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Die
Erfindung betrifft eine Ballpositioniervorrichtung mit den Merkmalen
des Oberbegriffs von Patentanspruch 1, einen Baliträger für einen
Golfball, ein Trainings- oder Abschlaggerät zum Abschlag eines Golfballs
und ein Verfahren zur Ballpositionierung beim Abschlag im Golfsport.
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Vorrichtungen
zum Vorlegen eines Balles sind insbesondere aus dem Golfsport bekannt,
wie z. B. aus
DE 197 13 444 ,
EP 0 133365 und WO 98/03232,
sowie aus
DE 42 33 054 ,
DE 197 31 277 ,
DE 44 28 227 , WO 88/10137,
DE 195 37 315 ,
US 5,411,267 ,
US 5,356,148 ,
GB 2 274 788 ,
US 4,995,614 ,
EP 0 374 141 ,
EP 0 272 001 , WO 95/09678, WO 94/12247;
WO 94/07218 und WO 98/25728.
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Bei
den genannten Vorrichtungen werden aufeinanderfolgend wiederholt
Golfbälle
auf einem Ballträger
(Golfballauflage für
den Abschlag, sogenanntes Tee) abgelegt, wobei durch das Tee ein
ruhender Abschlagpunkt definiert ist. Die genannten Vorrichtungen
sind in der Regel stationär
angebracht und befinden sich ggf. teilweise unterhalb einer Abschlagfläche. Die
bekannten Vorrichtungen ermöglichen
zwar einen erhöhten
Komfort und eine verbesserte Bequemlichkeit, da sich der Sportler
nach einem Abschlag eines Golfballes nicht nach einem neuen Ball
bücken
muss, und wegen der besseren Konzentration ggf. auch einen verbesserten
Trainingseffekt. Die Anwendung der bekannten Vorrichtungen ist jedoch
allein auf das Vorlegen eines Golfballes zum Abschlag an einem Trainings-
oder Abschlagplatz beschränkt.
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Die
Aufgabe der Erfindung ist es, verbesserte Ballpositioniervorrichtungen
bereitzustellen, mit denen die Beschränkungen herkömmlicher
Ballpositioniervorrichtungen überwunden
werden und die insbesondere eine erweiterte Funktionalität und einen erweiterten
Einsatzbereich aufweisen und die einen verbesserten Abschlag eines
Balles, insbesondere, eines Golfballes, beim Training oder regulären Spiel ermöglichen.
Die Aufgabe der Erfindung ist es auch, entsprechende Trainings-
oder Abschlaggeräte
und Ballträger
und Verfahren zur Vorlage von Bällen
für einen
Abschlag bereitzustellen.
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Diese
Aufgaben werden durch Vorrichtungen und Verfahren mit den. Merkmalen
gemäß den Patentansprüchen 1,
26, 27 oder 28 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Vorrichtungsbezogen
basiert die Erfindung auf der allgemeinen technischen Lehre, eine
Ballpositioniervorrichtung zum Vorlegen eines Balles für dessen
Abschlag mit einem Schläger,
die einen Ballträger
aufweist, der zwischen mindestens zwei Positionen beweglich ist,
in denen der Ball jeweils in oder außerhalb einer Trajektorie des
Schlägers
angeordnet ist, dahingehend weiter zu entwickeln, dass eine Sensoreinrichtung
vorgesehen ist, mit der mindestens eine Position und/oder ein Bewegungszustand des
Schlägers
erfassbar ist, und der Ballträger
in Abhängigkeit
von einem Sensorsignal der Sensoreinrichtung beweglich ist. Die
Kombination eines beweglichen Ballträgers mit der Sensoreinrichtung
besitzt den Vorteil, dass der Ball je nach den Wünschen des Sportlers oder der
Aufgabe der Ballpositioniervorrichtung erst unmittelbar bei Annäherung des Schlägers an
die Abschlagposition des Balles zum Ballabschlag in die Trajektorie
bewegt oder alternativ aus der Trajektorie entfernt werden kann,
um so eine Kollision zwischen Ballschläger und Ball und damit einen
tatsächlichen
Ballabschlag auszulösen
oder zu verhindern.
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Die
Funktionalität
der erfindungsgemäßen Ballpositioniervorrichtung
wird dadurch im Vergleich zur herkömmlichen Ballvorlegevor richtung
in Bezug auf die folgenden, einzeln oder gemeinsam realisierten
Gesichtspunkte vorteilhaft erweitert.
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Ein
erster Gesichtspunkt besteht in der Möglichkeit der Ballentfernung
unmittelbar vor dem Abschlag (Bewegung des Balles aus der Trajektorie
des Schlägers
heraus). Durch die Beweglichkeit des Ballträgers wird neben der Ballvorlage
für einen
Ballabschlag auch die Beseitigung eines zum Abschlag bereitgestellten
Balls ermöglicht,
so dass ein vorgelegter Ball kurz vor seinem Abschlag wieder entfernt werden
kann. Es kann z. B. beim Golfabschlag das Durchschwingen des Schlägers geübt werden,
ohne dass Bälle
abgeschlagen werden, wobei die Vorlage des Golfballs bis kurz vor
dem Abschlag simuliert wird. Dadurch ist es möglich, den Ball wie bei einem wirksamen
Abschlag zuerst anzusprechen, wonach dann ein Rückschwung des Schlägers erfolgt
und sodann der Durchschwung, der bei herkömmlichen Ballvorlegevorrichtungen
den Ballabschlag zur Folge hätte.
Dieser tatsächliche
Abschlag kann nun vorteilhaft durch die vorliegende Erfindung verhindert
werden. Damit wird ein Abschlag wie mit einem Ball ausgeführt, ohne
jedoch einen Ball zu treffen. Obwohl kein Ball getroffen wurde,
unterscheidet sich ein derart geführter Probeschlag in der Regel
jedoch deutlich von einem Probeschlag ohne Ball. Vorteilhafterweise
kann durch die erfindungsgemäße Technik
das Bewusstsein für
den erhöhten
Krafteinsatz beim Spiel eines Balles erzeugt werden. Des Weiteren
ist z. B. beim Abschlagtraining bei beliebiger Anzahl der Trainingsschläge lediglich
ein Golfball notwendig und nicht etwa für jeden Schlag ein Ball, wie
dies bisher üblich
war.
