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Vorrichtung zum Abschießen von Bällen Die Erfindung bezieht sich auf
eine Vorrichtung zum Abschießen von Bällen, beispielsweise Fußbällen.
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Beim Fußballtraining gehört die Technik der Ballannahme, das Halten
von Torschüssen und der schnellen Reaktion auf Überraschungsschüsse zu den Trainingsschwerpunkten,
ist jedoch mit relativ viel Leerlauf und Wartezeit verbunden, weil derartige Schüsse
immer von Partnern abgefeuert werden müssen, die sich nach jedem Schuß wieder einen
neuen Ball heranholen und zurechtlegen müssen.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der
sich Leerlauf vermeiden und die vorhandenen Trainingsstunden intensivieren und besser
ausnutzen lassen.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Aufnahmeeinrichtung
für einen in Abschußposition befindlichen
Ball, einen mittels einer
Arbeitszylinder-Einheit in Verbindung mit einem Druckmedium an den in Abschußposition
befindlichen Ball heranbewegbaren Schußstößel, und durch eine Steueranordnung zum
Positionieren der Vorrichtung und zum Auslösen des Schußstößels gelöst.
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Durch diese Vorrichtung wird die sonst zum Abschießen der Bälle erforderliche
Person, die stets ein qualifizierter Fußballer sein mußte, ersetzt, so daß auch
diese Person sich am Training beteiligen kann. Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung
besteht darin, daß man ganze Serien gleichartiger Schüsse mit geringer Streuung
abgeben kann und dadurch die Möglichkeit hat, schwache Stellen bei der Ballannahme
zu erkennen. Außerdem ist eine bessere Reaktionsprüfung möglich, da eine Vorrichtung
im Gegensatz zu einem Spieler vorab keine Hinweise auf den Schußcharakter gibt.
Andererseits hat der Trainer bei der Abgabe von vorbestimmten gleichmäßigen Schüssen,
wie sie nur die Vorrichtung abgeben kann, die Möglichkeit, an jeder Stelle auch
beim Spieler selbst die Ball ~ annahme zu überprüfen und zu verbessern.
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Vorteilhafterweise kann die Aufnahmeeinrichtung der Vorrichtung mit
einer einen Ballvorrat enthaltenden Magazineinrichtung versehen sein.
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Die Aufnahmeeinrichtung kann mit einer Ballabschußplatte mit seitlichen
Führungselementen versehen sein, die in der Projektion dreipunktartig angeordnet
sind; dies erlaubt eine Dreipunkt-Zentrierung des Balles, der dadurch unabhängig
von Durchmesserabweichungen stets zentral positioniert wird. Mindestens eines dieser
Führungselemente ist elastisch nachgiebig, so daß er bis zum Abschuß zur Positionierung
des Ball es beitragen und beim Schuß kurzzeitig verdrängt werden kann.
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Ferner kann an den Windkessel eine Ballfülleinrichtung mit einer automatischen
Abschalteinrichtung angebaut sein, die bei Erreichen eines bestimmten Ballinnendruckes
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Ballaußendurchmessers in Tätigkeit tritt. Diese Maßnahme hat den Vorteil,
daß leichte Außendurchmesser-Unterschiede der Ballhülle durch Fabrikationstoleranzen
und Alterung durch einen entsprechenden Innendruck ausgeglichen werden können.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann die Aufnahmeeinrichtung
für die Bälle mindestens in zwei zueinander senkrechten Ebenen innerhalb der Vorrichtung
bewegbar angeordnet sein. Auf diese Weise kann man den abschußbereiten Ball seitlich
und/oder in der Höhe gegenüber dem Abschußstößel versetzen und auf diese Weise einfach
und zuverlässig angeschnittene Schüsse bzw. Drehschüsse simulieren.
