DE3213727A1 - Trainings-ballkanone - Google Patents

Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

PAT E N TAN WALTE

DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) · DIPL-ING. W. EITLE . DR.RER. NAT. K. HOFFMANN · Dl PL.-IN G. W. LEH N

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 · D-8000 M 0 NC H E N 81 . TELEFON (089) 911087 · TE LEX 05-29-519 (PATHE)

Trainings-Ballkanone

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Ballkanone enthaltend:

a) ein Wurfrohr,

b) einen Ladestutzen zum Zubringen der Bälle in das Wurfrohr,

c) einen mit diesem Wurfrohr verbundenen Druckgasbehälter,

d) ein Ventil mit einer Stelleinheit zur impulsartigen Gaszufuhr aus dem Druckgasbehälter in das Wurfrohr zum Zeitpunkt des Ballwurfes, sowie

e) eine Abdichtvorrichtung zur Abdichtung des Wurfrohres zum Zeitpunkt des Ballwurfes,

insbesondere druckluftbetriebene Wurfkanonen für Tennis-, Fuß- und andere Bälle. Mit großem Nutzeffekt kann die Ballkanone beispielsweise beim Training von Tennisspielern zur Erhöhung ihrer Leistungsfähigkeit verwendet werden.

Ein Problem, auf welches Fachleute bei Entwicklung von Trainings-Wurfkanonen für beispielsweise Tennisbälle stoßen, ist die Schaffung einer zuverlässigen, kompakten und baulich einfachen Einrichtung mit hoher Ballwurfgeschwindigkeit und -frequenz, in welcher die Anzahl der beweglichen Baugruppen auf ein Minimum gebracht ist.

Die Erhöhung der Ballwurfgeschwindigkeit und -frequenz kann .25 im Prinzip folgendermaßen erzielt werden:

erstens, durch Druckgaseinwirkung auf den Ball, wobei die Verluste der Gasimpulsleistung auf der Gasbewegungsstrecke durch eine zuverlässige Abdichtung sämtlicher

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Bauelemente der Ballkanone beim Wurf ausgeschaltet werden;

zweitens, durch Gewährleistung der Unabhängigkeit der Anfangsgeschwindigkeit des ausgeworfenen Balls von seiner Elastizität.

Ungeachtet zahlreicher unternommener Versuche konnte das vorstehend dargelegte Problem bis zur heutigen Zeit befriedigend nicht gelöst werden. Bekannt ist beispielsweise eine Trainings-Ballkanone, enthaltend ein Wurfrohr mit einem auf ihm mittels eines· Tragarmes mit Spiel montierten Ladestutzen zum Zubringen der Bälle in das Wurfrohr / eine in Gesalt einer beweglichen, auf das Wurfrohr mit Spiel bewegbar aufgesetzten Muffe, eine elastische, insbesondere aus Gummi gefertigte Membrane, welche in ihrem Mittelteil eine öffnung aufweist und an der Austrittsöffnung des Wurfrohres angeordnet ist, sowie einen Druckluftbehälter mit einem in diesem angeordneten Stempel zur Verschiebung der erwähnten Muffe sowie zum Andrücken des Balls an die elastische Membrane vor dem Wurf (siehe Erfindungsbeschreibung zur US-PS 4 091 791).

Im Verlaufe des Betriebs dieser Trainings-Ballkanone gelangt der Ball über den Ladestutzen in den hinteren Abschnitt des Wurfrohres und wird von den darauffolgenden Bällen durch die bewegliche Muffe abgetrennt, welche die Zubringeröffnung des erwähnten Stutzens schließt. Die Muffe wird durch den Stempel betätigt, auf den im Druckluftbehälter Druckluft einwirkt. Die Stempelstange verlagert dabei den Ball im Wurfrohr, drückt ihn an die elastische Membran und bewirkt somit eine Abdichtung des Wurfrohrs in der Austrittszone. Danach wird in das

Wurfrohr aus dem Druckluftbehälter Druckluft eingeleitet, so daß ein auf den Ball einwirkender Druck entsteht. Dieser Druck wird allmählich aufgebaut und, sobald er zur ausreichenden Deformation der elastischen Membrane genügt, wird der Ball durch ihre sich erweiternde öffnung durchgedrückt und, mit der Membrane abgefedert, aus dem Wurfrohr ausgestoßen.

Die Ballwurfgeschwindigkeit der beschriebenen Ballkanone ist ungleichmäßig und begrenzt, da sie von der Elastizität sowohl des Balls als auch der elastischen Membrane abhängt. In diesem Zusammenhang ist darauf hinzuweisen, daß die in die Ballkanone geladenen Bälle herkömmlicherweise unterschiedliche Durchmesser und Maße haben, woraus auch die Unterschiede in ihrer Wurfgeschwindigkeit resultieren. Eine mehrmalige starke Deformation der Membrane bei Ballwürfen hat ihre beschleunigte Abnutzung und folglich die Änderung ihrer Elastizität zur Folge. Die Membranelastizitä-t verändert sich auch wegen Alterung im Verlauf der Zeit sowie bei Schwankungen der Umgebungstemperatur.

