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Vorrichtung zur Ermittlung des Aufsprungorts eines Skispringers
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und Anordnung zu deren Energieversorgung Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zur Ermittlung des Aufsprungorts eines Skispringers mit einer Weitenmesseinrichtung,
sowie einem am Skispringer, bzw. an dessen Ausrüstung anbringbaren Sender zur Aussendung
eines Signals wenigstens im Zeitpunkt des Aufsprungs, sowie eine Anordnung zur Energieversorgung
des Senders.
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Vorrichtungen zur Ermittlung des Aufsprungorts oder der Aufsprungstelle
eines Skispringers sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und gebräuchlich.
Dabei wird insbesondere durch eine Weitenmessanordnung, z.B. ein Radargerät oder
durch Lichtschrankenanordnungen kontinuierlich die Position des Skispringers während
der Landung gemessen.
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Ein am Skispringer, bzw. an dessen Ausrüstung angebrachter Sender
wird im Moment des Aufsprungs aktiviert und gibt Signale ab, welche eine Registrierung
der Position im Moment des Aufsprungs ermöglicht. Als Sender sind dabei sowohl elektromagnetische
Sendevorrichtungen, als auch Infrarotsender, Schallwellengeber und dergleichen bekannt.
Derartige Vorrichtungen sind z.B. in den deutschen Patentanmeldungen des Anmelders
P 26 00 654.1, P 26 07 332.5, P 26 09 257.1 und P 26 50 812.3 beschrieben.
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Ein besonderes Problem ergibt sich bei derartigen Vorrichtungen dadurch,
dass die am Skispringer, z.B. im Skistiefel anbringbaren Sender auch nach dem erstmaligen
Aufsprung - beabsichtigt oder unbeabsichtigt - wieder ausgelöst werden können, was
insbesondere dann zu Fehlmessungen führt, wenn ein derart ausgelöstes Signal in
dem Moment abgegeben wird, wenn ein anderer Skispringer im Begriff ist, den Sprung
oder den Flug zu absolvieren. Ausserdem besteht ein Problem darin, dass die Verwendung
von Batterien für den tragbaren Sender ein regelmässiges Ueberwachen der Batteriespannung
erfordert und einen gewissen Unsicherheitsfaktor bezüglich der Funktionsbereitschaft
des Senders mit sich bringt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Bekannten zu vermeiden,
insbesondere also eine eingangs genannte Vorrichtung zu schaffen, die einfach im
Aufbau, leicht im Gewicht, störungssicher und betriebssicher ist.
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Erfindungsgemäss wird dies in erster Linie dadurch gewährleistet,
dass eine Aktivierungseinrichtung zum Vor-Aktivieren des Senders stationär, d.h.
nicht am Skispringer vorgesehen ist, und dass der Sender derart ausgebildet ist,
dass nach jeder Vor--Aktivierung nur ein Aufsprungsignal mit zeitlich begrenzter
Dauer auslösbar ist.
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Auf diese Weise wird erfindungsgemäss- erreicht, dass der tragbare
Sender nicht beliebig ausgelöst werden kann und z.B. zum Stören der Weitenmessung
von Konkurrenten verwendet werden kann.
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Vielmehr lässt sich jeder der tragbaren Sender durch gezieltes Vor-Aktivieren
vor dem Sprung, z.B. an der Schanze, in eine Betriebslage bringen, in der er nur
ein einziges Signal, nämlich das eigentliche Aufsprungsignal abzugeben in der Lage
ist und danach wieder in einen nicht aktivierbaren Ruhezustand zurückkehrt. Besonders
vorteilhaft lässt sich die Erfindung dabei realisieren, wenn am Sender ein Speicher
als Stromversorgungseinrichtung vorgesehen ist, dessen Energiespeicherkapazität
nicht grösser ist, als für die Abgabe eines Aufsprungsignals erforderlich ist. Ein
derartiger Energiespeicher lässt sich dementsprechend vor dem Absolvieren des Sprungs
aufladen und ermöglicht danach nur eine einzige Signalabgabe. Als Energiespeicher
lassen sich dabei ersichtlicherweise besonders vorteilhaft Kondensatoren verwenden.
