ES2644835T3

ES2644835T3 - Artículo de equipamiento deportivo con una estructura de bobina electromagnética deformable

Info

Publication number: ES2644835T3
Application number: ES13802004.5T
Authority: ES
Inventors: Reiner Retkowski; Markus Hartmann
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2013-11-26
Publication date: 2017-11-30
Anticipated expiration: 2033-11-26
Also published as: EP2931387A1; RU2015125087A; WO2014090572A1; US9889343B2; CN104870062A; US20150328502A1; RU2615268C2; DK2931387T3; DE102013100216A1; EP2931387B1; DE102013100216B4; CN104870062B

Description

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DESCRIPCION

Artmulo de equipamiento deportivo con una estructura de bobina electromagnetica deformable

Las formas de realizacion de la presente invencion se refieren a artmulos de equipamiento deportivo elasticamente deformables, en concreto a pelotas o pastillas, por ejemplo pelotas inflables que presentan al menos una estructura de bobina electromagnetica deformable dispuesta alrededor de una superficie curvada dentro del artmulo de equipamiento deportivo.

Una bobina electromagnetica, o simplemente una bonina, se forma cuando un conductor electrico, por ejemplo un hilo de cobre, se enrolla para crear un elemento inductivo o electromagnetico. El hilo tambien se puede enrollar alrededor de un nucleo o de un molde. Un bucle de alambre se puede definir como espira y una bobina presenta una o varias espiras. Las bobinas, que sirven de inductores o inductividades, se emplean con frecuencia en circuitos electronicos como componente electrico pasivo con dos conexiones que en su campo magnetico acumulan energfa. Se pueden empelar, por ejemplo, bobinas para realizar transformadores con los que se transmite energfa de un circuito electrico a otro por medio del acoplamiento inductivo sin piezas moviles. Se pueden utilizar ademas bobinas para construir circuitos de resonancia que comprenden conjuntos de inductores y condensadores dispuestos en lmea y/o en paralelo. En algunas aplicaciones las bobinas tambien pueden servir de antenas o elementos similares a antenas para la deteccion de campos electromagneticos, por ejemplo en la identificacion con ayuda de ondas electromagneticas (Radio Frequency Identification, RFID) o aplicaciones parecidas.

Para una de estas aplicaciones se propone, por ejemplo, detectar el paso de un artfculo de juego movil, por ejemplo una pelota o una pastilla, por medio de un plano de deteccion (por ejemplo un plano de portena), utilizando campos electromagneticos y/o senales. En algunos juegos de pelota, por ejemplo futbol o soccer o football, se discute el empleo de sistemas de deteccion automatico de tiros a puerta para evitar decisiones humanas erroneas. La asf llamada tecnica de lmea de gol (Goal Line Technology) es una tecnica capaz de determinar cuando la pelota ha cruzado la lmea de gol, y ayuda al arbitro en su decision de si se ha marcado un gol o no. Existen diferentes formulas alternativas para determinar la posicion exacta o el lugar en el que la pelota se encuentra exactamente, por ejemplo sistemas basados en video o sistemas basados en un campo electromagnetico. En un sistema basado en un campo electromagnetico el objeto en movimiento, por ejemplo una pelota, puede estar dotado de un circuito electronico para enviar y/o recibir y/o reflejar senales electromagneticas. Esto se describe en relacion con las pelotas de tenis, por ejemplo, en el documento US 3,774,194. Para estos metodos electromagneticos se necesitan componentes electronicos dentro de la pelota, pudiendo variar el tamano del sistema electronico segun su funcionalidad y la gama de frecuencias utilizada. En caso de sistemas pequenos y medianos el sistema electronico se puede instalar, por ejemplo, en el centro de la pelota. En los sistemas de deteccion de tiros a puerta que necesitan mas espacio y volumen, por ejemplo, en sistemas que usan campos magneticos en la gama Sub-MHz, las antenas de bucle y/o los demas componentes electronicos se pueden instalar en el penmetro de la pelota.

Para conseguir caractensticas de deteccion lo mas independientes posible de la rotacion se propone para un sistema de deteccion de tiros a puerta la instalacion de tres bobinas o antenas de bucle dispuestas de forma ortogonal dentro o en el objeto en movimiento, por ejemplo, una pelota, para emitir o reflejar al menos una parte de un campo electromagnetico. Como consecuencia de esta disposicion ortogonal de las bobinas, la rotacion de la pelota solo ejerce una influencia reducida sobre las caractensticas electromagneticos de emision o reflexion, dado que las tres antenas de bucle ortogonales proporcionan en teona una antena de bucle efectiva cuya superficie de apertura efectiva es perpendicular a un campo magnetico incidente procedente de un emisor instalado en o cerca de la portena. Es decir, la normal de la superficie de apertura efectiva de la antena de bucle efectiva se desarrolla fundamentalmente paralela al vector de campo magnetico.

