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Automatische Vorrichtung zur Messung der für das Durchlaufen einer
Bahn benötigten Zeit und zur Steuerung des Zutritts zur Bahn Die Erfindung bezieht
sich auf eine automatische Vorrichtung zur Messung der für das Durchlaufen einer
Bahn benötigten Zeit und zur Steuerung des Zutritts zur Bahn.
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In Sportanlagen verwendet man schon automatische Zeitmessungen, durch
die die Zeit nach Start des Sportlers bis zum Erreichen des Zieles gestoppt wird.
Man kann dann von der abgelaufenen Zeit durch einfaches oder korrigiertes Ablesen
Kenntnis nehmen.
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Diese Vorrichtungen von großer Präzision erfordern sowohl an Start
als auch am Ziel Personal und bestehen aus zerbrechlichem und teurem Material. Ihre
Anwendung erfordert wenigstens die Überwachung durch eine Kontroliperson, die die
korrqkte Verwendung des Systems gewährleistet. Man hat auch schon Vorrichtungen
vorgeschlagen, mit denen der Einzelzugang us eingang einer Sammelgarage, eines Ausstellungsgeländes
oder dgl. kontrolliert werden kann. Diese letzteren Vorrichtungen haben die gleichen
Nachteile wie die der bekannten vorerwähnten Zeitmessungen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die vorerwähnten verschiedenen
Nachteile auszuschalten, insbesondere Jede Handbetätigung, Kontrolle oder Überwachung
der Zeitmeßeinrichtung zu vermeiden und dadurch ihre einwandfreie Benutzung ohne
Risiko eines Irrtums zu sichern und ihre Benutsung selbst Einzelpersonen zugänglich
zu machen. Die Erfindung bezweckt also, die Zeitmeßvorrichtung völlig selbständig,
dauerhait und vollautomatisch zu machen, und zwar einschließlich der eventuellen
Einziehung einer Benutzungsgebühr und der Ausgabe einer Karte, auf der die Zeit
für die durchgeführte Leistung des Benutzers aufgedruckt bzw. aufgeschrieben ist.
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Zu diesem Zweck besitzt die Vorrichtung nach der Erfindung eine Startstation,
bestehend aus einem Mittel für die Bereitstellung der Vorrichtung und zum Öffnen
eines Starttors bzw.
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Zugangstors zum Parcours bzw. zur Bahn, die zeitlich bestimmt werden
soll. Dieses Mittel kann ein Celdautomat oder dgl. sein, der die Einnahme einer
Benutzungsgebühr zuläßt. Dieses Tor oder diese Barriere schließt sich wieder, sobald
ein Benutzer die Schwelle der Startlinie überschritten hat und erlaubt den Zugang
von neuem nur, wenn das Ziel überschritten wurde, so daß der Parcours dann wieder
frei ist. Die Entfernung zwischen den Stellen des Zutritts und der Startlinie ist
,so, daß sie jeweils nur den Zutritt eines Benutzers zuläßt, womit die Berechnung
der abgelautenen Zeit zwischen den Uberschreiten der Startlinie und des Zieles automatisch
ohne Irrtum
stattfinden kann. In allgemeiner Form besteht die automatische
Vorrichtung nach der Erfindung für die Kontrolle des Zutritts eines sich bewegenden
Körpers bzw. Läufers am Anfang einer zu durchlaufenden Bahn und für die gleichzeitige
Zeitmessung für den Bahndurchlauf einerseits aus Mitteln zur Kontrolle des Zugangs,
bestehend aus einer Zutrittsbarriere, die mit Signalen versehen ist, welche die
Besetzung oder die freie Zugänglichkeit der Bahn anzeigen, aus Mitteln, die das
Öffnen und Schließen der Barriere zulassen, aus Mitteln zum Auslösen des Zeitmessers
beim Passieren des Läufers zu Beginn des Parcours oder der Bahn und zum gleichzeitigen
Wiederschließen der Zutrittsbarriere, wobei das Besetztzeichen des Parcours beibehalten
bleibt bzw. erscheint, und andererseits aus einem Tor am Ende des Parcours, bestehend
aus einer Barriere zur Ermittlung des Durchganges des Läufers, der den Parcours
durchlaufen hat, aus Zeitmeßmitteln, die mit den Auslösemitteln des Zeitmessers
verbunden, von der ermittelnden Barriere beeinflußt werden und das Sichtbarmachen
der Durchlaufzeit steuern, sowie aus Mitteln zum Anhalten des Zeitmessers nach dem
Sichtbarmachen bzw. dem Registrieren und/oder Aufdrucken der Zeit und zum erneuten
Einschalten des Zugangssignals am Eingangstor der Bahn.