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Ferner kann es vorteilhaft sein, die Aufnahmeeinrichtung mit der Arbeitszylinder-Einheit
mit Schußstößel zu einer Abschußeinheit zusammenzufassen, die um eine vertikale
Achse drehbar angeordnet ist. Dadurch läßt sich in einfacher Weise ohne Versatz
der gesamten Vorrichtung die seitlich e Schußrichtung verändern.
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Durch Verwendung einer Sichtblende zwischen dem annehmenden Spieler
der Vorrichtung bzw. der darin befindlichen Ball-Aufnahmeeinrichtung wird wirksam
verhindert, daß der annehmende Spieler im voraus die Ballabschußrichtung erkennen
kann.
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Die Druckmediumquelle kann ein Windkessel mit Kompressor und Druckwächter
sein. Wenn man die Druckmediumquelle über eine Leitung mit einem relativ großen
Querschnitt, in der sich ein Ventil befindet, das sich schnell auf den gesamten
Leitungsquerschnitt öffnen läßt, mit der Arbeitszylinder-Einheit verbindet, lassen
sich hohe Schußstößel-Beschleunigungen und damit rasante Ballabschüsse erzielen.
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Zur Veränderung des Schuß-Charakters kann es vorteilhaft sein, den
Arbeitszylinder-Raum auf der Schußstößel-Seite abgedichtet auszubilden und an ein
durch ein Zeitglied steuerbares Ablaßventil anzuschließen. Auf diese Weise läßt
sich die Kolbenrückseite zunächst entlüften und nach Ablauf eines vorbestimmten
Zeitraumes sperren, so daß die Schußstößelbewegung in gewünschter Weise gedämpft
wird.
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Da die Dämpfungswirkung der vom Kolben verdrängten Speicherluft nicht
ausreicht, wird über ein Ventil Druckluft in den hinteren Zylinderraum eingeblasen,
welche den Kolben in seine Ausgangsstellung zurückführt. Um die Anlage vor Versagern
in dieser Steueranordnung zu schützen, kann auf der Kolbenrückseite eine Sicherheitsfeder
angeordnet sein.
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Zu der Steuereinrichtung können separate Stellglieder für die Bewegungen
der AufnahmeeinrichEung, ein Stellglied für die Schwenkbewegung der Abschußeinheit
und weitere Stellglieder für den Abfeuer- und Rückhub der Arbeitszylinder-Einheit
gehören.
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Besonders vorteilhaft läßt sich die Erfindung einsetzen, wenn die
Steuereinrichtung fernbedienbar ausgebildet ist. Hierzu kann ein Sender-Empfänger-Haar
verwendet werden.
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Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung
unter Bezugnahme auf eine Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen: Fig. 1 die nachstehend
beschriebene Vorrichtung zum Abschießen von Bällen in einer schematischen Schnittdarstellung
durch eine Ebene I-I von Fig. 2; Fig. 2 einen ebenfalls schematischen Horizontalschnitt
durch die Vorrichtung von Eig. 1 im Verlauf einer Ebene II-II von Fig. 1; und Fig.
3 ein schematisches Schaltbild der Vorrichtung mit Steueranordnung.
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Die in Fig. 1 und 2 schematisch dargestellte Vorrichtung zum Abschießen
von Fußbällen 1 ist auS einem fahrbaren, einachsigen Maschinengestell 10 mit wei
Rädern 11 aufgebaut und mittels eines einen dritten Unterstützungspunkt bildenden
Erdpfahles 12 auf einem geeigneten Untergrund, beispielsweise einem Fußballplatz
in Abschußposi tion festgesetzt. Das Maschinengestell 10 enthält als Energiequellen
elektrische Batterien 14, die außer zur Speisung einer nachstehend beschriebenen
Steueranordnung
als Stromquelle eines Elektromotors 16 dienen, der
einen Kompressor 17 zur Aufladung eines Windkessels 18 antreibt.
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Die in dem Windkessel 18 gespeicherte Druckluft dient als Druckmedium
für eine pneumatische Arbeitszylinder-Einheit 20, die unterhalb der Achse der Räder
11 um einen Drehpunkt in der Nähe des Erdpfahles 12 schwenkbar aufgehängt ist und
einen Kolben 21 enthält, mit dem über eine Kolbenstange 22 ein Schußstößel 23 verbunden
ist.