Para una funcion correcta, es decir, una alta precision de sistemas de deteccion de tiro a puerta, las propiedades electromagneticas de la pelota o de una pastilla tienen una importancia decisiva. En un ejemplo de un sistema de deteccion de tiro a puerta se puede generar un campo magnetico por medio de un conductor que aporta corriente y que rodea un marco de portena. El campo magnetico generado es perpendicular a un plano de deteccion definido por el marco de portena. Este campo magnetico estimulante es reflejado por la pelota, siendo conveniente que la senal reflejada genere el mismo vector direccional que el campo estimulante (debido al sistema electronico de pelota con un desfase). La precision geometrica de la senal reflejada influye directamente en el resultado de medicion y, por lo tanto, en la exactitud de la decision de gol.

El sistema de deteccion se basa en tres bobinas ortogonales dentro de la pelota. Cada una de las bobinas puede comprender una pluralidad de espiras introducidas, por ejemplo, entre la camara de la pelota y la cubierta exterior o el material de recubrimiento. Para obtener una calidad apropiada de una bobina de resonancia en la pelota conviene que el diametro de la(s) bobina(s) sea lo mas grande posible, lo que significa que la(s) bobina(s) se debena(n) instalar por debajo del material de recubrimiento de la pelota.

Como consecuencia de la elasticidad del material de recubrimiento de la pelota, que puede estar formado, por ejemplo, por varios trozos de cuero, se pueden transmitir directamente a una bobina dentro de la pelota todos los golpes de fuerza que se aplican a la pelota desde fuera. Para que la bobina no se rompa a causa de los golpes de fuerza, conviene que la propia bobina sea elastica. Se conoce el metodo de introducir bobinas con conductores electricos a modo de meandro en una pelota, con lo que se puede alargar respectivamente un eje longitudinal de

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la(s) bobina(s) en direccion perimetral. Debido a la constante solicitacion de la bobina se producen en las esquinas del conductor dispuesto en forma de meandro roturas por fatiga antes de que transcurra la necesaria duracion de uso. En la figura 1 se representan esquematicamente unos ejemplos de los puntos de rotura atribuibles a roturas por fatiga de una estructura de bobina.

Por consiguiente existe la necesidad de un concepto perfeccionado para la disposicion de una o varias bobinas en pelotas o en general en artfculos de equipamiento deportivo.

Este requisito se cumple por medio de pelotas o pastillas y de procedimientos de fabricacion correspondientes segun las reivindicaciones independientes.

Para el mejor rendimiento posible del sistema de deteccion de tiros a puerta basado en un campo electromagnetico se pueden integrar, por ejemplo, tres antenas de bucle fundamentalmente ortogonales o bobinas electromagneticas en un artfculo de equipamiento deportivo en cuyo caso se puede tratar segun algunas formas de realizacion de una pelota inflable con aire, por ejemplo, un balon de futbol. Normalmente una pelota que se infla con aire, como un balon de futbol o una pelota de balonmano, presenta un material de recubrimiento exterior o una envoltura de pelota, es decir, un recubrimiento exterior de pelota y una camara de pelota interior por debajo del recubrimiento exterior. Tambien es posible introducir material adicional entre el recubrimiento exterior y la camara para proteger la camara contra efectos desde el exterior como, por ejemplo, pinchazos, etc. A pesar de que las formas de realizacion de la presente invencion tambien se pueden aplicar a equipamientos de juego en los que no se trata de pelotas, se explican los principios de la presente invencion fundamentalmente en relacion con pelotas inflables.

Una senal electromagnetica reflejada de las antenas de bucle o bobinas integradas en la pelota depende del penmetro o diametro de la al menos una antena de bucle en la pelota. Es decir, cuanto mayor es el diametro de bucle, tanto mas fuerte es la senal reflejada y tanto mejor es el mdice de deteccion de un sistema de deteccion de tiros a puerta basado en un campo electromagnetico. Para conseguir un diametro de antena de bucle lo mas grande posible conviene, por lo tanto, adaptar al menos una antena de bucle en la pelota a una forma exterior de la misma. Esto se puede lograr mediante el posicionamiento de una antena de bucle en forma de bobina electromagnetica directamente por debajo del recubrimiento de la pelota entre el recubrimiento y la camara o un tejido de proteccion adicional o dentro de la camara de pelota adyacente a la pared interior de la camara. Una deformacion elastica de la pelota, que comprende un recubrimiento y una camara, se puede transmitir asf directamente a las bobinas electromagneticas integradas. Sin la adopcion de medidas en contra, las bobinas pueden sufrir danos en caso de deformaciones elasticas de la pelota.

Por lo tanto, las formas de realizacion de la presente invencion pretenden proporcionar bobinas capaces de soportar las deformaciones elasticas de una pelota o de una pastilla y adaptarse a ellas. Con esta finalidad, la al menos una estructura de bobina electromagnetica integrada en el artfculo de equipamiento deportivo elasticamente deformable se puede disenar de manera que la estructura de bobina electromagnetica presente una reserva de prolongacion (un tampon de dilatacion) correspondiente preferiblemente a la maxima deformacion elastica del artfculo de equipamiento deportivo durante el juego. La reserva de prolongacion puede ser, por ejemplo, del orden del 5% al 30% de la longitud “normal”.

La invencion se define en la reivindicacion 1.

Las formas de realizacion proponen, por lo tanto, una distribucion uniforme de una carga mecanica entre todas las secciones de un conductor electrico de la estructura de bobina en el artfculo de equipamiento deportivo. Con esta finalidad, en algunas formas de realizacion una estructura de meandro bidimensional tradicional se puede ampliar en una tercera dimension con lo que se genera una forma a modo de espiral o tornillo en direccion perimetral de una bobina o al menos de una parte de la misma.

