Layout – Teil 1 – Grundverständnis

Die Geschichte des Bohrlayouts in einem Bowlingball ist eine Geschichte voller Missverständnisse.
Im USBC-Regelwerk (Equipment Specifications Manual) sind alle physikalischen Grenzen für den Aufbau eines Bowlingballes festgelegt. Daran halten sich nicht nur die Bowlingverbände aller Länder, sondern natürlich auch die Hersteller von Bowlingbällen. Entspricht ein Bowlingball nicht den Kriterien der USBC, darf dieser nicht in einem offiziellen Wettbewerb benutzt werden. Dabei gibt es Richtlinien für die Hersteller, also wie der Ball aufgebaut sein darf bevor Löcher hineingebohrt werden und Richtlinien für den Ball nachdem Löcher hineingebohrt wurden.

Die Gewichtsverteilung
Nachdem Löcher in den Ball gebohrt wurden, darf z.B. im Bezug auf das Griffzentrum keine Ballhälfte im Vergleich zur gegenüberliegenden schwerer sein als ≈ 28 Gramm. Das wird bei einem knapp 7 Kilo schweren Ball, der recht schnell über eine geölte Bahn geworfen wird, wohl keine Richtungsveränderung erzeugen. 4 Tausendstel der Ballmasse werden das nicht schaffen. Das Top-Weight, also der Unterschied zwischen der Seite mit Löcher und der gegenüberliegenden ist nur auf ≈ 85 Gramm begrenzt (12 Tausendstel). Aber auch das wird keinen signifikanten Einfluss auf die Bogenstärke haben.

Das Kerndesign
Eine der in den Ballbeschreibungen von den Hersteller genannten technischen Eigenschaften der Bälle ist z.B. das RG. RG ist die Abkürzung von Radius of Gyration, zu Deutsch Trägheitsradius. Bei den genannten Werten von z.B. 2.50″ handelt es sich um eine Abstands- bzw. Maßangabe in Zoll (Inch) und beschreibt wie weit die mittlere Schwungmasseverteilung vor dem Bohren der Löcher vom geometrischem Ballzentrum entfernt ist. Diese muss zwischen 2,46 und 2,8 Zoll liegen, also zwischen ≈ 62 mm und ≈ 71 mm. Zum Vergleich: der Radius von einem Bowlingball liegt im Schnitt bei 108,5 mm.
Der wichtigste genannte Wert ist das Differential – zu Deutsch Unterschied. Auch hier ist z.B. 0.050″ eine Abstandsangabe in Zoll. Ein symmetrischer Kern hat auf einer der drei möglichen Achsen einen Unterschied im Trägheitsradius – ein asymmetrischer Kern auf zwei.
Erlaubt ist ein maximaler Unterschied im Trägheitsradius von 0.060″. Das entspricht ≈ 1,5 mm.
1,5 mm klingt wieder einmal nach nichts, aber hier liegt der Hund begraben. Selbst der kleinste Unterschied im Trägheitsradius erzeugt einen Unterschied im Trägheitsmoment. Der Trägheitsmoment beschreibt wie viel Kraft benötigt wird um Masse über eine bestimmte Achse in Rotation zu versetzen. Jeder Bowlingball mit einem Kern der mindestens auf einer Achse einen Unterschied im Trägheitsradius hat, hat auch eine Achse auf der er sich durch das geringere Trägheitsmoment leichter drehen lässt als um jede andere (preferred Spin Axis – bevorzugte Rotationsachse).
Wenn die Löcher in den Bowlingball gebohrt werden, macht man sich genau diese Charaktereigenschaft zu nutzen. Man bohrt die Löcher an eine Stelle in den Ball, sodass es einen Unterschied zwischen der vom Bowler mit seiner Ballabgabe erzeugten Rotationsachse und der Achse mit dem kleinsten und dem größten Trägheitsmoment gibt. Stellen wir uns den Querschnitt eines Balles mit der vom Spieler erzeugten Rotationsachse horizontal in der Mitte vor. Nun sehen wir, dass auf der Seite mit der Kernspitze ein höherer Trägheitsradius vorhanden ist als auf der gegenüberliegenden. Aufgrund der bekannten Schwingunsdynamik (zum Verständnis: mathematisches Pendel) wird sich die Seite mit dem höheren Trägheitsradius langsamer drehen als die Seite mit dem niedrigeren Trägheitsradius.
Nun kann man zwei unterschiedliche Rotationsbewegungen beobachten:
(1) Fügt man dem rotierenden System konstant Energie hinzu, wie z.B. mit dem MoRich Determinator, so wird sich der Ball letztendlich um die Achse mit dem größten Trägheitsmoment drehen.
(2) Wirft ein Spieler den Ball auf die Bahn, wird nach der Ballfreigabe keine weitere Energie mehr hinzugefügt. Die Rotationsbewegung kann sich also nicht mehr der Achse mit dem größten Trägheitsmoment nähern. Stattdessen folgt der Migrationsweg dem konstanten Trägheitsmoment.

