DE3303096C2 - - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrischen Steuerung eines Bewegungsablaufes in verschiedene Richtungen mit einem Steuerknüppel, der aus einer Ruhelage gegen eine Rückstellfederkraft radial in die verschiedenen Richtungen bis zu Endstellungen schwenkbar ist, wobei Lichtströme blendengesteuerter, richtungsindividueller Lichtschranken unterbrochen oder durchgelassen werden, insbesondere für Bildschirmspielgeräte.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift 28 10 609 ist eine Vorrichtung zur Steuerung von Spielfiguren eines Bildschirmspielgerätes bekannt. In der bekannten Vorrichtung dienen richtungsindividuelle mechanische Schalter zur elektrischen Steuerung. Diese haben den Nachteil, daß sie, durch Umwelteinflüsse bedingt, im Laufe der Zeit zur schlechten Kontaktgabe neigen.
Ferner ist eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 mit mehreren Lichtschranken und mehreren Blenden in offenkundiger Benutzung, die für jede Richtung - die jeweilige Gegenrichtung ausgenommen - ein eigenes Gehäuse beansprucht. Die verschiedenen Gehäuse sind untereinander durch Kreuzgelenke verbunden, so daß diese Vorrichtung aufgrund ihres enormen Raumbedarfes nicht in jedes Gerät paßt. Zusätzlichen Raumbedarf haben Kabelbäume, die beim Richtungswechsel mitbewegt werden und die zur Verminderung der Biegebeanspruchung in ausladenden Bögen geführt sind. Da die Lichtschranken außerhalb der Gehäuse montiert sind, muß die bekannte Vorrichtung auch vor Fremdlicht und Verstaubung geschützt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die wenig Platz beansprucht und deren sichere Funktion nicht von Umwelteinflüssen beeinträchtigt wird.
Die Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung gelöst durch ortsfeste Lichtschranken, die alle von einer einzigen Blende steuerbar sind.
Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Vorrichtung nach der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Neben dem geringen Raumbedarf und der Unempfindlichkeit gegenüber Umwelteinflüssen zeichnet sich die Vorrichtung nach der Erfindung dadurch aus, daß die Anzahl der auflösbaren Richtungen mit dem Stellmittel am Steuerbolzen verdoppelt werden kann, wobei hierfür keine Teile aus- oder eingebaut werden müssen. Es ist nicht einmal Werkzeug erforderlich.
Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 Seitenansicht der Vorrichtung nach der Erfindung, teilweise in schnittbildlicher Darstellung,
Fig. 2 Seitenansicht des Steuerbolzens der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,
Fig. 3 Draufsicht auf die obere Führungsplatte der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,
Fig. 4 Draufsicht auf die untere Führungsplatte der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung,
Fig. 5a Unteransicht des Stellrades der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung und
Fig. 5b Schnittbild des in Fig. 5a dargestellten Stellrades.
Die Zeichnung zeigt eine insgesamt mit 1 bezeichnete Vorrichtung für ein Bildschirmspielgerät, mit der der Spieler den Bewegungsablauf von Spielfiguren in verschiedene Richtungen steuert. Hierzu betätigt er einen Steuerknüppel 2, der sich als birnenförmiger Handgriff 3 aus Plastik darbietet. Dieser ist auf einen Steuerbolzen 4 geschraubt, der mit einem Kragen 5 auf der Oberseite 6 einer Grundplatte 7 radial schwenkbar aufliegt. Oben auf der Grundplatte 7 ist ein Blech 7a durch Punktschweißung angebracht, in das zuvor ein an den Kragen 5 angrenzendes Loch 8 gestanzt wurde. Der Steuerbolzen 4 ist durch einen Durchbruch 9 in der Grundplatte 7 gesteckt, der konzentrisch zu dem Loch 8 ist. Von unten ist eine schraubenförmige Druckfeder 10 und eine Buchse 11 auf den Steuerbolzen 4 gesteckt; ein in eine Nut 12 eingesetzter Sicherungsring 13 nimmt die axial gegen die Unterseite 14 der Grundplatte 7 wirkende Federkraft auf, mit der Wirkung, daß eine Rückstellkraft wirksam ist, die den radial ausgeschwenkten Steuerbolzen 4 in seine in Fig. 1 gezeichnete Ruhelage zurückführt.
Die Druckfeder 10 ist teilweise von der Buchse 11 umschlossen, so daß die axiale Beweglichkeit des Steuerbolzens 4 nach oben begrenzt ist, weil die Buchse dann einen Anschlag an der Unterseite 14 der Grundplatte 7 erfährt.
Die Grundplatte 7 trägt vier Nietbolzen 15, die eine erste Platine 16 mit vier lichtemittierenden Dioden 17 hält, die ihr Licht nach unten senden. Die Platine 16 ist mit einem Durchführungsloch für den Steuerbolzen 4 versehen, dessen Durchmesser so gewählt ist, daß der Steuerbolzen 4 die Platine 16 nicht berühren kann.