La superficie curvada dentro del artfculo de equipamiento deportivo puede ser, en un estado no deformado del objeto, una superficie esferica que presenta una circunferencia, siendo posible que una longitud (en direccion perimetral) de al menos una espira enrollada a modo de espiral de la estructura de bobina sea en algunas formas de realizacion mayor que la circunferencia para permitir la reserva de prolongacion en direccion perimetral. La reserva de prolongacion puede ser del orden del 5% al 30% de la circunferencia.

En el caso de la superficie curvada se puede tratar, por ejemplo, de la superficie interior o exterior de una camara de pelota o de la superficie interior o exterior del recubrimiento de la pelota. Es decir, algunas formas de realizacion de la presente invencion proponen integrar bobinas electromagneticas en el artfculo de equipamiento deportivo que preferiblemente pueden presentar una circunferencia mayor que la del propio artfculo de equipamiento deportivo. Esto se puede conseguir moldeando una bobina como curva espacial tridimensional con una torsion y curvatura no disminuyente, es decir, que se enrolla a modo de espiral o tornillo alrededor de un eje que se desarrolla en direccion perimetral y que se curva de acuerdo con la superficie curvada, de forma similar a la de un cable helicoidal. Se puede tratar tambien de un eje solamente imaginario.

Es decir, en las formas de realizacion un conductor electrico de la al menos una estructura de bobina electromagnetica se puede disponer de modo fundamentalmente helicoidal a lo largo de una trayectoria circular o alrededor de la superficie curvada. La trayectoria circular se puede obtener mediante el corte de un plano por el centro de la superficie curvada, mejor dicho esferica, y la propia superficie curvada o esferica, con lo que en la superficie esferica se obtiene un drculo con la misma circunferencia que la superficie esferica.

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Cuando una fuerza deformadora actua en direccion longitudinal (es dedr, a lo largo de la direccion perimetral) de la bobina tridimensional en forma de espiral con la torsion geometrica y curvatura no disminuyente, como por ejemplo, de una espiral o de una helice, un par de flexion que hasta ahora solo ha actuado sobre las esquinas de los conductores bidimensionales en forma de meandro, se puede convertir en torsion mecanica que se puede distribuir uniformemente entre todos los puntos del conductor electrico de la al menos una estructura de bobina electromagnetica deformable. En este caso, el paso o gradiente de la bobina electromagnetica curvada de forma tridimensional con la torsion geometrica y curvatura no disminuyente y el material empleado se pueden adaptar preferiblemente de forma que la maxima torsion mecanica nunca sea mayor que la zona de elasticidad del conductor electrico de la bobina. Mientras que no se abandone la zona de elasticidad, casi se puede considerar que la bobina tiene una duracion indefinida. Esto podna resolver el problema tecnico del fallo prematuro.

Por lo tanto existen forma de realizacion que proponen el enrollado de un conducto electrico de la estructura de bobina con un gradiente no disminuyente (en direccion perimetral) alrededor de la superficie envolvente de un cilindro o tubo curvado de acuerdo con la superficie curvada o esferica, que se desarrolla en una via circular de la superficie esferica dentro del artfculo de equipamiento deportivo. Tambien se puede decir que la bobina se enrolla en forma de espiral alrededor de un toro. Para fabricar estas bobinas en forma de espiral o tornillo, se tiene la posibilidad de enrollar su conductor electrico alrededor de un nucleo elastico a modo de toro, que puede presentar, por ejemplo, un material a modo de caucho o goma, o de fabricar una espiral hueca o una helice hueca. El respectivo diseno depende de las caractensticas mecanicas del conductor electrico.

Como ya se ha dicho antes, las formas de realizacion no se limitan estrictamente a pelotas como artfculos de equipamiento deportivo. Por esta razon, en el contexto de esta descripcion una pastilla de hockey sobre hielo tambien se puede entender como artfculo de equipamiento deportivo. Es decir, el artfculo de equipamiento deportivo puede formar parte del grupo de un balon de futbol, de una pelota para American Football, de una pelota de rugby, de una pelota de baloncesto, de una pelota de balonvolea, de una pelota de tenis o de una pastilla. Tengase en cuenta, que esta lista de ejemplos no es definitiva.

La al menos una estructura de bobina electromagnetica puede comprender al menos una espira de una bobina electromagnetica o de una antena de bucle que se desarrolla (en forma de espiral) en una via circular (es decir, a lo largo del penmetro) a lo largo de la superficie curvada o esferica. Dicho con otras palabras, la al menos una espira de la bobina electromagnetica o de la antena de bucle se puede desarrollar en forma de espiral alrededor de una superficie curvada o esferica en torno a un toro (elastico) imaginario o realmente existente. La estructura de bobina electromagnetica comprende normalmente mas de una bobina. En una forma de realizacion preferida, la estructura de bobina electromagnetica presenta al menos tres bobinas electromagneticas dispuestas de forma perpendicular u ortogonal las unas respecto a las otras por el penmetro de la superficie curvada dentro del artfculo de equipamiento deportivo, es decir, la pelota. Mas concretamente, las tres bobinas electromagneticas enrolladas en forma de espiral se pueden disponer en algunas formas de realizacion en una superficie esferica dentro del artfculo de equipamiento deportivo, por ejemplo entre una camara de balon y un recubrimiento de balon o un material de recubrimiento del balon.

