DE60030469T2

DE60030469T2 - Golfball mit röhrenförmiger gitterstruktur

Info

Publication number: DE60030469T2
Application number: DE60030469T
Authority: DE
Inventors: S. Steven Carlsbad OGG
Original assignee: Callaway Golf Co
Current assignee: Topgolf Callaway Brands Corp
Priority date: 1999-11-18
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2007-07-12
Anticipated expiration: 2020-11-17
Also published as: KR100694758B1; MXPA02004883A; EP1704900A1; EP1233818A1; ES2266007T3; EP1233818A4; AU1778901A; CN1211139C; US6290615B1; CN1339978A; CA2358750A1; ES2297799T3; CA2358750C; DE60037769T2; DE60030469D1; JP3924467B2; US20010036873A1; DE60037769D1; JP2003513767A; US6461253B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein aerodynamisches Oberflächenmuster für einen Golfball. Ganz besonders betrifft die vorliegende Erfindung einen Golfball mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Golfer erkannten möglicherweise früh um 1800, dass Golfbälle mit gekerbten Oberflächen besser flogen als solche mit glatten Oberflächen. Handgehämmerter Gutta-Percha Golfbälle konnten zumindest ab 1860 gekauft werden, und Golfbälle mit Brombeermuster (eher Höcker als Kerben) waren im späten 1800 bis 1908 in Mode. 1908 erhielt ein Engländer, William Taylor, ein Britisches Patent für einen Golfball mit Einbuchtungen (Vertiefungen), der besser und genauer flog als Golfbälle mit Brombeermuster. A. G. Spalding & Bros. erworben die US-Rechte an dem Patent (das möglicherweise im US-Patent Nr. 1,286,834 verkörpert ist, das 1918 erteilt wurde) und führten den GLORY Ball ein, der sich durch die TAYLOR Vertiefungen auszeichnete. Bis 1970 verwendete der GLORY Ball und die meisten anderen Golfbälle 336 Vertiefungen der gleichen Größe unter Verwendung des gleichen Musters, das ATTI-Muster. Das ATTI-Muster war ein Oktaeder-Muster, das in acht konzentrische geradlinige Reihen aufgeteilt war, welches nach dem Haupthersteller der Formkörper für Golfbälle benannt wurde.
Die einzige Neuerung, die die Oberfläche von einem Golfball während dieser sechzig Jahre Periode betrifft, kam von Albert Penfold, der einen Golfball mit Netzmuster für Dunlop erfand. Dieses Muster wurde 1912 erfunden und wurde bis 1930 anerkannt. Eine Kombination von einem Netzmuster und Vertiefungen ist von Young im U.S. Patent Nummer 2,002,726 für einen Golfball offenbart, welches 1935 erteilt wurde.
Der herkömmliche Golfball, der bereitwillig von der Verbraucherschaft akzeptiert wurde, ist kugelförmig mit einer Mehrzahl von Vertiefungen, wobei jede Vertiefung einen kreisförmigen Querschnitt hat. Viele Golfbälle sind offenbart worden, die mit dieser Tradition brechen, wobei jedoch größtenteils diese nichttraditionellen Golfbälle kommerziell erfolglos gewesen sind.
Die meisten dieser nichttraditionellen Golfbälle versuchten nach wie vor die Golfregeln einzuhalten, die von der United States Golf Association („USGA") und The Royal and Ancient Golf Club of Saint Andrews („R&A") dargelegt werden. Wie im Anhang III der Golfregeln dargelegt ist, sollte das Gewicht des Balls nicht größer als 1,620 Unzen avoirdupois (45,93 gm) sein, der Durchmesser des Balles sollte nicht kleiner als 1,680 inch (42,67 mm) sein, was erfüllt ist, wenn ein Ball unter seinem Eigengewicht durch einen 42,67 mm (1,680 inch) Durchmesser-Maßstabring in weniger als 25 aus 100 zufällig ausgewählten Positionen hindurch fällt, wobei die Prüfung bei einer Temperatur von 23 ± 1°C durchgeführt wird, und der Ball darf nicht gestaltet, hergestellt oder absichtlich modifiziert sein, um Eigenschaften zu haben, welche von solchen eines kugelförmig symmetrischen Balls abweichen.
Ein Beispiel ist Shimosaka et al., US-Patent Nummer 5,916,044 für einen Golfball, das die Verwendung von Vorsprüngen offenbart, um die 1,68 inch (42,67 mm) Durchmesserbeschränkung der USGA und R&A zu erfüllen. Das Shimosaka Patent offenbart einen Golfball mit einer Mehrzahl von Vertiefungen auf der Oberfläche und einigen Reihen von Vorsprüngen, die eine Höhe von 0,001 bis 1,0 mm von der Oberfläche aus haben. Auf diese Weise ist der Durchmesser der Oberfläche kleiner als 42,67 mm.
Ein weiteres Beispiel eines nichttraditionellen Golfballs ist Puckett et al., US-Patent Nummer 4,836,552 für einen Kurzdistanzgolfball, welcher einen Golfball mit Brombeermuster anstelle von Vertiefungen offenbart, um die Flugdistanz auf die Hälfte von der eines traditionellen Golfballs zu verkürzen, um auf Kurzdistanzkursen zu spielen.
