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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Detektieren
und Anzeigen des Auftreffens eines Balles, die ein flächiges
Element aufweist, dessen eine Oberfläche eine Zielfläche
für einen Ball bereitstellt und das eine Vielzahl über
die Zielfläche verteilter, voneinander beabstandeter elektrischer Sensorfelder
aufweist, die jeweils durch eine Sensoranordnung definiert werden,
die ausgestaltet ist, um im Betrieb beim Auftreffen eines Balles
ein für das jeweilige Sensorfeld charakteristisches elektrisches
Signal zu liefern.
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Im
Bereich der Sport- und Spielgeräte sind Vorrichtungen bekannt,
die dazu vorgesehen sind, dass ein Sportler oder Spieler mit einem
Ball auf sie schießt oder wirft und dabei vorgegebene Zielbereiche
treffen soll. Ein bekanntes Beispiel ist die sogenannte Torwand,
die sportinteressierten Fernsehzuschauern aus Sportsendungen bekannt
ist. Diese Torwand weist eine starre rechteckige Platte auf, die in
senkrechter Ausrichtung auf dem Boden aufgestellt werden kann und
in der in zwei sich diagonal gegenüberliegenden Eckbereichen
jeweils ein Loch ausgebildet ist, durch die aus einer bestimmten
Entfernung ein Fußball geschossen werden soll. Auf diese
Weise kann beispielsweise die Schusstechnik eines Fußballspielers
geprüft und trainiert werden.
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Als
Alternative zu einer solchen rein mechanischen Torwand sind im Stand
der Technik elektrisch betriebene Vorrichtungen vorgeschlagen worden,
bei denen statt eines oder mehrerer Löcher auf einer Zielfläche
Sensorfelder vorgesehen sind, die ein für das jeweilige
Sensorfeld charakteristisches Signal erzeugen, wenn ein Ball ein
Sensorfeld trifft.
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Eine
derartige elektrisch betriebene Vorrichtung ist beispielsweise aus
dem Dokument
EP 1 412 033
B1 bekannt. Diese Vorrichtung weist eine Vielzahl von Modulen
auf, die rasterförmig auf einem unelastischen Untergrund
angeordnet sind. Jedes Modul ist seinerseits auf einer unelastischen
Trägerplatte aufgebracht und besteht aus je einem Sensorfeld nach
Art einer Folientastatur. Elektrische Leitungen jedes Sensorfeldes
enden jeweils in einem Steckverbinder, über den eine elektrische
Verbindung mit einem jeweiligen dezentralen Elektronikbaustein hergestellt
wird, der nur einem oder wenigen der Module zugeordnet ist. Die
Elektronikbausteine ihrerseits sind mit einer zentralen Auswerteeinheit
verbunden. Durch diese Ausgestaltung wird ein modularer Aufbau der
Vorrichtung realisiert, durch den Montagezeiten für großflächige
Anlagen verkürzt und ein schneller Service bei einem eventuellen
Ausfall eines Moduls ermöglicht wird. Die in
EP 1 412 033 B1 offenbarte
Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, dass sich ihr Transport schwierig
gestaltet und die Montage gerade für kleine Anlagen mit
relativ wenigen Sensorfeldern kompliziert und zeitaufwendig ist.
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In
dem Dokument
EP 1 725
309 B1 wird eine weitere elektrisch betriebene Vorrichtung
zur Detektion des Auftreffens von Bällen beschrieben. Diese
ist mattenförmig, und die Detektion wird ebenfalls durch zusammenwirkende
Muster elektrisch leitender Elemente nach Art einer Folientastatur
vorgenommen wird. Dazu sind auf Folien aufgedruckte Leiter vorgesehen,
die durch eine mit Löchern versehene Isolationsschicht
voneinander getrennt sind und beim Auftreffen eines Balles durch
eines oder mehrere Löcher am Ort des Auftreffens hindurch
miteinander in Kontakt gebracht werden können. Eine beispielhaft
erwähnte Anwendung ist die Detektion des Ortes des Auftreffens
eines Tennisballes auf den Boden eines Tennisplatzes, wobei dann
die Vorrichtung an einer geeigneten Stelle des Tennisplatzes auf
den Boden gelegt wird. Diese Vorrichtung kann zwar zum Transport
aufgrund ihrer mattenförmigen Ausgestaltung prinzipiell
zusammengelegt oder zusammengerollt werden. Allerdings besteht das
Problem, dass sie bei Gewährleistung einer zuverlässigen
Erkennung des Auftreffens von Bällen nur betrieben werden
kann, wenn sie auf einem starren Untergrund aufgelegt wird.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Detektieren
und Anzeigen des Auftreffens eines Balles so auszugestalten, dass
sie ohne Beeinträchtigung der Zuverlässigkeit
des Auftreffens von Bällen flexibel sowohl auf einer festen Unterlage
als auch frei gespannt betrieben werden kann und gleichzeitig in
einfacher Weise transportiert und montiert werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung
sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Nach
der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass eine Vorrichtung
zum Detektieren und Anzeigen des Auftreffens eines Balles ein flexibles flächiges
Element bzw. einen flexiblen flächigen Körper
aufweist, das bzw. der in einer bevorzugten Ausgestaltung im vollständig
ausgebreiteten Zustand eine rechteckige oder quadratische Form hat.
