DE3636515A1 - Golf-heimtrainer - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Golf-Heimtrainer nach dem Ober­ begriff des Hauptanspruches.

Um ein Golf-Heimtraining durchführen zu können, ist es bekannt, gegenüber einer mit einem Kunstrasen belegten Abschlagfläche ein Fangnetz aufzustellen, in das ein normaler Golfball geschlagen wird. Da die Abschlagsgeschwindigkeiten oftmals sehr hoch sind (bis ca. 250 km/h) muß der Raum, in dem so trainiert wird, recht groß sein, das Netz muß entsprechend ausgebildet sein. Insofern ist also dieses Gerät nicht als Heimtrainer, sondern bestensfalls als Hallenübungsgerät zu bezeichnen, da es in jedem Fall Turnhallen-ähnliche Aus­ maße des Übungsraums erfordert.

Weiterhin ist es bekannt, anstelle eines normalen Golfbal­ les eine mit regelmäßigen Öffnungen versehene Hohlkugel aus leichtem Kunststoffmaterial zu verwenden, so daß die Energie des "Golfballes" beim Auftreffen sehr gering ist. Mit derartigen Geräten kann man dann schon eher (insbeson­ dere in Kombination mit entsprechenden Fangnetzen) zuhau­ se trainieren.

Weiterhin ist es bekannt, die Abschlagsgeschwindigkeit des Golfballes beim Training zu messen, indem man Lichtschran­ ken derart auf einer Unterlage anordnet, daß beim Abschlag der Golfball die beiden Lichtschranken durchfliegt. Die Abschlagsgeschwindigkeit wird dann mit Anzeigemitteln zur Anzeige gebracht.

Da im Falle des Golfballes mit durchlöcherter Schale jedoch das Schlaggefühl ein vollständig anderes ist als beim normalen Golfball, ist auch diese Lösung unbefrie­ digend. Die angezeigte Geschwindigkeit entspricht darüber hinaus nicht der mit einem richtigen Golfball erzielbaren Geschwindigkeit, da die physikalischen Verhältnisse beim "normalen" Schlag vollständig andere sind.

Ausgehend vom oben genannten Stand der Technik ist es so­ mit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Golf-Heim­ trainer derart weiterzubilden, daß auf engstem Raume ein sicheres Trainieren unter im wesentlichen normalen Spiel­ bedingungen möglich ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Golfball an einem im Gehäuse drehbar gelagerten Arm befestigt ist, und daß die Geschwindigkeitsmeßvorrichtung derart aus­ gebildet und mit dem Arm gekoppelt ist, daß sie dessen (Winkel)-Geschwindigkeit innerhalb eines definierten Winkelbereiches mißt und auf den Anzeigemitteln anzeigt.

Mit einem derartigen Gerät ist es möglich, auch Golfbälle mit Normalgewicht zu verwenden, da die Bälle nach dem Ab­ schlag unmittelbar in eine Kreisbewegung überführt werden, welche die Schlagenergie in der Drehbewegung des Balles "speichert". Der Ball muß somit nicht nach seiner linearen Flugbahn abgefangen werden, bevor er die Tür des Trainings­ raumes (oder das Fenster, usw.) durchschlägt. Die Abschlags­ energie, die bei einem Golfball von etwa 80 g Gewicht und einer Abschlagsgeschwindigkeit von 250 km/h bei etwa 200 J liegt, resultiert bei einem 0,5 m langen Arm in einer Zentripedalkraft um etwa 80 kP (Kilopond). Dies ist also ein durchaus realistischer Wert, der bei entsprechender Wahl des verwendeten Materials bzw. Gestaltung der Dreh­ lager für den Arm noch in leicht handhabbaren Geräten verwirklicht werden kann.

Vorzugsweise koppelt man den Ball nicht direkt an dem Arm an, sondern sieht zwischen Ball und einem relativ kurzen Arm Verbindungsmittel, zum Beispiel ein Seil, vor. Bei Verwendung eines solchen Seiles sieht der Spieler dann auch gleich, ob er tatsächlich in der richtigen Rich­ tung (rein tangential zur Bewegungsbahn des Armes) oder etwa etwas schräg geschlagen hat. Bei rein tangentialem Schlag muß der Ball eine ganz glatte Kreisform beschrei­ ben.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung um­ faßt die Geschwindigkeitsmeßvorrichtung mindestens zwei Positionsdetektoren, welche dann ein Signal ausgeben, wenn sich der Arm in der jeweiligen Position befindet; und weiterhin umfaßt die Geschwindigkeitsmeßvorrichtung eine Schaltung, die derart ausgebildet und mit den Posi­ tionsdetektoren verbunden ist, daß das Bewegungsintervall zwischen den beiden Positionsdetektoren erfaßt wird. Es wird also die Geschwindigkeit des Balles dadurch gemessen, daß man die Drehgeschwindigkeit des Armes erfaßt.

Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Geschwindigkeits­ meßvorrichtung mindestens zwei Gabel-Lichtschranken um­ faßt, sowie eine Scheibe mit einer Öffnung, die in der Scheibe so angeordnet ist, daß sie nacheinander die durch die Scheibe unterbrochenen Lichtwege der Lichtschranken freigibt. Hierbei steht die Scheibe mit dem Arm in dreh­ fester Verbindung und ist vorzugsweise koaxial zum Arm bzw. zu dessen (Gleit)-Lager angeordnet. Diese Anordnung ist äußerst einfach zu gestalten und damit kostengünstig, betriebssicher und macht dennoch eine hohe Präzision bei der Geschwindigkeitsmessung möglich.

Um die (Kreis)-Bewegung des Golfballes nach dem Schlag möglichst bald zum Stoppen zu bringen, ist es von Vor­ teil, wenn man in der Bewegungsbahn des Armes bzw. in der Bahn der Verbindungsmittel einen Stopper anbringt, der den Drehwinkel des Armes begrenzt. Ist dieser Stopper bei­ spielsweise als nach oben ragende Säule ausgebildet und ist der Ball über ein Seil an den Arm gekoppelt, so wickelt sich nach dem Schlag der Ball mit seinem Seil um diesen nach oben ragenden Stab, wobei sich seine Drehfrequenz erhöht, aber gleichzeitig Energie durch Materialverfor­ mung (des Seiles) und den Luftwiderstand vernichtet wird, bis der Ball schließlich bei gänzlich aufgewickeltem Ver­ bindungsseil zum Stehen kommt.

Vorzugsweise ist der Arm mit Rückstellmitteln, zum Bei­ spiel einer Spiralfeder und einem Anschlag, versehen, um ihn in eine definierte Nullpunktposition zu stellen (nach jedem Schlag).

Besonders einfach wird das Ablesen der Schlagwerte dann, wenn die Anzeigemittel als Reihe von Leuchtdioden oder der­ gleichen ausgebildet wird; es eignen sich also somit auch LCD-Zeilen bzw. Balkenanzeigen.

Vorzugsweise sind in den Anzeigemitteln Normiermittel an­ geordnet, welche derart mit der Geschwindigkeitsmeßvorrich­ tung verbunden sind, daß die gemessene Geschwindigkeit mit einem Faktor multipliziert zur Anzeige gebracht wird. Der Faktor entspricht hierbei der aus der gemessenen Geschwindigkeit resultierenden theoretischen Schlagweite, die mit einem bestimmten Schläger bzw. einem bestimmten Abschlagwinkel erzielt würde (wie bei einem richtigen Schlag). Vorzugsweise ist hierbei bei einer ersten Aus­ führungsform diese Normieranordnung derart mit der Geschwindigkeitsmeßvorrichtung gekoppelt, daß durch Ver­ stellung der Normieranordnung der definierte Winkel­ bereich verändert werden kann. Man mißt also in der einen Stellung die Zeit, die für das Überstreichen eines klei­ nen Winkelbereiches durch den Arm notwendig ist, in einem anderen Fall den Bereich, der für das Überstreichen eines größeren Winkelbereiches notwendig ist. In beiden Fällen wird also eine einzige Zeitmessung mit derselben Zeit­ normalen oder Relativzeit vorgenommen. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform wird die Relativzeit geändert, man mißt also immer über denselben Winkelbereich, jedoch mit einer schnelleren oder einer langsameren Uhr.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen, die im folgenden an­ hand von Abbildungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Gesamt-(Außen)-Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 2 eine schematisierte Detailansicht der ersten Aus­ führungsform,

Fig. 3 eine Schnittdarstellung der Ausführungsform nach Fig. 2,

Fig. 4 eine Aufsichtsdarstellung einer weiteren bevor­ zugten Ausführungsform,

Fig. 5 eine schematisierte Schaltskizze einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung, und

Fig. 6 eine Schaltskizze einer zweiten bevorzugten Aus­ führungsform der Erfindung.

