DE3045834A1

DE3045834A1 - Geldspielautomat mit synchronmotor

Info

Publication number: DE3045834A1
Application number: DE19803045834
Authority: DE
Inventors: Paul 4992 Espelkamp Gauselmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-12-05
Filing date: 1980-12-05
Publication date: 1982-07-08
Also published as: DE3045834C2

Description

Geldspielautomat mit Synchronmotor
Die Erfindung betrifft einen Geldspielautomaten mit wenigstens einem symboltragenden Umlaufkörper zur Gewinnermittlung, der über eine elastische Kupplung mit einem synchron mit seiner Erregung umlaufenden Antriebsmotor verbunden ist.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 28 38 339 sind verschiedene Ausführungen elastischer Kupplungen bekannt, die in Geldspielautomaten zwischen Synchronmotor und Umlaufkörper geschaltet, aufgrund ihrer Nachgiebigkeit ruckartige Drehmomente beim Anlaufen und beim Bremsen vermeiden. Diese elastischen Kupplungen sind ihrer aufwendigen Erstellung und ihres Verschleißes wegen unbefriedigend. Nachweisbar nimmt der Umlaufkörper falsche Endstellungen ein, weil die elastische Kupplung an altersbedingter Schwergängigkeit leidet.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Geldspielautomaten der eingangs genannten Art anzugeben, der während seiner absehbaren Gebrauchsdauer ein sicheres Anlaufen und Abbremsen des Umlaufkörpers ermöglicht. Insbesondere soll die elastische Kupplung verschleißfrei arbeiten.
Die Aufgabe wird mit den im Hauptanspruch genannten Merkmalen gelöst. Weiterbildungen der Merkmale sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Anlauf- und gegenläufig gerichtete Bremsmomente lassen die beiden Kupplunqsteile aus ihrer Ruhelage axial auslenken, wobei in die AustJangslaz.c gerichtete Kräfte vergrößert werden. Die Auslenkung der drehmomentbeaufschlagten Teile wird durch deren kraftschlüssige Verzahnung erzielt, wobei mit der Wahl des Zahnflankenwinkels Einfluß auf die Nachgiebigkeit der elastischen Kupplung besteht. Unterschiedliche Flankenwinkel ergeben unterschiedliche Nachgiebigkeiten beim Anlaufen und Abbremsen, so daß eine optimale Anpassung an einen Motor mit unterschiedlichem Anlauf- und Bremsmoment möglich ist. Die wenigen unkomplizierten Teile der erfindungsgemäß aufgebauten Kupplung lassen sich leicht ineinanderstecken, so daß der Aufwand zur Erstellung gering ist. Selbst wenn es auf den Berührungsflächen zu einem Abrieb kommt, sorgt die ständig wirksame Axialkraft für gleichbleibende Kraftschlüssigkeit der Kupplung.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: Fig.1 Motor, Kupplung und Umlaufkörper teilweise in mehrfach gebrochener Schnittbilddarstellung und Fig.2 eine Detailansicht in Richtung des Pfeils II gemäß Fig. 1.
Auf einer mit 1 bezeichneten Tragplatte ist ein Schrittmotor 2 schraubbefestigt, der von einer nicht dargestellten Steuereinrichtung zum Antrieb eines Umlaufkörpers 3 impulsweise in durch die Polarität der Impulse vorgegebener Drehrichtung umlaufend fortschaltbar ist. Der Schrittmotor dient auch der Stillsetzung des Umlaufkörpers 3; hierzu erregt die Steuereinrichtung alle Polstränge gleichzeitig, so daß der Schrittmotor 2 ruckartig stillgesetzt wird. Das Drehmoment beim Anlaufen ist aufgrund der geringen Anzahl zu erregender Polstränge geringer als beim Bremsen.
Um den Umlaufkörper 3 in kostengünstiger Weise mit einem kleinen Schrittmotor antreiben zu können, ist zur Drehmomentanpassung ein Übersetzungsgetriebe vorgesehen, das aus einem Zahnritzel 4 auf der Motorwelle 5, einem gezahnten Hülsenteil 6 und einem Zahnriemen 7 gebildet ist.
Das Zahnritzel 4 dreht sich dreimal schneller als der Umlaufkörper 3.
Das gezahnte Hülsenteil 6 sitzt auf einem Nabenteil 8, dessen Speichen 9 in einer Walze des Umlaufkörpers 3 auslaufen. Das Nabenteil 8 ist auf einer Tragachse 10 drehbar gelagert, die mit der Tragplatte 1 schraubbefestigt ist.