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Ein
zweiter Gesichtspunkt besteht in der Möglichkeit der Ballvorlage erst
unmittelbar vor dem Abschlag (Bewegung des Balles in die Trajektorie des
Schlägers).
Durch eine Vorlage des Balles erst während des Durchschwungs kurz
vor dem Abschlag kann ein besonderer, durch die Erfinder erstmalig festgestellter
Trainingserfolg erzielt. werden, indem etwaige Irritationen des
Spie lers durch den Golfball beim Abschlag minimiert werden können. Die
Erfinder haben herausgefunden, dass der Bewegungsablauf des trainierenden
oder abschlagenden Sportlers erheblich konzentrierter und präziser realisiert
wird, wenn kein Ball sichtbar ist.
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Der
Erfindung liegt insbesondere die Beobachtung zugrunde, dass ein
Probeschlag ohne Ball in der Regel mit einer deutlich besseren und
flüssigeren Bewegung
ausgeführt
werden kann, als wenn ein Schlag mit einem Ball ausgeführt werden
soll. Vorteilhafterweise können
mit der erfindungsgemäßen Ballpositioniervorrichtung
anhand von Probeschlägen motorische
Kompetenzen erlernt werden, die dann beim tatsächlichen Spiel eines Balles
direkt anwendbar sind. Die Erfinder haben des Weiteren festgestellt,
dass Bewegungsprobleme häufig
nur dann auftreten, wenn tatsächlich
ein Ball gespielt werden soll, nicht jedoch bei einem Probeschlag.
In diesem Fall dient die erfindungsgemäße Ballpositioniervorrichtung
dem systematischen Erkennen von Bewegungsproblemen, deren Beseitigung
dann trainiert werden kann.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist die Ballpositioniervorrichtung mit einer Stelleinrichtung
ausgestattet, mit der eine sprunghafte, beschleunigte Bewegung des
Ballträgers
ausgelöst
wird. Wenn die Stelleinrichtung dazu eingerichtet ist, den Ballträger von
der ersten Position (in der Trajektorie) in die zweite Position
(außerhalb der
Trajektorie) zu bewegen, wenn mit der Sensoreinrichtung eine Annäherung des
Schlägers
an den Ball auf dem Ballträger
erfasst wird, kann vorteilhafterweise die Funktionalität gemäß dem o.
g. ersten Gesichtspunkt realisiert werden. Wenn die Stelleinrichtung
zur beschleunigten Bewegung des Ballträgers in umgekehrter Richtung
ausgelegt ist, wenn mit der Sensoreinrichtung die Annäherung des
Schlägers
an den Ball erfasst wird, kann vorteilhafterweise die Funktionalität gemäß dem o.
g. zweiten Gesichtspunkt realisiert werden.
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Gemäß einer
gewandelten Ausführungsform der
Erfindung ist die Ballpositioniervorrichtung dazu eingerichtet,
die sprunghafte, beschleunigte Bewegung des Ballträgers von
der ersten in die zweite Position (oder umgekehrt) mit einer bestimmten
Verzögerung
auszulösen,
nachdem mit der Sensoreinrichtung ein Rückschwung des Schlägers erfasst
worden ist. Die Verzögerung
umfasst die voraussichtliche Zeit, die der Schläger für den Rückschwung bis zum Auftreffen
auf den Ball benötigt,
vermindert um ein Zeitintervall vor dem voraussichtlichen Auftreffzeitpunkt
des Schlägers
auf dem Ball, das kürzer
als eine bewusste Reaktionszeit des Sportlers ist (siehe unten).
Die Zeit für
den Rückschwung
bis zum Auftreffen wird bei Kalibrierungsmessungen ermittelt, bei denen
die Zeit von der Erfassung des Rückschwunges
bis zum Treffen des Balls im Durchschwung mehrfach gemessen und
gemittelt wird.
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Die
Sensoreinrichtung umfasst mindestens einen Sensor, der am Boden
in vorbestimmtem Abstand vom Ballträger und/oder im Schläger angeordnet
ist. Werden am Bodenmehrere Sensoren verwendet, so lässt sich
vorteilhafterweise die Schwungrichtung des Schlägers ermitteln, um dann die
Ballpositioniervorrichtung in geeigneter Zeit und mit geeigneter
Beschleunigung zu steuern oder zu regeln, so dass der Ball nach
einem vordefinierten Trainingsmodus vorgelegt und/oder aus der vorgelegten
Position beseitigt wird.
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Die
Funktion der Sensoreinrichtung mit der Steuereinrichtung kann durch
die Kombination eines Beobachters (Trainer) und eines manuellen
oder mit dem Fuß zu
betätigenden
Bedienelements realisiert sein.
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Die
Sensoreinrichtung erlaubt es, den Ball so rechtzeitig zu entfernen
oder vorzulegen, dass ein Abschlag unterbleibt oder gerade erfolgt,
wenn dies gewünscht
ist. Hierzu ist die Stelleinrichtung vorzugsweise dazu eingerichtet,
den Baliträger
in einem Zeitintervall vordem voraussichtlichen Auftreffzeitpunkt des
Schlägers
auf dem Ball zu bewegen, das kürzer als
eine bewusste Reaktionszeit des Sportlers ist. Dies ermöglicht,
dass der Sportler beim Erkennen oder Verschwinden des Balles nicht
mehr den Bewegungsablauf des Schlägers ändern kann. Das Zeitintervall
ist beispielsweise kürzer
als 500 ms, vorzugsweise kürzer
als 200 ms.
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Wenn
als Position oder Bewegungszustand des Schlägers gemäß der oben genannten Ausführungsform
der Erfindung der Rückschwung
des Schlägers
erfasst wird, erfolgt die Bewegung des Ballträgers zu einem Zeitpunkt entsprechend
der ermittelten Verzögerung
(Rückschwungzeit
vermindert um das genannte Zeitintervall von bspw. 500 ms oder weniger).
