Kegelbahnanlage mit einer Einrichtung zur Überwachung und Anzeige der Berührung einer Kegelkugel mit den Längsbegrenzungen der Kugellauffläche Die Erfindung betrifft eine Kegelbahnanlage mit einer Einrichtung zur Überwachung und Anzeige der Berührung einer Kegelkugel mit den Längsbegrenzun gen der Kugellauffläche.
Kegelbahnanlagen, insbesondere solche mit elek trisch gesteuerten Einrichtungen zum selbsttätigen Auf stellen der Kegel und einer Anzeigevorrichtung, die er kennen lässt, welche Kegel nach einem Wurf während des Spieles gefallen sind, weisen manchmal auch eine Einrichtung auf, die dann in Wirksamkeit tritt, wenn die vom Spieler geworfene Kegelkugel die eine oder andere Längsbegrenzung der Kugellauffläche, die sog. Bande berührt, was nach den bestehenden Spielregeln beim Kegelspiel den Wurf ungültig macht und durch die erwähnte Einrichtung angezeigt wird.
Eine derartige Einrichtung weist entlang der beiden Banden Berührungsorgane in Form von Schienen, Drähten, Seilen oder auch Schläuchen auf, bei deren Berühren durch die im Spiel benützte rollende Kegel kugel an irgend einer Stelle ihrer der Kugellaufbahn zu gekehrten Oberfläche eine Signal- oder/und Steuervor richtung betätigt wird.
Dies wird bei bekannten Einrichtungen für diesen Zweck dadurch erreicht, dass bei der Berührung der Kegelkugel mit der Bande das erwähnte Berührungs organ bewegt und seine Bewegung an einer Stelle, mei stens an einem seiner Enden, über einen Koppelmecha nismus auf einen mechanischelektrischen Wandler über tragen wird, der diese Bewegung in eine elektrische Spannung umwandelt, welche nach ausreichender Ver stärkung die Signal- oder Steuervorrichtung betätigt. Dabei können aber auch Bewegungen der Berührungs organe zur Wirkung kommen, die nicht von- einer gegen die Berührungsorgane laufenden Kegelkugel herrühren, was unerwünscht ist.
Die Erfindung bezweckt eine weitgehende Vermei dung des erwähnten Nachteiles.
Die Kegelbahnanlage gemäss der Erfindung weist längs jeder Längsbegrenzung der Kegellauffläche ein von der Kugel berührbares Berührungsorgan auf, das mit einem mechanischelektrischen Wandler in Verbin dung steht, welcher elektrisch an den Eingang eines getrennt von der Laufbahn angeordneten Wechselspan nungsverstärkers angeschlossen ist.
Das Neue gemäss der Erfindung besteht darin, dass das Berührungsorgan körperschalleitend ist und der Wandler an einer Flä chenpartie des Berührungsorgans starr befestigt ist, so dass der Wandler praktisch nur auf Dichteschwingungen des Berührungsorgans anspricht.
Die erfindungsgemässe Kegelbahnanlage besitzt den Vorteil, dass ihre Einrichtung zur Überwachung und Anzeige der Berührung einer Kegelkugel mit den Ban den leicht zu montieren und einzustellen ist und dass auch ein äusserst robuster und sicherer Betrieb ihrer Anzeige- bzw. Überwachungseinrichtung möglich ist.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nun folgenden Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel des Erfin dungsgegenstandes und eine Variante schematisch ver anschaulichen.
Fig. 1 zeigt perspektivisch und schematisch einen Teil einer Kegelbahnanlage gemäss der Erfindung mit einer Einrichtung zur Überwachung und Anzeige der Berührung einer Kegelkugel mit den Längsbegrenzun gen der Kugellauffläche.
Fig. 2 stellt in grösserem Massstab einen Teil des an der einen Längsbegrenzung der Kugellauffläche mon tierten Berührungsorgans mit einem piezoelektrischen mechanischelektrischen Wandler in Seitenansicht dar.
Fig. 3 ist ein senkrechter Querschnitt nach der Linie 1I1-111 in Fig. 2.
Fig. 4 ist ein analoger Querschnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 2.
Fig. 5 zeigt ein Schema der Einrichtung zur über wachung und Anzeige der Berührung einer Kegelkugel mit den Banden der Kegelbahn.
Fig. 6 stellt eine Ausführungsvariante einer Einzel- heit bezüglich der Befestigung des mechanischelektri- schen Wandlers dar.
Gemäss Fig. 1 ist an der linken Längsbegrenzung 11 der Kugellauffläche 12 ein langgestrecktes Berührungs organ 13 angeordnet, mit welchem eine gegen die Längsbegrenzung 11 laufende Kegelkugel 14 in Be rührung gelangt. Das Berührungsorgan 13 hat die Ge stalt einer z. B. aus Metall bestehenden Flachschiene und ist körperschalleitend. Es ist mittels Nieten 15 mit vertikal verlaufenden Gummibändern 16 verbunden, die in Abständen von einander angeordnet sind.