Das Hülsenteil 6 und das Nabenteil 8 bilden eine elastische Kupplung, deren Aufgabe es ist, ruckartige Drehmomente beim Anlaufen und beim Abbremsen zu vermeiden, wobei die einmal festgelegte umfangseitige Zuordnung von Rotorstellung des Motors 2 und Umlaufkörperstellung im Stillstand beibehalten werden soll.
Fig.2 zeigt schnittbildlich und in gegenüber Fig.1 vergrößerten Maßstab eine in Fig.1 mit II gekennzeichnete Einzelheit, die die Wirkungsweise der elastischen Kupplung verdeutlicht. Am Hülsenteil 6 ist eine von drei gleichmäßig auf dessen Umfang verteilten, radial verlaufenden Kerben 11 zu sehen, in die eine von drei gleichmäßig auf den Umfang verteilte, radial verlaufenden zahnförmigen Schnciden 12 des Nahenteils R eindringt. Diese mit durchgehenden Strichen dargestellte Lage der beiden Teile 6 und 8 zueinander ist insofern stabil, als eine auf dem Nabenteil 8 mit einem Sicherungsring 13 und einer Unterlegscheibe 14 abgestützten Schraubenfeder 15 axial gegen eine kreisringförmige Ausnehmung 16 unterhalb eines Kragens 17 des Nabenteils (Fig.1) drückt.
In der Anlaufphase ist ein Drehmoment wirksam, das vom Hülsenteil 6 auf das Nabenteil 8 übertragen wird. Aufgrund der Massenträgheit des mit dem Nabenteil 8 starr verbundenen Umlaufkörpers 3 kommt es zu einem Schlupf zwischen beiden Teilen 6 und 8, wobei das Hülsenteil 6 voreilt. Dabei rutscht die untere Kerbfläche 18, in Fig.2 gestrichelt bezeichnet, auf der unteren Zahnflanke 19, so daß die beiden Teile gegeneinander eine Schraubbewegung ausführen, bei der das Hülsenteil 6 axial gegen die Feder 15 ausgelenkt wird, wodurch deren Rückführkraft wächst. Wenn im Verlauf dieses ersten Anlaufschritts die Winkelbeschleunigung vom Hülsenteil 6 abnimmt, kommt es zur Umkehr der Schraubbewegung: die Schraubenfeder 15 entspannt sich und beschleunigt das Nabenteil 8 und den Umlaufkörper weiterhin. Beim Entspannen der Schraubenfeder 15 ist die momentane Winkelgeschwindigkeit des Nabenteils 8 größer als die des Hülsenteils 6 und der Umlaufkörper 3 kann den durch Schlupf versäumten Winkel aufholen.
In der Bremsphase kommt es - wiederum aufgrund der lassen trägheit des Umlaufkörpers 3 - zu einem Schlupf zwischen den beiden Teilen 6 und 8, wobei das Nabenteil 8 voreilt.
Dabei rutscht die obere Zahnflanke 20 auf der oberen Kerbfläche 21, so daß die beiden Teile 6 und 8 wiederum eine Schraubbewegung gegeneinander ausführen, bei der das Hülsenteil 6 ebenfalls axial gegen die Feder ausgelenkt wird, wodurch deren Rückführkraft wächst. Während das Hülsenteil 6 schon seine Raststellung eingenommen hat, läuft das Nabenteil 8 mit dem Umlaufkörper 3 um den beim Schlupf zu weit gelaufenen Winkel zurück.
Wie schon beschrieben, erzeugt der Schrittmotor 2 beim Bremsen ein stärkeres Drehmoment als beim Anlaufen.
Diese Gegebenheit ist konstruktiv durch die Wahl eines steileren Winkels bei der oberen Kerbfläche 21 und bei der oberen Zahnflanke 20 berücksichtigt. Je steiler der Winkel ausgeführt wird, um so geringer ist die Nachgiebigkeit der elastischen Kupplung.
Der Winkel wird zweckmäßigerweise so steil gewählt, daß der Umlaufkörper 3 so schnell wie möglich seine Soll-Lage einnimmt. Ein zu steiler Winkel birgt die Gefahr in sich, daß beim Anlaufen der erste Schritt nicht ausgeführt wird. Ebenso kann beim Bremsen eine Position überfahren werden.
Der Nachgiebigkeitsbereich endet kurz bevor die von den Zahnflanken 19 und 20 gebildete Schneide 12 die Kerbfläche 18 oder 21 verläßt. Das Verlassen wird verhindert durch einen axialen Anschlag des Kragens 17 an die lJnterlellscheibe 14 vor dem Sicherungsrin 19. Im normalen Betrieb ist dieser Anschlag nicht vorgesehen.
Jedesmal wenn es zum Schlupf kommt, reiben die Berührungsflächen 18 und 19 oder 20 und 21 aneinander. Physikalisch ist dies gleichbedeutend mit einer Dämpfung, die Pendelerscheinungen entgegenwirkt. Zur Erzielung eines geeigneten Reibwertes ist die Wahl der sich gegenüber stehenden Materialien bedeutsaln. Eine Kombination Metall-Kunststoff hat sich gut bewährt.

