Zwei Millimeter können Welten bedeuten: Im Jahr 2000 hat der Internationale Tischtennisverband ITTF beschlossen, den Durchmesser der Bälle von 38 mm auf 40 mm anzuheben. Ziel war es, das Spiel zu verlangsamen und die Rotation der Bälle zu verringern. Schließlich fliegt die Kunststoffkugel mit über 120 km/h auf den rund drei Metern zwischen den beiden Spielern hin und her und rotiert dabei mit bis zu 180 Umdrehungen in der Sekunde.
Dr. Joachim Kuhn, seit 1997 als Mitglied des ITTF-Materialkomitees zuständig für die Beschaffenheit und Eigenschaften der Wettkampfbälle, erläutert: „Die Größenänderung hat die Geschwindigkeit um fünf bis zehn Prozent reduziert. Außerdem wurde die Rotation, der so genannte Spin, verringert. Beides zusammen führt zu weniger Spielfehlern und damit zu längeren Ballwechseln. Außerdem kann das Auge dem etwas langsameren Ball leichter folgen. Insgesamt wurde so das Spiel für die Zuschauer deutlich attraktiver.“
Weltweit gibt es rund 70 Produktserien, die das für Wettkampfbälle erforderliche ITTF-Logo tragen. Hergestellt werden die Bälle zu fast hundert Prozent in asiatischen Ländern wie Japan, China oder Korea. Als „Herr der Bälle“ muss Kuhn sicherstellen, dass all diese Produzenten kontinuierlich die in den Verbandsnormen geforderten Ball-Qualitäten einhalten.
Langjährige Erfahrung in der Qualitätssicherung
Die Suche nach einer kompetenten, unabhängigen Institution für die Tests und Kontrollen führte den Würzburger Physiker im Jahr 1999 in seine Heimatstadt zum Süddeutschen Kunststoff-Zentrum (SKZ). Das unter der Leitung von Dr.-Ing. Martin Bastian stehende SKZ verfügt über eine hervorragende Expertise und langjährige Erfahrung: seit über 40 Jahren prüft das Zentrum Kunststoffprodukte und unterstützt die Industrie bei der Qualitätssicherung ihrer Erzeugnisse. Im September des Jahres 2005 hat das Institut ein neues Technologie-Zentrum am Friedrich-Bergius-Ring im Gewerbegebiet Würzburg-Ost eingeweiht. Der weitläufige Gebäudekomplex – so groß wie 66 Einfamilienhäuser – bündelt alle Prüf- und Forschungseinrichtungen des SKZ.
In einem der topmodernen Labors stehen seit dem Jahr 1999 auch Tischtennisbälle auf den Prüfstand. Zuständig für die vielfältigen Tests ist Josef Barth. Kontrollen von Sportgeräten sind das Spezialgebiet des erfahrenen Werkstoffprüfers – zum Beispiel das Durchbiegeverhalten und die Dämpfungseigenschaften von Sporthallenbelägen.
24 Bälle pro Produktserie im Test
Im Bereich Tischtennis sind seine „Prüflinge“ jeweils 24 Bälle aus einer Produktserie. Diese werden von ITTF-Kontaktpersonen irgendwo auf der Welt stichprobenartig eingekauft und nach Würzburg geschickt. Jede Serie wird etwa alle zwei Jahre getestet.
Gleich zu Beginn der Test, bevor zu viele Fingerabdrücke und Verunreinigungen die Messungen beeinträchtigen können, bestimmt Josef Barth mit einem Spektralfotometer den Farbwert der weißen oder orange-gelben Bälle. Anschließend werden sie aufs Tausendstel Gramm genau gewogen. Der Wettkampfstandard lässt ein Gewicht zwischen 2,67 und 2,77 Gramm zu.