Die End- partien jedes Gummibandes 16 sind mit Hilfe von Ab standhaltern 17, Schrauben 18 und Unterlegscheiben 19 an der Längsbegrenzung 11 befestigt. Auf diese Weise ist das Berührungsorgan 13 schallisoliert an der Längs begrenzung 11 montiert.
An einer beliebigen Stelle des Berührungsorgans 13 ist auf seiner der Längsbegren zung 11 zugekehrten Fläche ein mechanischelektrischer Wandler 20 starr befestigt, so dass letzterer praktisch nur auf durch körperschallhervorgerufene Dichteschwin- gungen des Berührungsorgans 13 anspricht, nicht aber auf Bewegungen des Organs 13 als Ganzes.
Der me- chanischelektrische Wandler 20 weist vorzugsweise ein piezoelektrisches Element 21 in der Form einer Kreis scheibe auf, die an ihren einander gegenüberliegenden Kreisflächen je mit einem Elektrodenbelag versehen ist, der z. B. eine aufgedampfte Silberschicht sein kann. Die Elektrodenbeläge sind nur im Schema nach Fig. 5 eingetragen und mit den Bezugsziffern 22 und 23 be zeichnet. Die ganze den einen Elektrodenbelag auf weisende Fläche des Wandlers 20 ist zweckmässig durch eine Klebemittelschicht am Berührungsorgan 13 befe stigt.
Das piezoelektrische Element 21 ist vorzugsweise ein an sich bekanntes Keramikmaterial aus Blei-Zir- konat-Titanat oder aus Barium-Titanat.
Die beiden Elektrodenbeläge 22 und 23 des Wand- lers 20 sind über eine elektrische Verbindungsleitung 24 mit dem Eingang eines Wechselspannungsverstärkers 25 verbunden, dessen Ausgang über ein nicht darge stelltes Relais mit einem elektrischen Schaltkontakt 26 in Wirkungsverbindung steht. Letzterer steuert eine An zeigevorrichtung 27 oder einen Kegelaufstellautomaten.
Der Verstärker 25 und die Anzeigevorrichtung 27 sind ausserhalb der Kegellauffläche 12 angeordnet.
An der rechten Längsbegrenzung 28 der Kegellauf- fläche 12 ist in völlig analoger Weise ebenfalls ein Be rührungsorgan mit einem daran befestigten mechanisch elektrischen Wandler angeordnet, was in der perspektivi schen Darstellung gemäss Fig. 1 jedoch nicht sichtbar ist. Der zweite mechanischelektrische Wandler ist zweck mässig ebenfalls an den Eingang des Verstärkers 25 angeschlossen.
Die Gebrauchs- und Wirkungsweise der beschrie benen Anlage ist kurz wie folgt: Wenn eine Kugel 14 das Berührungsorgan 13 an der linken oder an der rechten Längsbegrenzung der Kugellauffläche 12 be rührt, entstehen durch den Aufschlag an der Berüh rungsstelle Schallwellen, die sich in dem körperschall- leitenden Berührungsorgan 13 fortpflanzen und dabei Dichteschwingungen im Berührungsorgan 13 hervor rufen.
Diese Schwingungen wandern auch in das piezo- elektrische Element 21 und werden durch dieses in ent sprechende elektrische Wechselspannungen zwischen den Elektrodenbelägen 22 und 23 umgewandelt. Die ge nannten Wechselspannungen werden im Verstärker 25 verstärkt und haben die Betätigung des Schaltkontaktes 26 zur Folge, der seinerseits die Anzeigevorrichtung 27 bzw. den angeschlossenen Kegellaufstellautomaten steuert.
Die schallisolierende Montage des Berührungsor gans 13 mittels der Gummibänder 16 gewährleistet, dass einerseits der beim Anprallen einer Kugel 14 ent stehende Körperschall nicht von dem Berührungsorgan 13 an die Seitenbegrenzung 11 bzw. 28 abgeleitet wird und dass anderseits kein ausserhalb des Berührungsor gans 13 auftretender Körperschall in das Berührungs organ eingeleitet wird, was zu Fehlanzeigen führen würde.
Durch eine geeignete Wahl und Einstellung des Verstärkungsfaktors im Verstärker 25 lässt sich ohne Schwierigkeit erreichen, dass der Schaltkontakt 26 bei jedem auch nur geringen Anprall einer Kugel 14 an das Berührungsorgan 13 sicher betätigt wird, nicht aber durch das Auftreten anderer Schallereignisse ausserhalb des Berührungsorgans 13. So bleiben die durch das Rollen der Kugel 14 und durch das Umfallen der Kegel verursachten Geräusche ohne jeden Einfluss auf den Schaltkontakt 26. Der Verstärker 25 kann zudem an sich bekannte Mittel zur Beeinflussung seines Frequenz ganges aufweisen, um z.