Ein weiteres Beispiel eines nichttraditionellen Golfballs ist Pocklington, US-Patent Nummer 5,536,013 für einen Golfball, welcher einen Golfball mit erhöhten Abschnitten innerhalb jeder Vertiefung offenbart und außerdem Vertiefungen variierender geometrischer Form offenbart, wie beispielsweise Rechtecke, Rauten und Fünfecke. Die erhöhten Abschnitte innerhalb jeder Vertiefung nach Pocklington helfen bei der Beherrschung des Gesamtvolumens der Vertiefungen.
Ein weiteres Beispiel ist Kobayashi, US-Patent Nummer 4,787,638 für einen Golfball, welcher einen Golfball offenbart, der Vertiefungen mit Einbuchtungen innerhalb jeder Vertiefung hat. Die Einbuchtungen in den Vertiefungen von Kobayashi dienen dazu, den Luftwiderstand bei niedrigen Geschwindigkeiten zu reduzieren, um die Distanz zu vergrößern.
Ein noch weiteres Beispiel ist Treadwell, US-Patent Nummer 4,266,773 für einen Golfball, welcher einen Golfball mit rauhen Bereichen und glatten Bereichen auf seiner Oberfläche offenbart, um die Grenzschicht der Luftströmung während des Flugs des Golfballs umzuschlagen.
Aoyama, US-Patent Nummer 4,830,378 für einen Golfball mit einer gleichförmigen Steg-Konfiguration, offenbart einen Golfball mit Vertiefungen, die dreieckige Formen aufweisen. Der glatte Gesamtsteg-Bereich nach Aoyama ist nicht größer als 20% der Oberfläche des Golfballs, und der glatte Steg-Bereich nach Aoyama ist nicht größer als 20% der Oberfläche des Golfballs, und die Aufgabe des Patents ist es, die gleichförmige Steg-Konfiguration und nicht die Vertiefungen zu optimieren.
Eine andere Abwandlung der Form der Vertiefungen ist von Steifel im US-Patent Nummer 5,890,975 für einen Golfball und ein Verfahren zum Ausbilden von Vertiefungen darauf dargelegt. Einige der Vertiefungen nach Steifel sind gestreckt, um einen elliptischen Querschnitt anstelle eines kreisförmigen Querschnitts zu haben. Die gestreckten Vertiefungen ermöglichen es, die Umfangsoberfläche zu vergrößern. Bei dem Geschmacksmuster nach Steifel, US-Patent Nummer 406,623, sind alle Vertiefungen gestreckt.
Eine Abwandlung dieses Leitmotivs wird von Moriyama et al. dargelegt, US-Patent Nummer 5,722,903 für einen Golfball, welcher einen Golfball mit traditionellen Vertiefungen und ovalförmigen Vertiefungen offenbart.
Ein weiteres Beispiel eines nichttraditionellen Golfballs wird von Shaw et al. dargelegt, US-Patent Nummer 4,722,529 für Golfbälle, welcher einen Golfball mit Vertiefungen und 30 kahlen Stellen in Form einer Hantel zur Verbesserungen der Aerodynamik offenbart.
Ein weiteres Beispiel eines nichttraditionellen Golfballs ist Cadorniga, US-Patent Nummer 5,470,076 für einen Golfball, welcher offenbart, dass jede einer Mehrzahl von Vertiefungen eine zusätzliche Aussparung aufweist. Es wird geglaubt, dass die großen und kleinen Aussparungsvertiefungen nach Cadorniga einen kleineren Nachlauf der Luft während des Flugs des Golfballs erzeugen.
Oka et al., US-Patent 5,143,377 für einen Golfball, offenbart kreisförmige und nichtkreisförmige Vertiefungen. Die nichtkreisförmigen Vertiefungen sind Rechtecke, regelmäßige Achtecke, regelmäßige Sechsecke und machen wenigstens vierzig Prozent der 332 Vertiefungen auf dem Golfball nach Oka aus. Diese nichtkreisförmigen Vertiefungen nach Oka haben eine zweifache Neigung, die die Luft von dem Umfang weg beschleunigt, um die Luft turbulent zu machen.
Machin, US-Patent Nummer 5,377,989 für Golfbälle mit iso-diametrischen Vertiefungen, offenbart einen Golfball, der Vertiefungen mit einer ungeraden Zahl von gekrümmten Seiten und bogenförmigen Abschnitten aufweist, um den Widerstand des Golfballs während des Flugs zu reduzieren.
Lavallee et al., US-Patent Nummer 5,356,150, offenbart einen Golfball mit überlappenden gestreckten Vertiefungen, um einen maximalen Vertiefungsumfang auf der Oberfläche des Golfballs zu erzielen.
Oka et al., US-Patent Nummer 5,338,039, offenbart einen Golfball, bei dem wenigstens 40% seiner Vertiefungen eine vieleckige Form aufweisen. Die Formen des Oka-Golfballs sind fünfeckig, sechseckig und achteckig.
Obwohl der Stand der Technik zahlreiche Abwandlungen für die Oberfläche eines Golfballs dargelegt hat, ist ein Bedarf für einen Golfball mit einer Oberfläche vorhanden, die das Volumen minimiert, die zum Umschlagen der Grenzschicht der Luft bei niedrigen Geschwindigkeiten gebraucht wird, während ein geringes Luftwiderstandsniveau bei hohen Geschwindigkeiten vorgesehen ist.