Geradeaus rollen nicht banal
Test Nummer drei bestimmt das Rollverhalten. Hierbei wird geprüft, ob ein Ball auch wirklich geradeaus rollt. Keine Selbstverständlichkeit, weiß Josef Barth: „Tischtennisbälle werden aus zwei Hälften zusammengesetzt. Wenn die beiden Hälften unterschiedlich schwer sind oder die Schweißnaht am ‚Äquator’ des Balls nicht gleichmäßig gearbeitet ist, weicht er beim Rollen von der Geraden ab.“ Um diese Abweichung standardisiert zu ermitteln, lässt der Werkstoffprüfer die Bälle von einer schiefen Ebene mittig auf eine Platte rollen. Auf dieser Fläche ist eine Mittellinie aufgezeichnet, die beidseitig im Abstand von jeweils 17,5 cm von zwei Begrenzungslinien begleitet wird. Um die Norm zu erfüllen, dürfen nur zwei von 24 Bällen einer Produktserie auf einer Weglänge von 100 cm aus diesem Korridor hinausrollen. „Ab dem Dritten gilt die Serie als durchgefallen,“ sagt Barth entschieden. „Der Roll-Test war schon für einige Serien ein Knackpunkt.“
Wie hoch springt der Ball?
Tüftlergeschick war bei der Ermittlung der Sprunghöhe der Bälle gefragt. Laut ITTF-Vorschrift muss ein Wettkampfball nach einem Fall aus 305 mm Höhe auf eine Stahlplatte 24 bis 26 cm hoch zurückspringen. Barth: „Mit bloßem Auge ist die genaue Sprunghöhe nicht zu erkennen, das geht zu schnell.“ Die Auswertung einer Zeitlupen-Videoaufnahme wäre zwar theoretisch möglich, ist aber zu zeitaufwändig. Die Lösung war der Einsatz einer Digitalkamera mit einer halben Sekunde Belichtungszeit. Der Ball springt vor einer Millimeter-Skala auf, seine Flugbahn wird von der Kamera als weißer Schemen registriert. Am höchsten Punkt verharrt der Ball einen Sekundenbruchteil, so dass er hier klar abgebildet wird. So kann seine Sprunghöhe auf den Millimeter genau erkannt werden.
Ist rund auch wirklich rund?
Bei der nächsten Prüfung stellt Josef Barth fest, ob der Ball auch tatsächlich perfekt rund ist, also an allen Stellen den gleichen Durchmesser hat. Kalibriert wird das Messgerät vor der Messung mit einem „Urmaß“, einer Stahlkugel, die auf den Tausendstel Millimeter genau einen Durchmesser von 40 mm hat. Bei der anschließenden Messung rotiert der Ball im Messgerät. Während einer Umdrehung führen die auf dem Ball aufliegenden Messköpfe 200 Messungen durch. So wird nacheinander in mehreren Ebenen festgestellt, ob sich der Balldurchmesser überall in der Toleranz zwischen 39,5 mm und 40,5 mm befindet.
Beim abschließenden „Hardness“-Test setzt der SKZ-Prüfer die Bälle unter Druck. Unter einer Belastung von fünf Kilogramm darf sich die Kunststoffkugel nur im Bereich zwischen 0,71 und 0,84 mm verformen, egal, ob an der Schweißnaht oder an den „Polen“ des Balls.
Insgesamt braucht Josef Barth für alle Tests an den 24 Bällen einer Serie etwa eine halbe Stunde.
Sauber dokumentiert und nachvollziehbar
Die Ergebnisse der Tests werden zu einem vierseitigen Bericht zusammengefasst, den der ITTF-Materialbeauftragte Joachim Kuhn den Herstellern zuschickt. Fällt eine Serie durch, haben die Firmen Gelegenheit, eine Nachprüfung durchführen zu lassen. Kuhn: „Die ITTF-Zulassung ist für die Hersteller natürlich ein entscheidender Wirtschaftsfaktor. Solange die Testergebnisse den Normen entsprechen, ist alles in Ordnung. Sobald aber eine Serie durchfällt und der Verlust des ITTF-Siegels droht, stehen die Firmen hier in Würzburg auf der Matte. Deshalb bin ich froh, mit dem SKZ einen Partner zur Seite zu haben, dessen Testergebnisse hieb- und stichfest, sauber dokumentiert sowie jederzeit nachvollziehbar sind.“