In bestimmten Anwendungsfällen ist auch-ohne weiteres der Einsatz von Drosseln möglich.
Bei Verwendung mit Energiespeichern, deren Kapazität grösser ist, als die zur Aussendung
eines Signals erforderliche Energie, ist es vorteilhaft, wenn der Sender eine Schaltanordnung
zur Freigabe, bzw. zum Unterbrechen der Senderfunktion aufweist, welche durch die
Vor-Aktivierungseinrichtung in ihrem Freigabe-Schaltzustand versetzbar ist und die
beim Einschalten des Senders beim Aufsprung in den Unterbrechungs-Schaltzustand
versetzbar ist. Ersichtlicherweise wird dadurch vor dem Sprung der Sender gewissermassen
scharf" gemacht, um beim Aufsprung das Signal an die Weitenmesseinrichtung abgeben
zu können. Zugleich wird jedoch nach dem Aufsprung die Senderfunktion wieder unterbrochen,
sodass die Abgabe von MehrfachSignalen verhindert wird.
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Als Anordnung zur Energieversorung des Senders hat es sich besonders
bewährt, wenn an der Schanze eine elektromagnetische Senderanordnung zur Einspeisung
von Energie in eine am Skispringer, bzw. an dessen Ausrüstung vorgesehene Empfangsanordnung
vorgesehen ist, und wenn die Empfangsanordnung mit einem Energiespeicher verbunden
ist.
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Auf diese Weise kann durch elektromagnetische Energie-Uebertragung
unmittelbar vor dem Absprung, bzw. an der Schanze die für die Abgabe des Aufsprungssignals
erforderliche Energie in den am Sender vorgesehenen Energiespeicher eingespeist,
wobei dessen Kapazität derart limitiert werden kann, dass die Energie nur für die
Ausstrahlung eines Aufsprungsignals limitierter Dauer ausreicht. Auf diese Weise
wird ohne grossen Aufwand eine "automatische" Einspeisung der Energie beim Absprung
erreicht, was sowohl den Einsatz komplizierter und störungsanfälliger Batterieanordnungen
im tragbaren Sender überflüssig macht, als auch die Betriebssicherheit und vor allem
die Störsicherheit der Weitenmessung erhöht.
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Die Senderanordnung zur Energieeinspeisung lässt sich einfach dadurch
realisieren, wenn eine Spule zum Abstrahlen elektromagnetischer Wellen vorgesehen
ist. Die Empfangsanordnung zum Empfangen dieser elektromagnetischen Wellen weist
zweckmässigerweise ebenfalls wenigstens eine Spule auf, in welcher die von der Senderspule
abgegebenen Wellen empfangen, bzw. induziert werden.
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Die Senderspule lässt sich besonders einfach realisieren und anwenden,
wenn sie als flachgewickelte Spule ausgebildet und mit der Spulenfläche etwa in
der Schanzenfläche angeordnet ist. Optimale Energieübertragung zwischen Senderspule
und Empfängerspule lässt sich erreichen, wenn die Achse der Senderspule etwa mit
der Längsachse der Schanzenbahn fluchtet und wenn die Empfängerspule derart am Skispringer,
bzw. an dessen Ausrüstung angeordnet ist, dass ihre Längsachse mit der Längsachse
der Skier und damit beim Ueberfahren der Senderspule mit deren Längsachse fluchtet.
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Durch Anordnung der Senderspule im unteren Schanzenbereich, vorzugsweise
im Schanzentisch, lässt sich erreichen, dass sich die Empfängerspule für einen bei
sämtlichen Springern etwa konstanten Zeitabschnitt im Feld der Senderspule befindet,
sodass die Energieeinspeisung bei allen Springern gleich ist.