Unter einem flächigen Element bzw. Körper wird
in üblicherweise ein Element verstanden, dessen Dicke sehr
viel geringer als die lateralen Ausdehnungen ist, und insbesondere
ein matten-, schicht- bzw. lagenförmiges Element. Eine
der beiden gegenüberliegenden Oberfläche des flexiblen
flächigen Elements, d. h. eine ausgedehnte Oberfläche
des flächigen Elements, stellt eine Zielfläche
für einen Ball bereit. Dabei kann sich diese Zielfläche über
die gesamte Oberfläche des flächigen Elements
oder in manchen Fällen auch nur über einen Teilabschnitt
von dieser erstrecken.
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Über
diese Zielfläche verteilt sind mehrere voneinander beabstandete
elektrische Sensorfelder vorgesehen, d. h. Bereiche der Zielfläche,
für die im Betrieb erfasst werden kann, wenn sie mit einem
Ball getroffen werden. Zu diesem Zweck ist jedem dieser Sensorfelder
eine entsprechende Sensoranordnung zugeordnet, die angepasst ist,
um im Betrieb beim Auftreffen eines Balles auf eines der Sensorfelder
ein für das jeweilige Sensorfeld charakteristisches elektrisches
Signal zu liefern. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen,
dass je nach Ausgestaltung der Sensoranordnungen eine andere durch
einen Ball beim Auftreffen ausgeübte Mindestkraft bzw. eine
bestimmte Mindestgeschwindigkeit des Balles notwendig sein kann,
damit die Sensoranordnungen das Auftreffen des Balles registrieren
kann. Durch die Auswertung der von den Sensorfeldern gelieferten elektrischen
Signale ist es auf diese Weise möglich, zu bestimmen, ob
ein Ball ein Sensorfeld auf der Zielfläche getroffen hat
und welches der Sensorfelder getroffen wurde.
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Die
Vorrichtung weist ferner eine Vielzahl von separaten und voneinander
beabstandet angeordneten starren bzw. steifen plattenförmigen
Elementen auf, von denen jedes einem anderen der Sensorfelder zugeordnet
ist. Dabei ist für jedes Sensorfeld ein derartiges plattenförmiges
Element vorhanden. Die plattenförmigen Elemente sind in
der Weise an oder in dem flexiblen flächigen Element angeordnet,
dass sich die Sensoranordnung des jeweiligen Sensorfeldes zwischen
dem plattenförmigen Element und der Zielfläche
befindet. Auf diese Weise bilden die plattenförmigen Elemente
in Bezug auf das Auftreffen eines Balles auf ein Sensorfeld der
Zielfläche einen starren Unter- bzw. Hintergrund. Dabei
ist es von Vorteil, wenn die Dimensionen der plattenförmigen
Elemente mindestens genauso groß gewählt sind
wie die Dimensionen der ihnen zugeordneten Sensoranordnungen und
jede Sensoranordnung über ihre gesamte Ausdehnung gesehen
von der Zielfläche vor dem jeweiligen plattenförmigen
Element befindet. Insgesamt ist darauf zu achten, dass die mechanischen
Eigenschaften in Abhängigkeit von der Art und den Eigenschaften
der verwendeten Sensoranordnungen so gewählt sind, dass
die gewünschte Empfindlichkeit erreicht wird. Ein bevorzugtes
Material für die plattenförmigen Elemente ist Polycarbonat
oder ein Kunststoff mit ähnlichen mechanischen Eigenschaften
in Bezug auf Dimensionsstabilität, Formbeständigkeit,
Festigkeit und Zähigkeit.