Dado que las bobinas presentan normalmente material electroconductor como cobre, plata o aluminio, la elasticidad del material conductor es mucho mas baja que la elasticidad de la envoltura de la pelota, de una camara de pelota o de un tejido de proteccion intermedio. Por el otro lado, la rigidez de las bobinas contrarresta la deformacion de la pelota, siendo posible influir asf fuertemente en el comportamiento dinamico de la pelota. Por esta razon algunas de las formas de realizacion proponen dibujos en espiral de los bobinados de la al menos una estructura de bobina. Es decir, el hecho de que la longitud de la al menos una espira de la estructura de bobina sea mas grande que el penmetro de la estructura esferica, se puede conseguir enrollando el conductor electrico de la bobina alrededor de un tubo (imaginario) curvado en direccion perimetral, es decir, un toro (una seccion del mismo). Esto significa que un conductor electrico de la al menos una estructura de bobina electromagnetica se puede disponer (al menos por secciones) en un dibujo tridimensional de espiral o tornillo alrededor de la superficie curvada del artfculo de equipamiento deportivo. Una lmea helicoidal gira alrededor de una superficie envolvente (imaginaria) de un cilindro (imaginario) que presenta un eje longitudinal curvado (definido tambien como toro o como seccion de toro), que se extiende en direccion perimetral alrededor de la superficie curvada o esferica.

En algunas formas de realizacion puede resultar ventajoso apoyar la al menos una estructura de bobina electromagnetica deformable por medio de un material de soporte o de insercion elastico y/o flexible, a fin de apoyar la forma de espiral de la estructura de bobina en el equipamiento de juego. Una estructura como esta, que contribuye a proteger una bobina enrollada en forma de espiral contra una dilatacion radial, por ejemplo como consecuencia de la presion normal del aire del artfculo deportivo, se puede posicionar dentro de una camara interior o entre la camara interior y el material de recubrimiento exterior del artfculo deportivo. Como consecuencia, el material de soporte o de insercion elastico y/o flexible, en cuyo caso se puede tratar de caucho o de un material similar, es lo suficientemente ngido como para mantener su forma o geometna bajo la presion normal del aire existente en la pelota inflable, pero tambien lo suficientemente flexible como para transmitir, por ejemplo, una compresion de la pelota, causada por un golpe contra la pelota o un disparo de la pelota contra el marco de la portena.

Alternativa o adicionalmente uno o varios conductores electricos (paralelos) de la estructura de bobina electromagnetica pueden presentar una primera seccion, enrollada con una primera orientacion espiral (por ejemplo

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de paso a la derecha), y una segunda seccion enrollada con una segunda orientacion espiral opuesta (por ejemplo de paso a la izquierda). Una pluralidad de conductores paralelos se puede enrollar en la respectiva orientacion espiral de forma fundamentalmente paralela. La primera y la segunda orientacion espiral pueden provocar al menos una interseccion entre la primera y la segunda seccion del al menos un conductor electrico. Expresado de otra forma, la primera y la segunda seccion del al menos un conductor se pueden enrollar en direcciones opuestas, por ejemplo en el sentido de las manecillas del reloj y en el sentido contrario al de las manecillas del reloj, alrededor de la superficie envolvente de un cilindro curvado (imaginario) o de un tubo curvado. La primera y la segunda seccion del conductor tambien se pueden torcer, enlazar o trenzar. Una bobina puede comprender, por lo tanto, una pluralidad de conductores trenzados (un trenzado de conductores), por ejemplo hilos de cobre. Esto puede contribuir a proporcionar a la estructura de bobina una mayor estabilidad.

En otras formas de realizacion de la presente invencion, la reserva de prolongacion de la estructura de bobina electromagnetica se puede conseguir ademas empleando conductores electricos elasticos posicionados alrededor de la superficie curvada o esferica dentro del artfculo de equipamiento deportivo. Estos conductores elasticos se pueden basar, por ejemplo, en nanoconductores de hilo de plata o en nanotubos de carbono para obtener bobinas electromagneticas estirables o dilatables para la estructura de bobina electromagnetica. Estos conductores elasticos se pueden posicionar ademas en un sustrato dilatable para lograr mejores caractensticas de apoyo y de grna de las bobinas flexibles.

Como ya se ha explicado, en el caso del artfculo de equipamiento deportivo se puede tratar de una pelota inflable con una camara y un material de recubrimiento o una envoltura de la pelota, disponiendose la al menos una estructura de bobina electromagnetica deformable en algunas formas de realizacion entre la camara y el recubrimiento de la pelota. En otras formas de realizacion la al menos una estructura de bobina electromagnetica deformable tambien se puede disponer dentro de la camara o por debajo de la superficie de la camara de la pelota. Incluso es posible disponer la al menos una estructura de bobina electromagnetica deformable en la superficie exterior del recubrimiento de pelota.

