von ca. 20 cm bis 22 cm hat, kann dann beispielsweise ein Gewicht von 360 g bis 440 g, wie z. B. 420 g, aufweisen.
8 zeigt ein Beispiel für eine auxetische Zelle 800, die in jeder der bisher beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden kann. Die Zelle 800 weist eine Mehrzahl balkenförmiger Elemente auf. Die balkenförmigen Elemente sind so angeordnet, dass sie einen ersten Bogen 810 und einen zweiten Bogen 820 bilden, die durch mehrere sich radial erstreckende Verbindungselemente 830 verbunden sind. Der erste und zweite Bogen 810 und 820 können so innerhalb eines Balles angeordnet sein, dass sie sich tangential in Bezug auf einen Ball erstrecken. Wenn eine radiale Kompressionskraft auf die Zelle 800 einwirkt, d. h. eine Kraft, die radial von dem ersten Bogen 810 zum zweiten Bogen 820 hin wirkt, wird der erste Bogen 810 zum zweiten Bogen 820 hin bewegt, während sich der erste Bogen 810 zugleich in tangentialer Richtung zusammenzieht. Somit wird anstatt mit einer gewöhnlichen Zelle, in der eine radiale Kompressionskraft zu einer tangentialen Streckung (und somit zu einer Schwächung des Materials) führen würde, mit einer auxetischen Zelle wie der Zelle 800 eine tangentiale Kontraktion erreicht, sodass das Material der Zelle zu den Bereichen mit hoher Kompression hin „gesaugt” wird. Somit können eine größere Energierückgabe sowie eine höhere Bruchfestigkeit erreicht werden.
9A zeigt ein Beispiel für eine homogene sphärische Schale 900, die eine Mehrzahl von Öffnungen 910 aufweist. Die Öffnungen 910 sind gleichmäßig so über die Oberfläche der Schale 900 verteilt, dass die Schale ausbalanciert ist. Es können beispielsweise vier Öffnungen 910 vorgesehen sein. In anderen Beispielen können auch andere Anzahlen von Öffnungen vorgesehen sein. Die vollständige Schale 900 kann integral hergestellt sein. Sie kann thermoplastisches Polyurethan und/oder Polyamid aufweisen. Die Schale 900 kann z. B. durch 3D-Drucken, Spritzgießen oder Thermoformen hergestellt sein.
Als ein erstes Beispiel kann das unter dem Handelsnamen Vestamid LX9012 bekannte Material verwendet werden, um die Schale 900 bereitzustellen. Dieses Material bietet ein Elastizitätsmodul von ca. 0,55 GPa bis 1,2 GPa, 0,65 GPa bis 1,1 GPa, 0,9 GPa bis 1,1 GPa oder 1 GPa. Bei Verwendung dieses Materials kann die Schale 900 eine einheitliche Dicke von ca. 1 mm bis 3 mm oder 1,5 mm bis 2,5 mm oder 2 mm aufweisen.
Als ein zweites Beispiel kann ein thermoplastisches Polyurethan verwendet werden, das ein Elastizitätsmodul von ca. 10 MPa bis 50 MPa, 10 MPa bis 25 MPa oder 15 MPa bereitstellt, wobei die Schale 900 eine einheitliche Dicke von ca. 4 mm bis 12 mm oder 7 bis 11 mm oder 10 mm aufweisen kann.
Als ein drittes Beispiel kann ein thermoplastisches Polyurethan oder Polyamid verwendet werden, das ein Elastizitätsmodul von ca. 0,1 MPa bis 2 MPa, 0,3 MPa bis 1 MPa oder 0,5 MPa bereitstellt, wobei die Schale eine einheitliche Dicke von ca. 20 bis 120 mm, 40 bis 120 mm oder 80 bis 120 mm aufweist. In einigen Fällen kann eine vollständige volle Kugel bereitgestellt werden, obwohl dies zu einem höheren Gewicht des Balles führen kann.
9B zeigt die Kraft (in Newton), die aufgebracht werden muss, um eine bestimmte radiale Kompression (in m) für verschiedene Bälle zu erreichen. Die Kurve 920 bezieht sich auf einen üblichen Fußball, der auf einen Druck von 0,8 bar aufgeblasen ist. Die Kurven 921–923 beziehen sich auf Bälle, die dieselbe Größe haben wie der übliche Fußball, doch die – statt einer aufblasbaren Blase – eine Schale gemäß der vorliegenden Erfindung aufweisen. Die Kurve 921 bezieht sich auf eine Schale gemäß dem ersten oben dargelegten Beispiel (Dicke: 2 mm; Elastizitätsmodul: 1 GPa). Die Kurve 922 bezieht sich auf eine Schale gemäß dem zweiten oben dargelegten Beispiel (Dicke: 10 mm; Elastizitätsmodul: 15 MPa). Die Kurve 923 bezieht sich auf eine vollständige Kugel gemäß dem dritten oben dargelegten Beispiel (Elastizitätsmodul: 0,5 MPa). Wie ersichtlich, kann die Kraft-Auslenkungs-Kurve eines Fußballes mit einer aufblasbaren Blase relativ gut durch die Verwendung von Schalen gemäß der vorliegenden Erfindung reproduziert werden, insbesondere für praxisrelevante Auslenkungen unter 0,05 m.