Ferner muß betont werden, daß das Wurfrohr zwecks seiner Abdichtung vor dem Ballwurf in der Ballzubringerzone mit Dichtungsringen versehen ist, welche bei Verschiebungen der Muffe schnell verschlossen werden, was nicht selten eine Verkeilung der Muffe zur Folge hat. Somit wird die erforderliche Abdichtung der Trainings-Ballkanone nicht gewährleistet und ihre Betriebssicherheit herabgesetzt. Es muß auch auf ihre bauliche Kompliziertheit hingewiesen werden, welche insbesondere durch eine komplizierte Verbindung der Muffe mit der Stempelstange zwecks ihrer gemeinsamen Verschiebung in bezug auf das Wurfrohr

bedingt ist.

Über eine höhere Wirksamkeit verfügt eine andere Trainings-Ballkanone, welche einen Ladestutzen zum Ballzubringen in das Wurfrohr, einen mit dem Wurfrohr verbundenen Druckgas-, insbesondere Druckluftbehälter, ein Ventil mit einer Stelleinheit zur impulsartigen Gaszuführung aus dem Druckgasbehälter in das Wurfrohr zum Zeitpunkt des Ballwurfes sowie eine Abdichtvorrichtung zum Ahdichten des Wurfrohres zum Zeitpunkt des Ballwurfes enthält (vgl. DE-OS 21 34 616, Int. Kl. 2 B63B 69/40). Die Abdichtvorrichtung in dieser Trainings-Ballkanone ist in Gestalt eines im Wurfrohr angeordneten beweglichen Rohres ausgeführt.

Bei Verschiebung dieses Rohres in eine seiner Endstellungen wird der Ladestutzen geöffnet und der nächste Ball gelangt in das Wurfrohr. Bei seiner Verschiebung in die andere Endstellung verschließt es den Ladestutzen, das 0 Ventil öffnet und aus dem Druckluftbehälter strömt impulsartig Druckluft in das T"Jurfrohr, worauf der Ball aus dem Wurfrohr ausgestoßen wird.

Zu den Vorteilen dieser Ballkanone zählt die Tatsache, daß in ihr eine impulsartige Einwirkung der Druckluft

auf den Ball gewährleistet wird, was es gestattet, unabhängig von dem Durchmesser und der Masse der Bälle ihnen eine mehr oder weniger beständige Auswurfgeschwindigkeit zu verleihen.
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Bei Gebrauch der beschriebenen Trainings-Ballkanone stößt man jedoch auf eine Reihe nicht leicht zu behebender Schwierigkeiten. Vor allem ist hervorzuheben, daß we-

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gen der Notwendigkeit, das Wurfrohr in der Anordnungszone des Ladestutzens abzudichten, das Abdichtrohr an seiner Seitenfläche mit irgendwelchen Dichtungen versehen oder im Wurfrohr mit gleitender Passung angeordnet werden muß. Dadurch wird aber die Fertigung der Ballkanone kompliziert und u. U. die Verkeilung des Abdichtrohres bei Verschiebungen verursacht. Darüber hinaus vergrößert sich das Spiel zwischen dem Abdicht- und dem Wurfrohr beim Verschleiß von derartigen Dichtungen, was zu Druckluft-Verlusten und folglich zur Senkung der Ballwurfgeschwindigkeit sowie zur Instabilität der letzteren führt.

Ferner muß darauf hingewiesen werden, daß in dieser Ballkanone ein Sonderantrieb zur Verschiebung des Abdichtrohres im Wurfrohrinneren sowie ein entsprechendes Getriebe zur kinematischen Verbindung dieses Antriebs mit dem Abdichtrohr erforderlich sind. Darüber hinaus ist eine Vorrichtung zur Synchronisation der Bewegungen des Abdichtrohres mit der impulsartigen Druckluftzufuhr vonnöten.

Dadurch wird die bauliche Gestaltung der Ballkanone wesentlich kompliziert und ihre Betriebszuverlässigkeit wegen der Vergrößerung der Anzahl von beweglichen Baugruppen herabgesetzt.

Ferner ist hervorzuheben, daß im Verlaufe des Betriebs · der Ballkanone eine ungleichmäßige Abnutzung der Oberfläche des Wurf- und des Abdichtrohres wegen einer einseitig gerichteten Krafteinwirkung auf das letztere zutage tritt, was in dessen Andrücken an den Ladestutzen zum Zeitpunkt des Ballwurfes seinen Ausdruck findet, wodurch die Gefahr der Verkeilung des Abdichtrohres noch mehr gesteigert wird.

Auch ist man gezwungen, zur Vermeidung eines intensiven Verschleißes der miteinander in Berührung tretenden Oberflächen des Wurf- und des Abdichtrohres, bei Verwendung der beschriebenen Trainings-Ballkanone die Frequenz der Hin- und Herverstellung des Abdichtrohres und somit die Ballwurffrequenz zu begrenzen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde/ die vorstehend erwähnten Nachteile zu beseitigen und eine Trainungs-Ballkanone der eingangs genannten Art zu schaffen, die die Bälle mit gleicher Geschwindigkeit aus dem Wurfrohr ausstößt. Ferner soll eine Trainings-Ballkanone geschaffen werden, in welcher durch Veränderung der Abdichtweise des Wurfrohres vor dem Ballwurf ihre Betriebszuverlässigkeit erhöht und die Druckluftverluste herabgesetzt werden, so daß dadurch eine verbesserte Gleichmäßigkeit der Ballwurfgeschwindigkeit erreicht wird.