B. die im unteren und mittleren Hörbereich liegenden Wechselspannungsfrequenzen zu dämpfen oder zu unterdrücken. Es ist z. B. möglich, den Wirkungsbereich des Wandlers 20 und des Ver stärkers in das Ultraschallgebiet zwischen 20 und 50 kHz zu legen.
Bei der in Fig. 6 veranschaulichten Ausführungs variante ist der mechanischelektrische Wandler 20 nicht an einer Flächenpartie des Berührungsorgans 13 ange klebt, sondern mit Hilfe einer Gegenplatte 30 festge halten. Der Wandler 20 ruht in einer Durchbrechung einer elektrisch und akustisch isolierenden Zwischen lage 31, die sich zwischen dem Berührungsorgan 13 und der Gegenplatte 30 befindet und z. B. aus Weich gummi besteht.
Auch bei dieser Ausführungsvariante weist der mechanischelektrische Wandler 20 vorzugs weise ein piezoelektrisches Element mit zwei Elektroden belägen auf, die elektrisch an den Eingang des Verstär kers angeschlossen sind.
Eine andere, nicht dargestellte Ausführungsvariante weist zwischen dem Wandler und dem Berührungs organ ein schalleitendes Zwischenstück auf.
Die beschriebene Kegelbahnanlage gemäss der Er findung hat gegenüber ähnlichen bekannten Anlagen den Vorteil, dass die Einrichtung zur überwachung und Anzeige der Berührung einer Kegelkugel mit den Längs begrenzungen der Kugellauffläche einwandfrei und si cher jeweils nur dann anspricht, wenn eine Kugel tat sächlich das eine oder andere Berührungsorgan 13 an den Längsbegrenzungen 11 und 28 berührt, nicht aber wenn Erschütterungen der Kegelbahn oder Bewegungen der Berührungsorgane 13 als Ganzes auftreten.
Somit sind Fehlanzeigen durch die Anzeigevorrichtung 27 praktisch vollständig vermieden.
Bowling alley system with a device for monitoring and displaying the contact of a cone ball with the longitudinal limits of the ball runway The invention relates to a bowling alley system with a device for monitoring and display of the contact of a cone ball with the longitudinal limits of the ball runway.
Bowling alley systems, especially those with electrically controlled devices to automatically set the pins and a display device that he lets know which pins fell after a throw during the game, sometimes also have a device that comes into effect when the The skittles ball thrown by the player touches one or the other longitudinal boundary of the ball running surface, the so-called gang, which according to the existing rules of the game of skittles makes the throw invalid and is indicated by the device mentioned.
Such a device has contact organs in the form of rails, wires, ropes or hoses along the two gangs, when they are touched by the rolling cone ball used in the game, a signal or / and control device at any point on its surface facing the ball track direction is operated.
This is achieved in known devices for this purpose in that when the cone ball touches the band, the mentioned contact organ moves and its movement is carried at one point, mostly at one of its ends, via a coupling mechanism to a mechanical-electrical converter , which converts this movement into an electrical voltage which, after sufficient amplification, actuates the signal or control device. In this case, however, movements of the touch organs can also come into effect that do not originate from a conical ball running against the touch organs, which is undesirable.
The invention aims to largely avoid the disadvantage mentioned.
The bowling alley system according to the invention has along each longitudinal boundary of the bowling surface a touching element which can be touched by the ball and which is connected to a mechanical-electrical converter which is electrically connected to the input of an alternating voltage amplifier arranged separately from the track.
The novelty according to the invention is that the contact element is body-sound conductive and the transducer is rigidly attached to a surface part of the contact element, so that the transducer responds practically only to density oscillations of the contact element.
The bowling alley system according to the invention has the advantage that its device for monitoring and displaying the contact of a bowling ball with the ban is easy to assemble and adjust and that its display or monitoring device can also be operated in an extremely robust and safe manner.
Further advantages of the invention will become apparent from the following description and from the accompanying drawings, which illustrate an embodiment of the invention and a variant schematically ver.
Fig. 1 shows in perspective and schematically a part of a bowling alley system according to the invention with a device for monitoring and displaying the contact of a cone ball with the longitudinal limits of the ball running surface.
Fig. 2 shows, on a larger scale, part of the contact element with a piezoelectric mechanical-electrical transducer mounted on the longitudinal boundary of the ball running surface in side view.
FIG. 3 is a vertical cross section taken along the line 11-111 in FIG. 2.
FIG. 4 is an analogous cross section along the line IV-IV in FIG. 2.
Fig. 5 shows a diagram of the device for monitoring and displaying the contact of a bowling ball with the boards of the bowling alley.