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Dieser Schußstößel 23 ist aus elastischem Material hergestellt und
dem Vorderteil eines Fußballschuhes nachgebildet.
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In Verlängerung der Kolbenstange 22 sitzt in Schußrichtung vor dem
Schußstößel 23 eine Aufnahmeeinrichtung 28 für jeweils einen abzuschießenden Fußball
1. Sie besteht aus einer horizontalen Abschußplatte 29, auf welcher der Fußball
1 aufliegt, und drei in der Draufsicht dreieckförmig verteilten Führungsstäben.
Gemäß Fig. 2 sind die beiden der Arbeitszylinder-Einheit 20 zugekehrten vertikalen
Führungsstäbe 30 auf der Abschußplatte 29 befestigt und besitzen abgewinkelte, das
Einfallen von Vorrats-Fußbällen begünstigende obere Endabschnitte, während der gegenüberliegende
dritte Führungsstab 31 in der Ruhelage ebenfalls vertikal gestellt ist, jedoch eine
geringe Masse besitzt und beim Abschuß des Schußstößels 23 in einer annähernd horizontale
Lage ausweicht, wie in Fig. 1 mit unterbrochenen Linien angedeutet ist.
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Das obere Ende des federnden Führungsstabes 31 beschreibt dabei einen
in Fig. 1 durch einen Doppelpfeil angedeuteten Kreisbogen.
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Die Aufnahmeeinrichtung 28 ist mit der Arbeitszylindereinheit 20 mechanisch
zu einer Abschußeinheic zusammengefaßt und gegenüber dem Schußstößel 23 in zwei
zueinander senkrechten Ebenen, nämlich vertikal und horizontal
verschiebbar.
Auf diese Weise läßt sich in gewünschter Weise der Schußstößel 23 gegenüber der
mitte des in der Aufnahmeeinrichtung 28 liegenden Fußballes 1 verschieben, damit
angeschnittene Schüsse und Drehschüsse abgefeuert werden können. Zur Vertikalverstellung
der Abschußplatte 29 ist diese über zwei vertikale Führungssäulen 33, an denen seitlich
Zahnstanqen befestigt sind, in entsprechenden Führungsbohrungen eines Getriebegehäuses
35 vertikal verschiebbar gelagert. Dieses Getriebegehäuse 35 liegt auf einer horizontalen
Verbi.dungsplatte 39 auf, welche mit dem abschußseitigen lande der Arbeitszylinder-Einheit
20 fest verbunden ist. In die Zahnstangen der vertikalen Führungssäulen 33 greifern
Zahnräder 36 ein, die auf der Abtriebswelle eines Stellmotors 37für die die vertikale
Höhenverstellung derAufnahmeeinrichtung 28 befestigt sind.
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Gemäß Fig. 3 besitzt das Getriebegeuse 35 ein mit zwei Quergewindebohrungen
durchsetztes hinteres Ende, in denen zwei synchron über Zahnräder 42 und von einem
Stellmotor 43 angetriebene Gewindespindeln 41 verdrehbar sind.
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Bei Betätigung des Stellmotors 43 in der einen oder anderen Umlaufrichtung
wird das Getriebegehäuse 35 und damit die gesamte Abschußplatte 29 horizontal gegenüber
dem Schußstößel 23 verschoben.
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Oberhalb der Aufnahmeeinrichtung 28 ist eine Magazineinrichtung 48
mit einem Vorratstrichter 49 für eine Anzahl von Fußbällen 1 fest angebracht. Das
untere offene Ende des Vorratstrichters 49 t über einen flexiblen Schlauch 50 mit
einem oberhalb der Abschußplatte 29 befestigten Haltering 52 verbunden; durch diesen
flexiblen Schlauch 50 fallen weitere Fußbälle 1 als Ersatz für abgeschossene Fußbälle
nach. Die Rückseite und der äußere Umfang des Schußstößels 23 ist so ausgebildet,
daß er beim Rückholen
aus seiner in Fig. 1 mit unterbrochenen Linien
dargestellten Abschußstellung den jeweils nächsten eul3ball 1 im flexiblen Schlauch
50 vom Haltering 52 löst, falls dieser sich dort verklemmt haben sollte.