Die gestellte Aufgabe wird mit einer Trainings-Ballkanone der im Oberbegriff von Anspruch 1 beschriebenen Art mit den im Kennzeichen von Anspruch 1 genannten Mitteln gelöst.

Bei einer derartigen baulichen Ausführung der Trainings-Ballkanone wird der Ball vor dem Wurf aus der Beladezone an eine andere Stelle des Wurfrohres (zur Startposition) verschoben; dadurch entfällt die Notwendigkeit, das Wurfrohr im Bereich des Ladestutzens abzudichten, was bei den bisher bekannten Trainings-Ballkanonen durch Verwendung eines derart unzuverlässigen Bauelementes, wie bewegbares Abdichtrohr, erzielt wurde, welches dazu noch mit Präzisionspassung bei seinem Einbau in das Wurfrohr eingebaut werden mußte. Die Abdichtung des Wurfrohres erfolgt in.

der erfindungsgemäßen Ballkanone nicht auf der zylindrischen Innenfläche des Wurfrohres, wie es in der bisher bekannten Einrichtung der Fall ist, sondern an den Stirnseiten des Stößels und der zylindrischen Kammer. Ein evtl. Verschleiß der Dichtflächen dieser Stirnseiten beeinträchtigt die Dichtigkeit des Wurfrohres daher nicht. Dieser Verschleiß wird vielmehr durch eine bestimmte Vergrößerung des Axialhubes des Stößels automatisch ausgeglichen. Bei einer derartigen stirnseitigen Abdichtung wird die Gefahr einer Verkeilung der Bauelemente der

Abdichtvorrichtung ausgeschlossen, wodurch die Betriebssicherheit der Ballkanone wesentlich gesteigert wird. Dar- **' über hinaus bereitet die stirnseitige Abdichtung keine Schwierigkeiten bei der Gaszufuhr in das Wurfrohr beim Ballwurf, weil dieses Gas zwischen dem Stößel und dem Ball über einen zwischen der zylindrischen Kammer und dem Wurfrohr gebildeten Kanal zugeführt wird.

Sinngemäß kann die erfindungsgemäße Trainings-Ballkanone auch so modifiziert werden, daß sie zusätzlich eine ringförmige Kammer aufweist, welche das Wurfrohr mit der zylindrischen Kammer umfaßt und miteinander verbindet, wobei diese ringförmige Kammer mit dem Kanal zur Gaszufuhr in die Zone zwischen dem Stößel und dem Ball verbunden ist und eine seitlich gelegene Bohrung zur Verbindung mit dem Druckgasbehälter enthält, die durch das Ventil verschließbar ist. Die ringförmige Kammer trägt zu einer gleichmäßigen Gasdruckverteilung auf den auszuwerfenden Ball bei, ■ wodurch die Anfangsgeschwindigkeit des Balls erhöht und seine Abnutzung bei der Bewegung entlang des Wurfrohres verringert werden.

Dabei ist es wünschenswert, daß die ringförmige Kammer, das Ventil und die zylindrische Kammer innerhalb des

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Druckgasbehälters angeordnet sind. Somit werden die Außenmaße der Ballkanone vermindert und die letztere handlicher gemacht.

Zweckmäßig ist eine solche Modifikation der Trainings-Ballkanone, bei welcher das Dichtelement des Stößels als eine auf dem Stößel angeordnete und an der Innenfläche der zylindrischen Kammer anliegende ringförmige Manschette gestaltet ist. Ein solches Dichtelement sichert bei seiner Einfachheit eine zuverlässige Abdichtung des Stößels in der zylindrischen Kammer. Diese Modifikation der Ballkanone kann besonders vorteilhaft auf wenig verunreinigten Sportplätzen verwendet werden.

Beim Einsatz der Ballkanone auf verunreinigten Sportplätzen, wo die Wahrscheinlichkeit des Eintritts von relativ großen Schmutzteilchen in die zylindrische Kammer bein Laden der Bälle groß ist, ist es bequemer, das Dichtelement des Stößels als mit Spiel angeordneten FaI-tenbalg auszuführen.

Ziemlich wirksam ist auch eine solche Modifikation der Trainings-Ballkanone, bei welcher diese mit einem Druckgasenergiespeicher versehen ist, ausgeführt als eine mit dem Druckgasbehälter verbundene elastische Hülle, welche zur Verlängerung der Gaseinwirkdauer auf den Ball in der Zone zwischen diesem und dem Stößel dient. Ein solcher Speicher gestattet, indem er die Gaseinwirkdauer auf den auszuwerfenden Ball verlängert, die notwendige Anfangsgeschwindigkeit des Balls bei einem wesentlich geringeren (um das Zwei- bis Dreifache) Druck zu erreichen, wodurch die Geräuschentwicklung beim Ballwurf verringert und die Möglichkeit geboten wird, sogar Niederdruck-Gasverdich-

tungsanlagen, beispielsweise das Gebläse eines Heim-Staubsaugers, zu verwenden.

