CN102427856A - 用于制造球的方法和球 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造球(1)、特别是足球的方法，该方法包括步骤：a)制造面状的、平坦的基础材料(2)，该基础材料构造为至少两层(3，4，5，6，7)的并具有一个覆盖层(3)和至少一个位于该覆盖层下面的材料层(4，5，6，7)；b)从基础材料(2)切下希望形状的板块(8)；c)将各板块(8)施设到一个支承体(9)上、特别是一个球囊上。为了使球在圆周走向上具有均匀的硬度，本发明规定：在步骤b)之前、期间或之后，加热板块(8)的至少边缘区域(10)并使边缘区域(10)变形，使得板块(8)的被覆盖层(3)覆盖的一侧在边缘区域(10)中呈现凸出形状(11)。本发明还涉及一种球。

Description

用于制造球的方法和球
技术领域
本发明涉及一种用于制造球、特别是足球的方法，该方法包括步骤：a)制造面状的、平坦的基础材料，该基础材料构造为至少两层的并且具有一个覆盖层和至少一个位于该覆盖层下面的材料层；b)从基础材料切下希望形状的板块(Paneel)；c)将各板块施设到一个支承体上、特别是施设到一个球囊上。本发明还涉及一种球、特别是足球。
背景技术
在DE 102 55 092 A1中描述了一种现有技术的上述类型的方法。据此，从面状的且必要时多层的材料切下板块，各所述板块对于覆盖球表面是必需的。这些板块具有至少五边形的和六边形的形状，以便由此根据所谓的欧拉公式铺设球表面。
在上述文献中为了制造各个板块而建议：用较大的板块构成多层的球，使得各个板块已经根据球的球面形状而凸出成型。在此特别是规定：每个板块在剖面内通过深冲过程构造为罐形的，其中，罐形结构的侧面彼此接合。由此虽然获得如下优点：产生清晰的板块界面以及由此在两个板块之间产生接合区域；板块还在其边缘区域内具有高的强度。在这样的解决方案中缺点在于，当球被加载与球表面正交作用的力时，恰恰由于该效果在圆周走向上(即沿着例如在球表面上走过的大圆)没有产生均匀的硬度或弹性常数。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种开头所述类型的方法和一种球，利用该球，当球被加载正交地作用到球表面上的力(如与例如在对足球射门时的经典的载荷情况对应的那样)时，可以在球表面上实现尽可能恒定的弹性常数或硬度。在此，该方法应允许简单且因而经济地制造球。
根据方法，该目的的通过本发明的解决方案的特征在于，在从基础材料切下希望形状的板块之前、期间或之后，加热板块的至少边缘区域并且使边缘区域变形，使得板块的被覆盖层覆盖的一侧在边缘区域中呈现凸出形状、即倒圆的形状。
优选但不强制地，在切下板块的同时，加热板块并使该板块变形。
加热板块优选通过将高频电磁辐射发射到基础材料上实现。
使板块变形优选通过冲制实现，其中，冲制工具加压到基础材料的表面上。
将各板块施设到支承体(球囊)上可通过粘接实现，从而相邻板块的边缘区域彼此邻接。
施设到支承体上的各板块优选不相互缝合。亦即便涉及利用本方法制造的无缝球。
至少为基础材料的一层可使用热塑性塑料材料。至少为基础材料的一层可使用热塑性聚氨酯材料。
所建议的球、特别是足球具有由多个板块构成的球壳，其中，各板块施设在一个支承体上。根据本发明，该球的特征在于，各所述板块由面状的、平坦的基础材料制成，该基础材料构造为至少两层的并具有一个覆盖层和至少一个位于该覆盖层下面的材料层，其中，板块的被覆盖层覆盖的一侧在板块的边缘区域中具有凸出形状。
板块的凸出构型优选存在于这样的边缘延伸尺寸上，该边缘延伸尺寸在板块宽度的3％至20％之间、优选在板块宽度的5％至15％之间。板块厚度由于板块的凸出构型在板块的边缘上可减少这样的值，该值在板块厚度的80％至20％之间、优选在板块厚度的70％至35％之间。板块相对于板块表面的倾斜角(Auslaufwinkel)优选在20°至60°之间、特别优选在25°至35°之间。