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Wie bereits erwähnt, ist die Arbeitszylinder-Einheit 20 um einen in
der Nähe des Erdpfahles 12 liegenden Drehpunkt in einer horizontalen Ebene verschwenkbar,
und damit auch die damit verbundene Aufnahmeeinrichtung 28 mit Magazineinrichtung
48. Zu diesem Zwecke ist das vordere Ende der Arbeitszylinder-Einheit 20 mittels
nicht dargestellter Rollen auf einer kreissegrnentförmigen Schiene 76 mit Zahnstange
77 geführt, und die Schwenkbewegung wird über einen Stellmotor 78 bewirkt, dessen
Abtriebswelle über ein Ritzel 79 in die Zahnstange 77 eingreift.
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Damit von den trainierenden Fußballspielern die durch die horizontale
Winkelstellung der gesamten Abschußeinheit vorgegebene Schußrichtung nicht vor dem
Abschuß erkennbar ist, befindet sich vom Spieler aus gesehen, vor der Abschußeinheit
bzw. Aufnahmeeinrichtung 28 eine Sichtblende 54, beispielsweise in Form eines leichten
Fransenvorhanges. Wie aus dem Horizontalschnitt von Fig. 2 erkennbar ist, verläuft
die Sichtblende 54 kreissegmentförmig.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist die
schwenkbare Arbeitszylindereinheit 20 über Rohrabschnitte 57 aus festem Material
mit dem feststehenden Windkessel 18 verbunden. Konzentrisch zum Schwenkdrehpunkt
der Arbeitszylinder-Einheit befindet sich an einer Trennfuge zwischen dem oberen,
mit dem Windkessel 18 verbundenen Rohrabschnitt 57a und dem unteren, fest mit dem
hinteren Ende der Arbeitszylinder-Einheit 20 verbundenen Rohrabschnitt 57b eine
drehbare Dichtung 58. Der Querschnitt der beiden Rohrabschnitte 57a und b ist im
wesentlich
der gleiche wie der Querschnitt des Arbeitszylinders 20, damit bei Freigabe des
in Windkessel 18 stehenden Druckmediums der Kolben 21 der Arbeitszylinder-Einheit
20 optimal beschleunigt werden wann. Die Freigabe des Druckmediums zum Arbeitszylinder
erfolgt mittels eines als Vertikalschieber ausgebildeten pinlaHiventils 60, das
mittels einer pneumatischen Kolben-Lylindereinheit 61 und gegen die Kraft einer
Feder ö2, welche die Rückstellung besorgt, betätigbar ist. Der Durchmesser der Arbeitszylindereinheit
20 und der RofiraDscEsnitte 57a und 57b beträgt im vorliegenden Ausfül~llun(;sbeispiel
2 Zoll.
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In Abwandlung von dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann die drehbare
Dichtung 58 entweder durch einen flexiblen torsionssicheren Schlauch von beispielsweise
2 " Durchmesser ersetzt werden oder ganz entfallen, falls der Windkessel und die
verbindenden Rohrabschnitte starr mit der Arbeitszylindereinheit 20 verbunden und
mit dieser gemeinsam schwenkbar ausgebildet sind.
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Nachstehend wird die Steueranordnung für die zuvor beschriebene Vorrichtung
in Verbindung nit Fig. 3 näher erläutert. Damit die Vorrichtung aus der Ferne und
drahtlos bedienbar ist, verwendet man einen Fernsteuersender 100 und einen darauf
abgestimmten Empfänger 106.