Opcionalmente el artfculo de equipamiento deportivo puede presentar un dispositivo para la fijacion de una posicion de la al menos una estructura de bobina electromagnetica deformable en la superficie curvada por debajo del material de recubrimiento del artfculo de equipamiento deportivo. En algunas formas de realizacion el dispositivo para la fijacion se puede poner en practica mediante el empleo de costuras / hilos en el material de recubrimiento de la pelota o por medio de lenguetas de fijacion especiales dispuestas alrededor de la superficie curvada a distancias en lo posible regulares. Las lenguetas de fijacion pueden ser, segun alguna forma de realizacion, adherentes. En otras formas de realizacion la estructura de bobina electromagnetica tambien se puede pegar dentro del artfculo de equipamiento deportivo en la superficie curvada (por ejemplo de una camara de pelota). Con esta finalidad se puede emplear en algunas formas de realizacion una cinta adhesiva por lo dos lados. Por uno de los lados la cinta se puede pegar en la camara y por el otro la estructura de bobina se puede pegar a la cinta fijada.

En algunas formas de realizacion puede resultar ventajoso integrar varios componentes electricos junto con la al menos una bobina en el artfculo de equipamiento deportivo para formar una unidad. Se pueden integrar, por ejemplo, componentes capacitativos o resistivos junto con la estructura de bobina para implementar uno o varios circuitos de resonancia en el artfculo de equipamiento deportivo. Es decir, en algunas formas de realizacion el artfculo de equipamiento deportivo elasticamente deformable puede presentar ademas al menos un elemento capacitativo unido a la al menos una estructura de bobina electromagnetica, para crear un circuito de resonancia para una frecuencia predeterminada o una gama de frecuencias predeterminada. La gama de frecuencias puede encontrarse, por ejemplo, en la region de sub-megahercios, es decir, de 10 kHz a 150 kHz. Esto puede ser especialmente interesante para los conceptos de acoplamiento de retrodispersion, en los que las antenas instaladas en la portena se acoplan de forma inductiva, a traves de la retrodispersion, a una o varias bobinas de la pelota. La retrodispersion (acoplamiento inductivo) aprovecha la potencia electromagnetica emitida por el emisor para activar el sistema electronico en la pelota. La pelota puede reflejar fundamentalmente una parte de la potencia emitida y cambiar algunas de las caractensticas, devolviendo asf tambien informacion al emisor.

En algunas formas de realizacion el al menos un elemento capacitativo se puede integrar en el material de recubrimiento del artfculo de equipamiento deportivo o en una zona del material de recubrimiento como, por ejemplo, trozos de cuero individuales. En otras formas de realizacion el elemento capacitativo se puede disponer cerca de una bobina que interactua con el, a ser posible en el mismo sustrato que la bobina. Esto puede permitir un proceso de fabricacion eficaz y buenas caractensticas de resonancia.

Segun otro aspecto de la presente invencion se crea un procedimiento para la fabricacion de un artfculo de equipamiento deportivo elasticamente deformable conforme a la reivindicacion 14.

Por lo tanto, las formas de realizacion de la presente invencion proponen soluciones para el problema, indicando como ha de disenarse la al menos una bobina y como se debe integrar la misma en la pelota para que resista la deformacion mecanica de la pelota cuando un jugador la tira o dispara contra el marco de la portena. Algunos ejemplos de realizacion proponen una bobina con al menos una espira consistente en una estructura elastica conductora, que se puede fabricar enrollando un conductor electrico en forma de espiral alrededor de un nucleo elastico. La pluralidad de conductores se puede enrollar en paralelo alrededor del nucleo, siendo posible que los conductores se enrollen en la misma direccion o en una direccion opuesta con otra distribucion. En algunas formas de realizacion la bobina puede formar una espiral o espira hueca tridimensional. Para estabilizar el enrollado de la

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estructura de bobina, se puede emplear ademas un enrollado a modo de espiral en direccion contraria. Es decir, mientras que un enrollado en forma de espiral de la estructura de bobina se puede orientar en sentido de las manecillas del reloj, otro enrollado en forma de espiral de la estructura de bobina se puede orientar en sentido contrario al de las manecillas del reloj. En algunas formas de realizacion los conductores dispuestos en las dos direcciones se pueden enlazar o torcer.

En las formas de realizacion los distintos conductores electricos se unan al final de un enrollado al principio del enrollado de manera que se pueda obtener un enrollado continuo. Es decir, el numero total de espiras de una bobina corresponde al numero de conductores multiplicado por el numero de espiras del nucleo elastico.

Algunas formas de realizacion de dispositivos y/o procedimientos se describen a continuacion por medio de ejemplos y con referencia a las figuras que se acompanan. Se muestran en la

Figura 1 ejemplos esquematicos de puntos de rotura atribuibles a roturas por fatiga de una estructura de bobina en forma de meandro;

Figura 2a el principio de enrollado de una estructura de bobina electromagnetica deformable segun una forma de realizacion dispuesta alrededor de una superficie curvada dentro de un artfculo de equipamiento deportivo;

Figura 2b una espiral hueca enrollada alrededor de un nucleo elastico;

Figura 2c diferentes orientaciones de espiral y

Figura 3 esquematicamente una pelota que comprende una estructura de bobina electromagnetica que presenta tres bobinas electromagneticas enrolladas en forma de espiral que se disponen verticalmente las unas respecto a las otras alrededor de una superficie curvada para formar al menos tres antenas de bucle en la pelota.