Claims

Patentansprüche (1.) Geldspielautomat mit wenigstens einem symboltragenden Umlau fkörper zur GewinnermittlurlrJ, der über eine elastische Kupplung mit einem synchron mit seiner Erregung umlaufenden Antriebsmotor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die elastische Kupplung (6, 8, 10 bis 21) aus von einer ständig wirksamen Axialkraft gegeneinander gedrückten umfangseitig drehbar gelagerten Teilen (6, 8) gebildet ist, die beim Aufkommen von Drehmomenten eine schraubenförmige Bewegung gegeneinander ausführen, bei der die Axialkraft vergrößert wird und daß beim Abklingen des Drehmoments die beiden Teile (6, 8) eine in die Ausgangslage rückläufige schraubenförmige Bewegung ausführen.
2. Geldspielautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungskräfte auf einer Berührungsfläche (18, 19 oder 20,21) zwischen beiden Teilen (6, 8) übertragen werden, die bezüylich der Drehachse der Teile (6, 8) rotationsunsymmetrisch ist.
3. Geldspielautomat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialkraft das eine Teil (8) mit konvexer Ausformung in das konkav geformte andere Teil (6) drückt.
4. Geldspielautomat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (6, 8) zu ihrer Ausformung jeweils zweimal schräg abgeschnitten sind, so daß das konvexe Teil (8) in einer Schneide (12) ausläuft und das konkave Teil (6) eine Einkerbung (11) aufweist.
5. Geldspielautomat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (12) und die Kerbe (11) senkrecht zur Drehachse verlaufen.
6. Geldspielautomat nach einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schrägabschnitte (z.B. 19, 20) unterschiedliche Flankenwinkel aufweisen, die der elastischen Kupplung eine unterschiedliche Nachgiebigkeit gegenüber Anlauf- und Bremsmomenten verleihen.
7. Geldspielautomat nach Anspruch 2 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte mit unterschiedlicher, zur Achsmitte hin flacher werdender Steigerung eingebracht sind, so daß eine hyperbolischparaboloide Berührungsfläche gebildet wird.
B. Geldspielllltc)mat nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ekLeichnet, daß mehrere Ausformungen (11, 12) umfangsseitig gleichmäßig verteilt auf gleichem Radius an den beiden Teilen (6, 8) vorgesehen sind.
9. Geldspielautomat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß drei Ausformungen (11, 12) vorgesehen sind.
10. Geldspielautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem Sychronmotor, der entsprechend seiner Polteilung beim Überstreichen eines bestimmten Zentriwinkels beschleunigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Teile (6, 8) etwa um den Zentriwinkel gegeneinander elastisch verdrehbar sind.
11. Geldspielautomat nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ständig wirksame Axialkraft zumindest teilweise von einem Gewicht hervorgerufen wird.
12. Geldspielautomat nach Anspruch 11,mit auf einer senkrecht angeordneten Drehachse, um die sich der Umlaufkörper dreht, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewicht des Umlaufkörpers (3) axialkraftbildend ist.
13. Geldspielautomat nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergrößerung der Axialkraft beim Aufkommen von Drehmomenten durch Massenträgheit hervorgerufen wird.
14. Geldspielautomat nach Anspruch 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Umlaufkörper (3) als träge Masse fungiert.
15. Geldspielautomat nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Axialkraft wenigstens teilweise von einer Feder (15) hervorgerufen wird.
1G. Geldspielautomat nach Anspruch 15, dadurch aekennzeicilnet, daß zumindest eines (6) der Teile (6, 8) zur Lagerung auf einer Tragwelle (10) mit axialem Spiel hohlzylindrisch ist, daß die Feder (15) axial abgestützt ist und daß die Tragwelle (10) mit einem Anschlag (13, 14) zur Begrenzung der axialen Auslenkung versehen ist.
17. Geldspiolantomat nacil einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch rekennzeichnet, daß das eine Teil (8) aus Kunststoff und das andere Teil (6) aus Metall gefertigt ist.
18. Geldspielautomat nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der synchron mit seiner Erregung umlaufende Antriebsmotor (2) ein Schrittmotor ist.