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Untersuchungen
der Erfinder haben ergeben, dass sich besondere Vorteile in Bezug
auf die Sicherheit der Ballbewegung einerseits und die gewünschte Wirkung
beim Abschlag andererseits ergeben, wenn gemäß einer bevorzugten Realisierung der
Erfindung die Stelleinrichtung zur Bewegung des Ballträgers mit
einer Beschleunigung zwischen 0.1 m/s2 und
400 m/s2 eingerichtet ist.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist die Ballpositioniervorrichtung mit einer Steuereinrichtung
ausgestattet, mit der in Abhängigkeit
vom Sensorsignal der Sensoreinrichtung die Bewegung des Ballträgers aktivierbar
ist. Die Steuereinrichtung, die vorzugsweise zwischen der Sensoreinrichtung
und der Stelleinrichtung vorgesehen ist, ermöglicht vorteilhafterweise eine
Filterung der Sensorsignale dahingehend, dass nicht jedes Sensorsignal,
das die Annäherung
des Schlägers
anzeigt, die Bewegung des Ballträgers
auslöst.
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Gemäß einer
Variante der Erfindung ist die Stelleinrichtung mit der Steuereinrichtung
in Abhängigkeit
vom Sensorsignal und von einem Zusatzsignal aktivierbar. Nur wenn
sowohl das Sensor- als auch. das Zusatzsignal vorbestimmte Bedingungen erfüllen, wird
der Ballträger
bewegt. Es können
vorteilhafterweise zusätzliche
Trainingseffekte erzielt werden, indem die Stelleinrichtung beispielsweise nur
nach einer bestimmten Anzahl von Durchschwängen oder bei Erzielung einer
bestimmten Schlägergeschwindigkeit
oder -beschleunigung betätigt
wird. Das Zusatzsignal wird vorzugsweise mit einer Recheneinrichtung
und/oder einem Zufallsgenerator erzeugt, die beispielsweise in die
Steuereinrichtung oder alternativ in andere Teile der Ballpositioniervorrichtung
integriert sind.
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Wenn
gemäß einer
weiteren Variante der Erfindung der Ball auf dem Ballträger unter
der Wirkung einer Haltekraft einer Hafteinrichtung oder unter der Wirkung
seiner Gewichtskraft lösbar
positionierbar ist, können
sich Vorteile in Bezug auf die Sicherheit der Ballvorlage ergeben.
Es hat sich gezeigt, dass überraschenderweise
eine Hafteinrichtung so dimensionier- und steuerbar realisiert werden
kann, dass der eigentliche Abschlag des Balles nicht gestört wird.
Die Hafteinrichtung ist vorzugsweise so steuerbar, dass eine Fixierung
des Balles ausschließlich während der
Bewegung des Ballträgers
gegeben ist.
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Wenn
die Hafteinrichtung eine Saugeinrichtung umfasst, können sich
Vorteile für
eine wirksame Positionierung des Balles auf dem Ballträger ergeben.
Beispielsweise ist innerhalb eines Kolbens und/oder innerhalb eines
Zylinders oder allgemein innerhalb des Führungsmittels (siehe unten)
eine Vakuumkammer vorgesehen, die mit einem Innenraum des Ballträgers verbunden
ist, um in diesem Innenraum einen Unterdruck zu erzeugen. Vorteilhafterweise
weist die Saugeinrichtung ein Ventil auf, mit dem die Haltekraft
zeitlich steuerbar ist, so dass der Ball insbesondere während der
Bewegung des Ballträgers
auf diesem festgesaugt wird. Hierzu ist das Ventil vorzugsweise
mit der Sensoreinrichtung und/oder der Steuereinrichtung verbunden,
so dass eine Betäti gung
gleichzeitig mit der Stelleinrichtung in Abhängigkeit vom Sensorsignal der
Sensoreinrichtung erfolgen kann.
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Wenn
die Hafteinrichtung eine Saugeinrichtung umfasst, kann der Ballträger des
Weiteren an seinem freien Ende zur Auflage des Balles eine elastische,
um einen Anschluss der Saugeinrichtung umlaufende Dichtfläche (zum
Beispiel aus Gummi) aufweisen, um die Haltewirkung zu verbessern.
Es wurde festgestellt, dass sogar Bälle mit einer Oberflächenwelligkeit,
wie sie beispielweise Golfbälle
aufweisen, sicher angesaugt werden können, dies insbesondere wenn
die umlaufende Dichtfläche
eine Breite größer als
die charakteristische Strukturgröße auf der
Oberfläche
des Balles aufweist. Als Strukturgröße ist dabei das Größenmaß zu verstehen,
innerhalb dessen sich das Muster der Oberflächenstruktur zum Beispiel eines
Golfballes wiederholt. Eine besonders gute Haltewirkung wurde festgestellt,
wenn die Breite der Dichtfläche
zwischen dem 1.5-fachen und 5-fachen der Strukturgröße auf der
Oberfläche des
Balles beträgt.
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Für den Spiel-
und Trainingsbetrieb unter freiem Himmel kann des vorteilhaft sein,
den Ballträger
mit einem Schmutzabscheider auszustatten, um die Fixierung des Balles
auch bei ungünstigen
Bedingungen und insbesondere schlechtem Wetter zu verbessern.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung umfasst die Stelleinrichtung eine Hubeinrichtung,
die im Wesentlichen vertikale Bewegungen des Ballträgers oder
des Balles ermöglicht.
Durch diese Variante lässt
sich der Ball in sehr kurzer Zeit mit einfachen Mitteln vorlegen
und wieder entfernen, wobei der Ball vorteilhaft am freien Ende
der Hubeinrichtung, das den Ballträger bildet, aufliegt und dabei
ggf. mit der zusätzlichen
Haltekraft gehalten wird. So kann ein Halten des Balles alleine durch
seine Gewichtskraft erfolgen oder dabei wie erwähnt mit der zusätzlichen
Haltekraft unterstützt
werden.
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Wenn
gemäß bevorzugten
Varianten der Erfindung die Hubeinrichtung pneumatisch, hydraulisch,
elektrisch und/oder magnetisch betätigbar ist, können sich
Vorteile für
eine schnelle, sprunghafte Bewegung des Ballträgers ergeben.
