EP1020207A1

EP1020207A1 - Ballschiessvorrichtung

Info

Publication number: EP1020207A1
Application number: EP00100649A
Authority: EP
Inventors: Karl Hugo
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 2000-01-13
Publication date: 2000-07-19

Abstract

Eine Ballschießvorrichtung umfaßt eine Stoßvorrichtung (40) zum Übertragen eines Stoßimpulses auf einen Ball (24) und eine Aufnahmevorrichtung (26) für den abzuschießenden Ball (24), welche für diesen Ball (24) eine Abschußposition reproduzierbar festlegt. Die Stoßvorrichtung (40) ist in einer horizontalen Ebene um einen Winkel kleiner als 180° um die Abschußposition schwenkbar. Die Ballschießvorrichtung umfaßt weiterhin eine Sichtblende (20), welche die schwenkbare Stoßvorrichtung (40) in Abschußrichtung derart verdeckt, daß lediglich der abzuschießende Ball (24) sichtbar ist. Die Ballschießvorrichtung ist insbesondere als automatische Elfmeter-Trainingsvorrichtung für Fußballtorwarte einsetzbar. <IMAGE>

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ballschießvorrichtung, welche insbesondere als automatische Elfmeter-Trainingsvorrichtung für Fußballtorwarte einsetzbar ist.

Eine Ballschießvorrichtung für Fußbälle ist z.B. aus der DE-A-3404126 bekannt. Sie weist einen pendelnd gelagerten Schlagarm, sowie eine Schußrampe für den abzuschießenden Ball auf. Der Antrieb des Schlagarms umfaßt einen doppelt wirkenden Pneumatikzylinder dessen Kolbenstange fest mit einer Zehnstange verbunden ist. Die gerade Bewegung der Zahnstange wird über drei Zahnräder in eine Drehbewegung umgewandelt. Eine Auffangvorrichtung hält den Schlagarm bis der Druck im Zylinder ungefähr 3 bis 4 bar beträgt. Erst dann läßt die Auffangvorrichtung los, und der Schlagarm wird in Richtung Ball beschleunigt. Der beschleunigte Schlagarm beschreibt hierbei immer die gleiche Kreisbahn in einer gleichen Ebene. Durch horizontales und vertikales Verstellen der Schußrampe, also durch Veränderung des Auftreffpunkts des Schlagarms auf den Ball, sollen verschiedene Schußsituationen einstellbar sein.

Eine Ballschießvorrichtung für Fußball-, Volleyball-, Baskettball-, Handball-Bälle ist auch in dem deutschen Gebrauchsmuster DE 296 20 484 U1 beschrieben. Sie weist ebenfalls einen um eine horizontale Achse schwenkbaren Schlagarm als Stoßelement auf. Die Betätigungsvorrichtung des Schlagarms umfaßt eine Schraubenfeder, sowie einen doppelt wirkenden Pneumatikzylinder, der an einen nachfüllbaren Druckluftbehälter angeschlossen ist. Der Pneumatikzylinder und die Schraubenfeder sind in Reihe geschaltet und in der Nahe der Schwenkachse des Schlagarms mit letzterem verbunden. Die Auslösung erfolgt durch elektromagnetisches Lösen eines Fanghakens, der den Schlagarm bis zum Auslösen des Schusses festhält. Der beschleunigte Schlagarm beschreibt immer die gleiche Kreisbahn in einer gleichen Ebene. Die auf den Ball übertragene Schußenergie kann über den Druck im Pneumatikzylinder beeinflußt werden. Der abzuschießende Ball liegt auf einem Führungselement auf, das oben auf der Ballschießvorrichtung angeordnet ist und sowohl horizontal, als auch vertikal verstellbar ist. Die Schußrichtung sowohl in vertikaler, als auch in horizontaler Richtung wird durch den Auftreffpunkt des Stoßelements auf den Ball festgelegt.

Für ein systematisches Elfmeter-Torwarttraining ist sind die Ballschießvorrichtungen aus der DE 34 04 126 und der DE 296 20 484 U1 relativ schlecht geeignet, da: (1) der Ball in einer für den Torwart unrealistischen Position auf der Ballschießvorrichtung liegt; (2) Winkelschüsse relativ ungenau einstellbar sind; (3) der Torwart vor dem Abschuß genau verfolgen kann in welche Schußposition der Ball verfahren wird, so daß er sich die Flugbahn des Balls im voraus ausrechnen kann, und (4) die Schußstärke nur ungenau einstellbar ist.

Eine weitere Ballschießvorrichtung für Fußbälle ist aus der DE-A-2525974 bekannt. Diese Vorrichtung weist eine Stoßvorrichtung mit einem, durch einen Pneumatikzylinder linear beschleunigtem Schußstößel auf. Die Stoßvorrichtung ist an ihrem hinteren Ende um eine vertikale Achse schwenkbar gelagert. Am ihrem vorderen Ende trägt die schwenkbaren Stoßvorrichtung eine höhenverstellbare Abschußplatte für den Fußball. Damit der Torwart beim Elfmetertraining weder die Winkeleinstellung der Stoßvorrichtung, noch die Höheneinstellung der Abschußplatte sieht, sind Abschußplatte und Stoßvorrichtung hinter einem Fransenvorhang versteckt. Für ein systematisches Elfmeter-Torwarttraining ist auch diese Ballschießvorrichtung relativ schlecht geeignet, da: (1) der Ball nicht unbedingt über dem Elfmeterpunkt liegt, und (2) der Torwart keinen Blickkontakt zum Ball hat und sich vor dem Abschuß also nicht auf den Ball konzentrieren kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Ballschießvorrichtung zu schaffen die wesentlich besser für ein systematisches Elfmeter-Torwarttraining geeignet ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.