6 shows a variant embodiment of a detail relating to the fastening of the mechanical-electrical converter.
According to Fig. 1, an elongated contact organ 13 is arranged on the left longitudinal boundary 11 of the ball running surface 12, with which a tapered ball 14 running against the longitudinal boundary 11 comes into contact. The contact element 13 has the shape of a Ge z. B. made of metal flat rail and is body-sound conductive. It is connected by means of rivets 15 to vertically extending rubber bands 16 which are arranged at intervals from one another.
The end parts of each rubber band 16 are fastened to the longitudinal delimitation 11 with the aid of spacers 17, screws 18 and washers 19. In this way, the contact element 13 is mounted on the longitudinal limit 11 in a soundproofed manner.
A mechanical-electrical transducer 20 is rigidly attached to any point of the contact element 13 on its surface facing the longitudinal limit 11, so that the latter practically only responds to density oscillations of the contact element 13 caused by structure-borne noise, but not to movements of the element 13 as a whole.
The mechanical-electrical converter 20 preferably has a piezoelectric element 21 in the form of a circular disk, which is provided on each of its opposing circular surfaces with an electrode coating, which z. B. may be a vapor-deposited silver layer. The electrode coatings are only entered in the scheme of FIG. 5 and are denoted by the reference numerals 22 and 23 be. The whole of the one electrode coating facing surface of the transducer 20 is expediently BEFE Stigt by an adhesive layer on the contact member 13.
The piezoelectric element 21 is preferably a known ceramic material made of lead zirconate titanate or of barium titanate.
The two electrode pads 22 and 23 of the converter 20 are connected via an electrical connection line 24 to the input of an AC voltage amplifier 25, the output of which is in operative connection with an electrical switching contact 26 via a relay (not shown). The latter controls a display device 27 or a bowling machine.
The amplifier 25 and the display device 27 are arranged outside the cone running surface 12.
At the right longitudinal boundary 28 of the cone running surface 12, a contact element with a mechanically electrical converter attached is also arranged in a completely analogous manner, but this is not visible in the perspective illustration according to FIG. The second mechanical-electrical converter is expediently also connected to the input of the amplifier 25.
The use and operation of the described system is briefly as follows: If a ball 14 touches the contact element 13 on the left or right longitudinal boundary of the ball running surface 12 be, the impact at the contact point generates sound waves that are in the structure-borne noise - Propagate conductive contact element 13 and thereby cause density oscillations in contact element 13.
These vibrations also migrate into the piezoelectric element 21 and are converted into corresponding electrical alternating voltages between the electrode coatings 22 and 23 by this. The ge called alternating voltages are amplified in the amplifier 25 and have the actuation of the switching contact 26 result, which in turn controls the display device 27 or the connected cone setting machine.
The sound-insulating assembly of the Berührungsor gans 13 by means of the rubber bands 16 ensures that on the one hand the structure-borne sound generated when a ball 14 hits is not diverted from the contact element 13 to the side boundary 11 or 28 and that on the other hand, no structure-borne sound occurring outside the Berührungsor gans 13 the touch organ is initiated, which would lead to false displays.
A suitable choice and setting of the amplification factor in the amplifier 25 can easily ensure that the switching contact 26 is reliably actuated with every even slight impact of a ball 14 on the touch element 13, but not when other sound events occur outside the touch element 13. Thus, the noises caused by the rolling of the ball 14 and the falling of the cone remain without any influence on the switching contact 26. The amplifier 25 can also have means known per se for influencing its frequency gear to, for.
B. to attenuate or suppress the alternating voltage frequencies lying in the lower and middle hearing range. It is Z. B. possible to put the range of action of the transducer 20 and the United amplifier in the ultrasonic area between 20 and 50 kHz.
In the variant embodiment illustrated in FIG. 6, the mechanical-electrical converter 20 is not glued to a surface portion of the contact element 13, but rather hold firmly with the help of a counterplate 30. The transducer 20 rests in an opening of an electrically and acoustically insulating intermediate layer 31, which is located between the contact element 13 and the counter plate 30 and z. B. consists of soft rubber.
In this embodiment, too, the mechanical-electrical converter 20 preferably has a piezoelectric element with two electrode coatings, which are electrically connected to the input of the amplifier.
Another embodiment variant, not shown, has a sound-conducting intermediate piece between the transducer and the contact organ.
The bowling alley system described according to the invention has the advantage over similar known systems that the device for monitoring and displaying the contact of a cone ball with the longitudinal boundaries of the ball tread correctly and si cher only responds when a ball actually did one or the other Touch element 13 at the longitudinal boundaries 11 and 28, but not when vibrations of the bowling alley or movements of the contact elements 13 occur as a whole.
Thus, incorrect displays by the display device 27 are practically completely avoided.