Diferentes ejemplos de realizacion se describen ahora de forma mas detallada con referencia a los dibujos adjuntos en los que se representan algunos ejemplos de realizacion. Para mayor claridad, las medidas de grosor de lmeas, capas y/o regiones se pueden representar en las figuras de manera exagerada.

A pesar de que los ejemplos de realizacion se pueden modificar y cambiar de distintas formas, las formas de realizacion se representan en las figuras como ejemplos y se describen detalladamente. Sin embargo, se hace constar que no se pretende limitar los ejemplos de realizacion a las formas respectivamente reveladas, sino que los ejemplos de realizacion mas bien cubren todas las modificaciones, los equivalentes y las alternativas dentro del ambito de la invencion. Las mismas referencias identifican en toda la descripcion de las figuras elementos iguales o similares.

Tengase en cuenta que un elemento definido como elemento “unido” o “acoplado” a otro elemento se puede unir o acoplar directamente al otro elemento, siendo tambien posible que existan elementos intermedios. Cuando un elemento se define, en cambio, como “directamente unido” o “directamente acoplado” a otro elemento, no existen elementos intermedios. Otros terminos empleados para describir la relacion entre elementos han de interpretarse de forma similar (por ejemplo “entre” frente a “directamente en medio, “adyacente” frente a “directamente adyacente”, etc.).

La terminologfa aqrn empleada solo sirve para describir determinadas formas de realizacion y no pretende limitar los ejemplos de realizacion. Tal como se emplean aqrn, las formas en singular de “uno”, “una” y “el, la” tambien incluyen las formas en plural, a no ser que el contexto indique claramente lo contrario. Tambien se aclara que los terminos “incluye”, “incluyendo”, “presenta” y/o “presentando”, como se emplean aqrn, indican la existencia de caractensticas mencionadas, numeros enteros, pasos, procesos de trabajo, elementos y/o componentes, pero no excluyen la adicion de una o varias caractensticas, numeros enteros, pasos, procesos de trabajo, elementos, componentes y/o grupos de estos.

Mientras no se defina de manera distinta, todos los terminos empleados (inclusive terminos tecnicos y cientfficos) tienen el mismo significado que el que un experto con conocimientos medios en este sector, al que pertenecen los ejemplos de realizacion, les atribuye. Ademas se hace constar que las expresiones, por ejemplo las que se definen en diccionarios generalmente empleados, se han de interpretar como si tuvieran el significado equivalente a su significado correspondiente al contexto de la tecnica pertinente, y no en un sentido idealizado o exageradamente formal, a no ser que se defina aqrn expresamente.

La figura 2a muestra esquematicamente una estructura de bobina electromagnetica deformable 200 dispuesta alrededor de una superficie curvada 202 (por ejemplo la superficie de una camara de pelota) dentro de un artfculo de equipamiento deportivo (no representado). La estructura de bobina electromagnetica 200 forma una curva tridimensional a modo de espiral 204 con una torsion geometrica no disminuyente y curvatura para crear una reserva de prolongacion en direccion perimetral 206, que corresponde al menos a una deformacion elastica a esperar del artfculo de equipamiento deportivo durante el juego o que se adapta a la misma.

Mediante la disposicion segun la figura 2a, en la que el conductor electrico de la estructura de bobina electromagnetica 200 se enrolla fundamentalmente en forma de espiral alrededor de una via circular 208 que rodea la superficie curvada 202 y describe un eje curvado de un toro alrededor de la superficie curvada o esferica 202, una carga mecanica o fuerza debida a una deformacion elastica del equipamiento de juego, por ejemplo una pelota, se puede distribuir de manera mas uniforme entre todas las secciones del conductor de bobina. Se ve que la tradicional

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estructura de meandro bidimensional segun la figura 1 se amplfa en una tercera dimension, con lo que se forma fundamentalmente una estructura de bobina en forma de espiral 200. Cuando una fuerza F1 actua en direccion longitudinal (o direccion perimetral) de la bobina, el par de flexion, que hasta ahora solo ha actuado en las esquinas de un conductor de meandro bidimensional, se puede transformar en una torsion mecanica F2 que se puede distribuir uniformemente entre todos los puntos del conductor de bobina 204.

La figura 2a muestra una vista lateral de solo una bobina 204 enrollada en forma de espiral alrededor de un toro imaginario, correspondiendo el diametro interior del toro fundamentalmente a un diametro exterior de la superficie curvada o esferica 202, por ejemplo una camara de pelota. Sin embargo, la estructura de bobina 200 tambien puede presentar tres de estas bobinas en espiral electromagneticas deformables 204 dispuestas preferiblemente perpendiculares las unas respecto a las otras alrededor de la superficie curvada o esferica 202, para formar al menos tres antenas de bucle en una pelota. Las antenas de bucle resultantes pueden interactuar con un sistema de deteccion de portena basado en un campo magnetico para detectar, por ejemplo, si una pelota ha traspasado la lmea de gol o no.