Eine erfindungsgemäße Ballschießvorrichtung umfaßt in bekannter Weise eine Stoßvorrichtung zum Übertragen eines Stoßimpulses auf einen Ball, sowie eine Aufnahmevorrichtung, welche für den für den abzuschießenden Ball eine Abschußposition reproduzierbar festlegt. Erfindungsgemäß ist die Stoßvorrichtung in einer horizontalen Ebene um einen Winkel kleiner als 180° um die Abschußposition schwenkbar, und die Ballschießvorrichtung umfaßt zusätzlich eine Sichtblende, welche die schwenkbare Stoßvorrichtung derart in Abschußrichtung verdeckt, daß lediglich der abzuschießende Ball sichtbar ist. Eine solche Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, daß Winkelschüsse relativ genau einstellbar sind, ohne daß der Torwart im voraus erkennen kann in welche Richtung der Ball abgeschossen wird. Hierbei ist besonders von Vorteil, daß der Torwart stets Blickkontakt zum Ball hat. Er kann sich vor dem Schuß also voll auf den Ball konzentrieren, der stets auf dem gleichen Abschußpunkt liegt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Sichtblende zwischen Aufnahmevorrichtung und Stoßvorrichtung in Bodennähe durch eine Öffnung unterbrochen, die leicht kleiner als ein Fußball ist. Befindet sich somit ein Fußball in der Aufnahmevorrichtung, so verdeckt er dem Torwart die Sicht auf die Öffnung in der Sichtblende, so daß für den Torwart zwar der abzuschießende Ball, nicht jedoch die Stoßvorrichtung sichtbar ist Durch die Öffnung in der Sichtblende kann die Stoßvorrichtung also aus verdeckter Stellung auf den Ball einschlagen. Hierdurch lernt der Torwart sich voll auf den Ball zu konzentrieren, so daß er sich bei einem realen Elfmeterschuß höchstwahrscheinlich weniger durch den Elfmeterschützen täuschen läßt.

Um die Schußhöhe (d.h. den vertikalen Schußwinkel) verstellen zu können, ohne daß dies der Torwart merkt, ist die Stoßvorrichtung hinter der Sichtblende relativ zum Ball höhenverstellbar. Hierzu kann sie z.B. höhenverstellbar an einer vertikalen Säule aufgehängt sein. Letztere ist dann vorteilhaft auf einem Führungsschlitten montiert, der in einer kreisförmigen, horizontalen Führungsschiene um die Abschußposition verfahrbar ist. Ein solcher Führungsschlitten weist dann vorzugsweise einen Zahnradantrieb mit einer kreisförmigen Zahnstange auf. Mit einer solchen Vorrichtung lassen sich der horizontale und vertikale Schußwinkel mit einer großen Genauigkeit reproduzierbar einstellen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung bildet die Aufnahmevorrichtung eine Auflagemulde für den Ball unmittelbar über dem Boden aus, so daß es für den Torwart so aussieht, als würde der Ball unmittelbar auf dem Elfmeterpunkt aufliegen. Es wird somit eine äußerst realistische Trainingssituation geschaffen.

Die vorliegende Erfindung schlägt ebenfalls eine wesentlich verbesserte Stoßvorrichtung vor. Letztere umfaßt als Hauptteil einen Druckzylinder mit einem ersten Kolben der in einer Zylinderkammer verfahrbar ist. Eine Rückholvorrichtung verfährt den ersten Kolben in einer ersten Richtung in eine Schußstellung. Eine Druckaufbauvorrichtung gewährleistet einen gesteuerten Druckaufbau in der Zylinderkammer. Eine Blockier- und Auslösevorrichtung blockiert den ersten Kolben in einer Ausgangsposition bis zur seiner gezielten Freigabe. Nach dem Auslösen überträgt schlußendlich ein Stoßelement die Beschleunigung des ersten Kolbens als Stoßimpuls auf den Ball. Entsprechend einem wichtigen Merkmal der verbesserten Stoßvorrichtung, weist der Druckzylinder einen Kompressionskolben auf, der in der Zylinderkammer dem ersten Kolben axial gegenüberliegt. Dieser Kompressionskolben gewährleistet dann einen gesteuerten Druckaufbau in der Zylinderkammer ohne beigestellten Kompressor. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Auslösevorrichtung derart ausgelegt, daß sie den ersten Kolben stets in der gleichen Stellung in der Zylinderkammer blockiert. Der Druck in der Zylinderkammer (d.h. die Schußstärke) wird dann über den Hub des Kompressionskolbens und/oder über ein Druckregelventil eingestellt.

Das Stoßelement umfaßt vorteilhaft einen zweiarmigen Hebel mit einem Drehgelenk, das eine horizontale Drehachse festlegt. Der untere Hebelarm weist an seinem freien Ende ein Schlagelement auf. Der erste Kolben ist mittels einer Kolbenstange gelenkig mit dem unteren Hebelarm verbunden. Die Rückholvorrichtung umfaßt einen axial verfahrbaren Stößel, der mit dem oberen Hebelarm in Eingriff bringbar ist. Ein Verfahren des Stößels in eine erste Richtung verschwenkt den Hebel derart um seine horizontale Drehachse, daß der erste Kolben im Druckzylinder, über die Kolbenstange, in seine Schußstellung verfahren wird. Die Rückholvorrichtung weist vorteilhaft einen Linearantrieb auf, der dem Stößel derart zugeordnet ist, daß er letzteren in der ersten Richtung vor sich her schiebt, in entgegengesetzter Richtung jedoch frei zurückziehbar ist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Auslösevorrichtung einen Einraststift auf, der in eine entsprechende Einrastvertiefung im Stößel zwecks Blockierung des Stößels einrastbar ist. Eine Feder kann dem Einraststift hierbei derart zugeordnet sein, daß sie auf letzteren eine Federkraft in Einrastrichtung ausübt. Die Auslösevorrichtung kann zusätzlich einen Hubantrieb und einen einarmigen Hebel aufweisen, wobei der Hubantrieb mit dem Ende des Hebelarms gelenkig verbunden ist, und der Einraststift über ein Verbindungsteil mit einem Langloch mit dem einarmigen Hebel verbunden ist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung umfaßt die Ballschießvorrichtung eine vertikalen Tragsäule, und eine an der Tragsäule höhenverstellbar angeordnete Kassette, in welche die Stoßvorrichtung integriert ist.