Reibung ist das Geheimnis
Immer wenn ein massereicher kugelförmiger Körper seine Richtung ändern soll, bedarf es zum einen ausreichend Reibung zwischen dem Körper und der Fläche auf der er sich bewegt. Zum anderen muss es einen Unterschied geben zwischen der Richtung in die er sich bewegt und der Richtung der Rotation. Nun haben wir das Problem, dass Bowlingbahnen etwa zwei Drittel weit mit einem Ölfilm überzogen werden. Rotiert ein Ball auf einer stabilen Achse (z.B. Räumball ohne Differenzial), berührt er auch auf einem stabilen Laufring die Bahnoberfläche. Das Öl von der Bahn haftet an der Balloberfläche. Der Ball erreicht das letzte, nicht geölte Drittel vor den Pins und kann keine Reibung aufbauen, da ja Öl von den ersten Metern der Bahn auf der Lauffläche vom Ball haften geblieben ist. Aber er hätte Reibung gebraucht um seine Richtung ändern zu können.
Rotiert ein Ball aber nicht auf einer stabilen Achse sondern migriert von einer zu einer anderen Achse (Anwurfball mit Differenzial), so entsteht nicht ein einzelner Laufring, sondern ein Fächer (Track Flare). Das bedeutet, dass der Ball mit jeder Umdrehung mit einem frischen Teil seiner Oberfläche die Bahn berührt. So kann er deutlich mehr Reibung im letzten, nicht geöltem Drittel der Bahn aufbauen und hauptsächlich dadurch eine starke Richtungsänderung erzeugen.
Umso breiter dieser Fächer ausfällt, umso mehr Reibung kann erzeugt werden. Das liegt an den kleiner ausfallenden zwei Knotenpunkten an denen sich die einzelnen Ringe des Fächers überschneiden. Der Differenzial-Wert eines Kerns ist äquivalent zu der maximalen Breite des Laufringsfächers.
Ein Differenzial von 0.000″ bis 0.010″ erzeugt so gut wie keinen signifikanten Fächer. Zwischen 0.010″ und 0.020″ zumindest ein wenig. Zwischen 0.020″ und 0.040″ wird schon ein brauchbarer Fächer erzeugt und bei Werten zwischen 0.040″ und 0.060″ kann man leicht den maximalen Fächer erzeugen.

Layout 1×1
Layout bedeutet an welche Stelle im Bezug auf die Lage vom Kern die Grifflöcher in den Ball gebohrt werden. Kennen wir die Achse, die der Spieler im Bezug auf seine Grifflöcher erzeugt (PAP – Positiv Axis Point), können Ballbohrer mit Hilfe der Positionierung der Kernspitze die Hebelkraft des Kerns beeinflussen. Und so bestimmen wann und wie schnell der Ball migriert (Spin Time). Wurf- und Rotationsgeschwindigkeit, Achsenneigung und -ausrichtung sind dabei wichtige Faktoren die vom Spieler selbst erzeugt werden und bei der Layoutfindung mit einberechnet werden müssen. Sinn des Layouts ist es die zur Verfügung stehende Reibung, die während der Achsenmigration entsteht, so auf den Laufweg des Balles bei einem Wurf zu verteilen, dass ein möglichst kontrollierbarer und dynamischer Laufweg und damit ein effektiver Einschlagswinkel und eine große Energieübertragung auf die Pins entsteht.