Im weiteren wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Trainings-Ballkanone im Anfangsstadium ihres Betriebs, wenn der Gasüberdruck im Druckgasbehälter fehlt, in der Ausführung, bei welcher das Dichtelement des Stößels als eine ringförmige Manschette ausgeführt ist;

Fig. 2 die Trainings-Ballkanone nach Fig. 1 im Längsschnitt, zu dem Zeitpunkt, wenn im Druckgasbehälter der vorgegebene Druck aufgebaut und der Ball in die Startposition gebracht ist (durch Pfeile sind in dieser und den nachfolgenden Figuren die Gasströmungsrichtungen angegeben);

Fig. 3 die Ausführung der erfindungsgemäßen Trainings-Ballkanone, bei welcher diese eine ringförmige Kammer hat, die im Inneren des Druckgasbehälters untergebracht ist;
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Fig. 4 einen Teil der Trainings-Ballkanone in der Ausführung, bei welcher das Dichtelement des Stößels als Faltenbalg ausgeführt ist;

Fig. 5 die erfindungsgemäße Trainings-Ballkanone in der Modifikation, bei welcher das Dichtelement als stülpbarer Balg ausgeführt ist, und

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Fig. 6 eine solche Ausführung der Trainings-Ballkanone, bei welcher sie einen Druckgasspeicher enthält.

Die erfindungsgemäße Trainings-Ballkanone enthält ein Wurfrohr 1 (siehe Fig. 1 der beiliegenden Zeichnungen), einen Ladestutzen 2 zum Zubringen der Bälle in das Wurfrohr 1, eine unbewegliche zylindrische Kammer 4, einen hohlen Stößel 5, einen Druckgasbehälter 6, insbesondere Druckluftbehälter, mit starren Wänden sowie ein Ventil 7 mit einer Stelleinheit 8 zur impulsartigen Gaszufuhr aus dem Druckgasbehälter 6 in das Wurfrohr 1.

Die zylindrische Kammer 4 und der Stößel 5 bilden die Abdichtvorrichtung der Ballkanone, welche das Wurfrohr zum Zeitpunkt des Auswurfes des Balls 3 abdichtet. Dabei weist die zylindrische Kammer 4 eine Eintrittsöffnung 4a zum Durchgang des Balls aus dem Ladestutzen 2 in diese Kammer (aus der Stellung 3a in die Stellung 3b), eine Austrittsöffnung 4b zum Austritt des Balls aus der Kammer 4 in das Wurfrohr 1 in die Startposition (Stellung 3c) sowie einen Kanal 4c zur Luftzuführung aus dem Druckluftbehälter 6 in die Kammer 4 auf. Im gegebenen Fall stellt der Kanal 4c eine Umgehungsleitung dar, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. An der hinteren Stirnwand ist die zylindrische Kammer 4 mit einem Deckel 9 abgeschlossen.

Der Stößel 5 ist in der zylindrischen Kammer 4 längsverschiebbar angeordnet und an den Deckel 9 durch eine Zugfeder 10 angedrückt, deren eines Ende am Stößel 5 und das andere Ende am Deckel 9 befestigt sind. An seinem hinteren Ende ist der Stößel 5 mit einem Dichtelement versehen, welches hier als eine am Stößel 5 mittels Mutter 12 befestigte ringförmige Manschette 11 ausgeführt ist.

Im Stößel ist ferner eine Nut 5a ausgebildet, welche zu einer gleichmäßigen Verteilung der in der Druckluft enthaltenen Druckenergie im Hohlraum des Stößels 5 sowie in der zylindrischen Kammer 4 vor der ringförmigen Manschette 11 beiträgt.

An der Stirnseite des Stößels 5 sowie an der Innenseite der zylinderförmigen Kammer 4 sind Dichtflächen 13, 14, vorgesehen. Diese Dichtflächen 13, 14 können auf eine beliebige Weise, beispielsweise durch Einschleifen der Stirnseiten der Kammer 4 und des Stößels 5 ausgeführt, bzw. an den besagten Stirnflächen mit Hilfe von geeigneten Dichtmaterialien gebildet werden. Die Flächen 13 und 14 kommen bei Verschiebung des Stößels 5 in die rechte in Fig. 2 dargestellte Endstellung miteinander in Berührung. Die zylindrische Kammer 4 (Fig. 1) ist am Wurfrohr derart angebracht, daß im Bereich ihrer Verbindungsstelle mindestens ein Kanal 15 zur Gaszufuhr zwischen dem Stößel 5 und dem in der Startposition 3c befindlichen Ball vorhanden ist. Im gegebenen Fall ist dieser Kanal 15 durch einen am Wurfrohr 1 ausgeführten und durch das Ventil 7 verschießbaren Seitenstutzen gebildet.