Der Schußvorgang kann ferngesteuert ausgelöst werden. Um die Konzentration des Torwarts auf den eigentlichen Abschuß zu trainieren, sind vor der Sichtblende vorteilhaft mehre Lichter angeordnet, welche die Anlaufschritte eines Elfmeterschützen simulieren.

Im folgenden wird nun eine Ausgestaltung der Erfindung anhand der beiliegenden Figuren beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1:: eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Ballschießvorrichtung mit einem Gehäuse und einem Schußapparat innerhalb des Gehäuses, wobei der Schußapparat ebenfalls teilweise geschnitten ist;
Fig. 2:: eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Ballschießvorrichtung der Fig. 1, wobei der Schußapparat in drei verschiedenen Stellungen gezeigt ist;
Fig. 3:: eine vergrößerte Seitenansicht des Schußapparats aus Fig. 1, ohne Gehäuse, mit einer teilweise geschnitten Stoßvorrichtung;
Fig. 4:: eine Seitenansicht wie in Fig. 1, wobei die Stoßvorrichtung in Ruhestellung gezeigt ist;
Fig. 5:: eine Seitenansicht wie in Fig. 4, wobei die Stoßvorrichtung in einer Zwischenstellung gezeigt ist,
Fig. 6:: eine Seitenansicht wie in Fig. 4, wobei die Stoßvorrichtung in schußbereiter Stellung, vor dem Auslösen des Schusses gezeigt ist:
Fig. 7:: eine Seitenansicht wie in Fig. 4, wobei die Stoßvorrichtung nach dem Abschuß eines Balls gezeigt ist;
Fig. 8:: eine Draufsicht auf eine Schwenkvorrichtung zum Verschwenken der Stoßvorrichtung um die Abschußposition des Balls;
Fig. 9:: einen Längsschnitt durch einen Druckzylinder der Stoßvorrichtung mit Zubehör;
Fig. 10:: einen Schnitt durch eine Auslösevorrichtung der Stoßvorrichtung, wobei die Stellung der Auslösvorrichtung der Stellung der Stoßvorrichtung in Fig. 4 entspricht;
Fig. 11:: einen Schnitt wie in Fig. 10, wobei die Stellung der Auslösvorrichtung der Stellung der Stoßvorrichtung in Fig. 5 oder 6 entspricht;
Fig 12:: einen Schnitt wie in Fig. 10, wobei die Stellung der Auslösvorrichtung der Stellung der Stoßvorrichtung in Fig. 7 entspricht.

Die Figuren betreffen eine erfindungsgemäße Ballschießvorrichtung die insbesondere für das Elfmeter-Training von Fußballtorwarten entwickelt wurde. Wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich, sind in einem Gehäuse 10 ein Schußapparat 12, sowie für die Energieversorgung benötigte Batterien 14 untergebracht. Der Schußapparat 12 und die Batterien 14 sind hierbei auf einer Grundplatte 16 montiert, welche ein Paar Räder 18 aufweist. Letztere sind entweder hochklappbar, wie in Fig. 1 angedeutet, oder leicht demontierbar, so daß die Grundplatte 16 unmittelbar auf das Spielfeld am Elfmeterpunkt aufsetzbar ist.

Die Seite des Gehäuses 10 die auf das Tor ausgerichtet wird, wird im nachfolgen als Frontseite bezeichnet und ist in Fig. 1 und 2 mit dem Bezugszeichen 22 versehen. Diese Frontseite 22 bildet vor dem Schußapparat 12 eine Sichtblende aus, welche lediglich in Bodennähe durch eine Öffnung 20, die leicht kleiner als ein Fußball 24 ist, unterbrochen ist. Vor dieser Öffnung 20 ist eine Ballaufnahmevorrichtung 26 angeordnet, deren Aufgabe es ist, für den Fußball 24 eine Abschußposition reproduzierbar festzulegen. In der gezeigten Aufnahmevorrichtung wird diese Abschußposition des Fußballs 24 z.B. durch eine Aufnahmemulde 28 in einer Abschußplatte 29 ausgebildet, welche, nach dem Hochklappen der Räder 18, unmittelbar über dem Boden liegt. Befindet sich der Fußball 22 in dieser Aufnahmemulde 28, so verdeckt er einem Torwart im Tor die Sicht auf die Öffnung 20 in der Frontseite 22, so daß für den Torwart der abzuschießende Ball, nicht jedoch der Schußapparat 12 sichtbar ist. Hierbei sieht es aus der Perspektive des Torwarts genauso aus, als würde der Ball 24 unmittelbar auf dem Elfmeterpunkt aufliegen, da die über dem Elfmeterpunkt angeordnete Abschußplatte 29 weitgehend durch die Grasnarbe verdeckt wird.