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Ausserdem wird eine versehentliche Energieeinspeisung vermieden, wie
dies z.B. der Fall sein könnte, wenn die Senderspule im oberen Schanzenbereich oder
vor der Absprungebene angeordnet wäre.
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In der praktischen Schaltungsanordnung lässt sich die Erfindung besonders
einfach und wirtschaftlich verwirklichen, wenn die Empfängeranordnung einen Empfangs-Schwingkreis
aufweist, der über eine Gleichrichteranordnung mit einem Speicherkondensator zur
Energiespeicherung verbunden ist, wenn der Speicherkondensator über einen beim Aufsprung
einschaltbaren Druckschalter mit dem Stromversorgungseingang des Senders zur Abstrahlung
von Signalen beim Aufsprung des Skispringers derart verbunden ist, dass der Sender
im Moment des Aufsprungs an den Kondensator angeschlossen und durch diesen zur Abgabe
des Aufsprungsignals gespeist wird.
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Ersichtlicherweise werden der erfinderische Inhalt und der technische
Fortschritt des Anmeldungsgegenstands sowohl durch die neuen Einzelmerkmale, als
insbesondere auch durch Kombination und Unterkombination der Verwendung findenden
Merkmale gewährleistet.
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Die Erfindung ist im folgenden in Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Eine schematische Darstellung einer
Messanordnung mit den Merkmalen der Erfindung, Fig. 2 eine schematische und nicht
maßstabgerechte Darstellung der Anordnung der Senderspule zur Energieübertragung
am Schanzenti sch, Fig. 3 eine schematische, vergrösserte Darstellung der Senderspule
(in Draufsicht), Fig. 4 eine schematische Darstellung der Anordnung einer Energie-Empfängerspule,
Fig.
5 ein Ausführungsbeispiel einer Energieversorgungs-Schaltung mit den Merkmalen der
Erfindung, und Fig. 6 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der Energieversorgungs-Schaltung
gemäss Fig. 5.
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Gemäss Fig. 1 ist eine Weitenmess- und Anzeigeeinrichtung 1 mit dem
Ausgang eines Empfängers 2 verbunden, welcher beim Empfang von Eingangssignalen
von einer Antenne 3 den Messvorgang der Mess- und Anzeigeeinrichtung 1 unterbricht
und die Anzeige fixiert. Die Weitenmess- und Anzeigeeinrichtung 1 beinhalt ein Laser-Radargerät
(nicht dargestellt), welches die Entfernung des Skispringers während des Sprungs
vom Standort des Radargeräts kontinuierlich misst und die Sprungweite anzeigt. Auf
diese Weise lässt sich die Position des Skispringers und damit die Flugweite, bzw.
die Sprungweite während jeder Phase des Flugs, bzw. des Aufsprungs exakt ermitteln.
Der Skispringer trägt einen an sich bekannten Sender 4 mit einer Energieversorungs-Einrichtung
5, einem in der Schuhsohle des Springers eingebauten Druckschalter 6, sowie einem
Senderteil 7. Im Moment des Aufsprungs wird der Druckschalter 6 durch die Gewichtsbelastung
durch den Skispringer aktiviert, sodass die Energieversorgungs-Einrichtung 5 das
Senderteil 7 mit elektrischer Energie versorgt und die Abgabe eines Signals auslöst,
welches durch die Empfangs-Antenne 3 empfangen und dem Empfänger 2 zugeführt wird,
der seinerzeit in der beschriebenen Weise die Anzeige oder auch die Verarbeitung
des Entfernungswerts im Moment des Aufsprungs bewirkt.