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Der mit Proportionalsteuerung arbeitende ender 100 und der Empfänger
106 besitzt zwölf proportional betätigbare Kanäle I bis XII, wobei jeweils zwei
kanäle einer von insgesamt sechs simultan bedienbaren Funktionen zugeordnet sind.
Diese Funktionen umfassen: IN/AUS, Abschuß, Schußstärke, Schußwinkel, Höhenanscilnitt
und Seitenanschnitt. Über die Kanäle I und II läßt sich nach Einschalten eines Hauptschalters
101 am Fernsteuersender 100 die mit der Vorrichtung verbundene Steueranordnung über
ein Stellglied 82 in Betrieb setzen, d.h. mit dem positiven Anschluß einer Batterie
105 für die Steueranoranung verbinden.
Voraussetzung hierfür ist,'daß
zuvor ein Schlüsselschalter 91 eingeschaltet worden ist. Der Empfänger wird über
den Hauptschalter 101 des Fernsteuersenders 100 in Betrieb gesetzt.
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Im eingeschalteten Zustand der Steueranordnung befinden sich die verschiedenen
Stellmotore der Steueranordnung im Bereitschaftszustand und außerdem wird ein Schaltschütz
86 für den Motor 16 des Kompressors 17 über entsprechende Kontakte eines Druckwächters
85, der zum Zwecke einer konstanten Regelung ein kleines Schaltspiel aufweist, mit
Batteriespannung versorgt. Ein Fühler des Druckwächters 85 tastet den Druck im Windkessel
18 ab. Sobald der Solldruck unterschritten ist, wird der Motor 16 über das Schaltschütz
86 in Betrieb gesetzt.
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Über die Fernsteuerkanäle III und IV (Funktion Abschuß) wird ein Stellglied
87, und durch dieses wiederum ein Tastschalter 88 betätigt. Im Betätigungsfalle
gelangt eine in einem zuvor aufgeladenen Kondensator 89 gespeicherte Ladung über
einen Ruhekontakt eines Relais 70, den Ruhekontakt des Schaltschützes 86 und den
bei erreichtem Soll-Luftdruck am Druckwächter 85 eingeschalteten Arbeitskontakt
an die Erregerspule eines Relais 71. Dieser Spannungsstoß bricht nach einem konstanten
Zeitraum zusammen. Das auf diese Weise kurzzeitig betätigte Relais 71 schaltet ein
Magnetventil 64 durch, so daß ein Druckluftstoß zu der Kolben-Zylindereinheit 61
gelangt, welche das Einlaßventil 60 für die Arbeitszylindereinheit 20 schlagartig
öffnet. Dadurch strömt die im Windkessel 18 stehende Druckluft stoßartig an der
Vorderseite des Kolbens 21 ein und treibt diesen in Abschußrichtung vorwärts. Dabei
schießt der Schußstößel 23 den bereitliegenden Fußball 1 ab. Der Druckstoß des Magnetventils
64 schließt gleichzeitig ein Pneumatikventil 66, welches einem Entlüftungskanal
auf der Einlaßseite (in Fig.3 rechts)
der Arbeitszylindereinheit
20 zugeordnet ist. Der vom Magnetventil 64 kommende Druckluftstoß schließt zunächst
das Pneumatikventil 66, das beim vorliegenden Ausführungsbeispiel eine 1/4"-Ausführung
ist und eine geringere Masse als das als 2"-Ausführung ausgebildete Einlaßventil
60 besitzt, welches dadurch später schließt. Auf diese Weise entsteht kein Luftverlust,
und der Druckluftstoß aus dem Windkessel 18 kann sich somit in der Arbeitszylindereinheit
20 voll entfalten.
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Das Relais 71 besitzt weitere Kontakte, von denen einer über ein Potentiometer
73 (zur Regulierung der Schußstärke) mit der Erregerspule eines Relais 70 verbunden
ist, welches ein der Rückseite (in Fig. 3 links der Arbeitszylindereinheit 20 zugeordnet
es Magnetventil 68 ansteuert. Dadurch wird die hintere Zylinderseite abgeschlossen;
die vom Kolben darin komprimierte Restluft reicht jedoch nicht zum Aufbau der über
das Potentiometer 73 eingestellten Luftkissenlänge zum Abfangen des Kolbens 21 aus.