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Die Zutrittsbarriere kann ein Tor mit elektromagnetischer Steuerung
sein, die durch einen elektromagnetischen Riegel mittels eines'Schlüssels oder eines
Geldeinwurfs betätigt wird. Die Besetzt- und Freigabesignale des Parcours sind
vorteilhaft
rote und grüne Scheiben. Die Startbarriere kann entweder ein Tor sein, welches durch
den Läufer betätigt wird, sobald die Eintrittsbarriere geöffnet ist und deren Betätigung
den Zeitmesser auslöst oder es kann eine FuB-taste mit elektrischer Kontakt bekannter
Art vorgesehen sein, die den Zeitnesser auslöst, sobald sie durch den Läufer niedergedrückt
wird. Auch kann ein Strahlenbtindel einer fotoelektrischen Zelle vorgesehen sein,
die beim Passieren des Läufers den Zeitmesser auslöst. In Jeden Fall zieht der Durchlauf
der Startbarriere zugleich das Verschließen der Zutrittsbarriere und das Aufrechterhalten
des Besetztsignals fur den Parcours nach sich.
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Die Ermittlungsbarriere am Parcoursende kann ebenfalls eine Fußtaste
sein, die durch den Körperdruck einen Kontakt herstellt, der einerseits den Zeitmesser
anhält und die Bekanntgabe der Durchlaufzeit hervorruft und andererseits das Besetztsignal
der Bahn durch das Zugänglichkeitssignal ersetzt, durch das einem sich bewegenden
Körper oder Läufer das Durchlaufen der Bahn erlaubt wird. Vorteilhaft ist die Ermittlungsbarriere
eine fotoelektriFche. Vorzugsweise befinden sich der Zeitmesser und die Anzeigeeinrichtung
oder die Druckvorrichtung hinter der Ermittlungsbarriere an einer Stelle, an der
ein Läufer durchs@@nittlich eine sehr geringe Geschwindigkeit erreicht hat, was
ihm also erlaubt, von seiner Laufzeit Kenntnis zu nehmen oder die bedruckte Karte
aus dem Zeitiesser zu ziehen, ohne daß er bis zur Ermittlungsbarriere
zurückkommen
muß. Die Mittel zur Zeitmessung und Steuerung des Zutritts sind zeitlich abgestimmt
oder verzögert, damit insbesondere die Rückkehr des Zeitmessers auf Null und die
gleichzeitigen Vorgänge nur nach dem Ablesen der Anzeige oder nach Ziehen der bedruckten
Karte auftreten.
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Die fotoelektrische Ermittlungsbarriere besteht vorzugsweise aus einem
aktiven, catadioptischen Reflektor, der viel länger als breit ist und der Lichtquelle
gegnnüber auf der anderen Seite des Tores angeordnet ist, und aus einem Tonmelder,
der aus der Stromquelle gespeist wird und dauernd arbeitet, sobald das vom Reflektor
reflektierte Strahlenbündel nicht genau vom aktiven Element empfangen wird. Eine
solche Barriere erlaubt es, Schwierigkeiten zu vermeiden, die beim Montieren der
bekannten fotoelektrischen Vorrichtungen auftreten und im Prinzip daraü'f zurückufUhren
sind, daß die Genauigkeit des Strahleneinfalls auf den catadioptischen Empfänger
gewährleistet sein muß. Dieses Ausrichten ist um so schwieriger zu erreichen, Je
größer der Abstand ißt und Je intensiver das umgebende Licht ist, was zur Einführung
einer Nivellierscheibe oder eines elektromechanischen Relais in die aktive Einheit
geführt hat, die sich ändern, sobald die Ausrichtung erreicht ist und die die Bedienung
somit informieren. Solche Vorrichtuer sind schwierig zu benutzen und wenig wirksam,
Tatsächlich muß man die Qrientierungßeinstellung des Projektors einerseits in der
Höhe und im Azimut gewährleisten und andererseits die Anzeigescheibe beobachten
oder auf Geräusche beim An@iehen
oder Abfallen eines Relais achten,
Geräusche die zu Verwicklungen und Ungenauigkeiten führen und sporadisch auftreten.