Der Golfball der vorliegenden Erfindung ist durch die Merkmale aus dem charakterisierenden Abschnitt von Anspruch 1 gekennzeichnet.
Die vorliegende Erfindung ist geeignet einen Golfball bereitzustellen, der die Bedingungen der USGA erfüllt und einen minimalen Steg-Bereich zum Umschlagen der Grenzschicht der Luft vorsieht, die den Golfball während des Flugs umgibt, um die erforderliche Turbulenz für eine größere Distanz zu erzeugen. Die vorliegende Erfindung ist geeignet, dies durch Bereitstellen eines Golfballs mit einer äußeren Kugel, die durch eine Gitterstruktur definiert ist, und einer inneren Kugel, wie in Anspruch 1 beansprucht, zu erfüllen.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Golfball mit einer inneren Kugel, die eine Oberfläche und eine Mehrzahl von Gitterelementen hat, die eine äußere Kugel definieren. Jedes der Gitterelemente hat eine Querschnittskontur mit einem Scheitel bei der größten Erstreckung ab dem Mittelpunkt des Golfballs, welcher die äußere Kugel definiert. Die Mehrzahl der Gitterelemente sind miteinander verbunden, um ein vorgegebenes Muster auf dem Golfball auszubilden.
Die Mehrzahl der Gitterelemente auf dem Golfball kann zwischen 20% bis 80% des Golfballs überdecken. Der Scheitel jedes der Mehrzahl von Gitterelementen hat eine Breite kleiner als 2,5 × 10–6 cm (0,00001 inch), was einen minimalen Steg-Bereich der äußeren Kugel ergibt. Der Durchmesser der inneren Kugel kann wenigstens 4,24 cm (1,64 inch) sein, und der Scheitel jedes der Mehrzahl von Gitterelementen kann eine Distanz von wenigstens 0,0127 cm (0,005 inch) ab dem unteren Ende des Gitterelements haben, was einen Durchmesser der äußeren Kugel von wenigstens 4,27 cm (1,68 inch) ergibt. Der Golfball kann außerdem eine Mehrzahl von glatten Abschnitten auf der inneren Kugeloberfläche aufweisen, wobei die Mehrzahl der glatten Abschnitte und die Mehrzahl der Gitterelemente den gesamten Golfball abdecken.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Äquatoransicht eines Golfballs der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Polaransicht des Golfballs aus 1.
3 ist eine Vergrößerung eines Bereichs aus 1.
4 ist eine Vergrößerung eines Bereiches aus 3.
4A ist eine Querschnittsansicht der Oberfläche des Golfballs der vorliegenden Erfindung, die eine äußere Kugel darstellt, die auch als Phantomkugel bezeichnet wird.
5 und 6 sind Querschnittsansichten von Gitterelementen von Golfbällen, die nicht der vorliegenden Erfindung entsprechen.
6A ist eine Draufsicht aus 6, um die Breite des Scheitels von jedem der Gitterelemente darzustellen.
7 ist eine isolierte Querschnittsansicht einer Ausführungsform von Gitterelementen des Golfballs der vorliegenden Erfindung.
8 ist eine Querschnittsansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Gitterelemente des Golfballs der vorliegenden Erfindung.
9 ist eine Vorderansicht der bevorzugten Ausführungsform des Golfballs der vorliegenden Erfindung, die die wechselnde Trennlinie darstellt.
9A ist eine Perspektivansicht des Golfballs aus 9.
9B ist eine Polaransicht des Golfballs aus 9.
9C ist eine identische Ansicht aus 9, die die Fünfeck-Gruppierung der Sechsecke darstellt.
10 ist ein Diagramm des Auftriebsbeiwerts über der Reynolds-Zahl für herkömmliche Golfbälle.
11 ist ein Diagramm des Widerstandsbeiwerts über der Reynolds-Zahl für herkömmliche Golfbälle.
12 ist ein Diagramm des Auftriebsbeiwerts über der Reynolds-Zahl für den Golfball der vorliegenden Erfindung für vier verschiedene Rückwärtsdralle.
13 ist ein Diagramm des Widerstandsbeiwerts über der Reynolds-Zahl für den Golfball der vorliegenden Erfindung für vier verschiedene Rückwärtsdralle.
14 ist eine vergrößerte Ansicht der Oberfläche eines Golfballs der vorliegenden Erfindung, um das Minimal-Volumen-Merkmal der vorliegenden Erfindung zu demonstrieren.
15 ist eine vergrößerte Ansicht der Oberfläche eines Golfballs des Standes der Technik zum Vergleich zu dem Minimal-Volumen-Merkmal der vorliegenden Erfindung.
16 ist ein Diagramm des Minimal-Volumens.