Gemäß Fig. 1 umfaßt der Golf-Heimtrainer ein Gehäuse 10, das auf einer flachen Seite mit einem Kunstrasen 2 belegt ist. Das Gehäuse 10 weist in der rechten oberen Ecke (Fig. 1) einen drehbar gelagerten Arm 12 auf, der über ein Seil 3 mit einem Golfball 1 verbunden ist. Die Länge des Seiles 3 ist hierbei so bemessen, daß es zwischen dem Arm 12 und dem Golfball 1 dann im wesentlichen gespannt ist, wenn der Golfball 1 sich in einer mittigen Position auf dem Kunstrasen 2 befindet.

Im Gehäuse sind die hier noch nicht erkenntlichen elektro­ nischen Schaltungen angeordnet, wobei als Anzeigemittel eine Reihe von Leuchtdioden (D ₁ bis D _n ) auf dem Gehäuse angebracht ist. Weiterhin sind durch das Gehäuse von außen zugänglich zwei Schalter S ₁, S ₂ angebracht, wobei der Schalter S ₂ dazu dient, eine Normierung durchzuführen, in welcher dieselben Geschwindigkeitswerte mit verschie­ denen Entfernungswerten gleichgesetzt werden. Der Schal­ ter S ₁ dient dazu, die Anzeige nach dem Schlag bzw. vor einem nächsten Schlag auf Null zurückzusetzen.

In der rechten unteren Ecke ist am Gehäuse 10 ein Stopper 11 in Form einer nach oben ragenden Stange angebracht. Schlägt man nun auf den Ball 1 in einer im wesentlichen tangentialen Richtung, also senkrecht zur Verbindungs­ linie Ball/Arm, so umschreibt der Ball 1 einen Kreisbogen um das Zentrum des Dreharmes 12, bis die Schnur 3 an dem Stopper 11 anschlägt. Nach Anschlag wickelt sich der Ball 1 mit seiner Schnur sehr schnell um den Stopper 11, bis er an diesem anliegt und zum Stehen kommt. Vorteilhafter­ weise ist der Stopper 11 herausnehmbar am Gehäuse 10 befestigt.

Wie in Fig. 2 gezeigt, kann die Geschwindigkeitsmeßvor­ richtung dadurch realisiert werden, daß man an den Arm 12, der drehbar im Gehäuse (nicht gezeigt) gelagert ist, eine Scheibe 13 koppelt, welche einen Schlitz 14 aufweist. Die in Fig. 2 gezeigte Position entspricht hierbei der Null­ lage, also der Lage des Armes 12 vor dem Abschlag. In die­ ser Position befindet sich der Schlitz 14 vor einer ersten Gabellichtschranke L ₀. Eine zweite Gabellichtschranke L ₁ ist in Drehrichtung (nach erfolgtem Abschlag) einen gewis­ sen Winkelbereich von der ersten Gabellichtschranke befestigt. Dreht sich der Arm 12 und mit ihm die Scheibe 13, so durchwandert der Schlitz 14 zuerst die Gabellicht­ schranke L ₀ und dann die Gabellichtschranke L ₁. Beim Durchwandern durch die Gabellichtschranken wird jeweils ein Impuls ausgelöst, so daß eine nachgeschaltete (hier noch nicht gezeigte) Elektronik die Zeit bestimmen kann, welche für das Durchdrehen durch einen bestimmten Winkel­ bereich notwendig ist. Aus dieser Berechnung (unter Zu­ grundelegung der Entfernung Ball/Drehachse) läßt sich dann leicht die Abschlagsgeschwindigkeit errechnen.

Wie in Fig. 3 im Schnittbild gezeigt, ist der Dreharm 12 mit seinem vertikalen Abschnitt 16 vorteilhafterweise über Verbindungsmittel 17 lösbar in einer Drehachse 18 befestigt, die im Gehäuse 10 gelagert ist, wobei Feder­ ringe 19 derart angebracht sind, daß eine Vertikalbewegung der Achse 18 nicht möglich ist. Die Scheibe 13 steht in drehfester Verbindung mit der Achse 18. Das Verbindungs­ seil 3 zum Golfball ist durch den horizontalen Abschnitt 15 des Armes 12 geführt und an dessen Ende mit einem Kno­ ten gesichert. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungs­ form der Erfindung ist allerdings das Seil 3 in einen (auswechselbaren) Arm 12 eingegossen, ebenso ist die Verbindung zwischen Seil 3 und Golfball 1 fest bzw. unlös­ bar. Dies hat den Vorteil, daß zum einen die Verbindungen besonders fest sind, und daß zum anderen das komplette Arrangement bestehend aus Golfball 1, Seil 3 und Arm 12 als Ersatzteil geliefert werden kann, wobei die Entfernung zwischen Drehachse und Golfball 1 und damit die Skalen­ einteilung bzw. Anzeige des Gerätes immer gleich korrekt geeicht bleibt.