Aus diesem Grunde wird über das als 1/4-"-Ventil ausgebildete Magnetventil 68 Druckluft
aus dem Windkessel 18 zugesetzt, welche anschließend die Rückführung des Kolbens
21 mit der Kolbenstange 22 besorgt. Aus Slcherheitsgründen ist, wie sich aus Fig.
3 entnehmen läßt, an der Rückseite des Kolbens 21 eine Sicherheitsfeder 95 angeordnet,
welche die Anlage vor Beschädigungen schützt, falls die pneumatische Ventilsteuerung
einmal versagt und der Kolben 21 nicht pneumatisch abgebremst werden sollte. Der
Zeitpunkt des Abschusses des Magnetventils 68 und damit des Verzögerungsbeginns
wird als Funktion Schuß stärke" über die Fernsteuerkanäle V, VI, einen Stellmotor
74 auf der Empfängerseite bestimmt und auf das Potentiometer 73 übertragen, welches
die Spannungshöhe an einem die Erregerspule von Relais 70 überbrückender Verzögerungskondensator
72 beeinflußt. Auf diese Weise wird der Einschaltzeitpunkt von Relais 70 in zeitlicher
Folge nach Auslösung der Arbeitszylindereinheit 20 bestimmt. Auf
diese
Weise wird die Schußstärke beim Ball abschuß eingestellt, analog zum durchgezogenen
oder verhaltenden Schuß eines echten Spielers.
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Zugleich erhält das Relais 70 über einen eigenen Arbeitskontakt und
das kurz vor dem Abschalten stehende Relais 71 volle Speicherspannung, die es auf
Grund der Bemessung des Kondensators 72 ermöglicht, das Relais 70 bzw. Magnetventil
68 solange festzuhalten, bis die Kolbenstange 22 wieder in ihre Ausgangslage zurückgeholt
ist. Dies ist möglich, da jetzt die beim Rückhub des Kolbens 21 vordere Kolbenseite
über das Pneumatikventil 66 entlüftet ist. Zur Einsparung von Druckluft und damit
von Batterieenergie erfolgt vorzugsweise die Rückführung der unbelasteten Kolbenstange
22 bei vermindertem Luftdruck.
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Über die Fernsteuerkanäle VII und VIII (Funktion "Schußwinkel") wird
der Stellmotor 78 für die Schwenkung der Abschußeinheit bedarfsweise auf Rechtslauf
oder Linkslauf geschaltet und damit die Abschußrichtung beliebig gewählt.
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Der Höhenanschnitt beim Abschuß wird über die Fernsteuerkanäle IX
und X auf den Stellmotor 37 übertragen, der sich dementsprechend rechts oder links
herum dreht und dabei die Abschlußplatte 29 mit dem darauf liegenden Fußball 1 gegenüber
dem in der Höhe festgelegten Schußstößel 23 anhebt oder absenkt. Wenn die Ballmitte
oberhalb der Schußstößel-Mitte liegt, wird ein steigender Ballschuß abgefeuert.
Über die Funktion "Seitenanschnitt" mit den Fernsteuerkanälen XI und XII läßt sich
der Stellmotor 43 entweder rechtslaufend oder linkslaufend in Betrieb setzen. Dabei
werden über die Zahnräder 42 die beiden Gewindespindeln 41 linkslaufend oder rechtslaufend
angetrieben
und verschieben dabei das Getriebegehäuse 35 mit der
gesamten Aufnahmeeinrichtung 28 gegenüber dem Schußstößel 23 nach der einen oder
anderen Seite.
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Auf diese Weise werden seitlich angeschnittene Schüsse, sogenannte
Drehschüsse eingeleitet.