La al menos una bobina en forma de espiral o de tornillo 204 se puede enrollar, por ejemplo, alrededor de un nucleo elastico, que puede presentar, por ejemplo, un material a modo de caucho o de goma, para proporcionar a la estructura de bobina 200 cierta estabilidad. Una bobina en forma de espiral o tornillo 204 alrededor de un nucleo elastico en forma de toro 210 se muestra en la figura 2b. El nucleo elastico portante 210 puede tener fundamentalmente la forma de un toro (macizo) dispuesto por ejemplo, similar a un salvavidas, alrededor de la camara de pelota con su superficie esferica 202. Segun otros ejemplos de realizacion, se puede disponer al menos una bobina en forma de espiral o tornillo 204 en forma de espira hueca, por ejemplo alrededor de la camara de pelota o dentro de esta, o sea, sin nucleo 210. El respectivo diseno depende en primer lugar de las caractensticas mecanicas del conductor electrico.

Para mejorar la estabilidad se pueden enrollar uno o varios conductores electricos (paralelos) 204a (o secciones de los mismos) de la estructura de bobina electromagnetica 200 con una primera orientacion en espiral (por ejemplo de paso a la derecha), mientras que los otros conductores electricos (paralelos) 204b (o secciones de los mismos) de la estructura de bobina elecgtromagnetica 200 se enrollan con una segunda orientacion en espiral (por ejemplo de paso a la izquierda). Las diferentes orientaciones de espiral se muestran esquematicamente en la figura 2c. La primera y la segunda orientacion de espiral, si se enrollan alrededor del mismo toro (imaginario), pueden dar lugar a al menos una interseccion entre los conductores electricos dispuestos en sentido contrario, con lo que se forma una especia de trenza de bobina. Dicho de otra manera, una primera y una segunda seccion de al menos un conductor se pueden enrollar en direcciones contrarias, por ejemplo en el sentido de las manecillas del reloj y en sentido contrario al de las manecillas del reloj, alrededor de la superficie envolvente de un cilindro curvado (imaginario) o de un tubo (curvado, es decir, de un toro. La primera y la segunda seccion 204a, 204b del conductor tambien se pueden torcer o entrelazar.

La figura 3 muestra una vista en perspectiva y esquematicamente desde arriba una forma de realizacion de una pelota 300 con un estructura de bobina electromagnetica deformable 200, que contiene una bobina en forma de espiral 204-1, una segunda bobina en forma de espiral 204-2 y una tercera bobina en forma de espiral 204-3. Las tres bobinas 204-1, 204-2, 204-3 se desarrollan, por lo tanto, al menos parcialmente en espiral, por ejemplo alrededor de una camara de pelota. Una espira de una bobina 204-1, 204-2, 204-3 alrededor de la camara de pelota se desarrolla al menos en parte en forma de espiral alrededor de un eje curvado situado a lo largo del penmetro de la camara de pelota. Las tres bobinas son fundamentalmente ortogonales. Una “disposicion ortogonal” de bobinas se puede entender como un conjunto de tres bobinas de manera que los planos definidos por las tres distintas bobinas son fundamentalmente perpendiculares los unos respecto a los otros. Otra definicion podra ser que las normales superficiales de las superficies de apertura de las bobinas 204-1, 204-2, 204-3 sean fundamentalmente perpendiculares entre sf. Para obtener puntos de interseccion definidos y fijos entre las distintas bobinas 204, se pueden prever elementos de fijacion especiales 302 delante o en los puntos de interseccion, tales como ojetes, pasos, etc.. Como se ve en la figura 3, la estructura de bobina electromagnetica o sus distintas bobinas 204-1, 2042, 204-3 se pueden fijar por medio de una o varias lenguetas de fijacion 302 de forma absoluta o relativa en el penmetro de, por ejemplo, la camara de pelota o el recubrimiento exterior. De este modo las lenguetas de fijacion 302 pueden fijar las bobinas 204-1, 204-2, 204-2 en la camara interior de la pelota y/o en la superficie interior del material de recubrimiento de la misma. Las lenguetas de fijacion se configuran de manera que impidan el desplazamiento de las bobinas 204-1, 204-2, 204-3 en direccion transversal respecto a la superficie curvada de la camara o del material de recubrimiento. Las lenguetas de fijacion tambien se pueden configurar de modo que permitan un movimiento libre de las bobinas 204-1, 204-2, 204-3 en su respectiva direccion perimetral o longitudinal a lo largo de la superficie curvada de la camara o del material de recubrimiento. Fundamentalmente mediante el empleo de las lenguetas de fijacion tambien se puede mantener la ortogonalidad mutua de las bobinas 204-1, 204-2, 204-3.

La descripcion y los dibujos solo representan los principios de algunos ejemplos de realizacion. Es evidente que el experto en la materia esta en condiciones de imaginarse diferentes disposiciones que, aunque aqrn no se describan o representen expresamente, representan las bases de la invencion.