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Darüber
hinaus sind die Sensorfelder und die entsprechenden plattenförmigen
Elemente so angeordnet und geformt, dass die Vorrichtung nach Art
einer Matte zusammengelegt werden kann, indem sie einmal oder mehrfach
zwischen Gruppen benachbarter plattenförmiger Elemente
gefaltet wird. Dabei ist eine matrixförmige Anordnung der
Sensorfelder und plattenförmigen Elemente bzw. eine Anordnung
in rechtwinkligen Zeilen und Spalten bevorzugt. In diesem Fall stellen
die Bereiche zwischen benachbarten Reihen und zwischen benachbarten
Spalten längliche Bereiche bereit, entlang derer gefaltet
werden kann, d. h. für eine Knicklinie. In einer vorteilhaften Ausgestaltung
haben ferner alle Sensorfelder, Sensoranordnungen und plattenförmigen
Elemente dieselben Abmessungen und dieselbe Form.
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Im
Einsatz ist die Vorrichtung dazu vorgesehen, dass ein Benutzer mit
einem Ball auf die Zielfläche wirft oder schießt
und versucht die Sensorfelder oder ein bestimmtes der Sensorfelder
zu treffen.
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Durch
die beschriebene Ausgestaltung einer Vorrichtung zum Detektieren
und Anzeigen des Auftreffens eines Balles wird ein Spiel- bzw. Sportgerät bereitgestellt,
das aufgrund des Vorsehens eines starren Hintergrundes für
jedes Sensorfeld in vorteilhafter Weise eine hohe Empfindlichkeit,
Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit bei der Detektion
von Treffern gewährleistet, ohne dass die Vorrichtung an einem
starren Untergrund, wie zum Beispiel einer Wand, angebracht werden
muss.
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Vielmehr
ist es auch möglich, die Vorrichtung zum Beispiel in einen
Rahmen einzuspannen, als der zum Beispiel ein Fußball-,
Handball- oder Hockeytor verwendet werden kann. Dadurch wird die
Flexibilität bei der Benutzung stark erweitert.
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Gleichzeitig
kann die Vorrichtung dennoch in einfacher Weise transportiert und
zur Benutzung eingerichtet werden. So bietet sie zunächst
den Vorteil, dass sie für einen Transport durch Zusammenlegen nach
Art einer Matte in ihren lateralen Abmessungen verkleinert werden
kann. Soll sie dann zur Benutzung eingerichtet werden, muss sie
lediglich wieder auseinandergefaltet werden, da die einzelnen Sensorfelder,
Sensoranordnungen und Platten in der ingesamt mattenförmigen
Vorrichtung fixiert sind.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist das flexible flächige
Element in Form einer mehrlagigen Matte vorgesehen.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die plattenförmigen
Elemente in Taschen angeordnet, die auf der der Zielfläche
gegenüberliegenden Oberfläche des flexiblen flächigen
Elements oder in dem flexiblen flächigen Element ausgebildet
sind. Dadurch können die plattenförmigen Elemente
bei der Herstellung oder ggf. auch später vom Benutzer
in einfacher Weise richtig angeordnet und an dem flexiblen flächigen
Element befestigt werden.
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Es
kann von Vorteil sein, wenn die plattenförmigen Elemente
entfernbar bzw. lösbar an oder in dem flexiblen flächigen
Element angeordnet sind, da dann die Abmessungen der Vorrichtung
bei Bedarf durch Entfernen der plattenförmigen Elemente
von dem flexiblen flächigen Element noch weiter verringert
werden können und ein Austausch der plattenförmigen
Elemente durchgeführt werden kann, falls eines der Elemente
brechen sollte.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung sind entlang des Randes des flexiblen
flächigen Elements Befestigungselemente angeordnet, mit
denen das flexible flächige Element an Trägern
oder anderen Halteeinrichtung befestigt werden kann, wie etwa insbesondere
in einem Rahmen, der z. B. durch ein Fußball-, Handball-
oder Hockeytor bereitgestellt werden kann. Als Befestigungselemente
können Riemen oder Klettbänder verwendet werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung
ferner eine Auswerteeinheit auf, die mit den Sensoranordnungen elektrisch
verbunden und angepasst ist, um auf Grundlage der von den Sensoranordnungen
gelieferten elektrischen Signale zu bestimmen, auf welches der Sensorfelder
ein Ball aufgetroffen ist. Eine derartige Auswerteeinheit weist bevorzugt
eine elektronische Anzeige auf und ist angepasst, um im Betrieb
beim Auftreffen eines Balles auf eines der Sensorfelder in Abhängigkeit
von dem getroffenen Sensorfeld ein entsprechendes elektrisches Signal
an die elektronische Anzeige zu liefern. Auf Basis dieses Signals
zeigt die elektronische Anzeige einen Hinweis auf das getroffene
Sensorfeld, einen dem getroffenen Sensorfeld zugeordneten Punktwert
oder das Ergebnis einer arithmetischen Operation zwischen einem
dem getroffenen Sensorfeld zugeordneten Punktwert und einem vor
dem jeweiligen Treffer auf der elektronischen Anzeige angezeigten
Punktwert. Letztere Möglichkeit kann zum Beispiel im Rahmen
von Spielen vorgesehen sein, bei denen eine Spielrunde damit startet,
dass ein bestimmter Startpunktwert auf der elektronischen Anzeige
angezeigt wird und dann ein Spieler versuchen muss, den angezeigten
Punktwert durch Treffen verschiedener Sensorfelder, denen jeweils
verschiedene Punktwerte zugeordnet sind, möglichst schnell genau
auf Null zu bringen, wobei nach jedem Treffer eines Sensorfeldes
der angezeigte Punktwert um den diesem Sensorfeld zugeordneten Punktwert
verringert wird. Alternativ ist es natürlich möglich,
mit einem angezeigten Punktwert von Null zu starten und die erzielten
Treffer bzw. die zugeordneten Punktwerte aufzusummieren.