各板块在此有利地粘接到支承体上、优选是粘接到球囊上。基础材料的至少一层优选为热塑性塑料材料。基础材料的至少一层在此优选为热塑性聚氨酯材料。
基础材料在此优选为至少三层的复合体，其中，该复合体具有一个上部的由脂肪族聚氨酯制成的表层、一个设置在该表层下面的由不发泡聚氨酯制成的层以及至少一个设置在该由不发泡聚氨酯制成的层下面的由发泡聚氨酯制成的层。在此，至少两个由发泡聚氨酯制成的层可上下叠置地设置，其中，所述至少两个由发泡聚氨酯制成的层不同强度地发泡。特别地经受过考验的是，所述层中的至少一层由水基聚氨酯泡沫制成。
附图说明
在附图中示出本发明的实施例。在附图中：
图1示出利用所建议的方法制造的球；
图2示意性示出作为基础材料的多层的材料复合体，该基础材料作为平坦的、面状的幅料构成用于球的板块的原料；
图3示意性示出装入到生产装置中的基础材料，该生产装置包括冲制工具，其中，该冲制工具还未与基础材料接触；
图4示意性示出在生产装置中正被冲制工具加载的基础材料；
图5示出剖切显示的制成的板块的侧视图；以及
图6示出根据图1的球的一部分，其中，绘制出沿着球的大圆的剖面。
具体实施方式
在图1中示出一个足球1，如其以经典的方式构造。板块8施设在一个形式为球囊(该球囊自身在图1中不可见)的支承体(见附图标记9)上。这些板块或者具有五边形的形状(见五边形15)或者具有六边形的形状(见六边形16)，这些形状以已知方式彼此挨着设置。板块8彼此邻接，由此形成接缝部位13。在此重要的是，板块粘接到支承体9上，其中，这些板块不相互缝合。即，足球1是无缝的。
各个板块8从平坦的基础材料2切下，该基础材料在图2中示意性示出。在此，基础材料2构造为五层的，即其具有五个上下叠置的层3、4、5、6和7，其中，最上部的层3为一个薄的覆盖层。基础材料可在一个生产工艺中制造为多层的复合体，从而各个层不必单独地制造和彼此粘接。
作为示例对于基础材料的五层结构应说明如下：使用由聚氨酯制成的五层，其中的三层具有发泡的结构。
最上部的层(覆盖层)3由脂肪族聚氨酯制成并且用于实现良好的耐光性，亦即应该特别是阻止太阳光中的白色变为淡黄色。可使用两种类型的脂肪族聚氨酯：第一种类型具有带有聚碳酸酯结构的多元醇。这提供抵抗水解的良好的抵抗力以及良好的耐光性。另一种类型具有较高的模量，该模量确保良好的抗磨损性。两种类型的组合产生具有良好物理性质的球表面。第一层3相对薄并可具有0.01至0.05mm、优选0.03mm的厚度。该层的密度在1.1至1.3g/cm3之间、优选为1.2g/cm3。
第二层4由较高密度的脂肪族聚氨酯制成。在此，耐光性和抵抗水解和磨损的抵抗力也高或者说良好。该聚氨酯具有比层3的上述组成部分小的模量，因此第二层4的材料较软。这改善球的“保持特性”，但不会不利地妨碍球的弹跳特性。第二层可具有0.1至0.3mm、优选0.2mm的厚度。密度小于第一层的密度，并且在1.0至1.2g/cm3之间、优选为1.1g/cm3。
第三层5为这样的一层，在该层中使用由聚酯和基于聚酯的聚氨酯构成的混合物。附加地使用发泡结构，该结构通过添加化学发泡剂产生。泡沫具有良好分布的、均匀的带有规则构造的微型单元的小泡结构。也使用两种类型的固态聚氨酯。一种为具有很好的弹性特性以及也有利的水解特性的聚醚类型。另一种为聚酯，但具有非常软的模量。这些类型的组合提供球的良好的抗滑性，但也维持有利的弹跳特性。
第四层6使用脂肪族的水基聚氨酯泡沫。同样，该材料具有非常有利的物理物质、特别是高的水解抵抗力。泡沫在此不是通过添加化学发泡剂获得，而是通过机械处理在另外地添加添加剂的情况下获得，以形成发泡的膜。
最下面的第五层7非常类似于第四层6，即，该第五层也为水基聚氨酯泡沫层。与第四层6不同的是发泡的程度。由于两个层机械式发泡，因此可影响泡沫的密度。由于泡沫的密度影响球的抗滑性，所以就此而言可影响球的特性，而不改变弹跳特性。重要的是，泡沫的密度可被适配，以便能够调节不同形式的能量吸收，这允许影响在射门时球的能量释放，但维持球的可控制性。