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Die
Hubeinrichtung umfasst gemäß einer Ausführungsform
vorzugsweise einen Zylinder oder zylinderförmige Mittel zur Führung eines
Kolbens, oder allgemein Führungsmittel
zum Führen
eines Kolbens, der nicht notwendigerweise einen kreisförmigen Querschnitt
aufweisen muss. Ferner umfasst die Hubeinrichtung einen Kolben und
am freien Ende des Kolbens eine Ballauflage (Ballträger), wobei
der Kolben durch den Zylinder oder allgemein durch wenigstens ein
Führungsmittel
geführt
wird, um eine präzise
Ballbewegung zu ermöglichen.
Vorzugsweise ist der Ballträger
ein mit dem Kolben verbundenes Tee oder insbesondere ein Gummitee.
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Gemäß alternativen
Ausführungsformen
der Erfindung kann die Stelleinrichtung alternativ oder zusätzlich zur
Hubeinrichtung eine Linear-Vorlageeinrichtung zur im Wesentlichen
horizontalen Bewegung des Ballträgers
oder eine Schwenkeinrichtung zur Schwenkbewegung des Ballträgers umfassen. Dadurch
wird vorteilhafterweise ermöglicht,
dass der Ball z. B. anstatt nur senkrecht zusätzlich oder alternativ insbesondere
horizontal oder auf einer Schwenkkurve aus der Schlägertrajektorie
entfernt wird. Dies kann bei bestimmten Anwendungen vorteilhaft
sein, beispielsweise auch beim Golfsport oder wenn als Ball eine
Billardkugel mit einem konischer Stab, einem Queue, bewegt wird.
Die optional vorgesehene Linear-Vorlageeinrichtung (Linearführung) oder
Schwenkeinrichtung kann den Ball mit hohen Beschleunigungen in horizontaler
Richtung aus der Bahn des Ballschlägers entfernen. Hierbei können die
Beschleunigungen auf einfache Weise, z. B. durch Anlage eines Anschlags
am Ball, auf den Ball übertragen
werden, wobei z. B. der Anschlag mit üblichen Mitteln wie einer Federvorrichtung
versehen ist, die die in der Feder gespeicherte Energie auf den Ball überträgt. Ferner
können
akti ve Mittel wie z. B. über
Motoren angetriebene Vorrichtungen Teil der Stelleinrichtung sein.
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Die
erfindungsgemäße Ballpositioniervorrichtung
kann für
verschiedene Sportarten angepasst werden, bei denen ein Ball mit
einem Schläger
abgeschlagen wird. Beispielsweise ist eine Anwendung beim Billard,
Hockey oder auch beim Fußball
möglich,
wobei im letzteren Fall der Fuß des
Spielers den Schläger
bildet. Besondere Vorteile in Bezug auf den genannten Trainingseffekt
und die Integration in eine Spielfläche ergeben sich jedoch bei
der Anwendung beim Golfspiel oder beim Training von Golfschlägen. In
diesem Fall ist der Ballträger
der Ballpositioniervorrichtung vorzugsweise zumindest auf seiner
freien Oberseite wie ein Tee für
einen Golfball geformt. Vorteilhafterweise kann die Ballpositioniervorrichtung ohne
Probleme an die verschiedenen Golfabschlagarten angepasst werden.
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Für die Integration
in die Spielfläche
kann es ferner vorteilhaft sein, wenn eine Abdeckeinrichtung zur
Abdeckung des Ballträgers
und der Stelleinrichtung mit einer Durchführungsöffnung zur Durchführung des
Balles und ggf. eines Teiles des Ballträgers vorgesehen ist. Besonders
günstig
für die
Anpassung an bestehende Trainingsplätze kann es sein, wenn die
Abdeckeinrichtung wie ein Teil eines Spielfeldes gebildet ist. So
umfasst die Ballpositioniervorrichtung beispielweise an ihrer Oberseite
eine spielfeldartige Begrenzung, die vorzugsweise mit der Durchführungsöffnung oder
einer Aussparung zur Durchführung
des Balles versehen ist. Diese spielfeldartige Begrenzung besteht
für die
Anwendung im Golfsport vorzugsweise aus einer Kunstgrasmatte. Für eine Anwendung
im Billardspiel kann die spielfeldartige Begrenzung mit einem Tuch
bespannt sein. Grundsätzlich
sind alle mit einem Billardtisch oder einem Golfrasen oder der jeweiligen
Spielfläche
vergleichbaren Oberflächen
realisierbar. Bei Verwendung einer Hubeinrichtung ist diese vorzugsweise
in der Nähe
der Durchführungsöffnung angeordnet,
um den Ball im wesentlichen vertikal entweder durch diese nach oben über die
spielfeldartige Begrenzung, oder nach unten unter die spielfeldartige
Begrenzung zu bewegen. Diese Ausführungsform wird insbesondere
verwendet, wenn die Ballpositioniervorrichtung beim Golfspiel zum
Einsatz kommt.
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Für einen
komfortablen und bequemen Einsatz der erfindungsgemäßen Ballpositioniervorrichtung
kann es von Vorteil sein, wenn eine an sich aus dem Stand der Technik
bekannte Ballauflageeinrichtung zur Auflage eines Balles auf dem
Ballträger
vorgesehen ist.
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Weitere
Gegenstände
der Erfindung sind ein komplettes Trainings- oder Abschlaggerät insbesondere zum Training
oder zur Durchführung
des Abschlags eines Golfballs, das mit mindestens einer erfindungsgemäßen Ballpositioniervorrichtung
ausgestattet ist und ein Ballträger,
insbesondere für
einen Golfball, wobei der Ballträger
mit einer Stelleinrichtung synchron zur Bewegung eines bewegten
Golfschlägers
sprunghaft beweglich ist.