Durch die Verwendung einer Schalendicke von ca. 0,5 mm bis 4 mm, 1,5 mm bis 2,5 mm oder 2 mm können außerdem die Gewichtsgrenzen, die für einen üblichen Fußball erforderlich sind, problemlos unter Verwendung von Standardmaterialien eingehalten werden.

Claims

Fußball, aufweisend: a. eine Oberflächenschicht (45), die eine Mehrzahl von Paneelen (46) aufweist; b. eine Gitterstruktur (100; 20; 300; 40; 50; 60; 70), die sich unter der Oberflächenschicht (45) erstreckt, wobei die Gitterstruktur (100; 200; 300; 40; 50; 60; 70) eine Mehrzahl von Gitterzellen aufweist, welche sich radial erstreckende Elemente (130; 230; 330; 630; 730) aufweisen; c. wobei zumindest die Gitterzellen, die an die Oberflächenschicht (45) angrenzen, zumindest eine Dimension haben, die kleiner ist als ein durchschnittlicher Durchmesser der Paneele (46).
Fußball gemäß Anspruch 1, wobei zumindest die Gitterzellen, die an die Oberflächenschicht (45) angrenzen, zumindest eine Dimension haben, die kleiner als 5 cm, bevorzugt kleiner als 3 cm, und besonders bevorzugt kleiner als 1 cm ist.
Fußball gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Mehrzahl von Gitterzellen ein sphärisches Gitter bildet.
Fußball gemäß einem der Ansprüche 1–3, wobei die Gitterstruktur (100; 20; 70) eine erste sphärische Gitterschale (110; 210; 710) und eine zweite sphärische Gitterschale (120; 220; 720) aufweist, und wobei die erste sphärische Gitterschale (110; 210; 710) die zweite sphärische Gitterschale (120; 220; 720) umgreift.
Fußball gemäß einem der Ansprüche 1–4, wobei zumindest manche der Gitterzellen, die an die Oberflächenschicht angrenzen, volle seitliche Wände (611) und/oder volle innere Wände (612) aufweisen.
Fußball gemäß einem der Ansprüche 1–5, wobei zumindest manche der Gitterzellen, die an die Oberflächenschicht angrenzen, ein expandiertes Material (690) aufweisen, vorzugsweise expandiertes thermoplastisches Polyurethan und/oder expandiertes Polyether-Block-Amid.
Fußball gemäß einem der Ansprüche 1–6, wobei die Gitterstruktur ein tetraedrischer Typ (170) ist.
Fußball gemäß einem der Ansprüche 1–7, wobei die Gitterstruktur zumindest eine Gitterzelle aufweist, die senkrecht zu einer Krümmung des Balles orientiert ist.
Fußball gemäß einem der Ansprüche 1–8, wobei die Gitterstruktur (100; 20; 70) zwei oder mehr Gitterschichten (110, 120; 210, 220; 710, 720) aufweist, die sich hinsichtlich einer Gittergeometrie und/oder hinsichtlich einer Materialeigenschaft unterscheiden.
Fußball gemäß einem der Ansprüche 1–9, wobei die Gitterstruktur zumindest eine auxetische Gitterzelle (800) aufweist.
Fußball gemäß einem der Ansprüche 1–10, wobei die Gitterstruktur eine erste Mehrzahl von Gitterzellen und eine zweite Mehrzahl von Gitterzellen aufweist, wobei die erste Mehrzahl von Gitterzellen eine größere Größe als die zweite Mehrzahl von Gitterzellen aufweist.
Fußball gemäß einem der Ansprüche 1–11, wobei die Gitterstruktur zumindest teilweise durch 3D-Drucken, Spritzgießen und/oder Thermoformen hergestellt ist.
Fußball gemäß einem der Ansprüche 1–12, wobei die gesamte Gitterstruktur integral hergestellt ist.
Fußball gemäß einem der Ansprüche 1–13, wobei die Gitterstruktur ein Polymermaterial aufweist, vorzugsweise ein thermoplastisches Polyurethan und/oder ein Polyamid.
Fußball gemäß einem der Ansprüche 1–14, wobei die Gitterstruktur (100) zumindest einen Hohlraum (160) aufweist.
Fußball gemäß einem der Ansprüche 1–15, wobei die Gitterstruktur so angepasst ist, dass der Ball zumindest 0,5 m, zumindest 1,0 m, oder zumindest 1,35 m prallt, wenn er aus einer Höhe von 2 m auf eine Stahlplatte fallen gelassen wird.
Fußball gemäß einem der Ansprüche 1–16, wobei die Gitterstruktur so angepasst ist, dass der Ball weniger als 5%, weniger als 2%, oder weniger als 1,5% von einer Sphärizität abweicht, wenn er 2000 Mal mit einer Geschwindigkeit von 50 km/h auf eine Stahlplatte gestoßen ist.