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Zumindest
die die Außenflächen des flächigen Elements
bildenden Abschnitte des flächigen Elements können
aus Nylon, Polyester oder PVC ausgebildet sein.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform weist jede der Sensoranordnungen
einen oder mehrere druckempfindliche Schalter auf. Jeder dieser
druckempfindlichen Schalter ist so ausgestaltet, dass er dann, wenn
an seiner Position auf die und senkrecht zur Zielfläche
ein Druck ausgeübt wird, ein Stromkreis geschlossen wird,
der zur Lieferung des charakteristischen Signals für die
Sensoranordnung charakteristisch ist. Dabei ist es in Abhängigkeit
von der Ausbildung der druckempfindlichen Schalter wieder möglich,
dass ein bestimmter Mindestdruck erforderlich ist, um sie zu betätigen.
In dem Fall, dass pro Sensorfeld mehr als ein druckempfindlicher
Schalter vorgesehen ist, können alle einem Sensorfeld zugeordneten
Schalter, d. h. alle Schalter einer Sensoranordnung, denselben Stromkreis
schließen, wobei die Schalter verschiedener Sensoranordnungen
verschiedene Stromkreise schließen. Alternativ kann es auch
von Vorteil sein, wenn die Betätigung jedes Schalter einer
Sensoranordnungen einen anderen Stromkreis schließt oder
wenn die Betätigung verschiedener Gruppen von Schaltern
einer Sensoranordnung verschiedene Stromkreise schließt,
wobei die verschiedenen Stromkreise dann wieder für die Sensoranordnung
bzw. das Sensorfeld charakteristisch sind, d. h. verschiedenen Sensoranordnungen entsprechen
verschiedene Stromkreise.
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Derartige
Anordnungen druckempfindlicher Schalter lassen sich in vorteilhafter
Weise durch eine Anordnung realisieren, die nach dem Prinzip einer Folientastatur
aufgebaut ist. Das flexible flächige Element weist dazu übereinander
eine erste Schicht bzw. Lage aus einem elektrisch isolierenden Material, eine
zweite Schicht bzw. Lage aus einem elektrisch isolierenden Material
und eine dritte Schicht bzw. Lage aus einem elektrisch isolierenden
Material auf. Die dritte Schicht ist zwischen der ersten und der zweiten
Schicht angeordnet und weist eine Vielzahl von Löchern
bzw. Öffnungen auf, die sich von einer Oberfläche
der dritten Schicht durch die dritte Schicht bis zur gegenüberliegenden
Oberfläche erstrecken. Auf den einander zugewandten Oberflächen
der ersten und zweiten Schicht ist jeweils ein Muster elektrischer
Leiter aufgebracht. Die Muster bzw. Leiter sind so angeordnet, dass
jeder druckempfindliche Schalter durch zumindest einen Abschnitt
eines elektrischen Leiters auf der ersten Schicht, zumindest einen
Abschnitt eines elektrischen Leiters auf der zweiten Schicht und
eines der Löcher in der dritten Schicht gebildet wird,
wobei die jeweiligen Leiterabschnitte an gegenüberliegenden
Enden des jeweiligen Loches angeordnet sind. Die Anordnung ist so gewählt,
dass beim Ausüben eines Druckes auf die Zielfläche
an der Position eines der druckempfindlichen Schalter die jeweiligen
Leiterabschnitte, die im Normalzustand durch die dritte Schicht
voneinander beabstandet gehalten werden, durch das Loch hindurch
in Kontakt gebracht werden und dadurch ein elektrischer Stromkreis
geschlossen wird, der in der oben beschriebenen Weise zur Lieferung
des charakteristischen Signals für das Sensorfeld charakteristisch
ist, zu dem der jeweilige druckempfindliche Schalter gehört.