Wie aus Fig. 3 weiterhin hervorgeht, ist zwischen der Drehwelle 18 und dem Gehäuse 10 eine Spiralfeder 20 vor­ gesehen, welche den Dreharm 12 nach dem Abschlag wieder in eine Nullposition zurückbringt.

Wie in Fig. 4 gezeigt, wird diese Nullposition durch ei­ nen Anschlag 22 definiert, der derart angeordnet ist, daß in der Nullposition die Ausnehmung 14 in der Scheibe 13 vor der ersten Lichtschranke L ₀ angeordnet ist. Weiterhin ist aus Fig. 4 zu entnehmen, daß bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung nicht eine Lichtschranke vorgesehen ist, welche den Endpunkt der Bewegung bestimmt, sondern mehrere Lichtschranken L ₁ bis L _n . Je nachdem, welche der Lichtschranken als Endpunkt gewählt wird, ändert sich der definierte Winkelbereich und somit die "Relativentfernung".

Im folgenden wird eine erste bevorzugte Ausführungsform der Schaltung gezeigt, mit welcher das erfindungsgemäße Gerät betrieben werden kann. Wie in Fig. 5 gezeigt, sind hier zwei Lichtschranken L ₀ und L ₁ vorgesehen (es sind nur die Empfängerdioden gezeigt). Die Ausgänge der Licht­ schranken L ₀, L ₁ sind mit den S- und R-Eingängen eines RS-Flip-Flops 31 verbunden. Der Ausgang Q des Flip-Flops 31 geht auf einen Eingang eines UND-Gatters 32, dessen anderer Eingang auf den Arbeitskontakt eines Schalters S ₁ geht. Die anderen Pole des Schalters S ₁ führen auf die Ausgänge eines Frequenzteilers 34, dessen Teileingang mit dem Ausgang eines Taktgenerators 30 in Verbindung steht. Je nach Stellung des Schalters S ₁ gelangen also verschie­ den hohe Zählfrequenzen auf den (einen) Eingang des UND- Gatters 32. Der Ausgang des UND-Gatters 32 liegt auf dem Zähl-Eingang eines Ringzählers 33, der im 1-aus-10-Code betrieben wird. Die Ausgänge Q ₁ bis Q _n steuern Dioden D ₁ bis D _n an.

Schlägt der Spieler den Golfball 1 fort, so gelangt zuerst der Schlitz 14 über die Lichtschranke L ₀, so daß ein Sig­ nal auf den S-Eingang des Flip-Flops 31 gelangt. Der Aus­ gang Q wird somit auf 1 gesetzt, so daß die im Teiler 34 geteilten Taktimpulse des Taktgenerators 30 durch das UND-Gatter 32 auf den Zähleingang des Ringzählers 33 gelan­ gen. Sobald nun der Schlitz 14 die zweite Lichtschranke L ₁ freigibt, wird am R-Eingang des Flip-Flops ein positi­ ves Signal erzeugt, so daß der Q-Ausgang wieder auf Null gesetzt wird. Damit sperrt das Gatter 32 und der Zähler 33 bleibt bei seinem erreichten Zählwert stehen. Da der Zähler 33 als Ringzähler mit 1-aus-10-Code ausgebildet ist, entspricht die Anzahl der nun leuchtenden Dioden D ₁ bis D _n dem Zählerinhalt, der somit vom Spieler leicht er­ kannt werden kann. Um einen neuen Schlag probieren zu können, wird die Schaltung wieder (in der üblichen Weise) auf Null gesetzt.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung, deren dazugehörige Schaltung in Fig. 6 erläutert ist, sind mehrere Lichtschranken L ₁ bis L _n vorgesehen (siehe Fig. 4). Je nach Schalterstellung des Schalters S ₁ werden also verschiedene photoempfindliche Dioden auf den R-Eingang des RS-Flip-Flops 31 gelegt. Da eine weitere Normierung nicht notwendig ist, steht somit der zweite Eingang des Gatters 32 direkt mit dem Ausgang des Takt­ generators 30 in Verbindung. Die übrigen Schaltelemente sind im wesentlichen die gleichen, wobei noch der Rück­ setzeingang gezeigt ist, der über einen Schalter S ₂ dann betätigt wird, wenn das Ergebnis des Schlages nicht mehr angezeigt werden soll. Selbstverständlich ist die Anord­ nung darüber hinaus noch so getroffen, daß bei einem auto­ matischen Zurücklaufen des Armes 12, wenn also eine der Lichtschranken wieder durchbrochen wird, der Q-Ausgang des Flip-Flops 31 immer bei Null gehalten wird, damit der Zähler 33 nicht plötzlich wieder anfängt (weiter-) zu zählen.