Über der Aufnahmevorrichtung 26 ist eine Ballzuführvorrichtung 30 angeordnet, die eine Vielzahl von Bällen aufnehmen und letztere einzeln in die Aufnahmevorrichtung 26 einleiten kann. In der gezeigten Ausführung umfaßt die Ballzuführvorrichtung 30 (die stark schematisch dargestellt ist) einen an der Frontseite 22 angeordneten vertikalen Schacht 32, welcher an seinem unteren Ende durch eine motorisierte Klappe 34 verschlossen ist, und eine über dem Gehäuse 10 wendelförmig angeordnete Schrägbahn 35. Beim Öffnen der Klappe 34, leitet letztere den untersten Ball aus dem Schacht 32 in die Aufnahmevorrichtung 26 ein, wobei dieser Ball in der Aufnahmemulde 28 zentriert wird. Ein motorisierter Finger 36 im Schacht 32 hält den nachfolgenden Ball solange auf, bis die Klappe 34 den Schacht 32 wieder verschließt. Danach gibt der Finger 36 den nachfolgenden Ball frei, so daß alle Bälle in der Ballzuführvorrichtung 30 sich um eine Position weiterbewegen.

Der mechanische Aufbau des Schußapparats 12 wird jetzt anhand der Fig. 3 und 8 näher beschrieben. Das Kernstück des Schußapparats 12 ist eine Stoßvorrichtung 40, die in Fig. 3 im Schnitt gezeigt ist. Diese Stoßvorrichtung 40 umfaßt eine Kassette 42 die an einer vertikalen Säule 44 hohenverstellbar geführt ist. In Fig. 3 erkennt man z.B. zwei vertikale Führungsstangen 46, 48 der Säule 44, welche mit entsprechenden Führungsbüchsen (nicht gezeigt) in der Kassette 42 zusammenarbeiten, um die vertikale Führung der Kassette 42 entlang der Säule 44 zu gewährleisten. Ein Linearantrieb 50, der auf den Kopf der Säule 44 montiert ist und über eine Stange 52 mit der Kassette 42 verbunden ist, ermöglicht ein stufenloses Verstellen der Kassette 42.

Die Säule 44 selbst ist auf einem Führungsschlitten 54 montiert, der auf einer kreisförmigen, horizontalen Führungsschiene 56 um die Abschußposition P verfahrbar ist. In Fig. 8 erkennt man die kreisförmige, horizontale Führungsschiene 56, sowie eine ebenfalls kreisförmige Zahnstange 58, welche beide auf der Grundplatte 16 befestigt sind. Die Zahnstange 58 ist Teil eines Zahnradantriebs des Führungsschlittens 54. Dieser Zahnradantrieb umfaßt auf dem Führungsschlitten 54 einen Elektromotor 60, der über ein Riemengetriebe 62 ein Zahnrad antreibt, das in die Zahnstange 58 eingreift und den Führungsschlitten 54 in seiner Führungsschiene 56 bewegt. Es bleibt anzumerken, daß der Führungsschlitten 54 in der Führungsschiene 56 um einen Winkel von mindestens 37° um die Abschußposition P verfahrbar ist, so daß die Stoßvorrichtung 40 vom Elfmeterpunkt aus die gesamte Breite des Tors (7,3 m) abdecken kann.

Die Stoßvorrichtung 40 umfaßt im wesentlichen folgende Baugruppen:

einen Hebel 70, der über ein Drehgelenk 72 mit der Kassette 42 verbunden ist und ein Stoßelement ausbildet, das einen Stoßimpuls auf den Ball in Abschußposition überträgt;

einen Druckzylinder 64, der um eine horizontale Achse schwenkbar unter der Kassette 42 aufgehängt ist und den Stoßimpuls erzeugt;

sowie eine Rückholvorrichtung 66 und eine Auslösevorrichtung 68 für den Hebel 70, die beide in die Kassette 42 eingebaut sind.

Das Drehgelenk 72 legt eine horizontale Drehachse für den Hebel 70 fest, wobei letzterer einen unteren Hebelarm 74 unterhalb des Drehgelenks 72 und einen oberen Hebelarm 76 oberhalb des Drehgelenks 72 aufweist. Der untere Hebelarm 74 weist an seinem freien Ende ein Schlagelement 78 auf, welches beim Verschwenken des Hebels 70 in Richtung des Pfeils 80 durch die Öffnung 20 auf den Ball 24 schlägt (siehe auch Fig. 1). Zum Schlagelement 78 bleibt anzumerken, daß es vorteilhaft austauschbar ist, so daß Schlagelemente aus unterschiedlichen Werkstoffen, mit unterschiedlichen Formen und Gewichten eingesetzt werden können. Das freie Ende des oberen Hebelarms 74 ist über eine Feder 82 mit der Kassette 42 verbunden. Diese Feder 82 überträgt auf den Hebel 70 ein relativ schwaches Federmoment in Richtung des Pfeile 80. Ein hydraulischer Stoppzylinder 83 bildet einen Puffer für den oberen Hebelarm 76 an der Kassette 42 in Richtung des Pfeile 80 aus.

Der Druckzylinder 64 weist einen ersten Kolben 84 auf, welcher über eine Kolbenstange 86 und ein Drehgelenk 88 mit dem unteren Hebelarm 74 verbunden ist. Man beachte, daß die Distanz zwischen Drehgelenk 72 und Drehgelenk 88 ungefähr ein Drittel der Länge des unteren Hebelarms 74 ausmacht. Ein zweiter Kolben 90 ist am entgegengesetzten Ende des Zylinders 64 angeordnet. Dieser zweite Kolben 90, nachfolgend auch Kompressionszylinder 90 genannt, ist über einen elektrischen Linearantrieb 92 im Druckzylinder 64 verstellbar. Beide Kolben 84 und 90 dichten im Zylinder 64 eine Zylinderkammer 94 axial ab.