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Die Barriere nach der Erfindung liefert unter Vermeidung dieser Nachteile
eine gleichbleibende Genauigkeit fär eine gegebene Ebene, denn die optische Einstellung
erfolgt äußerst bequem und schnell. Der permanente Tonmelder akustischpiezoelektrischer
oder elektromagnetischer Art ist in der Anordnung ProJektor-Empfänger des Systems
eingeordnet und wird durch den Stromkreis gesteuert, der gewöhnlich zur Speisung
einer Signalscheibe vorgesehen wird, und zwar solange, wie die optische Ausrichtung
noch nicht durchgeführt ist. Die Reflektoreinheit ist durch das Nebeneinandersetzen
einer bestimmten Anzahl catadioptischer Reflektionselnheiten auf einer vertikalen
Linie aufgebaut, wobei diese Reflektoren die Eigenschaft besitzen, die empfangenen
optischen Strahlen in dieselbe Richtung zurückzuschicken, aus der sie praktisch
gekommen sind, und zwar bis zu Einfallswinkeln von etwa 300.
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Is ist so löslich, eine fotoelektrische Barriere in einer Ebene zu
bilden, die durch den Punkt, den die aktive Einheit einnimmt, und durch die Linie
definiert ist, die mit der Ausrichtung der Catadiopter zusammenläuft. Diese Barriere
ist Mußerst einfach auszurichten, und überdies meldet sie automatisch auf wirksame
und permanente Art im Fall einer zufilligen Störung.
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Nachstehend werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der automatischen
Vorrichtung nach der Erfindung beschrieben.
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Es zeigen: Figur 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur
Zeitmessung und Kontrolle nach der Erfindung, Figur 2 eine fotoelektrische Ermittlungsbarriere
nach der Erfindung, Figur 3 ein bevorzugtes Schaltschema für die Vorrichtung nach
der Erfindung, Figur 4a u.4b Diagramme, die die Arbeitsfolge der Vorrichtung zeigen
und vier Nöglichkeiten, diese Vorrichtung an Spannung zu legen.
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Nach Figur 1 besitzt die Vorrichtung am Zutritt zur Startstelle eine
Eintrittsbarriere 1 mit elektromagnetischer Steuerung, einen Münzautomaten 2 und
eine grunde und eine rote Scheibe 3 und 4 sowie eine Kontaktbarriere 5 am Bahnbeginn,
die hinter der ersteren Barriere liegt. An der Zielstelle ist eine fotoelektrische
Barriere 6 elektrisch mit einem Zeitzähler 7 verbunden, der das Ergebnis auf eine
lösbare Karte 8 druckt.
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Wenn der Benutzer (der sich bewegende Körper bzw. Läufer) die Zeit
kennenlernen will, die von dem Moment, zu welchem er die Barriere 5 überschreitet,
bis zum Durchgang durch die Barriere 6 vergeht, stellt er sich an den Punkt A, und
wenn die grüne Scheibe 3 beleuchtet ist, d.h., die Vorrichtung ist bereit, führt
er ein entsprechendes Geldstffck indiz NUnzautomaten 2 ein. Die Barriere 1 öffnet
sich. Der Benutzer startet, indem er das Kontakttor 5 niederdrückt, welches, da
es elektrisch mit dem Zeitsähler 7 verbunden ist, diesen
Zähler
in Gang setzt, der gleichzeitig das Schließen des Eintrittstores 1, die Beleuchtung
der roten Scheibe 4 und das Löschen der grünen Scheibe 3 steuert.