Por otra parte, todos los ejemplos aqrn indicados sirven en primer lugar expresamente para fines de ilustracion para ayudar al lector a la hora de entender los principios de la invencion y las ideas del inventor en relacion con el

perfeccionamiento de la tecnica, y no se limitan a los ejemplos y a las condiciones especialmente senalados. Todas las explicaciones pretenden indicar los principio, aspectos y formas de realizacion de la invencion, al igual que los ejemplos espedficos.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

REIVINDICACIONES

1. Artfculo de equipamiento deportivo elasticamente deformable (300), en concreto una pelota o una pastilla, con las siguientes caractensticas:

al menos una estructura de bobina electromagnetica deformable (200) dispuesta alrededor de una suprficie curvada (202) dentro del artfculo de equipamiento deportivo (300), siendo la superficie curvada (202) en un estado no deformado del artfculo una superficie rotacionalmente simetrica con un penmetro y siendo la longitud de al menos una espira de la estructura de bobina (200) alrededor de la superficie rotacionalmente simetrica (202) mayor que su penmetro, enrollandose la estructura de bobina electromagnetica deformable (200) en forma de espiral alrededor de un eje (208) desarrollado en forma de espiral en direccion perimetral y curvado de acuerdo con la superficie curvada (202) que por lo tanto esta curvada para crear una reserva de prolongacion adaptada a la maxima deformacion elastica del artfculo de equipamiento deportivo (300).
2. Artfculo de equipamiento deportivo (300) segun la reivindicacion 1, siendo la superficie rotacionalmente simetrica una superficie esferica.
3. Artfculo de equipamiento deportivo (300) segun una de las reivindicaciones anteriores, disponiendose al menos un conductor electrico (204) de la al menos una estructura de bobina electromagnetica (200) fundamentalmente en forma de espiral a lo largo de una via circular de la superficie curvada.
4. Artfculo de equipamiento deportivo (300) segun la reivindicacion 3, presentando al menos un conductor electrico (204) de la al menos una estructura de bobina electromagnetica (200) una primera seccion (204a) enrollada con una primera orientacion en espiral, y una segunda seccion (204b) enrollada con una segunda orientacion en espiral, provocando la primera y la segunda orientacion en espiral al menos un cruce de la primera y de la segunda seccion del conductor electrico.
5. Artfculo de equipamiento deportivo (300) segun la reivindicacion 4, formando la primera y la segunda seccion (204a; 204b) del conductor electrico un par de conductores torcido o trenzado.
6. Artfculo de equipamiento deportivo (300) segun una de las reivindicaciones 3 a 5,enrollandose el al menos un conductor electrico (204) de la al menos una estructura de bobina electromagnetica alrededor de un material de soporte (210) elastico y/o flexible, disponiendose el material de soporte a lo largo de la direccion perimetral de la superficie curvada (202).
7. Artfculo de equipamiento deportivo (300) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, presentando el artfculo un dispositivo (302) para la fijacion de una posicion de la al menos una estructura de bobina electromagnetica en la superficie curvada por debajo de un recubrimiento exterior del artfculo de equipamiento deportivo.
8. Artfculo de equipamiento deportivo (300) segun la reivindicacion 7, presentando el dispositivo (302) para la fijacion costuras del recubrimiento exterior o lenguetas de fijacion dispuestas alrededor de la superficie curvada.
9. Artfculo de equipamiento deportivo (300) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo ademas un elemento capacitativo acoplado a la al menos una estructura de bobina electromagnetica (200) para formar un circuito de resonancia para una frecuencia en la gama de 10 kHz a 150 kHz.
10. Artfculo de equipamiento deportivo (300) segun la reivindicacion 9, integrandose el al menos un elemento capacitativo en el material de recubrimiento del artfculo de equipamiento deportivo (300) o en una parte del mismo.
11. Artfculo de equipamiento deportivo (300) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que presenta al menos tres bobinas enrolladas en forma de espiral (204-1; 204-2; 204-3) dispuestas perpendiculares las unas respecto a las otras alrededor de la superficie curvada (202) para crear al menos tres antenas de bucle en el artfculo de equipamiento deportivo (300).
12. Artfculo de equipamiento deportivo (300) segun la reivindicacion 11, ajustandose cada una de las al menos tres bobinas electromagneticas (204-1; 204-2; 204-3) con al menos un condensador, respectivamente por separado, a una frecuencia de resonancia.
13. Artfculo de equipamiento deportivo (300) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, siendo el artfculo una pelota con una camara de pelota y un recubrimiento exterior de pelota y disponiendose el la al menos una estructura de bobina electromagnetica (200) entre la camara y el recubrimiento exterior de pelota.
14. Procedimiento para la fabricacion de un artfculo de equipamiento deportivo elasticamente deformable (300), en concreto de una pelota o de una pastilla, con el siguiente paso:

disposicion de al menos una estructura de bobina electromagnetica deformable (200) alrededor de una superficie curvada (202) dentro del artfculo de equipamiento deportivo, siendo la superficie curvada (202) en un estado no deformado del artfculo una superficie rotacionalmente simetrica con un penmetro y siendo la longitud de al menos una espira de la estructura de bobina (200) alrededor de la superficie rotacionalmente simetrica (202) mayor que su 5 penmetro, enrollandose la estructura de bobina electromagnetica deformable (200) en forma de espiral alrededor de

un eje (208) desarrollado en forma de espiral en direccion perimetral y curvado de acuerdo con la superficie curvada (202) que por lo tanto esta curvada para crear una reserva de prolongacion adaptada a la maxima deformacion elastica del artfculo de equipamiento deportivo (300).

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