各泡沫层具有在0.6mm至3.0mm之间、优选为0.8mm(层6)和2.7mm(层7)的厚度。密度在0.15至0.8g/cm3之间、优选为0.6g/cm3(层6)和0.3g/cm3(层7)。
当基础材料的所有层具有热塑性特性时，板块的以下描述的生产以特别有利的方式在使用高频电磁辐射(如其用于高频焊接并且是已知的)的情况下是可能的。
各个板块8从基础材料2利用冲制工具12冲裁下来并通过该冲制工具凸出成型，如这在图3和4中示意性示出。冲制工具12具有成型面17，该成型面在生产板块时压到基础材料2的表面上并且当基础材料可承受热塑性变形时该成型面在各种情况下就此而言形成在基础材料上。
冲制工具12也在其侧向周边区域中具有刀刃式的棱边18，该棱边可从面状的基础材料12切下或冲裁出块，如该块与板块的希望形状相应(亦即特别是五边形或六边形的形状；但自然也可设想用于板块的所有其他形状)。
特别是冲制工具12的边缘区域(对应于待生产的板块8的边缘区域10)设有高频激励器19，如该高频激励器在图3和4中非常示意性示出。利用该高频激励器，例如可以将约2500W的高频功率输入到基础材料2中约2秒钟，其中约50巴的压力通过冲制工具12施加到基础材料上。压力产生通过施加力F以在图3和4中所示的方式实现。这导致将基础材料加热为使得热塑性变形过程可被触发。
用于高频加载的强度和持续时间的参数在此实现为使得不对材料造成损害。
由于成型面17在边缘区域中在剖面内具有凹入构型，所以与此相应地在板块8的表面14上形成一致的凸出形状11。如图4所示，在该热塑性变形工艺的同时，棱边18从基础材料上切下(冲裁出)希望的板块形状。
在图5的剖视图中从侧向观察地可看到获得的板块8，其中，在此为了清晰起见仅示出构成板块材料的两个层。
重要的是，厚度在面上基本上恒定的材料在边缘区域10中获得厚度减小，该厚度减小由于凸出形状11而形成。如可看到的那样，除了边缘延伸尺寸BR以外，板块8在板块8的整个宽度B0上设有恒定的厚度，在所述边缘延伸尺寸中凸出形状1导致板块厚度减小。具体而言，板块的厚度D0在边缘区域10中一直到边缘减小了厚度减小量ΔD。板块的表面14在凸出形状11的区域中以沿切向测量的倾斜角α出现。
这样制造的板块根据图6粘接到球囊9上(对于球囊也理解为构架)，从而板块8在接缝部位13上彼此邻接。
通过选择参数：边缘延伸尺寸BR、厚度缩小量ΔD和倾斜角α，可影响球的最终形成的特性，这涉及弹性常数或硬度在圆周上的变化。如在根据DE 102 55 092 A1的现有技术中已知的，如果执行板块边缘的粘接或者在此甚至将板块的罐形区域对接在一起，则在相关部位处形成提高的刚性或硬度。当厚度缩小量选择得过大时，刚性和硬度与其余板块相比在边缘区域中会减小。因此本领域技术人员可通过适当地选择参数来确定希望的刚性或硬度变化。
球囊以已知的方式制造。构架由聚酯纺织品或棉纺织品形成并缝合。其中使用囊。在充气之后，表面可设有胶乳-粘接剂制成的层。然后可以将各板块装入具有用于板块的相应凹部的模具，接着将准备的构架装入该模具中并且闭合该模具，接着对囊充气。在该过程之后可检验球。
这样制造的球基本上是防水的。
附图标记列表
1 球
2 基础材料
3 层(覆盖层)
4 层
5 层(发泡)
6 层(发泡)
7 层(发泡)
8 板块
9 支承体(球囊)
10 边缘区域
11 凸出形状
12 冲制工具
13 接缝部位
14 表面
15 五边形
16 六边形
17 成型面
18 棱边
19 高频激励器
BR 边缘延伸尺寸
B0 板块宽度
D0 板块的厚度
ΔD 板块在边缘区域中的厚度缩小量
α 倾斜角
F 力

Claims (18)

1.用于制造球(1)、特别是足球的方法，该方法包括步骤：
a)制造面状的、平坦的基础材料(2)，该基础材料构造为至少两层(3，4，5，6，7)的并且具有一个覆盖层(3)和至少一个位于该覆盖层下面的材料层(4，5，6，7)；
b)从基础材料(2)切下希望形状的板块(8)；
c)将各板块(8)施设到一个支承体(9)上、特别是施设到一个球囊上，
其特征在于，