Diese Konstruktion der Sensoranordnungen erlaubt in vorteilhafter
Weise eine besonders flache Ausbildung der gesamten Vorrichtung.
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Die
erste Schicht und/oder die zweite Schicht ist bevorzugt aus Nylon,
Polyester, PET oder PVC ausgebildet, und die dritte Schicht wird
bevorzugt durch ein schwammartiges Material gebildet. Sie können
zum Beispiel in vorteilhafter Weise durch geeignete Folien gebildet
werden.
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Es
ist auch bevorzugt, dass die elektrischen Leiter durch auf die erste
und zweite Schicht aufgedruckte Leiterbahnen gebildet werden. Ein
geeignetes Material für die Leiterbahnen ist beispielsweise Kohlenstoff.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Vorrichtung neben der
ersten, zweiten und dritten Schicht zumindest eine vordere Schicht,
deren eine Oberfläche die Zielfläche bereitstellt,
und eine hintere Schicht auf, die die der Zielfläche gegenüberliegende Oberfläche
des flexiblen flächigen Elements bildet. Dabei befinden
sich die erste Schicht, die zweite Schicht und die dritte Schicht
zwischen der vorderen Schicht und der hinteren Schicht. Mit anderen
Worten werden die Außenflächen des flexiblen flächigen
Elements durch die vordere Schicht und die hintere Schicht gebildet.
In dem Fall, dass die plattenförmigen Elemente in Taschen
angeordnet sind, ist es in diesem Zusammenhang bevorzugt, wenn die
Taschen auf der nach innen weisenden bzw. der Zielfläche
zugewandten Oberfläche der hinteren Schicht oder auf der
nach außen weisenden bzw. der Zielfläche abgewandten
Oberfläche der hinteren Schicht ausgebildet sind.
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Die
Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert, das in den Zeichnungen dargestellt
ist.
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1 zeigt
eine schematische Draufsicht auf die Zielfläche eines Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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2 zeigt
eine auseinandergezogene Ansicht der Vorrichtung der 1,
aus der der schichtartige Aufbau deutlich wird.
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3a zeigt
schematisch ein auf eine Sensorfolie aufgebrachtes Leitermuster.
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3b zeigt
schematisch ein auf eine andere Sensorfolie aufgebrachtes Leitermuster.
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4 zeigt
eine schematische Schnittansicht durch die Vorrichtung 1 entlang
der Linie IV-IV der 1.
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5 zeigt
die erfindungsgemäße Vorrichtung im zusammengelegten
Zustand nach zweimaliger Faltung.
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Die
in 1 gezeigte Vorrichtung 1 zum Detektieren
und Anzeigen des Auftreffens eines Balles ist ein insgesamt mattenförmiges
Spiel- bzw. Sportgerät. Die 1 zeigt
dabei eine Draufsicht auf eine ausgedehnte Oberfläche 2 der
Vorrichtung 1. Diese Oberfläche 2 ist
dazu vorgesehen, als Zielfläche für einen Ball
zu dienen, wobei ein Spieler bzw. Sportler mit dem Ball versuchen
muss, bestimmte Bereiche der Zielfläche zu treffen, indem
er den Ball entweder wirft oder schießt. Das Ausführungsbeispiel ähnelt
im wesentlichen der bekannten Fußball-Torwand, wobei aber
statt zweier Löcher zum Beispiel zwölf in einer Matrix
mit drei Reihen und vier Spalten angeordnete rechteckige Bereiche 3 der
Zielfläche durch den Benutzer anvisiert werden können
(im Rahmen der folgenden Beschreibung beziehen sich Angaben wie ”Reihe”, ”Spalte”, ”senkrecht” und ”waagerecht” auf die
in den Figuren gezeigte Orientierung).