Die Rückholvorrichtung 66 für den Hebel 70 weist einen Stößel 96 auf, der in einer horizontalen Bohrung in der Kassette axial verschiebbar gelagert ist, wobei sein vorderes Ende mit dem oberen Hebelarm 76 in Eingriff bringbar ist. Die Kontaktfläche für den Stößel am oberen Hebelarm 76 wird vorteilhaft durch eine drehbares Auflager, wie z.B. ein Kugellager 97 ausgebildet. Der Stößel 96 ist mittels eines Linearantriebs 100 in Richtung des Pfeile 98 verschiebbar. Hierzu weist der Linearantrieb 100 einen Kopf 102 auf, der in Richtung des Pfeile 98 den Stößel 96 vor sich her schiebt, wobei dieser Kopf 102 in entgegengesetzter Richtung jedoch frei zurückziehbar ist, da er mit dem hinteren Ende des Stößels 96 nicht weiter mechanisch verbunden ist.

Der Aufbau der Blockier- und Auslösevorrichtung 68 wird anhand der Fig. 10 bis 12 näher beschrieben. In diesen Figuren ist das vordere Ende des Stößels 96, das verschiebbar in einer Bohrung der Kassette 42 gelagert ist, im Querschnitt gezeigt. Eine Schraube 104 sichert den Stößel 96 gegen Verdrehen indem sie in einen Führungskanal im Stößel 96 eingreift. Auf der gegenüberliegenden Seite weist der Stößel eine Einrestvertiefung 106 für einen Einraststift 108 auf. In Fig. 8 ist der Einraststift 108 im eingerasteten Zustand in der Einrastvertiefung 106 des Stößels gezeigt. Dieser Einraststift 108 ist in einer Büchse 110, die in die Kassette 42 fest eingesetzt ist, axial geführt. Eine in die Büchse 110 integrierte Feder (nicht gezeigt) übt hierbei auf den Einraststift 108 eine Federkraft in Richtung Stößel 96 aus. Mit dem Bezugszeichen 112 ist ein Hubantrieb bezeichnet, der mittels einem Drehgelenk 113 an der Kassette 42 befestigt ist. Eine Hubstange 114 des Hubantriebs 112 ist mit einem Ende eines Hebels 116 gelenkig verbunden. Das Zweite Ende des Hebels 116 ist in einem Drehgelenk 118 an der Kassette 42 gelagert. Ein Verbindungsteil 120 verbindet hierbei den Stift 108 mit dem Hebel 116. Hierzu weist das Verbindungsteil 120, das fest mit dem Stift 108 verbunden ist, ein Langloch 122 auf, durch das ein Bolzen 124 des Hebels 116 mit seitlichem Spiel durchgeführt ist.

In Fig. 9 ist der Druckzylinder 64 vergrößert dargestellt. Man erkennt daß die Zylinderkammer 94, die zwischen den beiden Kolben 84 und 90 ausgebildet ist, mittels einer Leitung 130 mit einer Armaturengruppe 132 verbunden ist. Diese Armaturengruppe umfaßt z.B. einen Manometer 134, einen Drucksensor 136 und ein elektromagnetisch betägtigtes Schaltventil 138. Der Drucksensor und das Schaltventil 138 sind mit einer Steuereinheit 140 verbunden.

Zur Konstruktion der Ballschießvorrichtung bleibt noch anzumerken, daß die Linearantriebe 50, 92 und 100 z.B. Spindelgetriebe oder elektrohydraulische Hubzylinder sein können, die vorzugsweise mit einer Betriebspannung von 24V betrieben werden.

Die Funktionweise der Stoßvorrichtung 40 und weitere Merkmale derselben werden jetzt anhand der Figuren 4 bis 7 beschrieben.

In Fig. 4 befindet sich der Schußapparat 12 in einer Ruhestellung. Der obere Hebelarm 76 liegt an dem hydraulischen Stoppzylinder 83 an und wird durch eine geringe Vorspannung der Feder 82 in Stellung gehalten. Die Blockier- und Auslösevorrichtung 68 befindet sich in dem in Fig. 10 gezeigten Zustand, d.h. die Hubstange 114 ist eingefahren, und der Einraststift 108 wird durch die in die Büchse 110 integrierte Feder gegen die Oberfläche des Stößels 96 gedrückt, welcher gänzlich in die Kassette 42 eingefahren ist. Beide Kolben 84 und 90 stehen in einer Endstellung an ihrem jeweiligen Ende des Druckzylinders 64. Die Zylinderkammer 94, die ihren maximalen Volumeninhalt aufweist, steht über die Leitung 130 und das Schaltventil 138 (beide in Fig. 9 gezeigt) in Verbindung mit der Atmosphäre.