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Am Ende des Parcours stoppt die Unterbrechung der Barriere 6 den Zeitmesser
7, an dem das Ergebnis für eine ausreichende Zeit sichtbar bleibt, bis der Benutzer
am Punkt B ankommt und hier vom Ergebnis Kenntnis nehmen kann. Am Ende dieser Verzögerung
wird das Ergebnis auf eine lösbare Karte 8 gedruckt, der Zeitmesser 8 auf Null zurückgestellt,
und die Einheit kehrt in den Ausgangs zustand zurück. Die grüne Scheibe 3 leuchtet
auf, und das Einstecken eines neuen Gelditückes in den Münzautomaten läßt dann eine
neue Zeitmessung in der beschriebenen Art zu.
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Die fotoelektrische Barriere 6 kann entsprechend Figur 2 ausgebildet
werden, in der man die seitlichen Ständer 9 und 10 des Zieltores der Bahn sieht.
Diese Vorrichtung besitzt einen aktiven Teil 11 aus einer Sende-Empfangseinheit
und einen Tonmelder 12, der auf einem Pflock oder einer Stütze 13 abgestützt ist
und mit einem Speisepunkt 14 am Ständer 9 vorbunden ist. Auf dem gegenüberliegenden
Ständer 10 sind passend nebeneinanderliegende catadioptische Reflektoren 15 befestigt,
die vertikal ausgerichtet sind und die passive Einheit 16 des Systems bilden.
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Der praktische Benutzungswinkel dieser Reflektoren kann einige 100
erreichen, und es ist nicht nötig, während der Montage der aktiven Einheit 11 besondere
Vorsorge zu treffen, d.h., sie kann an irgendeinen Punkt einer größeren Fläche mit
nennenswerten Neigungen in Jedem Sinn angeordnet werden, ohne die leichte Einstellung
zu beienträchtigen.
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Zum weiteren Einrichten der Vorrichtung genügt esJ die aktive Einheit
11 um eine im wesentlichen vertikale Achse zu drehen. In dem Augenblick, zu dem
das Strahlenbündel die vertikale Reflektionslinie 16 trifft, zeigt das Erlöschen
des Tonmelders 12 an, daß die gesuchte Einstellung erreicht ist und daß die Barriere
sich im Betriebszustand befindet. Wenn anschließend die Barriere durch eine äußere
Ursache inaktiv wird, z . B. durch Unterbrechung des Strahlenbündels durch einen
undurchsichtigen Körper, durch Ausfall der Sende stromquelle oder durch Verunreinigung
der Reflektoren, so schaltet sich der Tonmelder automatisch wieder ein und zeigt
den Vorgang ohne Zweideutigkeit an.
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In dem Diagramm der Figur 3 sieht man die Variablen, und zwar ist:
21 ein Schlüsselkontakt mit automatischem Abruf, der die Benutzung der Vorrichtung
ohne Zahlung einer Gebühr zuläßt,
22 ein Betätigungskontakt, durch.
Einwurf eines oder mehrerer Geldstücke, einer Marke oder eines kodierten Trägers,
der die Benutzungsgebühr bildet, betätigbar 23 ein Startkontakt, der durch ein Tor,
eine fotoelektrische Barriere oder dgl. gesteuert wird, 24 die Stromquelle der elektrischen
Information am Ziel.
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Zu Anfang befinden sich diese Kontakte 21, 22, 23 und 24 in Ruhelage
in der dargestellten Stellung. Sobald die Spannung angelegt wird, kann das System
einen der Zustände A, B, C oder D nach Figur 4b einnehmen, aber die "NEIN"-S¢haltung
(27 und 29), deren Ausgänge den Zustands1" während eines kurzen Augenblicks einnehmen
in Abhängigkeit von der Ladezeit der Kondensatoren 26 und 26a, die parallel zu den
Widerständen 25 und 25a liegen, führen das System immer in den normalen Ruhezustand
D zurück.