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Wie
aus der folgenden Beschreibung deutlich werden wird, ist jeder der
zwölf Bereiche 3 ein Sensorfeld mit einer zugeordneten
Sensoranordnung (vgl. 2 bis 4), durch
die ein Auftreffen eines Balles auf das jeweilige Sensorfeld erkannt
werden kann. Die Sensorfelder 3 sind durch auf die Zielfläche 1 aufgedruckte
Rahmen 4 kenntlich gemacht, und jedem Sensorfeld 3 ist
ein Punktwert zugeordnet, der durch eine ebenfalls aufgedruckte
Zahl 5 angegeben wird. Ferner ist eine elektronische Anzeige 6,
bevorzugt eine Digitalanzeige, vorgesehen, um je nach Spielmodus
beispielsweise das mit dem letzten Schuss oder Wurf getroffene Sensorfeld 3 bzw.
dessen Punktwert, die Summe der erzielten Punkte nach mehreren Würfen
oder Schüssen und/oder einen verbliebenen Punktwert anzuzeigen,
falls ein Spielmodus gewählt wird, in dem ein Spieler bzw.
Sportler ausgehend von einem Anfangspunktwert durch geeignete Treffer,
deren Punktwerte sukzessive von dem Anfangspunktwert abgezogen werden,
den Wert Null erreichen muss. Daneben kann auf der Anzeige 6 bei
mehreren Spielern bzw. Sportlern derjenige Spieler bzw. Sportler
angezeigt werden, der aktuell oder als nächster an der
Reihe ist.
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Die
Anzeige 6 ist bevorzugt Teil einer Auswerteeinheit bzw.
Steuerung, die angepasst ist, um auf Basis von den Sensoranordnungen
gelieferter Signale das getroffene Sensorfeld 3 zu bestimmen
und die Anzeige 6 in der für die gewünschte
Darstellung geeigneten Weise anzusteuern. Um die Umschaltung zwischen
mehreren Spielmodi und ggf. auch um den Wechsel zwischen mehreren
Spielern bzw. Sportlern zu ermöglichen, kann eine Fernbedienung
vorgesehen sein, die mit der Auswerteeinheit bzw. Steuerung über
ein Kabel oder drahtlos verbunden sein kann.
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In
der in 2 gezeigten Explosionsdarstellung ist zu erkennen,
dass die Vorrichtung 1 unter anderem aus mehreren flexiblen
Schichten bzw. Lagen aufgebaut ist. Die Vorderseite der Vorrichtung 1 mit der
Zielfläche 2 wird durch eine vordere äußere Schicht 10 bereitgestellt,
und die der Zielfläche 2 gegenüberliegende
Rückseite der Vorrichtung 1 wird durch eine hintere äußere
Schicht 11 bereitgestellt. Zwischen den beiden äußeren
Schichten 10, 11, die beispielsweise in Form geeigneter
Folien vorgesehen sein können, befinden drei weitere Schichten
in Form von zwei Sensorfolien 12, 13 und einer
zwischen diesen angeordneten Isolationsschicht 14, wobei
die Sensorfolie 12 benachbart zu der vorderen äußeren
Schicht 10 und die Sensor folie 14 benachbart zu
der hinteren äußeren Schicht 11 angeordnet ist.
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Alle
Schichten 10 bis 14 entsprechen in ihrer Form
der Form der Vorrichtung 1 und sind in der angegebenen
Reihenfolge übereinander angeordnet und beispielsweise
entlang ihrer Ränder, entlang eines Teils ihrer Ränder
oder vollflächig miteinander verbunden. Dabei kann es je
nach Anwendungsfall von Vorteil sein, wenn zur Erzielung einer gewissen Verstärkung
bzw. Formstabilität ein oder mehrere Rahmen 15 vorgesehen
sind, die z. B. zwischen den äußeren Schichten 10, 11 und
den benachbarten Sensorfolien 12, 13 entlang ihrer
Ränder angeordnet sein können. Derartige Rahmen 15,
die aus PVC hergestellt sein können, müssen so
ausgebildet sein, dass ein Falten bzw. Zusammenlegen der Vorrichtung 1 in
der unten näher beschriebenen Weise möglich ist.
Die Schichten 10 bis 14 und die ggf. vorhandenen
Rahmen 15 bilden in Kombination ein flexibles flächiges
Element.
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Auf
der der Isolationsschicht 14 zuwandten Oberfläche
der beiden Sensorfolien 12, 13 ist jeweils ein
Leitermuster 16 bzw. 17 aufgebracht, das beispielsweise
durch aufgedruckten Kohlenstoff gebildet werden kann. Das Leitermuster 16 der
Sensorfolie 12 ist detaillierter in 3a gezeigt,
und das Leitermuster 17 der Sensorfolie 13 ist
detaillierter in 3b gezeigt. Danach weist jedes
Leitermuster 16, 17 eine Anzahl von zwölf
Feldern 20 bzw. 21 auf, die in ihrer Form, Größe
und Anordnung den Sensorfeldern 3 und den Bereichen der
Zielfläche 2 entsprechen, die durch die auf diese
aufgedruckten Rahmen 4 definiert sind. Mit anderen Worten
ist jedes der Felder 20 und jedes der Felder 21 unter
einem anderen der durch die Rahmen 4 definierten Bereiche
der Zielfläche angeordnet, wobei die Rahmen 4 die
Lage der Ränder der jeweiligen Felder 20 und 21 kennzeichnen.