Auch wenn mir jetzt viele Ballbohrer gerne widersprechen möchten, aber es muss mit aller Deutlichkeit eines zu dieser vermeintlichen Wundertechnik gesagt werden:
Der Großteil aller Spieler hat einen PAP zwischen 4,5 Zoll und 5,5 Zoll horizontaler Entfernung zum Griffzentrum und einer vertikalen Verschiebung von weniger als 1 Zoll. Dabei wird mit Geschwindigkeitsabweichungen von teilweise 2 oder mehr km/h geworfen, Drehzahlschwankungen von 50 U/min oder mehr sind keine Seltenheit, die Achsenausrichtung (Rotationsrichtung) variiert gerne um die 20 oder mehr Grad. Auch wenn der Kern einen ordentlichen Fächer erzeugt, ist es immer noch der Spieler selbst, der den Ball andreht. Kein Bowlingball der Welt macht von alleine Bogen. Das ist wie beim Autofahren: wenn man das Lenkrad nicht einschlägt fährt man auch keine Kurve. Egal ob mit Winter- oder Sommerreifen, egal ob mit Sportwagen oder Familienkutsche.

Für die Millimeter genaue Abstimmung des Layouts ist auch ein Spieler erforderlich, der seine Würfe in allen o.g. Punkten konsequent wiederholen kann.
Die Wiederholbarkeit der Würfe spiegelt sich auch im Schnitt des Spielers wieder.

Zwischen nix und 150 Schnitt:
Fragen ob Spieler lernen möchte mit Kurve zu spielen, wenn ja dann einfacher reaktiver Ball, drei passende Grifflöcher nach Maß rein, Kernspitze in die Nähe der Fingerlöcher (größt mögliche Energieübertragung gegen den Trägheitsmoment) -> fertig!
150 – 180 Schnitt:
Grobe Abstimmung der Ballwahl (matt/poliert, starker/schwacher Kern) auf Verhältnis zwischen Wurf- und Rotationsgeschwindigkeit. Nur bei extremen Abweichungen was anderes als medium Layout.
180 – 200 Schnitt:
Abstimmung des Ballsortiments auf Faktoren wie Oberflächenbeschaffenheit, Schalenmaterial und Trägheitsradius der Kerne. Layoutbestimmung durch PAP mit Toleranzbereichen für Abgabefehlern berechnen.  Spieler in diesem Schnittbereich haben zwar meistens entweder bereits eine relativ konstante Abgaberichtung (geringe Streuung) und oder eine recht brauchbare Genauigkeit in Tempo und Rotation. Leider fehlt oft noch die Fähigkeit diese Faktoren bewusst zu steuern und im Bezug auf die sich verändernden Bahnverhältnisse mit zu verändern.
200 und mehr Schnitt:
Die Physik auf den Kopf stellen und mit Hilfe einer Mischung aus Tricklayouts und bewährten Layouts ein Ballsortiment in allen Spektren schaffen, welches dem Spieler erlaubt möglichst variable auf unterschiedlichen und sich verändernden Bahnverhältnisse zu agieren und zu reagieren. Abstimmung auch auf Balance zwischen dynamisches Laufverhalten und Kontrolle achten.

Wirklich knifflig sind eigentlich nur zwei Fälle:
1. Ein eingespielter Bowler mit konstanter Ballfreigabe aber mit ungünstigen Spielerfaktoren wie z.B. zu gerader Rotationsausrichtung oder zu hoher Rotation im Vergleich zum Tempo.
2. Ein eigentlich guter Spieler der aber nichts mit den Möglichkeiten verschiedener Layouts anzufangen weiß.