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Es ist zu bemerken, daß, wenn das System beim Anlegen der Spannung
einen der Zustände B oder C angenommen hätte, die Druckvorrichtung 39 Anweisungen
empfangen würde für die Ablesung, das Drucken des Ergebnisses des Rechners 40 und
das Vorschalten des Druckpapiers, aber die Zeitkonstanten der Bauteile 25-26 und
25a-26a sind so klein, daß die ausgegebene Karte die Aufschrift "Null" tragen wird
und daher nicht zu einem Irrtum führt.
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Dieses Zurückstehen des Systems auf Null allgemein bleibt gehemmt,
solange eine Schwächung der Speisespannung nicht eine Änderung im Betriebs zustand
der Schaltungen nach sich zieht.
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Die Einheit kann kurze Unterbrechungen des elektrischen Energieversorgungsnetzes
erfahren, ohne daß ihre Arbeitsweise gestört wird.
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Im Anfangszustand nach dem Diagramm der Figur 4b ist die Eintrittsharriere
36 geschlossen und die grüne Scheibe 45 beleuchtet, und aede Betätigung des Startkontaktes
23 oder Zielkontaktes 24 bleibt ohne Wirkung, da die "NOR"-Schaltung 28 durch den
entladenen Speicher 30 verriegelt ist.
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Diese Vorrichtung macht jeden Betrugsversuch durch mißbräuchlichen
zutritt unter Vermeidung der Barriere nutzlos.
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Die Zahlung der Benutzungsgebühr schafft einen Impuls zum Schließen
des Kontaktes 22, der den Speicher 30 auflädt, das Öffnen der Eintrittsbarriere
36 steuert und die "NOR-Schaltung 28 entriegelt.
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Das Öffnen des Starkontaktes 23 schafft dann. einen Impuls nln am
Ausgang der "NOR"-Schaltung 28, die einerseits den Speicher 30 entlädt, der die.
Eintrittsbarriere 36 wieder schließt und jede neue Einwirkung auf den Startkontakt
23
unwirksam macht, und zwar durch das Vorhandensein des Niveaus
"1" am Eingang der "NOR"-Schaltung 28, und die andererseits den Speicher 31 auflädt,
der dann durch die "NOR"-Schaltung 35 die Zuleitung von Impulsen aus der Quarzuhr
32, aus einer Stimmgabel oder dgl. zum Bekanntgabe zähler 40 zuläßt.
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Im übrigen hält der Jetzt aufgeladene Speicher 31 den Eingang der"NOR"-Schaltung
38 auf dem Niveau "1" und polt über den Verzögerer den Umschalter 34 um, wobei das
Niveau 1.01. am Eingang des zweiten Verzögerers den Umschalter 37 beeinflußt; das
Signal 1.01. am dritten Verzögerter polt den Umschalter 41 um, zündet also die Rotlampe
44 durch die NEIN-Schaltung 26 und löscht die Grünlampe 45 durch die NEIN-Schaltung
22.
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Wenn die Uhr 32 ein Impulsgenerator mit der Frequenz 100 Hz ist, zeigt
der Zähler 40 aufeinanderfolgend 1/100 Sekunden, Sekunden und Minuten an, die vergangen
sind, bis der Zielkontakt 24 momentan durch den Durchlauf des Benutzers am Bahnende
geschlossen wird. Der Speicher 31 empfängt in diesem Augenblick einen Impuls 1.1n,
der ihn entlädt.
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Sowie das Niveau"1" am Eingang der "NOR-Schaltung 35 erscheint, die
den Durchgang der Impulse der Uhr 32 blockiert, bleibt die abgelaufene Zeit zwischen
dem Augenblick, zu dem der Benutzer die Startlinie überschritten hat, wobei der
Kontakt 23 betätigt wird, und der Zeit, zu der er das Ziel erreicht und direkt oder
indirekt den Kontakt 24 betätigt, - Rechner 40 angezeigt,
Andererseits
erscheint das Niveau "0" am Eingang des Xerzögerers 34 und der "NOR"-Schaltung 38.