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Wie schematisch dargestellt, weist die Energieversorsungs-Einrichtung
einen Kondensator 8 auf, der derart bemessen ist, dass die gespeicherte Energie
nur zu einer relativ kurzristigen Aktivierung (einige Milli-Sekunden-) des Senderteils
7 ausreicht. Dadurch wird gewährleistet, dass die im Kondensator 8 gespeicherte
Energie sofort beim Aufsprung verbraucht wird und nicht etwa z.B. bei einer Entlastung
des Skis nach dem Auslauf des Skispringers noch genügend
Restenergie
im Kondensator 8 enthalten ist, um eine neuerliche Aktivierung des Senderteils 7
zu bewirken und dadurch gegebenenfalls die Weitenmessung des nächstfolgenden Springers
zu beeinflussen. Der Druckschalter 6 ist in an sich bekannter Weise so ausgebildet,
dass er an sich nur beim relativ harten Landestoss des Skispringers aktiviert wird.
Dagegen wird beim Absprung auf der Schanze dieser kritische Wert, der die Auslösung
des Signals bewirkt, nicht erreicht. Statt des Druckschalters 6 lassen sich jedoch
selbstverständlich auch andere Schaltungsanordnungen, wie z.B. Erschütterungsschalter,
am Ski angebrachte mechanische Schalter, Näherungsschalter oder beliebige Formen
von Fühlern verwenden.
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Zum Vor-Aktivieren des Senders 4 ist stationär an der Schanze eine
Aktivierungseinrichtung 9 vorgesehen, welche im wesentlichen eine Batterie 10, sowie
ein Kontaktpaar 11a aufweist. Vor dem Start des Skispringers wird das Kontaktpaar
11a mit einem Kontaktpaar 11b der Energieversorgungs-Einrichtung 5 in Berührung
gebracht, sodass der Kondensator 8 aufgeladen und der Sender 4 voraktiviert wird.
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Die Fig. 2 bis 5 zeigen verschiedene Details einer Anordnung mit berührungsloser
Energieübertragung zur Aufladung der Energieversorgungs-Einrichtung 5. Dabei ist
eine flachgewickelte und mit Polyester umgossene Spule 11 an den Ausgang einer HF-Senderanordnung
12 angeschlossen. Die Spule 11 ist im vordersten Abschnitt des Schanzentisches 13a
einer Sprungschanze 13 angeordnet. Eine komplementäre Empfängeranordnung 14 zur
Aufnahme von Energie aus dem Feld der Spule 11 ist in der Sohle des Skistiefels
23a eines Skispringers 23 angebracht. Die Empfängeranordnung 14 weist eine Empfängerspule
15 auf, die zusammen mit einem Kondensator 16 einen Schwingkreis bildet, der auf
eine Frequenz von ca. 10 kHz abgestimmt ist, welche der Schwingfrequenz der Senderanordnung
der HF-Senderanordnung 12 entspricht. Die HF-Senderanordnugn 12 arbeitet mit einer
Leistung von ca. 400 W bei etwa 3.000 V, sodass auch dann zuverlässig elektrische
Energie in die Empfängeranordnung 14 induziert wird, wenn sich zwischen der Spule
11 und der Empfängerspule 15 eine Schneeschicht befindet.
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Der Kondensator 16 liegt einerseits an Masse und anderseits an einer
Gleichrichtereinrichtung 17, welche ausgangsseitig mit einem Speicherkondensator
18 verbunden ist. Dementsprechend wird der Speicherkondensator 18 im letzten Moment
vor dem Absprung (Fig. 2) durch Energieübertragung von der HF-Senderanordnung 12
auf die Empfängeranordnung 14 aufgeladen. Da sich der Springer im unteren Bereich
des Schanzentisches bereits aufrichtet, um den Sprung einzuleiten, ist diesem Moment
der Druckschalter 6 zuverlässig entlastet, sodass auf keinen Fall eine Fehl betätigung
des Druckschalters und damit des Senderteils 7 noch vor dem Absprung zu befürchten
ist. Erst beim Aufsprung, bzw. bei der Landung wird der Druckschalter 6 betätigt
und das Senderteil 7 mit dem Speicherkondensator 18 verbunden, um dabei ein Aufsprungsignal
an den Empfänger 2 abzugeben (Fig. 1). Dabei wird der Speicherkondensator 18 soweit
entladen, dass eine neuerliche Signalabgabe z.B. durch ein Springen des Skispringers
"im Stand" unmöglich ist. Die neuerliche Aktivierung kann erst dann erfolgen, wenn
die Empfängerspule 15 wieder über die Senderspule 11 Energie aufnimmt.