Das Ventil 7 ist in einem hermetisch abgeschlossenen Gehäuse 16'untergebracht, dessen Hohlraum mit dem Druckgasbehälter 6 mittels der Leitung 17 verbunden ist. Im Druckgasbehälter 6 ist ferner ein Einlaßstutzen 6a zur Druckluftzufuhr enthalten. Die Steuerung des Ventils 7 von der Stelleinheit 8 ist durch die punktierte Linie angedeutet. Das Ventil 7 kann von einer beliebigen Bauart sein

(z. B. ein Tellerventil, wie es in Fig. 1 dargestellt ist) und einen elektromagnetischen, pneumatischen oder anderen Antrieb haben. Die Stelleinheit 8 bewirkt das öffnen des

Ventils nach dem vorgegebenen Programm und stellt insbesondere einen an sich bekannten Druckluftimpulsgenerator dar. Als Stelleinheit 8 kann auch eine andere, beispielsweise elektronische bzw. mechanische Programmeinrichtung verwendet werden.

Die erfindungsgemäße Trainings-Ballkanone kann bei Notwendigkeit mit einem Orientierungsaufsatz 18 von einer beliebigen bekannten Bauart versehen werden, welcher eine Effetierung oder Streuung der ausgeworfenen Bälle mit einer vorgegebenen Frequenz und in vorgegebenen Flug- und Drallrichtungen bewirkt.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Trainings-Ballkanone ist wie folgt: Die Bälle 3 (Fig. 1) gelangen ununterbrochen oder periodisch in den Ladestutzen 2 aus einem Behälter von bekannter Bauart oder mit Hilfe eines bekannten automatischen Systems zum Sammeln und Rückholen der Bälle (Behälter und System in der Zeichnung nicht gezeigt). 0 Dabei befindet sich der Stößel 5 in seiner linken Endstellung, und der Ball gelangt aus dem Ladestutzen 2 in die zylindrische Kammer 4 vor den Stößel 5 (er verschiebt sich aus der Stellung 3a in die Stellunq 3b). Derweilen ist das Ventil 7 geschlossen und somit der Luftzutritt in den Kanal 15 gesperrt.

Bei Einstellen einer ununterbrochenen Druckluftzufuhr über den Stutzen 6a in den Druckluftbehälter 6 wird in dem letzteren der Druck aufgebaut, welcher sich über den Kanal 4c in die zylindrische Kammer 4 ausbreitet, auf den Stößel 5 einwirkt und diesen in seine rechte Endstellung bis zum Anschlag der Dichtflächen 13 und 14 aneinander verschiebt, wobei er die Kraft der Feder 10 überwindet

und diese ausdehnt. Dabei verschiebt sich der Ball aus der Stellung 3b (Fig. 1) zur Startposition 3c (Fig. 2).

Auf einen Befehl von der Stelleinheit 8 kommt das Ventil 7 in die Öffnungsstellung (mit punktierter Linie angedeutet) und die Luft strömt aus dem Druckluftbehälter 6 über die Leitung 17, das Gehäuse 16 und den Kanal 15 in den Raum zwischen dem Stößel 5 und dem Ball 3c, so daß der Ball aus dem Wurfrohr 1 ausgeworfen wird. Die Ballauswurfgeschwindigkeit wird durch den im Druckluftbehälter 6 erzeugten Druck bedingt, dessen Größe auf an sich bekannte Weisen eingestellt werden kann, z. B. mit Hilfe eines vor dem Eintrittsstutzen 6a des Druckluftbehälters 6 anzuordnenden Druckminderventils (nicht gezeigt). Am Austritt aus dem Wurfrohr 1 wird dem Ball durch den Orientierungsauf satz 18 die erforderliche Drehgeschwindigkeit und Effetrichtung verliehen.

Nach dem Ballwurf bleibt das Ventil 7 noch einige Zeit geöffnet und, da das Wurfrohr 1 zu dieser Zeit freiliegt und der Querschnitt des Kanals 15 und der Leitung 17 diesen des Eintrittsstutzens 6a des Druckluftbehälters 6 überschreitet, stellt sich im letzteren und in der mit ihm in Verbindung stehenden zylindrischen Kammer 4 vor der Manschette 11 Normaldruck ein. Dabei wird der Stößel 5 unter Wirkung der Feder 10 rückgestellt (Fig. 1) und der nächste in der Stellung 3a befindliche Ball sinkt unter Wirkung der Schwerkraft in die Stellung 3b. Dann schließt das Ventil 7, der Druck im Druckluftbehälter steigt an und der beschriebene Zyklus wiederholt sich.

Es muß hervorgehoben werden, daß die in der gegebenen Trainings-Ballkanone gewährleistete stirnseitige Ab-

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dichtung des Wurfrohres 1 an den Flächen 13 urid 14 von hoher Sicherheit ist, da bei einem bestimmten Verschleiß der Dichtflächen 13, 14 dieser Verschleiß durch eine entsprechende Vergrößerung des Hubes des Stößels 5 ausgeglichen wird. Ferner kann wegen der Druckluftzufuhr zwischen den Ball und den in seiner rechten Endstellung (Fig. 2) befindlichen Stößel 5 auf zusätzliche Dichtelemente an anderen Baugruppen der Ballkanone verzichtet werden.