Beste Art(en) zum Durchführen der Erfindung
Wie in 1–4 gezeigt ist, wird ein Golfball im Allgemeinen mit 20 gekennzeichnet. Der Golfball kann ein zweiteiliger, dreiteiliger Golfball oder ein mehrschichtiger Golfball sein. Außerdem kann der dreiteilige Golfball eine gewickelte Schicht oder eine massive Begrenzungsschicht haben. Zusätzlich kann der Kern des Golfballs 20 massiv, hohl oder mit einem Fluid, wie beispielsweise einem Gas oder einer Flüssigkeit, gefüllt sein. Die Hülle des Golfballs 20 kann irgendein geeignetes Material sein. Eine bevorzugte Hülle besteht aus einem wärmegehärteten Polyurethanmaterial. Jedoch wird der Fachmann erkennen, dass andere Hüllenmaterialien verwendet werden können. Der Golfball kann eine Oberfläche aus einem Grundlack und/oder Decklack aufweisen.
Der Golfball 20 hat eine innere Kugel 21 mit einer inneren Kugeloberfläche 22. Der Golfball 20 hat außerdem einen Äquator 24, der den Golfball 20 in eine erste Halbkugel 26 und eine zweite Halbkugel 28 teilt. Ein erster Pol 30 befindet sich 90° entlang eines längslaufenden Bogens ab dem Äquator 24 in der ersten Halbkugel 26. Ein zweiter Pol 32 befindet sich 90° entlang eines längslaufenden Bogens ab dem Äquator 24 in der zweiten Halbkugel 28.
Abwärts gehend in Richtung der Oberfläche 22 der inneren Kugel 21 ist eine Mehrzahl von Gitterelementen 40 angeordnet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Gitterelemente 40 röhrenförmig. Allerdings wird der Fachmann erkennen, dass die Gitterelemente 40 andersähnliche Formen haben können. Die Gitterelemente sind miteinander verbunden, um eine Gitterstruktur 42 auf dem Golfball 20 auszubilden. Die miteinander verbundenen Gitterelemente 40 bilden eine Mehrzahl von Vielecken, die getrennte Bereiche auf der Oberfläche 22 der inneren Kugel 21 umschließen. Die meisten dieser getrennten Begrenzungsbereiche 44 sind sechseckig geformte Begrenzungsbereiche 44a mit wenigen fünfeckig geformten Begrenzungsbereichen 44b, wenigen achteckig geformten Begrenzungsbereichen 44c und wenigen quadratisch geformten Begrenzungsbereichen 44d. In der Ausführungsform von 1–4 sind 380 Vielecke. In der bevorzugten Ausführungsform ist jedes der Mehrzahl der Gitterelemente 40 mit wenigstens einem anderen Gitterelement 40 verbunden. Jedes der Gitterelemente 40 trifft wenigstens zwei weitere Gitterelemente 40 an einem Eckpunkt 46. Die meisten der Eckpunkte 46 entsprechen der Deckungsgleichheit von drei Gitterelementen 40. Jedoch entsprechen einige Eckpunkte 46a der Deckungsgleichheit von vier Gitterelementen 40. Diese Eckpunkte 46a sind an dem Äquator 24 des Golfballs 20 angeordnet. Die Länge jedes Gitterelementes 40 reicht von 0,0127 cm bis 0,0254 cm (0,005 inch bis 0,01 inch), wodurch eine äußere Kugel mit wenigstens 4,27 cm (1,68 inch) definiert ist.
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat den Steg-Bereich des resultierenden Golfballs auf nahezu Null reduziert, da nur eine Linie jedes der Mehrzahl von Gitterelementen 40 in einer kugelförmigen Ebene bei 4,27 cm (1,68 inch) der äußeren Kugel ist. Insbesondere ist der Steg-Bereich traditioneller Golfbälle der Bereich, der eine Kugel von wenigstens 4,27 cm (1,68 inch) für USGA und R&A konforme Golfbälle ausbildet. Dieser Steg-Bereich wird traditionell mit Vertiefungen minimiert, die konkav in der Fläche der Kugel des traditionellen Golfballs sind, was einen Steg-Bereich auf einer nichtvertieften Oberfläche des Golfballs ergibt. Jedoch hat der Golfball 20 der vorliegenden Erfindung nur eine Linie an einem Scheitel 50 jedes Gitterelements 40, der den Steg-Bereich der äußeren Kugel des Golfballs 20 definiert.
Traditionelle Golfbälle wurden konstruiert, um Vertiefungen zu haben, welche die Grenzschicht auf der Oberfläche eines Golfballs im Flug „umschlägt", um eine turbulente Strömung für einen größeren Auftrieb und reduzierten Widerstand zu erzeugen. Der Golfball 20 der vorliegenden Erfindung hat eine Gitterstruktur 42, um die Grenzschicht der Luft über der Oberfläche des Golfballs 20 im Flug umzuschlagen.
Wie in 4A durch die gestrichelte Linie 45 gezeigt ist, schließen 4,27 cm (1,68 inch) der äußeren Kugel die Gitterelemente 40 und die innere Kugel 21 ein. Das Volumen der Gitterstruktur 42, gemessen ab dem unteren Teil jedes Gitterelementes bis zum Scheitel 50, ist eine minimale Menge des Volumens zwischen der 4,27 cm (1,68 inch) äußeren Kugel und der inneren Kugel 21. Bei der bevorzugten Ausführungsform liegt der Scheitel 50 auf der 4,27 cm (1,68 inch) äußeren Kugel. Demnach liegen 90 Prozent, und genauer bis zu 95 Prozent, des Gesamtvolumens des Golfballs 20 unterhalb der 4,27 cm (1,68 inch) äußeren Kugel.