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Der
Ballträger
ist vorzugsweise ein Gummitee, das ein freies Ende mit einer Öffnung zu
einem Innenraum sowie ein festes Ende aufweist, das mit der Stelleinrichtung
verbunden werden kann. Das Gummitee besitzt den Vorteil, schlagunempfindlich zu
sein. Das freie Ende umfasst vorzugsweise eine Dichtfläche, an
die der Golfball angelegt wird und deren Breite größer ist
als die Strukturgröße auf der Oberfläche des
Golfballes. Ferner kann das erfindungsgemäße Gummitee auf oder an der
Dichtfläche wenigstens
eine Dichtlippe aufweisen. In einer weiteren Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Gummitees
wird bei Beaufschlagung des Innenraums mit Unterdruck das freie
Ende am Golfball mit einer effektiven Fläche von 1 cm2 bis
5 cm2 angelegt, damit der Golfball aufgrund
des Unterdrucks mit einer zusätzlichen
Kraft gegen das Gummitee gesaugt werden kann.
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Verfahrensbezogen
basiert die Erfindung auf der allgemeinen technischen Lehre, die
Ballpositioniervorrichtung oder das Trainings- oder Abschlaggerät mit den
Schritten Ablage des Balles auf dem Ballträger in der ersten oder in der
zweiten Position, so dass der Ball in oder außerhalb der Trajektorie des Schlägers angeordnet
ist, ggf. mehrfache Bewegung des Schlägers entlang der Trajektorie,
und Bewegung des Ballträgers
mit der Stelleinrichtung derart zu betätigen, dass der Ball aus der
oder in die Trajektorie des Schlägers
bewegt wird und entsprechend der Schläger den Ball nicht berührt oder
trifft.
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Vorteilhafterweise
wird die Bewegung des Ballträgers
in Abhängigkeit
von Orts- und/oder Bewegungseigenschaften des Schlägers und
ggf. in Abhängigkeit
von einem Bedien- oder Steuerprogramm ausgelöst.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden aus der Beschreibung
der beigefügten Zeichnungen
ersichtlich. Es zeigen
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1 eine schematische Illustration
einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Ballpositioniervorrichtung;
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2 und 3 Illustrationen einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung mit verschiedenen Positionen des Ballträgers;
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4 eine vergrößerte Schnittansicht
eines erfindungsgemäßen Ballträgers;
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5 eine schematische Illustration
einer weiteren Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Ballpositioniervorrichtung;
und
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6 eine schematische Draufsicht
auf die in 5 gezeigte
Ausführungsform
der Erfindung.
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Bei
der Beschreibung der Figuren wird beispielhaft auf die Anwendung
der Erfindung im Golfsport Bezug genommen. Die Realisierung der Erfindung
ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt, sondern insbesondere auch
bei den oben genannten Sportarten möglich. Bei den Ausführungsbeispielen
wird eine Bewegung des Ballträgers
in vertikaler Richtung gezeigt. Es wird betont, dass die Realisierung
der Erfindung nicht auf diese Bewegungsrichtung beschränkt, sondern
alternativ mit anderen, horizontalen oder kombiniertert Bewegungen möglich ist.
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Die
erfindungsgemäße Ballpositioniervorrichtung 100 umfasst
entsprechend der in 1 gezeigten
Ausführungsform
einen Ballträger 30,
eine Stelleinrichtung 40, mit der eine Bewegung des Ballträgers 30 zwischen
einer ersten (nicht dargestellt) und einer zweiten Position (dargestellt)
auslösbar
ist, in denen der Ball 10 jeweils in der Trajektorie 21 des Schlägers 20 oder
außerhalb
der Trajektorie 21 angeordnet ist, eine Steuereinrichtung 60 und
eine Sensoreinrichtung 50 zur Erfassung einer Position und/oder
eines Bewegungszustandes des Schlägers 20. Es wird betont,
dass 1 lediglich eine
schematische Darstellung repräsentiert.
Auf Einzelheiten der gezeigten Teile wird unten näher eingegangen.
Signal- und Versorgungsleitungen und gegebenenfalls zusätzliche
Bedien- und Anzeigeeinrichtungen, wie sie aus der Computertechnik
bekannt sind (insbesondere Tastatur, Display), sind nicht gezeigt.
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Die
Teile 30, 40 und 60 der Ballpositioniervorrichtung 100 bilden
ein Modul (gestrichelt gezeichnet), das in den Boden eines Abschlagplatzes eingelassen
und nach oben mit einer plattenförmigen Abdeckeinrichtung 70 mit
einer Durchführungsöffnung 71 abgeschlossen
ist. Die Abdeckeinrichtung 70 umfasst beispielsweise einen
starren Träger
mit einem Kunstrasenteppich auf seiner Oberseite. Die Durchführungsöffnung 71 besitzt
einen Durchmesser, der größer als
der Balldurchmesser ist und für Golfbälle vorzugsweise
rund 5 cm beträgt.
Die Sensoreinrichtung 50 kann einen Teil des Moduls bilden oder
wie dargestellt mit Abstand von diesem im Boden des Abschlagplatzes
und/oder im Schläger
angeordnet sein. Vorteilhafterweise besitzt der Modulaufbau aus
den Teilen 30, 40 und 60 eine geringe Einbautiefe
von beispielsweise rund 20 cm, so dass die erfindungsgemäße Ballpositioniervorrichtung 100 problemlos
in den Boden eines Trainings- oder Abschlagsplatzes integriert werden
kann. Die Ballpositioniervorrichtung 100 wird für das Golftraining
insbesondere so im Boden versenkt installiert, so dass die Abdeckung 70 eine
Ebene mit der Golfplatzoberfläche
bildet oder auf der Golfplatzoberfläche aufliegt.
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Der
Ballträger 30 dient
dem Vorlegen des Balles 10 für dessen Abschlag mit dem Schläger 20 und
ist beispielsweise wie ein Golf-Tee geformt. Der Ballträger 30 ist
mit der Stelleinrichtung 40 entlang einer Führung (nicht
dargestellt) beweglich (siehe Doppelpfeil). In der ersten Position
ist der Ballträger
so unter die Abdeckeinrichtung 70 zurückgezogen, dass der Ball nicht
in die Trajektorie ragt, vorzugsweise sogar überhaupt unsichtbar im abgeschirmten
Inneren des Moduls versenkt ist. In der zweiten Position ragt der
Ball 10 mit dem Ballträger 30 durch
die Durchführungsöffnung 71 in
die Trajektorie, wie es bei der Vorlage auf einem herkömmlichen
Tee vorgesehen ist. Es ist z. B. eine Hubbewegung von 0.08 m erforderlich,
um den Ball 10 sicher in die zweite Position unterhalb
der Begrenzung 70 zu verbringen.