In Fig. 3 ist eine der möglichen Ausführungen der erfindungsgemäßen Trainings-BaIlkandne dargestellt, bei welcher diese eine ringförmige Kammer 19 enthält, die das Wurfrohr 1 und die zylindrische Kammer 4 umfaßt und miteinander verbindet. Dabei ist das Wurfrohr 1 in bezug auf die zylindrische Kammer 4 mit einem Spiel angeordnet, so daß zwischen ihnen ein Kanal 15 gebildet wird, der mit dem Inneren der ringförmigen Kammer 19 verbunden ist und zu demselben Zweck, wie der Kanal 15 in Fig. 1 und 2, dient. Die ringförmige Kammer 19 weist eine seitlich gelegene, durch das Ventil 7 verschließbare Bohrung 20 auf. Die ringförmige Kammer 19 bewirkt eine gleichmäßigere Verteilung der Drucklufteinwirkung auf den Ball, infolgedessen die Abnutzung des Balls verringert und seine Anfangsgeschwindigkeit erhöht werden. Bei dieser Ausführung der Trainings-Ballkanone sind die zylindrische Kammer 4, ringförmige Kammer 19 und das Ventil 7 zwecks größerer Kompaktheit der Ballkanone im Inneren des Druckluftbehälters 6 untergebracht, wobei das Gehäuse 16 des Ventils 7 auf dem letzteren montiert ist.

Die Wirkungsweise dieser Ausführung der Ballkanone ist im wesentlichen der vorstehend beschriebenen gleich. Zum

Zeitpunkt des Ballwurfes, wenn sich der Stößel 5 in seiner rechten Endstellung befindet, wird die Luft aus dem Druckluftbehälter 6 bei offenem Ventil 7 über die Bohrung 20 in die ringförmige Kammer 19 zugeführt, verteilt sich gleichmäßig über deren Volumen und gelangt gleichzeitig von allen Seiten in den Kanal 15, worauf der Ball aus dem Wurfrohr 1 ausgeworfen wird.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausführung der Trainings-Ballkanone gezeigt, bei welcher als Dichtelement des Stößels ein in der zylindrischen Kammer 4 mit Spiel angeordneter und mit ihr und dem Stößel 5 verbundener Faltenbalg 21 verwendet wird. Dabei ist der die Innenräume des Druckluftbehälters 6 und des Faltenbalges 21 verbindende Kanal 4c auf die in Fig. 1 dargestellte Weise durch eine Umgehungsleitung gebildet.

Bei Druckanstieg im Druckluftbehälter 6 wird der Druck im Hohlraum des Faltenbalges 21 ebenfalls aufgebaut; 0 dadurch wird der Stößel 5 nach rechts verschoben, wobei er den Faltenbalg 21 und die Feder 10 ausdehnt und den Ball in die Startposition bringt. Dabei kommen die stirnseitigen Dichtflächen 13 und 14, welche hier kegelstumpfförmig ausgeführt sind, miteinander in Berührung, wonach eine impulsartige Luftzufuhr in die ringförmige Kammer 19 stattfindet und der Ball auf die vorstehend beschriebene Weise ausgeworfen wird.

Noch eine mögliche Ausführungsvariante des Dichtelementes des Stößels 5 ist in Fig. 5 gezeigt. Als dieses Element wird im gegebenen Fall ein im Inneren der zylindrischen Kammer 4 angeordneter stülpbarer Balg 2 2 aus elastischem Material verwendet, dessen eines Ende an dieser Kammer und dem Deckel 9, und dessen anderes Ende am hinteren Ende des Stößels 5 befestigt sind.

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Bei Verschiebung des Stößels 5 nach rechts unter Wirung der Druckluft, wie oben beschrieben, verformt sich der Balg 22 derart, daß sich seine Biegelinie entlang der Achse des Stößels 5 verlagert. Dabei wird eine vollständige Abdichtung des Stößels 5 gewährleistet.

Die in Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungen der Trainings-Ballkanone können dann erfolgreich verwendet werden, wenn Schmutzteilchen in diese gelangen sollten, was beim Spielen auf Spielplätzen im Freien, besonders bei windigem Wetter, durchaus möglich ist. Da bei Verwendung eines Faltenbalges 21 oder eines stülpbaren Balges 22 der Stößel 5 in der zylindrischen Kammer 4 mit einem relativ größeren Spiel angeordnet werden kann, ohne daß dabei die Dichtigkeit beeinträchtigt wird, führen selbst verhältnismäßig große Schmutzteilchen nicht zu einem Verklemmen des Stößels 5.

Zwecks Senkung der Geräuschentwicklung beim Ballwurf, was bei hohen Ballwurfgeschwindigkeiten (von über 30 m/s) besonders wichtig ist, wird zweckmäßig die in Fig. 6 dargestellte Ausführung verwendet. Im gegebenen Fall enthält die Trainings-Bailkanone zusätzlich einen Druckluftenergiespeicher in Gestalt einer elastischen, insbesondere aus Gummi gefertigten, Hülle 23. Die Hülle 23 bildet eine Kammer von veränderlichem Volumen, welche mit dem Druckluftbehälter 6 über den an diesem ausgeführten Stutzen 5a, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, in Verbindung steht.