Daher sind sowohl die Felder 20 als auch die Felder 21 gleichfalls
in einer Matrix mit drei Reihen und vier Spalten angeordnet.
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In
dem Leitermuster 16 sind die Felder 20 jeder Spalte
durch Verbindungsleitungsanordnungen 22a, 22b, 22c bzw. 22d in
Reihe miteinander verbunden, und die Verbindungsleitungsanordnungen 22a, 22b, 22c und 22d gehen
jeweils in eine Anschlussleitung 23a, 23b, 23c bzw. 23d über,
die elektrisch voneinander isoliert sind und an die Auswerteeinheit (nicht
dargestellt) angeschlossen sind. Auf diese Weise ist jede Spalte
von Feldern 20 des Leitermusters 16 separat mit
der Auswerteeinheit verbunden, wobei die Felder 20 verschiedener
Spalten voneinander elektrisch isoliert sind. In ähnlicher
Weise sind dem Leitermuster 17 die Felder 21 jeder
Reihe durch Verbindungsleitungsanordnungen 24a, 24b bzw. 24c in
Reihe miteinander verbunden, und die Verbindungsleitungsanordnungen 24a, 24b und 24c gehen jeweils
in eine Anschlussleitung 25a, 25b, 25c über, die
elektrisch voneinander isoliert sind und an die Auswerteeinheit
(nicht dargestellt) angeschlossen sind. Auf diese Weise ist jede
Reihe von Feldern 21 des Leitermusters 17 separat
mit der Auswerteeinheit verbunden, wobei die Felder 21 verschiedener Reihen
voneinander elektrisch isoliert sind.
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In
diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass in der Explosionsdarstellung
der 2 zwar die Felder 20, 21 gezeigt
sind, die Verbindungsleitungsanordnungen 22a, 22b, 22c, 22d und 24a, 24b, 24c sowie
die Anschlussleitungen 23a, 23b, 23c, 23d und 25a, 25b, 25c aber
aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen
worden sind. Ferner sei darauf hingewiesen, dass n der Explosionsdarstellung
der 2 zur Verdeutlichung die Felder 21 des
Leitermusters 17 der Sensorfolie 13 gezeigt sind, obwohl
sie sich tatsächlich auf der der Isolationsschicht 14 zugewandten
Oberfläche der Sensorfolie 13 befinden. Die in
der 2 gewählte Sichtweise würde
sich daher streng genommen nur ergeben, wenn das Grundmaterial der
Sensorfolie 13 durchsichtig wäre, was nicht notwendigerweise
der Fall sein muss.
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Die
Isolationsschicht 14 weist zwölf Bereiche 26 auf,
die in ihrer Form, Größe und Anordnung den Sensorfeldern 3 sowie
den Felder 20, 21 entsprechen und deren Ausdehnung
in 2 zeichnerisch durch einen jeweiligen Rahmen kenntlich
gemacht ist. Die Bereiche 26 sind dadurch gekennzeichnet, dass
in ihnen eine Vielzahl von Löchern 27 durch die Isolationsschicht 14 ausgebildet
ist.
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Durch
die beschriebene Anordnung der Sensorfolien 12, 13,
der Isolationsschicht 14, der Leitermuster 16, 17 und
der Bereiche 26 mit Löchern 27 in der
Isolationsschicht 14 werden zwölf Sensoranordnungen
gebildet, von denen jede einem der Sensorfelder 3 zugeordnet
ist sowie durch eines der Felder 20 des Leitermusters 16,
eines der Felder 21 des Leitermusters 17 und einen
der Lochbereiche 26 gebildet wird und über entsprechende
der Verbindungsleitungsanordnungen 22a, 22b, 22c, 22d und 24a, 24b, 24c und
der Anschlussleitungen 23a, 23b, 23c, 23d und 25a, 25b, 25c mit
der Auswerteeinheit verbunden ist. Wie nachfolgend in Zusammenhang
mit der Schnittansicht der 4 noch einmal
näher erläutert wird, werden in jeder Sensoranordnung
die Leiter der Feldern 20, 21 normalerweise durch
die Isolationsschicht 14 voneinander getrennt gehalten.