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Die
Stelleinrichtung 40 dient allgemein der Verschiebung des
Ballträgers 30 und
umfasst eine pneumatisch (siehe unten), hydraulisch, elektrisch und/oder
magnetisch betätigbare
Hubeinrichtung. Die Gestaltung des Ballträgers 30 hängt vom
Antriebsprinzip der Stelleinrichtung 40 ab. Je nach der
Art der Kraftübertragung
sind das Material und/oder die Form des Ballträgers 30 gewählt. Für eine magnetische
Stelleinrichtung 40 mit magnetischen Spulen besteht der
Ballträger 30 zum
Beispiel zumindest teilweise aus einem ferromagnetischen Material.
Für eine
hydraulische, pneumatische oder elektrische (mit Stellmotoren betätigte) Hubeinrichtung
besitzt der Ballträger 30 einen
mechanischen Eingriff oder eine Kopplungseinrichtung (z. B. Kopplungsplatte) zur
Verbindung mit der Stelleinrichtung.
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Die
Stelleinrichtung 40 ist in Abhängigkeit vom Sensorsignal der
Sensoreinrichtung 50 betätigbar. Hierzu ist die Sensoreinrichtung 50 zunächst mit der
Steuereinrichtung 60 verbunden, mit der das Sensorsignal
der Sensoreinrichtung 50 empfangen, ausgewertet und ggf.
verarbeitet wird. Mit der Steuereinrichtung 60 wird ein
Betätigungssignal
für die Steuereinrichtung 40 erzeugt.
Das Betätigungssignal wird
in Abhängigkeit
vom Sensorsignal von der Sensoreinrichtung 50 und gegebenenfalls
einem oder mehreren Zusatzsignalen erzeugt. Das mindestens eine
Zusatzsignal wird beispielsweise mit einer Recheneinrichtung oder
einem Zufallsgenerator, die Teil der Steuereinrichtung 60 sind,
oder einer externen Bedienung, die beispielsweise durch einen Trainer manuell
bedient wird, bereitgestellt. Das Zusatzsignal des Zufallsgenerators
kann bspw. auf eine Randomisierung der Präsenz eines Balles oder des
Zeitpunkts der Ballpositionierung gerichtet sein.
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Mit
der Recheneinrichtung wird beispielsweise aus dem Signal der Sensoreinrichtung 50 die Richtung
und/oder Geschwindigkeit des Schlägers 20 ermittelt.
Durch Vergleich mit vorgegebenen Bezugswerten kann festgestellt
werden, ob der laufende Schlag für
einen Abschlag geeignet ist und entsprechend die Steuereinrichtung 40 zum
Anheben des Balles 10 betätigt werden. Mit dem Zufallsgenerator
können
zufällig
verteilt Abschlagszahlen ermittelt werden, nach denen jeweils eine
Hubbewegung des Balles 10 in die Trajektorie 21 erfolgt.
Der Trainierende kann sich damit voll auf die Abschlagsbewegung
konzentrieren, ohne zu wissen, ob gerade der Ball 10 auftauchen
wird oder nicht. Mit der externen Bedienung kann die Steuereinrichtung 40 durch
den Trainer bedient werden, wenn dieser im Schwungansatz des Sportlers
erkennt, dass der Schwung für
einen Abschlag geeignet oder gerade nicht geeignet ist.
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Die
Sensoreinrichtung 50 umfasst mindestens einen Sensor. Als
Sensor können
optische Sensoren wie z. B. Lichtschranken, induktiv und/oder kapazitiv
arbeitende Sensoren wie z. B. Näherungsschalter
bzw. -detektoren oder Metalldetektoren verwendet werden. Auch mechanisch
bzw. akustisch arbeitende Sensorvorrichtungen können eingesetzt oder mit den
vorgenannten Sensoren kombiniert werden. Zusätzlich zu dem gezeigten Sensor
im Boden können
Sensor- oder Zusatzsignale für
die Steuereinrichtung auch über
Sensoren generiert werden, die sich z. B. am Sportler oder im Golfschläger selbst befinden.
Hierbei kann eine drahtlose Datenübertragung z. B. mittels Bhue-Tooth-Technologie
zum Einsatz kommen, bei der mittels Funksignal der Sensor seine
Daten an die Steuereinrichtung sendet.
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Die
Vorlage des Balles 10 in die zweite Position unterhalb
der Abdeckung 70 kann entsprechend einer der folgenden
Verfahrensweisen erfolgen. Der Ball 10 kann beispielsweise
durch den Spieler mittels eines Golfschlags (z. B. mittels eines
Puttingschlages) in die Durchführungsöffnung 71 eingelocht
werden. Alternativ kann eine an sich bekannte Ballauflageeinrichtung
zur Vorlage des Balles 10 auf dem Ballträger 30 verwendet
werden. In diesem Fall wird mit einem zusätzlichen Sensor jeweils festgestellt,
wann ein Ball nachgelegt werden muss. Bei der Anforderung eines
Balles ist der Ballträger
immer in seiner unteren Position. Nach dem Einbringen des Balles wird
der Ballträger
dann in die gewünschte
Startposition bewegt. Es ist auch eine manuelle Vorlage des Balles 10 möglich.
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Wurde
ein Ball 10 in die zweite Position unterhalb der Abdeckung 70 vorgelegt,
so kann eine Detektion des vorgelegten Balles mit einem Sensor (nicht
dargestellt) erfolgen. Anschließend
wird der Ball abhängig
vom gewählten
Trainingsprogramm in die erste Position in der Trajektorie 21 gebracht
und damit zum Abschlag bereitgestellt. Der Sportler kann nun seinen
Abschlag trainieren, wobei der Ball abhängig vom zu übenden Schlag
oder dem gewählten Schläger individuell
in seiner Höhe
gezielt vorgelegt werden kann.