Wie in 5 und 6 gezeigt ist, wird die Distanz h und h' des Gitterelements 40 ab dem unteren Ende jedes Gitterelements 40 bis zu einem Scheitel 50 variieren, um für den Golfball das 4,27 cm (1,68 inch) Erfordernis zu treffen oder zu übertreffen. Wenn zum Beispiel der Durchmesser der inneren Kugel 21 4,23 cm (1,66 inch) ist, dann ist die Distanz h des Gitterelements 40 in 5 0,178 cm (0,007 inch), da das Gitterelement 40 auf einer Halbkugel 26 mit einem korrespondierenden Vorsprung 40 auf der zweiten Halbkugel 28 zusammengefasst wird, um das 4,27 cm (1,68 inch) Durchmessererfordernis für die äußere Kugel zu erzielen. In einer bevorzugten Ausführungsform hat dann, wenn Gitterelemente 40 mit einer größeren Distanz h' erwünscht sind, wie beispielsweise in 6, die innere Kugel 21 einen geringeren Durchmesser. Demnach ist der Durchmesser der inneren Kugel 21 aus 6 4,22 cm (1,662 inch), während die Distanz h' der Gitterelemente 40 0,023 cm (0,009 inch) ist, wodurch sich eine äußere Kugel mit einem Durchmesser von 4,27 cm (1,68 inch) ergibt. Wie in 6A gezeigt ist, ist die Breite der Scheitel 50 minimal, da der Scheitel entlang eines Bogens von einem Gitterelement 40 liegt. In der Theorie sollte die Breite jedes Scheitels 50 die Breite einer Linie erreichen. In der Praxis wird die Breite jedes Scheitels 50 von jedem Gitterelement 40 durch die Genauigkeit des Formkörpers bestimmt, der verwendet wird, um den Golfball 20 herzustellen. Die Genauigkeit des Formkörpers selbst wird durch die Vorlage bestimmt, die verwendet wird, um den Formkörper auszubilden. In der Praxis reicht die Breite jedes Scheitels 50 von 2,54 × 10^–4 cm bis 2,54 × 10^–3 cm (0,0001 inch bis 0,001 inch).
Obgleich der Querschnitt der in 5 und 6 gezeigten Gitterelemente 40 kreisförmig ist, ist ein bevorzugter Querschnitt jedes der Mehrzahl der Gitterelemente 40 in 7 und 8 gezeigt. Bei einem solchen bevorzugten Querschnitt hat das Gitterelement 40 einen Umriss 52, der einen ersten konkaven Abschnitt 54, einen konvexen Abschnitt 56 und einen zweiten konkaven Abschnitt 58 aufweist. Der Radius R₂ des konvexen Abschnitts 56 jedes Gitterelements 40 liegt vorzugsweise in dem Bereich von 6,99 × 10^–2 bis 8,89 × 10^–2 cm (0,0275 inch bis 0,0350 inch). Der Radius R₁ des ersten und des zweiten konkaven Abschnitts 54 und 58 liegt vorzugsweise in dem Bereich von 0,381 cm bis 0,508 cm (0,150 inch bis 0,200 inch) und ist besonders bevorzugt 0,45 cm (0,175 inch). R_Ball ist der Radius der inneren Kugel, welcher vorzugsweise 2,11 cm (0,831 inch) ist. R_∞ ist der Radius der äußeren Kugel, welcher vorzugsweise 4,27 cm (1,68 inch) ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 9, 9A, 9B und 9C dargestellt. In dieser Ausführungsform hat der Golfball 20 eine Trennlinie 100, die zu den Umrissen der Vielecke korrespondiert, die durch die Mehrzahl der Gitterelemente 40 um den Äquator 24 herum definiert sind. Demnach verläuft die Trennlinie 100 abwechselnd entlang der unteren Hälfte von einem Sechseck und der oberen Hälfte von einem benachbarten Sechseck, wenn die Vielecke eine sechseckige Gestalt haben. Ein solcher Golfball 20 wird unter Verwendung eines Formkörpers hergestellt, wie er beispielsweise in der mitanhängigen US-Patentanmeldung Nr. 09/442,845 offenbart ist, die am 18. November 1999 mit dem Titel Mold For A Golf Ball angemeldet wurde. Die bevorzugte Ausführungsform ermöglicht eine größere Einheitlichkeit der Vielecke. In der Ausführungsform von 9, 9A, 9B und 9C gibt es 332 Vielecke, wobei 12 von diesen Vielecken Fünfecke und die übrigen Sechsecke sind.
Wie in 9 gezeigt ist, hat jede Halbkugel 26 und 28 angrenzend an die Trennlinie 100 zwei Reihen von Sechsecken 70, 72, 74 und 76. Der Pol 30 der ersten Halbkugel 26 wird von einem Fünfeck 44b umschlossen, wie in 9B gezeigt ist. Das Fünfeck 44b um den Pol 30 wird durch die sich immer vergrößernden Kugel-Fünfeck-Gruppen von Sechsecken 80, 82, 84, 86 und 88 umgeben. Eine Fünfeck-Gruppe 90 hat an jeder entsprechenden Basis Fünfecke 44b mit dazwischenliegenden Sechsecken 44a. Die Fünfeck-Gruppen 80, 82, 84, 86, 88 und 90 gehen in die vier benachbarten Reihen 70, 72, 74 und 76 über. Die bevorzugte Ausführungsform hat nur Sechsecke 44a und Fünfecke 44b.