Bei dieser Trainings-Ballkanone ist auch ein Begrenzungsmantel 2 4 von insbesondere sphärischer Form vorgesehen, welcher zur Begrenzung der Ausweitung der Hülle 23 bei der Druckluftzufuhr in diese aus dem Druckluftbehäl-

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- 20

ter 6 dient. Zur Vermeidung des Gegendruckes auf die Außenfläche der Hülle 23 bei deren Ausweitung ist der Mantel 24 mit öffnungen 24a ausgeführt und kann insbesondere aus Metallnetz bestehen. In diesem Fall wird durch die sich ausweitende Hülle 23 die zwischen ihr und dem Mantel 2 4 befindliche Luft nicht zusammengedrückt. Diese Luft tritt über die öffnungen 24a frei aus, so daß kein Gegendruck auf die Hülle 23 entsteht.

Die in Fig. 6 gezeigte Trainings-Ballkanone arbeitet wie folgt:

Bei Gasdruckanstieg im Druckgasbehälter 6 wird gleichzeitig der Druck im Inneren der Gummihülle 23 aufgebaut.

Die Hülle 23 weitet sich auf, ihr Innenvolumen vergrößert sich, so daß eine zusätzliche Druckgasspeicherung infolge der elastischen Verformung dieser Hülle 23 zustandekommt. Der Druck im Inneren der sphärischen elastischen Hülle 23 bleibt bei ihrer Ausweitung und Vergrößerung des Innenvolumens unabhängig vom Volumen des die Hülle 23 füllenden Gases praktisch gleich. Eine solche Gesetzmäßigkeit liegt, wie es die durchgeführten Untersuchungen erwiesen, in einem breiten Bereich der Änderung des Innenvolumens der Gummihülle 23 vor.

Diese Eigenschaft der Hülle 23 führt dazu, daß bei ofenem Ventil 7 zum Zeitpunkt des Ballwurfes der auf den Ball einwirkende Druck praktisch während der ganzen Zeit der Ballbewegung im Wurfrohr 1 im wesentlichen beständig und gleich dem in der Hülle 23 herrschenden Druck bleibt, welche sich währenddessen unter der Wirkung von elastischen Kräften zusammenzieht. Während der ganzen Zeit, welche der Ball im Wurfrohr 1 verbleibt,

wirkt auf ihn der sich praktisch nicht verringernde Gasdruck, was zur Verlängerung der Zeit der Gaseinwirkung auf den Ball führt, so daß dem letzteren somit eine größere kinetische Energie verliehen wird/ als es bei den vorstehend beschriebenen Ausführungen der erfindungsgemäßen Ballkanone der Fall ist. Somit wird es möglich/ die Ballauswurfgeschwindigkeit zu erhöhen und gleichzeitig die beim Ballwurf entstehende Geräuschentwicklung zu verringern.

·

Das maximale Fassungsvermögen der Hülle 23 wird so berechnet, bei der Druck in der Hülle 23 beim Herannähern des Balls an die Austrittsöffnung des Wurfrohres 1 dem Normaldruck nahe kommt.

Der Betrieb dieser Ballkanone läuft genau so ab, wie es für die in Fig. 1 bis 5 gezeigten Ausführungen erläutert wurde.

Es ist hervorzuheben, daß es zwecks Gewährleistung eines wirksamen Betriebs der Ballkanone erwünscht ist, das Verhältnis des Durchmessers des Wurfrohres 1 und somit der Austrittsöffnung 4b der zylindrischen Kammer 4 zum Innendurchmesser dieser Kammer in einen Bereich von 0,35 bis 0,95 zu wählen. Bei einem solchen Verhältnis wird die bestmögliche Abdichtung der Ballkanone an die stirnsei tigen Dichtflächen 13 und 14 erzielt. Dabei soll das erwähnte Verhältnis für die in Fig. 1 bis 3 gezeigten Ausführungsbeispiele möglichst näher an 0,95 liegen, für die in Fig. 4 bis 6 gebrachten Ausführungen von 0,35 bis . 0,7 und für die in Fig. 5 dargestellte Ausführung von 0,7 bis 0,9 betragen.

Die Trainings-Ballkanone kann sowohl aus Metall als auch aus nichtmetallischen Stoffen gefertigt werden. Sie kann sowohl in einfachen, leicht transportablen Anlagen als auch in komplizierten automatisierten Trainingssystemen, insbesondere in Tennisrobotern, Verwendung finden. Im letztgenannten Fall kann sie mit an sich bekannten Mitteln zu ihrer räumlichen Orientierung ausgestattet sein, welches es ermöglichen, die Ballkanone im Raum über dem Tennisplatz ohne Schwierigkeiten zu verlagern und BaIlwürfe mit einstellbarer Geschwindigkeit, Wurffrequenz, Effetgrad und -richtung praktisch in jeden beliebigen Punkt auf der gegenüberliegenden Seite des Spielplatzes vorzunehmen. Dank dessen bietet sich die Möglichkeit, komplizierte Kombinationen von Spielsituationen zu imitieren, wodurch die Wirksamkeit des Trainings wesentlich erhöht wird.