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Neben
dem reinen Abschlagstraining, bei dem der Ball tatsächlich abgeschlagen
wird, bietet die erfindungsgemäße Ballpositioniervorrichtung 100 zusätzlich die
Möglichkeit,
den Ball 10 mit der Steuereinrichtung 40 aus der
ersten Position in die zweite Position zurück zu versenken. Damit wird
dem Sportler ein zum Abschlag bereitliegender Ball 10 simuliert,
der dann kurz vor dem Abschlag entfernt wird.
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Die 2 und 3 zeigen in schematischer Schnittansicht
eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Ballpositioniervorrichtung
mit weiteren Einzelheiten, wobei 2 den
Zustand mit dem Ball 10 in der ersten Position in der Trajektorie
des Schlägers und 3 den Zustand mit dem Ball 10 in
der zweiten Position außerhalb
der Trajektorie illustriert. Die Ballpositioniervorrichtung 100 befindet
sich unterhalb der Abdeckeinrichtung 70 mit der Durchführungsöffnung 71.
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Der
Ballträger
wird durch einen Gummi-Tee 30 mit einem Innenraum 31 gebildet.
Die Steuereinrichtung 40 umfasst einen Zylinder 41 mit
einem Kolben 42, durch den das Innere des Zylinders 41 in
eine obere Kammer 43 und eine untere Kammer 44 geteilt wird.
Die Steuereinrichtung 40 umfasst des Weiteren eine Pressluftzufuhr 45,
die je nach Aufgabe der erfindungsgemäßen Ballpositioniervorrichtung 100 mit der
unteren oder oberen Kammer 43, 44 des Zylinders 41 verbunden
wird. Hierzu ist die Steuereinrichtung 60 vorgesehen, die
analog zum Aufbau gemäß 1 mit einer Sensoreinrichtung
(nicht dargestellt) und über
eine Steuerleitung 61 mit einem Bedienelement 62 verbunden
ist. Das Bedienelement 62 ist beispielsweise ein manuell
oder mit einem Fuß betätigbarer
Schalter, mit dem die Steuereinrichtung 60 betätigt werden
kann.
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Das
Tee 30 ist an seinem unteren Ende über eine Kopplungsplatte mit
dem Kolben 42 verbunden. Zur Ausführung der Hubbewegung des Tees 30 mit dem
Ball 10 wird je nach Anwendung die Pressluftzufuhr 45 mit
der Steuereinrichtung 60 über die obere Druckleitung 63 mit
der oberen Kammer 43 oder über die untere Druckleitung 64 mit
der unteren Kammer 44 des Zylinders 41 verbunden,
um entsprechend eine Abwärts-
oder Aufwärtsbewegung
des Kolbens 42 und mit diesem des Tees 30 zu bewirken.
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Die 2 und 3 illustrieren die Kombination des Tees 30 (Ballträger) mit
einer Hafteinrichtung 80, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel
durch eine Saugeinrichtung zum Ansaugen des Balls 10 auf dem
Tee 30 zumindest während
der Hubbewegungen gebildet wird. Die Saugeinrichtung 80 umfasst eine
Unterdruckquelle 81 (Vakuumpumpe), die über eine Unterdruckleitung 82 und
eine Kolbenkammer 46 mit dem Innenraum 31 des
Tees 30 verbunden ist. Die Unterdruckleitung 82 besteht
aus einem flexiblen Schlauch (z.B. aus Kunststoff). In der Unterdruckleitung 82 oder
an der Kolbenkammer 46 ist ein Ventil (nicht dargestellt)
vorgesehen, mit dem der Innenraum 31 zeitlich gesteuert
mit der Vakuumpumpe 82 verbunden werden kann. Wenn das
Ventil freigegeben wird, ist der Ball 10 am Tee 30 festgesaugt.
Diese Fixierung wird vorzugsweise während der Hubbewegung des Kolbens 42 aktiviert.
Zu diesem Zweck ist das Ventil ein elektrisch betätigbares
Ventil, das mit der Steuereinrichtung 60 verbunden ist.
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Die
Steuereinrichtung 40 und die Steuereinrichtung 60 können zusätzlich mit Überdruckventilen ausgestattet
sein. Des Weiteren kann der Aufbau gemäß den 2 und 3 dahingehend
modifiziert sein, dass auf die obere oder untere Druckleitung 63 oder 64 verzichtet
wird und zur Rückführung des
Kolbens 42 eine Feder vorgesehen ist. In diesem Fall ist
die Steuereinrichtung 40 lediglich für eine sprunghafte Auf- oder
Abwärtsbewegung
eingerichtet, während die
federbetätigte
Rückzugsbewegung
langsamer erfolgt.
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In 4 ist der Tee 30 mit
dem Innenraum 31 und der Kopplungsplatte 32 vergrößert dargestellt.
Auf dem freien Ende 33 des Tees 30 liegt der Golfball 10 auf.
Hierzu ist das Tee 30 am freien Ende 33 mit einer
umlaufenden, erweiterten Dichtfläche 34 gebildet,
die beispielsweise aus einer Gummibeschichtung besteht. Die Dichtfläche 34 kann
zusätzlich
mit Dichtlippen (nicht dargestellt) ausgestattet sein, die radiale
Breite der Dichtfläche 34 beträgt beispielsweise
2 bis 5 mm. Die effektive Fläche
der Dichtfläche 34 wird
vorzugsweise im Bereich von 1 cm2 bis 5
cm2 gewählt.
Hierdurch kann der Ball 10 bei Anliegen des Unterdrucks
im Innenraum 3i mit einer Haltekraft im Bereich von 10
N bis 50 N gegen das Tee 30 gedrückt werden. Dies ermöglicht vorteilhafterweise
bei einer Ballmasse von rund 50 g stabile Fixierungen des Balls 10 auf
den Tee 30 selbst bei hohen Beschleunigungen im Bereich
von 200 m/s2 bis 1000 m/s2.
Hierzu wird im Innenraum 31 ein Unterdruck von weniger
als 1 bar gebildet.