10 und 11 stellen den Auftrieb und Widerstand traditioneller Golfbälle bei einem Rückwärtsdrall von 2000 U/min bzw. 3000 U/min dar. 12 und 13 stellen den Auftrieb und Widerstand der vorliegenden Erfindung für vier verschiedene Rückwärtsdralle dar. Die Kraft, die auf einen Golfball im Flug einwirkt, wird durch die folgende Flugbahn-Gleichung berechnet: F = FL + FD + G (A)wobei F die Kraft ist, die auf einen Golfball wirkt, F_L der Auftrieb ist, F_D der Widerstand ist, und G die Erdanziehung ist. Der Auftrieb und der Widerstand in Gleichung A werden durch die folgenden Gleichungen berechnet: FL = 0,5CLAρν2 (B) FD = 0,5CDAρν2 (C)wobei C_L der Auftriebsbeiwert ist, C_D der Widerstandsbeiwert ist, A die maximale Querschnittsfläche des Golfballs ist, ρ die Dichte der Luft ist, und ν die Fluggeschwindigkeit des Golfballs ist.
Der Widerstandsbeiwert C_D und der Auftriebsbeiwert C_L können unter Verwendung der folgenden Gleichungen berechnet werden: CD = 2FD/Aρν2 (D) CL = 2FL/Aρν2 (E)
Die Reynolds-Zahl R ist eine dimensionslose Kenngröße, die das Verhältnis der Trägheitskräfte zu viskosen Kräften quantifiziert, die auf einen Gegenstand wirken, der sich in einem Fluid bewegt. Eine turbulente Strömung für einen Golfball mit Vertiefungen tritt ein, wenn R größer als 40000 ist. Falls R kleiner als 40000 ist, kann die Strömung laminar sein. Die turbulente Luftströmung um einen mit Vertiefungen versehenen Golfball im Flug ermöglicht es dem Golfball, weiter zu fliegen als ein glatter Golfball.
Die Reynolds-Zahl R wird durch die folgende Gleichung berechnet: R = νDρ/μ (F)wobei ν die mittlere Geschwindigkeit des Golfballs ist, D der Durchmesser des Golfballs (üblicherweise 4,27 cm (1,68 inch)) ist, ρ die Dichte von Luft (1,227 kg/m³ (0,00238 slugs/ft³) bei Standardatmosphärenbedingungen) ist, und μ die absolute Viskosität von Luft (1,826 kgs/m² (3,74 × 10^–7 lb × sec/ft²) bei Standardatmosphärenbedingungen) ist. Eine Reynolds-Zahl R von 180000 für einen Golfball mit einem USGA zugelassenen Durchmesser von 4,27 cm (1,68 inch) bei Standardatmosphärenbedingungen stimmt in etwa mit einem Golfballabschlag vom Tee mit 61 m/s (200 ft/s oder 136 mph) überein, welches der Zeitpunkt während des Flugs eines Golfballs ist, in dem der Golfball seine höchste Geschwindigkeit erreicht. Eine Reynolds-Zahl R von 70000 für einen Golfball mit einem USGA zugelassenen Durchmesser von 4,27 cm (1,68 inch) bei Standardatmosphärenbedingungen stimmt in etwa mit einem Golfball in seinem Scheitelpunkt seines Flugs mit 41 m/s (78 ft/s oder 53 mph) überein, welches der Zeitpunkt während des Fluges des Golfballs ist, in dem er mit der niedrigsten Geschwindigkeit fliegt. Die Erdanziehungskraft wird die Geschwindigkeit eines Golfballs erhöhen, nachdem er seinen Scheitelpunkt erreicht hat.
10 stellt den Auftriebsbeiwert von traditionellen Golfbällen dar, wie beispielsweise des Titleist TOUR PRESTIGE, des Maxfli REVOLUTION und des Maxfli HT URETHANE. 11 stellt den Widerstandsbeiwert von traditionellen Golfbällen dar, wie beispielsweise des Titleist PROFESSIONAL, des Titleist TOUR PRESTIGE, des Maxfli REVOLUTION und des Maxfli HT URETHANE.
Alle Golfbälle des Vergleichstests, einschließlich des Golfballs 20 der vorliegenden Erfindung, haben eine wärmegehärtete Polyurethanhülle. Der Golfball 20 der vorliegenden Erfindung wurde ausgebildet, wie es im US-Patent Nr. 6,117,024 dargelegt ist, das am 27. Juli 1999 für einen Golfball mit einer Polyurethanhülle angemeldet wurde. Jedoch wird der Fachmann erkennen, dass andere Materialien für die Ausbildung des Golfballs der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Die Aerodynamik der Gitterstruktur 42 der vorliegenden Erfindung stellt einen größeren Auftrieb mit einem reduzierten Widerstand bereit, wodurch sich ein Golfball 20 ergibt, der eine größere Wegstrecke als traditionelle Golfbälle gleicher Konstruktion zurücklegt.