Vorstehend sind nur einige konkrete Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung gebracht. Es ist aber selbstverständlich, daß die Erfindung auf die beschriebenen Beispiele nicht beschränkt ist und verschiedene Änderungen und Ergänzungen zuläßt, welche für den Fachmann auf diesem Gebiet der Technik offenkundig sind, wobei aber der Erfindungsinhalt und -umfang im Rahmen der beigelegten Patentansprüche erhalten bleiben.

Claims (7)

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   PATENTANWÄLTE

   DR. ING. E. HOFFMANN (1930-1976) · Dl PL.-I NG. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. H OFFMAN N · Dl PL.-1N G. W. LEHN

   DIPL.-ING. K. FOCHSLE . DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 . D-8000 M D NCH EN 81 · TELEFON (08?) 911087 . TELEX 05-29619 (PATHE)

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   Sumsky filial Kharkovskogo politekhnicheskogo institutaimeni V.l. Lenina, Sumy / UdSSR

   Trainings-Ballkanone

   Patentansprüche

   Trainings-Ballkanone, enthaltend:

   a) ein Wurfrohr,

   b) einen Ladestutzen zum Zubringen der Bälle in das Wurfrohr/

   c) einen mit diesem Wurfrohr verbundenen Druckgasbehälter ,

   d) ein Ventil mit einer Stelleinheit zur impulsartigen Gaszufuhr aus dem Druckgasbehälter-in das Wurfrohr zum Zeitpunkt des Ballwurfes, sowie :1O e) eine Abdichtvorrichtung zur Abdichtung des Wurfrohres zum Zeitpunkt des Ballwurfes,

   dadurch gekennzeichnet , daß

   f) die Abdichtvorrichtung als eine unbewegliche zylindrische Kammer (4), welche mit dem Wurfrohr (1) in Verbindung steht und eine Eintrittsöffnung (4a) zum Durchgang des Balls aus dem Ladestutzen (2) in diese Kammer (4), eine Austrittsöffnung (4b) zum Austritt des Balls aus der Kammer (4) in das Wurfrohr (1) sowie einen Kanal (4c) zur Gaszufuhr aus dem Druckgasbehälter (6) in diese Kammer (4) aufweist, sowie einen in der Kammer (4) längsverschiebbar angeordneten abgefederten Stößel (5) zum Zubringen des Balls in das Wurfrohr (1) zur Startposition (3c) enthält, der an seinem hinteren Ende ein Dichtelement trägt,

   g) an den vorderen Stirnseiten des Stößels (5) und der zylindrischen Kammer (4) Dichtflächen (13 und 14) ausgeführt sind, welche bei der überführung des Balls in seine Startposition (3c) miteinander in Berührung treten, und

   h) die zylindrische Kammer (4) in bezug auf das Wurfrohr (1) derart angeordnet ist, daß im Bereich ihrer Verbindungsstelle zwischen dem Stößel (5) und dem in dar Startposition befindlichen Ball mindestens ein durch das Ventil (7) verschließbarer ' Gaszufuhrkanal (15) vorhanden ist.
2. 2. Trainings-Ballkanone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie zusätzlich eine ringförmige Kammer (19) aufweist, welche das Wurfrohr (1) und die zylindrische Kammer (4) umfaßt und miteinander verbindet, wobei diese ringförmige Kammer (19) mit dem Gaszufuhrkanal (15) in die Zone zwischen dem Stößel (5) und dem Ball verbunden ist und eine seitlich gelegene Bohrung (2 0) zur Verbindung mit dem Druckgasbehälter (6) enthält, die durch das

   ft * * *

   Ventil (7) verschließbar ist.
3. 3. Trainings-Ballkanone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die ringförmige Kammer (19), das Ventil (7) und die zylindrische Kammer (4) innerhalb des Druckgasbehälters (6) angeordnet sind.
4. 4. Trainings-Ballkanone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Dichtelement des Stößels (5) als eine auf dem Stößel (5) angeordnete und an der Innenfläche der zylindrischen Kammer (4) anliegende ringförmige Manschette (11) gestaltet ist.
5. 5. Trainings-Ballkanone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Dichtelement des Stößels (5) als ein in der erwähnten zylindrischen Kammer (4) mit Spiel angeordneter und mit ihr sowie mit dem Stößel (5) verbundener Faltenbalg (21) ausgeführt ist.
6. 6. Trainings-Ballkanone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß das Dichtelement des Stößels (5) als ein in der zylindrisehen Kammer (4) angeordneter und mit dieser sowie mit dem Stößel (5) verbundener stülpbarer Balg (22) ausgeführt ist.
7. 7. Trainings-Ballkanone nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß sie zusätzlich einen Druckgasspeicher enthält, ausgeführt als eine mit dem Druckgasbehälter (6) verbundene elastische Hülle (23), welche zur Verlängerung der Gaseinwirkdauer auf den Ball in der Zone zwischen diesem und dem Stößel (5) dient.