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Fig. 6 zeigt ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel, bei welchem das
Senderteil 7 durch eine Energieversorgungs-Einrichtung 5 mit einer Trockenbatterie
19 gespeist wird. Die Verbindung des Senderteils 7 mit der Energieversorgungs-Einrichtung
5 wird in bekannter Weise und wie beim Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 5 durch einen
Druckschalter 6 bewirkt. Die Energieübertragung kann jedoch nur dann erfolgen, wenn
die Kontakte 20 einer Schalteinrichtung 21 geschlossen sind. Analog dem Ausführungsbeispiel
gemäss Fig. 5 weist die Schaltung eine Empfängerspule 15, einen Kondensator 16,
eine Gleichrichteranordnung 17, sowie einen Speicherkondensator 18 auf. Durch die
Aufladung des Speicherkondensators 18 wird jedoch im Gegensatz zum Ausführungsbeispiel
gemäss Fig. 5 nicht direkt das Senderteil 7 angesteuert, sondern lediglich die Schalteinrichtung
21 derart aktiviert, dass sich die Kontakte 20 schliessen und damit eine Stromversorgung
des Senderteils 7 bei Betätigung des Druckschalters 6 im Moment des Aufspr-ungs
ermöglichen.
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Da der Speicherkondensator nach dem Aufladen am Schanzentisch kontinuierlich
durch einen in der Schalteinrichtung 21 vorgesehenen Widerstand 22 entladen wird,
ist gewährleistet, dass nur während einer relativ kurzen Zeit während des Flugs,
sowie nach dem Flug die Kontakte 20 geschlossen bleiben, sodass die mehrfache Signal
ab gabe nach der Landung ausgeschlossen ist.
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Selbstverständlich sind die dargestellten Bauelemente und Schaltungsanordnungen
rein beispielhaft und schematisch. So wird z.B. in der Praxis die Schalteinrichtung
21 nicht mittels eines Relais ausgeführt sein, sondern eine entsprechende Halbleiter-Schaltanordnung
aufweisen. Auch ist es ohne weiteres denkbar, statt einer zeitlichen Begrenzung
der Aktivierbarkeit des Senderteils 7 durch langsame Entladung des Speicherkondensators
18 eine Logik-Anordnung vorzusehen, welche das Senderteil 7 unmittelbar wieder sperrt,
sobald ein Aufsprungsignal abgegeben wurde. Dem Fachmann sind derartige, sowie andere
Abwandlungsmöglichkeiten ohne weiteres geläufig.
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Auch die Bemessung der Dauer des zeitlich beschränkten Aufsprungsignals
stellt für den Fachmann keinerlei Probleme dar. Die Dauer hängt im wesentlichen
von der Art des verwendeten Empfängers 2 ab.
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Das Aufsprungsignal muss ersichtlicherweise wenigstens so lang sein,
um zuverlässige Rückmeldung des Aufsprungs zu ermögichen. Die längste mögliche Signal
dauer wird durch den zeitlichen Abstand von zwei Skispringern bestimmt, um Beeinflussungen
auszuschliessen. In der Praxis liegt die Signaldauer zweckmässig im Bereich von
tausendsteln einer Sekunde und Sekunden. Als Signal ist dabei jede Art einer im
Empfänger verarbeitbaren Information zu verstehen, insbesondere auch einschliesslich
der Modulation von Trägerfrequenzen.
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Dabei könnte z.B. auch eine Trägerfrequenz ausgestrahlt werden und
das "Signal" könnte als Ein- oder Ausschalten oder in der Aenderung einer Modulation
vorliegen.
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