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Da der Verzögerer 34 das Niveau "0" am anderen Eingang der "NOR"-Schaltung
38 während einer kurzen Zeitspanne aufrechterhält, erscheint das Niveau "1" am Ausgang
dieses Kreises und steuert das Ablesen des Inhaltes des Zählers 40 durch die Druckvorrichtung
39. Gleich beim Verschwinden des Niveaus "0" am Ausgang des Verzögerers 34 läßt
der Verzögerer 37 an seinem Ausgang das Niveau "O" nur erscheinen, sobald die eingestellte
Verzögerung vergangen ist, damit der Benutzer seine Geschwindigkeit herabsetzen
und bis zu der Stelle ankommen kann, an der sich die Anzeige~des Rechners 40 und
die Druckvorrichtung befinden. Diese Verzögerung beträgt im allgemeinen mehrere
Sekunden.
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Bei Erscheinen des Niveaus "O" 0 am Ausgang des zweiten Verzögerers
37 schickt die "NOR-Schaltung 43, deren zweiter Eingang während einer kurzen Zeitspanne
durch den dritten Verzögerer 41 auf "O" gehalten ist, zur Druckvorrichtung 59 und
zum Zähler 40 die Spannung "1", die das Vorschalten des Papiers, die Ausgabe der
Karte usw. im Drucker und das Zurückstellen des Zählers auf "O" steuert.
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Außerdem erlischt die Rotlampe 44 durch die NEIN-Schaltung 46, die
den Speicher 30 verriegelt hält, und die Grünlampe 45 zündet durch die NEIN-Schaltung
42.
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Die Vorrichtung kann also von neuem durch den Kontakt 22 mittels Zahlung
einer Gebühr gesteuert werden, und der Zyklus kann wieder beginnen, da das System
auf den Anfangs zustand zurückgelangt ist.
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Wenn zufällig der Startkontakt 23 offen bleibt, hält die NEIN-Schaltung
47 die Rotlampe 44 beleuchtet, was zugleich die Verwendung der Vorrichtung und die
Annahme der Gebühr verhindert, die evtl. aus dem Münzautomaten zurückgegeben wird
als wenn die Vorrichtung benutzt und die Bahn besetzt ist.
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Gleichfalls wird, wenn der Zielkontakt 24 in der Stellung "geschlossen"
blockiert wurde, das Signal In durch die Diode 33 zur Rotlampe 44 gesendet, die
ebenfalls beleuchtet bleibt.
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Die Benutzung und die Arbeitsweise des Systems sind also automatisch
überwacht, wobei die Dioden 33, 48 und 49 eine ODER-Schaltung sind.
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Die Einheit D am Start ist durch ein Kabel mit nur vier Leitern 44
mit der Einheit A am Ziel verbunden.
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Es ist verständlich, daß die beschriebene fotoelektrische Barriere
am Ziel einer Bahn mit Zeitmesser auch verwendet werden kann, um die Startbarriere
der Bahn hinter der Zutrittsbarriere zu bilden.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung kann in allen den Fällen verwendet
werden, bei denen eine Zeitmessung z.B. für sportliche Bestleistungen ohne Hilfe
von Personal zu jeder Zeit und einzeln auf sichere und bequeme Art gewährleistet
werden muß und insbesondere, wenn man automatisch eine Benutzungsgebühr einzunehmen
wünscht. Die Vorrichtung kann durch einfache Anderung der Start- und Zielvorrichtung
leicht den verschiedenen sportlichen Einrichtungen für das Training und die ständige
Kontrolle der Leistungen angepaßt werden. Eine besonders interesante Anwendung ist
die Ausstattung von Slalom- und Ski-Stadien, Schwimmstadien oder dgl. mit erfindungsgemäßen
Vorrichtungen0