Claims (12)

1. Golf-Heimtrainer, mit einem (Übungs)-Golfball, einem Gehäuse, einer Geschwindigkeitsmeßvorrichtung und mit Anzeigemitteln, dadurch gekennzeichnet, daß der Golfball (1) an einem im Gehäuse (10) drehbar gelagerten Arm (12) befestigt ist, und daß die Geschwin­ digkeitsmeßvorrichtung derart ausgebildet und mit dem Arm (12) gekoppelt ist, daß sie dessen (Winkel)-Geschwin­ digkeit innerhalb eines definierten Winkelbereiches mißt und auf den Anzeigemitteln (D ₁ bis D _n ) anzeigt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Golfball (1) über elastische Verbindungsmittel (3) am drehbaren Arm (12) befestigt ist, wobei die Ver­ bindungsmittel (3) wesentlich länger als der Arm (12) sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsmeßvorrichtung mindestens zwei Positionsdetektoren (L ₀ bis L _n ), welche dann ein Signal ausgeben, wenn sich der Arm (12) in der jeweiligen Position befindet, und weiterhin eine Schaltung (30 bis 33) umfaßt, die derart ausgebildet und mit den Positionsdetektoren (L ₀ bis L _n ) verbunden ist, daß das Bewegungsintervall zwischen den beiden Positio­ nen erfaßt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitmeßvorrichtung mindestens zwei (Gabel)-Lichtschranken (L ₀ bis L _n ) und eine Scheibe (13) mit einer Öffnung (14) umfaßt, die in der Scheibe (13) so angebracht ist, daß sie nacheinander die durch die Scheibe (13) unterbrochenen Lichtwege der Licht­ schranken (L ₀ bis L _n ) freigibt, wobei die Scheibe (13) mit dem Arm (12) in drehfester Verbindung steht.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (10) ein nach oben, in die Bewegungsbahn des Armes (12) bzw. der Ver­ bindungsmittel (3) ragender Stopper (11) angebracht ist, der den Drehwinkel des Armes (12) begrenzt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Arm (12) mit Rückstell­ mitteln (Spiralfeder 20, Anschlag 22) versehen ist, um ihn in eine definierte Nullpunktposition zu stellen.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigemittel als Reihe von Leuchtdioden (D ₁ bis D _n ) oder dergleichen ausgebil­ det sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigemittel einen Normierschalter (S ₁) umfassen, welcher derart mit der Geschwindigkeitsmeßvorrichtung verbunden ist, daß die gemessenen Geschwindigkeiten mit einem Faktor, welcher der aus der Geschwindigkeit resultierenden theoretischen Schlagweite entspricht, multipliziert zur Anzeige gebracht werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Normierschalter (S ₁) derart mit der Geschwin­ digkeitsmeßvorrichtung gekoppelt ist, daß durch Ver­ stellen des Normierschalters (S ₁) der definierte Win­ kelbereich verändert wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Normierschalter (S ₁) derart mit der Geschwin­ digkeitsmeßvorrichtung gekoppelt ist, daß durch Ver­ stellen des Normierschalters (S ₁) die Relativzeit für das Überstreichen des definierten Winkelbereiches ver­ ändert wird.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß am Gehäuse (10) ein Stück Kunstrasen (2) an der Stelle angebracht ist, von welcher der Golfball (1) abgeschlagen werden soll.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, das das Gehäuse (10) im Bereich des Kunstrasens (2) wesentlich flacher, vorzugsweise bodenflach oder teppichartig, als im übrigen Bereich ausgebildet ist.