Im Vergleich zu traditionellen Golfbällen ist der Golfball 20 der vorliegenden Erfindung der einzige, der einen geringeren Widerstandsbeiwert bei hohen Geschwindigkeiten und einen größeren Auftriebsbeiwert bei niedrigen Geschwindigkeiten vereint. Insbesondere hat, wie in 10 und 11 gezeigt ist, keiner der anderen Golfbälle einen Auftriebsbeiwert C_L größer als 0,18 bei einer Reynolds-Zahl von 70000 und einen Widerstandsbeiwert kleiner als 0,23 bei einer Reynolds-Zahl von 180000. Während beispielsweise der Titleist PROFESSIONAL einen C_L größer als 0,18 bei einer Reynolds-Zahl von 70000 hat, ist sein C_D größer als 0,23 bei einer Reynolds-Zahl von 180000. Während außerdem der Maxfli REVOLUTION einen Widerstandsbeiwert C_D größer als 0,23 bei einer Reynolds-Zahl von 180000 hat, ist sein C_L kleiner als 0,18 bei einer Reynolds-Zahl von 70000.
In diesem Zusammenhang beschränken die Golfregeln, die von der USGA und der R&A anerkannt sind, die Anfangsgeschwindigkeit eines Golfballs auf 76,2 m/s (250 Fuß pro Sekunde) (eine 2%-ige Maximaltoleranz erlaubt eine Anfangsgeschwindigkeit von 77,7 m/s (255 Fuß pro Sekunde)) und die Gesamtdistanz auf 256 m (280 yards) plus einer 6%-igen Toleranz für eine Gesamtdistanz von 2,7 × 10⁴ cm (296,8 yards) (die 6%-ige Toleranz kann auf 4% verringert werden). Eine komplette Beschreibung der Golfregeln ist auf der Website der USGA www.USGA.org oder bei der R&A Website bei www.randa.org erhältlich. Demnach dürfen eine Anfangsgeschwindigkeit und eine Gesamtdistanz eines Golfballs diese Grenzwerte nicht überschreiten, um die Golfregeln zu erfüllen. Folglich sollte der Golfball 20 ein Vertiefungsmuster haben, welches dem Golfball 20 ermöglicht, diese Grenzwerte zu erfüllen und nicht zu überschreiten.
14 ist eine vergrößerte Ansicht der Oberfläche des Golfballs 20 der vorliegenden Erfindung, um das Minimal-Volumen des Golfballs 20 für eine vorbestimmte Distanz von der größten Erstreckung der äußeren Kugel des Golfballs 20 zu demonstrieren. Insbesondere entspricht die größte Erstreckung einer Ausführungsform des Golfballs 20 den Scheitelpunkten 50 der Gitterelemente 40, welche auf einer kugelförmigen Oberfläche liegen (gezeigt als gestrichelte Linie 45), welche einen 4,27 cm (1,682 inch) Durchmesser der äußeren Kugel hat. Jene Fachleute werden erkennen, dass andere Ausführungsformen Scheitelpunkte 50 haben können, die auf einer kugelförmigen Oberfläche bei 4,32 cm, 4,37 cm, 4,17 cm, 4,06 cm (1,07 inch, 1,72 inch, 1,64 inch, 1,60 inch) oder andere Variationen des Durchmessers für die größte Erstreckung des Golfballs 20 haben können. Nachdem die größte Erstreckung des Golfballs 20 definiert ist, hat die vorliegende Erfindung ein Minimal-Volumen ab dieser größten Erstreckung in Richtung der inneren Kugel 22. Beispielsweise stellt die gestrichelte Linie 130 eine kugelförmige Oberfläche dar, die jedes Gitterelement 40 bei einer Distanz von 5,1 × 10^–3 cm (0,002 inch) (bei einem Radius von 2,13 cm (0,839 inch von dem Mittelpunkt) ab dem größten Umfang des Golfballs 20 schneidet. Das Volumen des Golfballs 20 der vorliegenden Erfindung zwischen dem größten Umfang der kugelförmigen Oberfläche 45 und der kugelförmigen Oberfläche 130 beträgt nur 0,01333 cm³ (0,0008134 Kubik inch). Anders gesagt haben die äußersten 5,1 × 10^–3 cm (0,002 inch) (zwischen einem Radius von 2,14 und 2,13 cm (0,841 und 0,839 inch)) des Golfballs 20 ein Volumen von 0,01333 cm³ (0,0008134 Kubik inch).