Unter der Platine 16 halten die Nietbolzen 15 mit Abstandshülsen 18 eine obere Führungsplatte 19 mit einer quadratischen Öffnung 20, deren Ecken 21 gerundet sind. Beim Schwenken des Steuerknüppels 2 erfährt der durch die Öffnung 20 hindurchtretende Steuerbolzen 4 einen Anschlag an den Lochkanten, wodurch seine radiale Schwenkbarkeit begrenzt ist.
Von unten ist eine kreisringscheibenförmige Blende 22 mit ihrer Bohrung 23 auf den Steuerbolzen 4 gesteckt. Eine weitere Schraubenfeder 24, die mittelbar an einem den Steuerbolzen 4 durchdringenden Stift 25 abgestützt ist, drückt die Blende 22 gegen die Unterseite der oberen Führungsplatte 19, so daß diese stets plan anliegt. Der Durchmesser der Blende 22 ist etwa doppelt so groß wie die Diagonale der quadratischen Öffnung 20, so daß die Blende 22 diese im gesamten Schwenkbereich stets abdeckt.
Die obere Führungsplatte 19 für die vier lichtempfindlichen Dioden 17 ist mit vier Lichtdurchtrittsöffnungen 26 versehen, die auf einem Kreis in umfangseitig gleichen Abständen angeordnet sind, dessen Mittelpunkt auch der der Öffnung 20 ist und dessen Durchmesser denjenigen der Blende 22 um etwa 10% übersteigt. Dadurch ist gewährleistet, daß die Blende 22 einerseits in Ruhelage des Steuerbolzens 4 keine der Lichtdurchtrittsöffnungen 26 abdeckt und andererseits in bestimmten Schwenklagen des Steuerbolzens 4 auch zwei benachbarte Lichtdurchtrittsöffnungen 26 sicher abgedeckt werden, wobei auch ein Überhub gegeben ist. Der Überhub bezeichnet die radiale Schwenkstrecke zwischen erreichter Abdeckung einerseits und Endanschlag andererseits.
Die Nietbolzen 15 und die Abstandshülsen 18 halten unter der oberen Führungsplatte 19 eine Platine 27, die vier lichtempfindliche Dioden 28 trägt, die so positioniert sind, daß sie jeweils mit einer Leuchtdiode 17 und einer Lichtdurchtrittsöffnung 26 fluchten. Damit sind vier von der Blende 22 gesteuerte Lichtschranken gebildet. In Ruhelage des Steuerbolzens 4 empfangen alle lichtempfindlichen Dioden 28 Licht, welches sie in einen Zustand elektrischer Leitfähigkeit versetzt, der in einer Auswertelogik als Stillstandsbefehl erkannt wird. Insgesamt gibt es neun unterscheidbare Leitfähigkeitskonfigurationen bzw. Richtungsbefehle, die der Spieler am Steuerknüppel 2 hervorrufen kann.
Die obere Führungsplatte 19 und die Blende 22 sind schwarz, wodurch Reflexionen von Fremdlicht zu den lichtempfindlichen Dioden 28 hin stark bedämpft werden. Ein direkter Fremdlichteinfall ist aufgrund der kurzen Lichtstrecken einerseits und der relativ großen schattenwerfenden Flächen der Platinen 16 und 27 sowie der oberen Führungsplatte 19 andererseits nicht möglich.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zeichnet sich durch eine stark kontrastierende Hell-Dunkel-Steuerung der Lichtschranken aus, so daß ein großer Signalhub für die Auswertelogik bereitgestellt wird.
Die Nietbolzen 15 und die Abstandshülsen 18 halten unter der mit den lichtempfindlichen Dioden 28 bestückten Platine 27 eine untere Führungsplatte 29, die ebenfalls mit einer quadratischen Durchbrechung 30 und gerundeten Ecken 31 versehen ist. Diese Ecken 31 sind gegenüber denen 21 der oberen Führungsplatte 19 um einen halben Zentriwinkel, also um 45°, in Umfangsrichtung versetzt.