In Fig. 5 befindet sich der Schußapparat 12 in einer Zwischenstellung. Zum Übergang von der Ruhestellung der Fig. 4 in die Zwischenstellung der Fig. 5, wird der Linearantrieb 100 betätigt, so daß letzterer den Stößel 96 in Richtung des Pfeils 98 verschiebt. Die Endstellung des Stößels 96 ergibt sich durch Einrasten des Einraststifts 108 in die Einrastvertiefung 106 im Stößel 96, wobei die Einrastbewegung durch die in die Büchse 110 integrierte Feder erzeugt wird. Hierbei bewegt sich das Verbindungsteil 120 relativ zum Bolzen 124 am Hebel 116, bis das hintere Ende des Langlochs 122 am Bolzen 124 anliegt. Die entsprechende Endstellung der Blockier- und Auslosevorrichtung 68 ist in Fig. 11 gezeigt. Der Stößel 96 stützt sich bei seiner Bewegung in Richtung des Pfeile 98 am Kugellager 97 am oberen Hebelarm 76 ab und schenkt den Hebel 70 unter minimalen Reibungsverlusten in Richtung des Pfeils 80' um sein Drehgelenk 88. Der untere Hebelarm 74 drückt bei dieser Schwenkbewegung über die Kolbenstange 86 den ersten Kolben 84 in seine in Fig. 5 gezeigte Endstellung, kurz vor der Einmündung der Rohrleitung 130 in die Zylinderkammer 94. Diese Stellung des Druckzylinders 64 ist ebenfalls in Fig. 9 gezeigt. Man beachte, daß der Druckzylinder 64 hinter dem ersten Kolben 84 Belüftungsöffnungen 142 aufweist, die den Raum hinter dem Kolben 84 unmittelbar mit der Atmosphäre in Verbindung setzen. Wird das Schaltventil 138 bereits vor dem Betätigen des Linearantriebe 100 geschlossen, so baut der Kolben 84 beim Verschieben in seine in Fig. 5 gezeigte Position bereits einen leichten Überdruck in der Zylinderkammer 94 auf.

In Fig. 6 befindet sich der Schußapparat 12 in einer schußbereiten Stellung. Zum Erzielen dieser schußbereiten Stellung müssen, von der Zwischenstellung aus Fig. 5 ausgehend, folgende zwei Schritte unternommen werden. Erstens, der Linearantrieb 92 wurde betätigt, um die Luft über den Kompressionskolben 90 in der Zylinderkammer 94 bei geschlossenem Schaltventil 138 zu komprimieren. Zweitens, der Linearantrieb 100 wurde betätigt, um den Kopf 102 in Richtung des Pfeile 98' in seine Ausgangsstellung zurückzufahren. Die Stellung der Blockier- und Auslösevorrichtung 68 bleibt die gleiche wie in Fig. 11. Der Schußapparat 12 ist jetzt schußbereit. Es ist anzumerken, daß kein Schuß ausgelöst werden kann solange der Kopf 102 nicht in seine Ausgangsstellung zurückzufahren ist. Dies ist eine Sicherheit gegen ein ungewolltes Auslösen des Schußapparats 12.

In Fig. 7 ist der Schußapparat 12 in Endstellung nach dem Abschuß des Balls gezeigt. Fig. 12 zeigt die Blockier- und Auslösevorrichtung 68 kurz nach dem Auslösevorgang des Abschusses. Zum Auslösen des Abschusses wird der Hubantrieb 112 betätigt, so daß seine Hubstange 114 ausgefahren wird. Der Hebel 116 wird hierbei in Richtung des Pfeils 118' um das Lager 118 verschwenkt, wobei der Einraststift 108 über das Verbindungsstück 120 durch den Bolzen 124 am Hebel 116 aus der Einrastvertiefung 106 des Stößels 96 gezogen wird und letzteren freigibt. Der Hebel 70 wird jetzt nicht mehr durch den Stößel 96 blockiert und kann in Richtung des Pfeils 80 um das Drehlager 88 schwenken. Hierbei wird er von dem Kolben 84 im Druckzylinder 64, auf den der in der Zylinderkammer 94 aufgebaute Druck einwirkt, beschleunigt, wobei die Luft aus dem Raum hinter dem Kolben 84 über die Belüftungsöffnungen 142 entweicht. Das Schlagelement 78 des beschleunigten Hebels 70 schlägt durch die Öffnung 20 auf den Ball 24 in der Aufnahmevorrichtung 26 (siehe ebenfalls Fig. 1) und überträgt auf letzteren den erforderlichen Stoßimpuls. Es bleibt Anzumerken, daß der Beitrag der Feder 82 zur Beschleunigung des hebels 70 vernachlässigbar ist. Der Zweck dieser Feder 82 ist lediglich die in Figur 4 gezeigte Ruhestellung des Hebels 70 festzulegen und bei Rückholen des Hebels 70 einen einwandfreien Kontakt zwischen dem oberen Hebelarm 76 und dem Stößel 96 zu gewährleisten. Der hydraulische Stoppzylinder 83 bildet einen Puffer für den oberen Hebelarm 76, welcher den beschleunigten Hebel 70 in seiner Schwenkbewegung stoppt, bevor der Kolben 84 am Boden des Druckzylinders 94 aufschlägt. Der durch den oberen Hebelarm 76 beschleunigte Stößel 96 wird vorteilhaft durch ein Luftpolster 144 und ggf. ein zusätzliches Dämpferelement zwischen seinem hinteren Ende und dem Kopf 102 des Linearantriebs 100 abgebremst, bevor er auf diesen Kopf 102 aufschlägt.

Nach erfolgtem Abschuß des Balls 24 wird der Schußapparat wieder in die Ruhestellung der Fig. 4 gebracht. Hierzu wird das Schaltventil 138 geöffnet und der Kompressionskolben 90 in seine hintere Endstellung im Druckzylinder 64 verfahren. In der Blockier- und Auslösevorrichtung 68 wird die Hubstange 114 eingefahren.