在步骤b)之前、期间或之后，加热板块(8)的至少边缘区域(10)并使边缘区域(10)变形，使得板块(8)的被覆盖层(3)覆盖的一侧在边缘区域(10)中呈现凸出形状(11)。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据权利要求1的步骤b)切下板块(8)的同时，加热板块(8)并使所述板块变形。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，加热板块(8)通过将高频电磁辐射发射到基础材料(2)上实现。
4.按照权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，使板块(8)变形通过冲制实现，其中冲制工具(12)加压到基础材料(2)的表面上。
5.按照权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，将板块(8)施设到支承体(9)上、特别是施设到球囊上通过粘接实现，从而相邻板块(8)的边缘区域(10)彼此邻接。
6.按照权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，施设到支承体(9)上的各板块(8)不相互缝合。
7.按照权利要求1至6任一项所述的方法，其特征在于，至少为基础材料(2)的一层(3，4，5，6，7)使用热塑性塑料材料。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，至少为基础材料(2)的一层(3，4，5，6，7)使用热塑性聚氨酯材料。
9.球(1)、特别是足球，该球具有由多个板块(8)构成的球壳，其中，各板块(8)施设在一个支承体(9)上、特别是施设在一个球囊上，
其特征在于，
各所述板块(8)由面状的、平坦的基础材料(2)构成，该基础材料构造为至少两层的并且具有一个覆盖层(3)和至少一个位于该覆盖层下面的材料层(4，5，6，7)，其中，各板块(8)的被覆盖层(3)覆盖的一侧在板块(8)的边缘区域(10)中具有凸出形状(11)。
10.按照权利要求9所述的球，其特征在于，所述板块(8)的凸出构型(11)存在于这样的边缘延伸尺寸(BR)上，该边缘延伸尺寸在板块(8)宽度(B0)的3％至20％之间、优选在板块(8)宽度(B0)的5％至15％之间。
11.按照权利要求9或10所述的球，其特征在于，所述板块(8)的厚度(D0)由于板块(8)的凸出构型(11)而在板块(8)的边缘上减少了这样的值(ΔD)，该值在板块(8)厚度(D0)的80％至20％之间。
12.按照权利要求9至11任一项所述的球，其特征在于，所述板块(8)相对于板块(8)表面(14)的倾斜角(α)在20°至60°之间、优选在25°至35°之间。
13.按照权利要求9至12任一项所述的球，其特征在于，各所述板块(8)粘接到支承体(9)上、优选粘接到球囊上。
14.按照权利要求9至13任一项所述的球，其特征在于，所述基础材料(2)的至少一层(3，4，5，6，7)为热塑性塑料材料。
15.按照权利要求14所述的球，其特征在于，所述基础材料(2)的至少一层(3，4，5，6，7)为热塑性聚氨酯材料。
16.按照权利要求9至15任一项所述的球，其特征在于，所述基础材料(2)为至少三层的复合体，其中，该复合体具有一个上部的由脂肪族聚氨酯制成的表层(3)、一个设置在该表层下面的由不发泡聚氨酯制成的层(4)以及至少一个设置在该由不发泡聚氨酯制成的层下面的由发泡聚氨酯制成的层(5，6，7)。
17.按照权利要求16所述的球，其特征在于，至少两个由发泡聚氨酯制成的层(5，6，7)上下叠置地设置，其中，所述至少两个由发泡聚氨酯制成的层不同强度地发泡。
18.按照权利要求16或17所述的球，其特征在于，所述层(6，7)中的至少一个层由水基聚氨酯泡沫制成。
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