15 stellt die Oberfläche eines Golfballs 140 des Standes der Technik dar, welcher traditionelle Vertiefungen 142 hat, welche einen Steg-Bereich 144 umschließen. Der Steg-Bereich 144 stellt die größte Erstreckung des Golfballs 140 des Standes der Technik dar. Zum Vergleich mit dem Golfball 20 der vorliegenden Erfindung ist das Volumen des Golfballs 140 des Standes der Technik zwischen der größten Erstreckung 144 und der kugelförmigen Oberflächen 130 0,035 ml (0,00213 Kubik inch). Die kugelförmigen Oberflächen 132, 134 und 136 des Golfballs 20 der vorliegenden Erfindung bei 0,012 cm, 0,015 cm und 0,020 cm (0,004 inch, 0,006 inch und 0,008 inch) haben Volumina von 0,0378 ml, 0,06909 ml und 0,107178 ml (0,0023074 Kubik inch, 0,0042169 Kubik inch und 0,0065404 Kubik inch). Die kugelförmigen Oberflächen 132', 134' und 136' des Golfballs 140 des Standes der Technik 140 haben bei 0,012 cm, 0,015 cm und 0,020 cm (0,004 inch, 0,006 inch und 0,008 inch) Volumina von 0,081607 ml, 0,137815 ml und 0,20287 ml (0,00498 Kubik inch, 0,00841 Kubik inch und 0,01238 Kubik inch).
Demnach wird, wie ferner in 16 und Tabelle 1 nachstehend gezeigt ist, der Golfball 20 der vorliegenden Erfindung ein Minimal-Volumen bei einer vorgegebenen Distanz ab der größten Erstreckung des Golfballs 20 haben. Dieses Minimal-Volumen ist eine Minimal-Menge, die notwendig ist, um die Grenzschicht bei niedrigen Geschwindigkeiten umzuschlagen, während ein niedriges Widerstandsniveau bei hohen Geschwindigkeiten bereitgestellt ist. Die erste Spalte von Tabelle 1 zeigt die Distanz ab dem äußersten Punkt des Golfballs 20, welcher der Scheitelpunkt 50 von jedem Gitterelement 40 ist. Die zweite Spalte ist das Einzelvolumen von jedem der 830 Gitterelemente 40 bei dieser Distanz einwärts von dem äußersten Punkt. Die dritte Spalte ist das Gesamtvolumen der kugelförmigen Fläche bei jedem Abstand einwärts von dem äußersten Punkt. Tabelle 2 enthält ähnliche Informationen für einen Golfball 140 des Standes der Technik.
Tabelle 1 (1 inch = 2,54 cm)
Tabelle 2 (1 inch = 2,54 cm)

Claims

Golfball (20), der eine innere Kugel (21) mit einer Oberfläche (22) hat, wobei die innere Kugel (21) einen Durchmesser hat, der von 4,06 Zentimeter (1,60 inch) bis 4,32 Zentimeter (1,70 inch) reicht, wobei der Golfball dadurch gekennzeichnet ist, dass sich eine Mehrzahl miteinander verbundener Gitterelemente (40) von der Oberfläche (22) der inneren Kugel (21) erstrecken, wobei jedes der Mehrzahl miteinander verbundener Gitterelemente (40) einen ersten konkaven Abschnitt (54) hat, welcher in einen konvexen Abschnitt (56) übergeht, welcher dann in einen zweiten konkaven Abschnitt (58) übergeht, wobei der konvexe Abschnitt (56) einen Scheitel (50) hat, welcher sich vom unteren Ende des Gitterelements (40) um eine Distanz von 0,0127 Zentimetern (0,005inch) bis 0,0254 Zentimetern (0,010 inch) erstreckt, wobei der Scheitel (50) jedes der Mehrzahl miteinander verbundener Gitterelemente (40) die größte Erstreckung des Golfballs (20) ist.
Golfball (20) gemäß Anspruch 1, wobei der erste konkave Abschnitt (54) und der zweite konkave Abschnitt (58) jeweils einen Krümmungsradius haben, der von 0,38 Zentimeter bis 0,51 Zentimeter (0,150 inch bis 0,200 inch) reicht, und wobei der konvexe Abschnitt (56) einen Krümmungsradius hat, der von 0,07 Zentimeter bis 0,09 Zentimeter (0,0275 inch bis 0,0350 inch) reicht.
Golfball (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Golfball (20) eine Hülle hat, die aus einem wärmegehärteten Polyurethan-Material besteht.
Golfball (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Volumen der äußersten 0,005 Zentimeter (0,002 inch) des Golfballs (20) kleiner als 0,01333 Kubikzentimeter (0,0008134 inch³) ist.
Golfball (20) gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Volumen der äußersten 0,0102 Zentimeter (0,004 inch) des Golfballs (20) kleiner als 0,03781 Kubikzentimeter (0,0023074 inch³) ist.
Golfball (20) gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Volumen der äußersten 0,0152 Zentimeter (0,006 inch) des Golfballs (20) kleiner als 0,06909 Kubikzentimeter (0,0042164 inch³) ist.
Golfball (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Golfball (20) ein dreiteiliger Golfball ist, der einen massiven Kern, einen hohlen Kern oder einen fluiden Kern hat.
Golfball (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Golfball (20) einen Auftriebsbeiwert größer als 0,18 bei einer Reynolds-Zahl von 70000 und 2000 Rotationen pro Minute und einen Widerstandsbeiwert kleiner als 0,23 bei einer Reynolds-Zahl von 180000 und 3000 Rotationen pro Minute hat.
Golfball (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mehrzahl miteinander verbundener Gitterelemente (40) eine Mehrzahl von Polygonen auf dem Golfball ausbilden.
Golfball (20) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Oberfläche des Golfballs (20) von der Mehrzahl miteinander verbundener Gitterelemente (40) und von der Oberfläche (22) der inneren Kugel (21) vollständig definiert ist.