Die Beschleunigung des Hebels 70, und somit die Größe des Stoßimpulses der auf den Ball übertragen wird, wird über den Druck in der Zylinderkammer 94 eingestellt. Diese Druckeinstellung erfolgt z.B. über eine Hubsteuerung des Linearantriebs 92, oder auch durch eine Hubregelung des Linearantriebs in einem geschlossenen Regelkreis, wobei im letzten Fall der Hub des Linearantriebs 92 sowohl die Regelgröße, als auch die Stellgröße ist. Der Druck in der Zylinderkammer 94 kann jedoch auch unmittelbar in einem geschlossenen Regelkreis geregelt werden. Hierzu wird der Druck (= Regelgröße) in der Zylinderkammer 94 von dem Drucksensor 136 erfaßt. In einer ersten Ausführung eines solchen Druckregelkreises bildet der Hub des Linearantriebs 92 die Stellgröße, d.h. der Kompressionskolben 90 wird in Richtung des Kolbens 84 verfahren bis sich in der Zylinderkammer 94 der gewünschte Druck einstellt. In einer zweiten Ausführung eines solchen Druckregelkreises weist der Linearantrieb 92 einen konstanten Hub auf, d.h. der Kompressionskolben 90 wird in Richtung des Kolbens 84 bis in eine Endstellung verfahren und erzeugt einen maximalen Druck in der Zylinderkammer 94. Dieser Druck wird dann über ein in der Armaturengruppe 132 vorgesehenes Druckregelventil (nicht gezeigt) reduziert bis der gewünschte Druck in der Zylinderkammer 94 erzielt ist.

Wird ein Druckregelventil für die Druckregelung eingesetzt, so kann ggf. auf den zweiten Zylinder 90 verzichtet werden. Die Kompressionsarbeit wird dann einzig und allein vom Kolben 84 beim Rückholen des Hebels 70 durch die Rückholvorrichtung 66 erbracht. Um in diesem Fall den gleichen maximalen Stoßimpuls erzeugen zu können, müssen die Lange des Druckzylinders 64 verkürzt und sein Durchmesser entsprechend vergrößert werden, so daß das Kompressionsverhältnis und das maximale Volumen der Zylinderkammer 94 mindestens gleich bleiben. Die anhand der beiliegenden Figuren beschriebene Ausgestaltung hat jedoch, im Vergleich zu einer Ausgestaltung ohne Kompressionskolben, etliche Vorteile. So sind z.B. die Reibungsverluste und die zu beschleunigenden Messen in dem Druckzylinder 64 kleiner als in einem Druckzylinder mit größeren Querschnitt und ohne Kompressionskolben 90. Weiterhin weist die anhand der Figuren beschriebene Ausführung mit zusätzlichem Kompressionskolben 90 eine größere Bedienungssicherheit auf, da der Druck in der Zylinderkammer 94 erst kurz vor dem Abschuß erzeugt werden kann. Somit wird die Zeit in der die Ballschießvorrichtung in gespanntem Zustand ist auf ein Minimum reduziert, was natürlich die Gefahr eines Unfalls durch unerwünschtes Auslösen der Ballschießvorrichtung ebenfalls reduziert.

Wird die Ballschießvorrichtung für das Elfmeter-Training von Fußballtorwarten eingesetzt, so wird sie derart aufgestellt, daß die Abschußposition des Balls sich genau über dem Elfmeterpunkt befindet und die zentrale Achse der Maschine auf die Mitte des Tors ausgerichtet ist. Anschließend werden die Räder 18 hochgeklappt, und Bälle in die Ballzuführvorrichtung 30 eingefüllt. Der Betrieb der Maschine erfolgt dann wie folgt. Zuerst wird der Hebel 70 durch die Rückholvorrichtung 66 in seine Ausholstellung zurückgedrückt. Anschließend wird ein Ball durch die Ballzuführvorrichtung 30 in die Ballaufnahmevorrichtung 26 eingeleitet. Dieser Ball 24 verdeckt dem Torwart jetzt die Sicht auf die Öffnung 20 und damit auf den Hebel 70. Jetzt können der horizontale Abschußwinkel des Balls 24, durch Verfahren des Führungsschlittens 54 in der Führungsschiene 56, und der vertikale Abschußwinkel, durch Verfahren der Kassette 42 entlang der Säule 44, festgelegt werden, ohne daß der Torwart diese Bewegungen wahrnehmen kann. Der Druckaufbau in dem Druckzylinder 64 erfolgt kurz vor dem Auslösen des Abschusses über den Kompressionskolben 90. Die Einstellung der Schußstärke erfolgt, wie weiter oben beschrieben, durch eine Begrenzung des Drucks in der Zylinderkammer 94. Der Ablauf dieser einzelnen Schritte wird vorteilhaft durch einen Computer gesteuert. Hierbei kann eine Schußfolge, mit den Abschußwinkeln und den Schußstärken der einzelnen Schüsse, entweder fest vorprogrammiert werden, oder durch einen Zufallsgenerator erzeugt werden.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, sind an der Frontseite 22 des Gehäuses 10 mehrere Lichter 150, 152 angeordnet. Des oberste Licht 150 zeigt dem Torwart an, daß die Maschine schußbereit ist, d.h. daß die Zylinderkammer 94 unter Druck steht und der Schußapparat z.B. über eine Fernsteuerung (nicht gezeigt) zum Abschuß des Balls freigegeben werden kann. (Im Schußapparat 12 fährt der Kopf 102 erst jetzt in seine in Figur 6 gezeigt Endstellung). Die unteren Lichter 152 leuchten von oben nach unten nacheinander auf und simulieren den Anlauf eines Elfmeterschützen. Der Schuß wird unmittelbar nach dem Aufleuchten des untersten der Lichter 152 ausgelöst. Diese Lichter 152 sollen dem Torwart helfen sich voll auf den Abschuß des Balls zu konzentrieren.