Auf den Steuerbolzen 4 ist vor Anbringen des Stiftes 25 eine Rolle 32 und ein Stellrad 33 gegen die Druckkraft der Schraubenfeder 24 gesteckt worden. Das Stellrad 33 ist mit zwei radialen Rastausnehmungen 34 und 35 für den Stift 25 versehen, die sich axial verschieden weit nach oben erstrecken. Ist das Stellrad 33 mit seiner kurzen Ausnehmung 34 in den Stift 25 eingerastet, dann wird die Rolle 32 beim Ausschwenken des Steuerbolzens 4 an der Durchbrechungskante der unteren Führungsplatte 29 einen Endanschlag erfahren, so daß der Schwenkbereich eingeengt wird. Dies hat zur Folge, daß der Bereich, den die Blende 22 von der oberen Führungsplatte 19 abdecken kann, nicht ausreicht, um zwei Lichtschranken gleichzeitig zu unterbrechen; wenn die Rolle 32, die umfangsseitig einen Gummimantel 36 trägt, in eine der Lochecken 31 geschwenkt wird, unterbricht sie lediglich eine der Lichtschranken, wobei wieder ein Überhub besteht.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur elektrischen Steuerung eines Bewegungsablaufes in verschiedene Richtungen mit einem Steuerknüppel, der aus einer Ruhelage gegen eine Rückstellfederkraft radial in verschiedene Richtungen bis zu Endstellungen schwenkbar ist, wobei Lichtströme blendengesteuerter, richtungsindividueller Lichtschranken unterbrochen oder durchgelassen werden, insbesondere für Bildschirmspielgeräte, gekennzeichnet durch ortsfeste Lichtschranken (17, 26, 28), die alle von einer einzigen Blende (22) steuerbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuerstange (4b) des Steuerknüppels (2) an der Blende (22) angreift und daß die Lichtschranken (17, 26, 28) im radialen Schwenkbereich der Blende (22) angeordnet sind, wobei der Lichtstrom die Ebene der Blende (22) durchkreuzt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (22) eine kreisringförmige Scheibe ist, durch deren Bohrung (23) die Steuerstange (4b) gesteckt ist, und daß durch einen Durchbruch (9) einer Grundplatte (7) ein Steuerbolzen (4) gesteckt ist, der mit einem Kragen (5) auf einer Seite (6) der Grundplatte (7) aufliegt und der durch eine auf der anderen Seite (14) der Grundplatte (7) und einer auf dem Steuerbolzen (4) festgelegten Sicherungsring (13) axial abgestützten Druckfeder (10) in Ruhelage gehalten wird, wobei der kragenseitige Teil (4a) des Steuerbolzens (4) über der Grundplatte (7) mit einem Handgriff (3) den Steuerknüppel (2) und der buchsenseitige Teil unter der Grundplatte (7) die Steuerstange (4b) bildet.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine von unten auf den Steuerbolzen (4) gesteckte Buchse (11), die von dem Sicherungsring (13) gegen axiales Verschieben nach unten gesichert ist und die die Druckfeder (10), die eine Schraubenfeder ist, teilweise umschließt, wodurch die axiale Beweglichkeit des Steuerbolzens (4) nach oben begrenzt ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch eine an der Grundplatte (7) parallel zu dieser gehaltenen Führungsplatte (19) mit einer vieleckigen Öffnung (20), durch die der hindurchtretende Steuerbolzen (4) eine Begrenzung seiner radialen Schwenkbarkeit erfährt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (22) durch die axial an dem Steuerbolzen (4) abgestützte Feder (24) gegen die Führungsplatte (19) gedrückt wird.
7. Vorrichtung nach Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (20) die Form eines regelmäßigen Vielecks hat, daß der Steuerbolzen (4) in Ruhelage im Mittelpunkt durch die Öffnung (20) tritt und daß Lichtdurchtrittsöffnungen (26) für die Lichtschranken (17, 26, 28) auf einem Kreis in umfangseitig gleichen Abständen angeordnet sind, dessen Mittelpunkt auch der der Öffnung (20) ist, daß die Anzahl der Lichtdurchtrittsöffnungen (26) mit der Anzahl der Ecken (21) des Vielecks übereinstimmt und daß der Radius des Kreises der Lichtdurchtrittsöffnungen (26) etwas größer als der Außendurchmesser der Blende (22) ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 7, gekennzeichnet durch eine in axialer Richtung nach unten versetzt angeordnete weitere Führungsplatte (29) mit Mittelloch (30), deren Lochecken (31) um einen halben Zentriwinkel gegenüber der oberen Führungsplatte (19) umfangseitig versetzt sind, daß ein um den Steuerbolzen (4) drehbares Stellmittel (33) mit zwei Rastausnehmungen (34, 35) vorgesehen ist, das eine axiale Verschiebung eines Anschlages (32) zur Einengung der radialen Schwenkbarkeit auf die Fläche des Mittelloches (30) in der unteren Führungsplatte (29) bewirkt, und daß der Radius zur Lichtdurchtrittsöffnung (26) jeweils durch die Seitenhalbierende des Vielecks der oberen Führungsplatte (19) geht, wobei die Blende (22) im eingeengten Schwenkbereich eine und im nicht eingeengten Schwenkbereich auch zwei benachbarte Lichtschranken gleichzeitig unterbrechen kann.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellmittel (33) ein auf den Steuerbolzen (4) gestecktes, umfangseitig drehbares und axial verschiebbares Stellrad ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerbolzen (4) an seinem unteren Ende von einem Stift (25) durchdrungen ist und daß das Stellrad (33) zwei radiale Rastausnehmungen (34, 35) an seiner Unterseite für den Stift (25) aufweist, die (34, 35) sich axial verschieden weit nach oben erstrecken.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Außenradius der Blende (22) etwas größer als die Diagonale der vieleckigen Öffnung (20) der oberen Führungsplatte (19) ist.
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