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5 zeigt eine Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Ballpositioniervorrichtung 100 zum Vorlegen
wenigstens eines Golfballes 10, z. B. für den Abschlag mit einem Golfschläger (nicht
dargestellt) mit weiteren Einzelheiten. Der Ball 10 ist
bevorzugt auf einem Ballträger
positioniert, welcher hier als Gummi-Tee 30 ausgebildet ist. Die
Stelleinrichtung 40 wird als Hubeinrichtung durch eine
Zylinder-Kolben-Kombination analog zu den 2 und 3 gebildet.
Das Tee 30 ist auf seiner Unterseite über die Kopplungsplatte mit
dem Kolben 42 so verbunden, dass bei einer Bewegung des
Kolbens 42, an dessen freiem Ende sich die Kolbenplatte
befindet, das Tee 30 ebenfalls in Richtung des Kolbens 42 bewegt
wird.
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Auf
der Oberseite der erfindungsgemäßen Ballpositioniervorrichtung 100 ist
eine spielfeldartige Abdeckung 70 vorgesehen, die z.B.
aus einer ebenen Fläche
gebildet wird, die für
die Verwendung zum Training des Golfspiels vorzugsweise aus einer Kunstgrasmatte
gebildet ist. Durch die Öffnung 71 in der
Abdeckung 70 lässt
sich der Ball 10 in die o. g. erste Position bringen, die
sich auf gleicher Ebene oder etwas erhöht bezüglich der Oberfläche der
Abdeckung 70 befindet. Alternativ lässt sich der Ball 10 durch
die Öffnung 71 hindurch
innerhalb der Vorrichtung 100 positionieren. So kann z.
B. der Golfball 10 mittels des Kolbens 42 aus
der ersten Position, die vorzugsweise auf einer Trajektorie des
Ballschlägers beim
Abschlagen des Balles liegt, in die zweite Position bewegt werden,
wobei diese erste Position so gelegen ist, dass der Ball dort nicht
mehr vom Schläger
bei der Abschlagbewegung erfasst wird. Im Ausführungsbeispiel von 5 wird dies dadurch erreicht,
dass der Ball 10 mittels des Kolbens 42 nach unten
bewegt wird und unterhalb der Abdeckung 70 in seine zweite
Position gelangt.
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Zur
Bewegung des Kolbens 42 ist bei der Ausführungsform
gemäß 5 ein elektrischer Antrieb
mit Stellmotoren 47 vorgesehen, die über eine Transmission 48 (z.
B. Antriebskette) und eine Schubstange 49 mit dem Kolben 92 verbunden
sind. Die Stellmotoren 47 werden in Abhängigkeit von dem Sensorsignal
und gegebenenfalls Zusatzsignalen betätigt, wie dies oben erläutert wurde.
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Als
Hafteinrichtung ist auch gemäß 5 eine Saugeinrichtung 80 vorgesehen,
die den Innenraum 31 des hohlen Tees 30 über eine
Kolbenkammer 45 des Kolbens 42 bzw. den als Führung wirkenden
Zylinder 41 und eine Unterdruckleitung 82 mit
einer Vakuumpumpe (nicht dargestellt) verbunden werden kann. Das
Bezugszeichen 83 verweist auf ein elektrisch betätigbares
Ventil, mit dem der Ball 10 auf dem Tee 30 vorzugsweise
während
der Hub- oder Absinkbewegungen des Kolbens 42 fixiert wird.
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In 6 sind schematisch zwei
Sensoren 51 und 52 der Sensoreinrichtung 50 in
verschiedenen Abständen
zur Aussparung 71 mit dem Ball 10 gezeigt. Die
Sensoren 51 und 52 sind vorgesehen, um den Golfschläger entlang
seiner Trajektorie 21 beim Abschlag zu detektieren. Dabei
kann abhängig
vom Spielprogramm, d. h. abhängig
von der Art des ausgeführten
Golfschlags, jeweils ein anderer Sensor aktiv sein, um den sich
der Aussparung 71 nähernden
Golfschläger
zu detektieren.
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Die
Sensoren 51, 52 sind so angeordnet, dass z. B.
abhängig
vom zu trainierenden Golfschlag der entsprechend aktive Sensor den
Golfschläger
auf seiner Bewegung zum Golfball hin erfasst, so dass ausreichend
Zeit verbleibt, um z. B. den Golfball aus seiner ersten Position
in seine zweite Position zurückzuführen. Abhängig vom
trainierten Golfschlag treten Schlägerbeschleunigungen von bis
zu 500 m/s2 auf, so dass der Schläger während des
Durchschwungs in etwa 0.1 s bis 0.4 s auf eine Geschwindigkeit von
bis zu 60 m/s beschleunigt wird.
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Zur
Detektion eines Put-Schlages kann der Sensor auch zwischen ca. 0.1
m und 0.3 m von der Aussparung entfernt angebracht sein, da hier
die Beschleunigungen des Schlägers
um oft mehr als das 10-fache geringer sind.
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Entsprechend
werden vorteilhafterweise mehrerer Sensoren in Abständen von
ca. 0.1 m bis hin zu etwa 0.5 m von der Durchführungsöffnung 71 entfernt
angebracht. Dabei werden diese so angeordnet, dass die Sensoren
den Golfschläger
beim Durchschwung detektieren können,
wodurch ein Sensorsignal für
die Steuereinrichtung generiert wird, welches die z. B. oben beschriebenen
Ballbeseitigung veranlasst.
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Alternativ
zu den in den 2 und 3 gezeigten pneumatischen
Stelleinrichtungen oder dem in 5 gezeigten
Stellmotor- Antrieb
kann erfindungsgemäß eine elektromagnetische
Stelleinrichtung vorgesehen sein. Wenn bspw. mit einer strombeaufschlagten
Spule ein Bauteil entsprechend dem Kolben betätigt wird, kann auf die illustrierte
Pneumatik oder den Stellmotor verzichtet werden.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen offenbarten
Merkmale der Erfindung können
sowohl einzeln als auch in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung
in ihren verschiedenen Ausgestaltungen von Bedeutung sein.