Claims

Ballschießvorrichtung umfassend:

eine Stoßvorrichtung (40) zum Übertragen eines Stoßimpulses auf einen Ball (24);

eine Aufnahmevorrichtung (26) für den abzuschießenden Ball (24), welche für den Ball (24) eine Abschußposition reproduzierbar festlegt;
dadurch gekennzeichnet, daß

die Stoßvorrichtung (40) in einer horizontalen Ebene um einen Winkel kleiner als 180° um die Abschußposition schwenkbar ist;
wobei die Ballschießvorrichtung zusätzlich eine Sichtblende (22) umfaßt, welche die schwenkbare Stoßvorrichtung (40) in Abschußrichtung derart verdeckt, daß lediglich der abzuschießende Ball (24) sichtbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sichtblende (22) zwischen Aufnahmevorrichtung (26) und Stoßvorrichtung (40) in Bodennähe durch eine Öffnung (20), die leicht kleiner als ein Fußball (24) ist, unterbrochen ist; wobei diese Öffnung (20) durch einen Fußball (24) in Abschußposition in der Aufnahmevorrichtung (26) verdeckt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßvorrichtung (40) relativ zum Ball (24) in Abschußposition höhenverstellbar ist,
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßvorrichtung (40) höhenverstellbar an einer vertikalen Säule (44) aufgehängt ist, und diese Säule (44) auf einem Führungsschlitten (54) montiert ist, der in einer kreisförmigen, horizontalen Führungsschiene (56) um die Abschußposition verfahrbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsschlitten (54) einen Zahnradantrieb mit einer kreisförmigen Zahnstange (58) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmevorrichtung (26) unmittelbar über dem Boden eine Auflagemulde (28) für den Ball (24) ausbildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßvorrichtung (40) mindestens folgende Bauteile umfaßt:

einen Druckzylinder (64) mit einem ersten Kolben (84) der in einer Zylinderkammer (94) verfahrbar ist;

eine Rückholvorrichtung (66) zum Verfahren des ersten Kolbens (84) im Druckzylinder (64) in einer ersten Richtung (98) in eine Schußstellung;

eine Druckaufbauvorrichtung zum gesteuerten Druckaufbau in der Zylinderkammer (94);

eine Blockier- und Auslösevorrichtung (68) zum Blockieren des ersten Kolbens (84) in einer Ausgangsposition und zur seiner gezielten Freigabe; und

ein Stoßelement (70) zum Übertragen der Beschleunigung des ersten Kolbens (84) nach dem Auslösen als Stoßimpuls auf den Fußball (24).
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinder (64) einen Kompressionskolben (90) aufweist, der in der Zylinderkammer (94) dem ersten Kolben (84) axial gegenüberliegt.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösevorrichtung (68) derart ausgelegt ist, daß sie den ersten Kolben (84) stets in der gleichen Stellung in der Zylinderkammer (94) blockiert.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Zylinderkammer (94) über ein Druckregelventil reduzierbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß

das Stoßelement einen zweiarmigen Hebel (70) mit einem Drehgelenk (72) umfaßt, das eine horizontale Drehachse festlegt, wobei:

der untere Hebelarm (74) an seinem freien Ende ein Schlagelement (78) aufweist;

der erste Kolben (84) mittels einer Kolbenstange (86) gelenkig mit dem unteren Hebelarm (74) verbunden ist;

die Rückholvorrichtung einen axial verfahrbaren Stößel umfaßt, der mit dem oberen Hebelarm in Eingriff bringbar ist;
wobei ein Verfahren des Stößels (96) in eine erste Richtung, den Hebel (70) derart um seine horizontale Drehachse verschwenkt, daß der erste Kolben (84) im Druckzylinder (64), über die Kolbenstange (86), in seine Schußstellung verfahren wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützpunkt für den Stößel (96) am oberen Hebelarm (76) durch ein drehbares Auflager (97) ausgebildet wird.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß dem Hebel (70) eine Vorspannfeder (82) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückholvorrichtung (66) einen Linearantrieb (100) aufweist, der dem Stößel (96) derart zugeordnet ist, daß er letzteren in der ersten Richtung (98) vor sich her schiebt, in entgegengesetzter Richtung jedoch frei zurückziehbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösevorrichtung (68) einen Einraststift (108) aufweist der in eine entsprechende Einrastvertiefung (106) im Stößel (96) zwecks Blockierung des Stößels (96) einrastbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Feder die dem Einraststift (108) derart zugeordnet ist, daß sie auf letzteren eine Federkraft in Einrastrichtung ausübt.
Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösevorrichtung (68) zusätzlich einen Hubantrieb (112) und einen einarmigen Hebel (116) aufweist, wobei der Hubantrieb (112) mit dem Ende des Hebelarms (116) gelenkIg verbunden ist, und der Einraststift (108) über ein Verbindungstell (120) mit einem Langloch (122) mit dem einarmigen Hebel (116) verbunden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 16, gekennzeichnet, durch

eine vertikalen Tragsäule (44), und

eine an der Tregsäule (44) höhenverstellbar angeordnete Kassette (42), wobei:

der Druckzylinder (64) gelenkig an der Kassette (42) aufgehängt ist;

die Rückholvorrichtung (66) und die Auslösevorrichtung (68) in die Kassette (42) integriert sind; und

das Stoßelement einen Hebel (70) umfaßt, der mittels einem Drehgelenk (72) mit horizontaler Drehachse in der Kassette (42) gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Sichtblende (22) mehre Lichter (152) angeordnet sind, welche die Anlaufschritte eines Elfmeterschützen simulieren.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch eine Fernsteuerung zum Auslösen der Stoßvorrichtung (40).