Wird jedoch beim Auftreffen eines Balles auf ein Sensorfeld Druck
senkrecht zur Zielfläche 2 ausgeübt,
so werden Leiter der entsprechenden Felder 20, 21 durch Löcher 27 des
entsprechenden Lochbereichs 26 hindurch miteinander in
Kontakt gebracht, so dass ein Stromkreis geschlossen wird, der die
entsprechenden Felder 20, 21 und die diesen Feldern 20, 21 zugeordneten
Verbindungsleitungsanordnungen und Anschlussleitungen der Verbindungsleitungsanordnungen 22a, 22b, 22c, 22d und 24a, 24b, 24c bzw. Anschlussleitungen 23a, 23b, 23c, 23d und 25a, 25b, 25c umfasst.
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Es
ist ersichtlich, dass aufgrund der elektrischen Verbindung der Spalten
von Feldern 20 des Leitermusters 16 diejenige
Anschlussleitung 23a, 23b, 23c bzw. 23d,
die zu dem geschlossenen Stromkreis gehört, die Spalte
des getroffenen Sensorfeldes 2 identifiziert, während
aufgrund der elektrischen Verbindung der Reihen von Feldern 21 des Leitermusters 17 diejenige
Anschlussleitung 25a, 25b bzw. 25b, die
zu dem geschlossenen Stromkreis gehört, die Reihe des getroffenen
Sensorfeldes 2 identifiziert. Auf diese Weise kennzeichnet
der geschlossene Stromkreis eindeutig die betätigte Sensoranordnung
und damit eindeutig das getroffene Sensorfeld 2, die bzw.
das daher von der Auswerteeinheit bestimmt werden kann.
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Auf
der rückwärtigen Oberfläche der Vorrichtung 1,
d. h. der nach außen weisenden Oberfläche der
hinteren äußeren Schicht 11 sind voneinander beabstandet
zwölf Taschen 28 aufgenäht, und in jeder
der Taschen 28 befindet sich eine starre Platten 29.
Die Anordnung der Taschen 28 entspricht wieder der Anordnung
der Sensorfelder 2, so dass jede der Platten 29 von
der Zielfläche aus gesehen einen starren Untergrund für
eines der Sensorfelder 2 bildet. Dazu decken die Platten 29 mindestens
die Fläche des jeweils zugehörigen Sensorfeldes 2 ab.
In der 2 sind die Taschen 28 durch einen Rahmen
angedeutet, aber ihr Hauptteil ist jeweils weggelassen, um die in
ihnen angeordneten Platten 29 sichtbar zu machen. Die Taschen 28 können
z. B. seitlich eine z. B. durch einen Klettverschluss verschließbare Öffnung
aufweisen, um die Platten 29 bei Bedarf entnehmen oder
austauschen zu können.
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In
der 4 ist eine Schnittansicht entlang der Linie IV-IV
der 1 gezeigt, aus der die beschriebene Abfolge der
Schichten bzw. Lagen 10 bis 14 und die Anordnung
der Felder 20, 21 der Leitungsanordnungen 16 bzw. 17,
der Löcher 27 sowie der Taschen 28 und
Platten 29 ersichtlich ist. Dabei sind durch gestrichelte
Linien die Begrenzungen der Sensoranordnungen gekennzeichnet, die
auch die Sensorfelder 3 auf der Zielfläche 2 definieren.
Ferner sind zur Vereinfachung der Darstellung die Rahmen 15 weggelassen
worden.
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Aufgrund
der voneinander beabstandeten Anordnung der Platten 29 und
der ansonsten flexiblen Ausbildung der Vorrichtung 1 ist
es möglich, die Vorrichtung 1 wie eine Matte zusammenzulegen. Dazu
kann die Vorrichtung 1 ein- oder mehrmals zwischen Gruppen
benachbarter Platten 29 gefaltet werden. Dies ist in 5 gezeigt,
in der die Vorrichtung 1 zwei Mal gefaltet worden ist,
nämlich einmal zwischen den mittleren beiden Spalten von
Platten 29 durch Ausbildung einer Knicklinie entlang des
Pfeils 30 und anschließend zwischen den unteren
beiden Reihen von Platten 29 durch Ausbildung einer Knicklinie
entlang des Pfeils 31. Es ist darauf hinzuweisen, dass
die Taschen 28 zur Sichtbarmachung der Platten 29 lediglich
durch gestrichelte Linien angedeutet sind.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
-
- - EP 1412033
B1 [0004, 0004]
- - EP 1725309 B1 [0005]