Flipperkast: hoe de speelautomaat met een kogel werkt

In een flipperkast schiet een veer de kogel weg. Als je de knop van de afschieter naar achteren trekt, druk je een veer achter een staaf samen. Als je de knop loslaat, slingert de veer de staaf naar voren en die stuurt de kogel door een smalle baan naar de bovenkant van het speelveld. Hoe verder je de knop trekt, hoe meer je de veer samendrukt en hoe harder de kogel wegschiet.

De helling brengt hem weer omlaag. Het speelveld is niet waterpas: het loopt op van de speler af, bij de huidige kasten meestal 6,5 graden. De zwaartekracht trekt de kogel daardoor steeds naar de onderrand, waar tussen twee flippers een opening wacht. De flippers zijn korte hefbomen die je bedient met knoppen aan de zijkanten van de kast en waarmee je de kogel terug omhoog slaat. Mist de kogel ze, dan valt hij door de opening en is hij uit het spel.

Hoe afschieter en helling de kogel sturen

De afschieter is een staaf met een veer en een kleine knop aan de voorkant van de kast. De kracht van het schot regel je met hoe ver je de knop trekt, dus hoe sterk je de veer samendrukt. Op veel kasten zit bij de bovenrand een doel dat je rechtstreeks met het schot moet raken, en dan telt zelfs een klein beetje meer of minder trekken aan de knop. Is de kogel in het spel, dan heb je de afschieter tot de volgende kogel niet meer nodig. Sommige nieuwere kasten hebben in plaats daarvan een knop die de kogel elektrisch wegschiet.

De helling stelt de exploitant van de kast in, met schroefpootjes onder de kast. Fabrikanten raden ongeveer 6,5 graden van de speler af aan, en zijwaarts moet het speelveld waterpas zijn. Bij een grotere helling rolt de kogel sneller terug en is het spel moeilijker, bij een kleinere is het trager. De helling werkt daarbij tegen de afschieter in: de veer stuurt de kogel omhoog en de zwaartekracht haalt hem weer omlaag. Precies dit principe beschreef Montague Redgrave al in 1871 in zijn octrooi op een tafelspel met een verende afschieter.

Spelers helpen zichzelf ook door zachtjes tegen de kast te duwen en de kogel zo een beetje bij te sturen. Tegen overdreven schudden heeft de kast een tilt, een beveiliging tegen kantelen en schudden. Daarin hangt een kegelvormig gewicht binnen een metalen ring, en als je te hard aan de kast schudt, raakt het gewicht de ring en sluit het een stroomkring. De kast schakelt dan de flippers en andere onderdelen uit, en de kogel rolt recht in de opening onderaan.

Hoe flippers, bumpers en rubberen katapulten werken

Zowel de flippers als de bumpers worden aangedreven door een elektromagneet, die bij de flipperkast spoel heet. Dat is draad die om een holte is gewikkeld waarin een metalen kern kan schuiven. Als er stroom door de spoel loopt, ontstaat een magnetisch veld dat de kern naar binnen trekt. De kern is verbonden met een onderdeel op het speelveld, zodat zijn beweging een slag van een flipper of bumper wordt. Stopt de stroom, dan brengt een veer de kern en het onderdeel terug.

Een flipper is een hefboom van ongeveer 3 tot 7 centimeter lang. Met de knop aan de zijkant van de kast sluit je een schakelaar, stroom loopt door de spoel onder het speelveld en de kern ervan draait de flipper via een stangenmechanisme omhoog. De spoel van de flipper heeft twee wikkelingen, en elk doet ander werk:

• Sterke wikkeling. Die geeft de flipper aan het begin van de beweging een krachtige slag. Er loopt maar kort stroom doorheen; bij langer inschakelen zou de spoel oververhit raken.
• Zwakke wikkeling. Als de flipper zijn bovenste stand bereikt, schakelt een kleine schakelaar eronder, de eindschakelaar, de spoel over op de zwakke wikkeling. Die houdt de flipper alleen nog omhoog zolang je de knop vasthoudt, en wordt veel minder warm. Nieuwere kasten doen dit omschakelen elektronisch, op basis van tijd.
• Veer. Als je de knop loslaat, stopt de stroom en brengt een veer de flipper terug omlaag.

Dankzij de zwakke wikkeling kun je de kogel op de opgeheven flipper tegenhouden en vasthouden en daarna rustig kiezen waar je hem heen stuurt. Richting en snelheid van de slag bepaal je door wanneer je de knop indrukt, want de flipper raakt de kogel dan op een andere plek en onder een andere hoek.

Een bumper, in het Engels pop bumper, is een ronde paal met een kunststof rokje bij het speelveld en een metalen ring erboven. Het rokje hangt een paar millimeter boven het speelveld. Als de kogel over de rand rolt en die omlaag drukt, sluit een pennetje onder het rokje een schakelaar, en die zet de spoel aan. De spoel trekt de metalen ring met een ruk omlaag en die duwt de kogel weg. Dat gebeurt in een fractie van een seconde, zodat het lijkt alsof de kogel vanzelf van de bumper afketst.

Boven de flippers staan aan beide kanten twee driehoekige, met rubber bespannen bumpers, die katapulten heten. Achter het rubber zitten schakelaars. Als de kogel tegen het rubber botst, zet een schakelaar de spoel aan en schopt een hendeltje achter het rubber de kogel schuin omhoog, naar de andere kant van het speelveld. Oudere passieve bumpers schieten de kogel niet weg; ze laten hem alleen afketsen als een vast obstakel.

Elke treffer wordt geregistreerd door een schakelaar en de kast telt punten op. Oude kasten deden dat met relais en draaiende cijferrollen, sinds de jaren 70 van de twintigste eeuw doen chips en displays dat.

Hoe de flipperkast uit tafelbagatelle ontstond

De voorloper van de flipperkast is bagatelle, een tafelspel waarvan de oorsprong aan Frankrijk wordt toegeschreven. Het werd gespeeld op een licht hellende houten tafel met gaten aan het verste uiteinde. De speler stootte ballen met een keu, en pinnen die op de plank waren vastgezet, kaatsten ze naar gaten met punten. Naar die pinnen, in het Engels pins, kreeg het spel later zijn Engelse naam pinball.

De beslissende verandering kwam van Montague Redgrave, een Engelsman die zich in het Amerikaanse Cincinnati had gevestigd. In 1871 kreeg hij octrooi op een bagatelle waarin niet een keu maar een verende afschieter de bal wegschiet, zoals flipperkasten die nog altijd hebben. Zijn tafeltjes waren kleiner, hadden belletjes die bij een treffer rinkelden en gekleurde glazen knikkers.

In de jaren 30 van de twintigste eeuw werd bagatelle een muntautomaat. De eerste grote successen kwamen in 1931 en 1932: kleine toonbankautomaten met het speelveld onder glas, volledig mechanisch en zonder flippers. Na het schot viel de kogel alleen tussen de pinnen door tot hij in een van de gaten belandde. De speler beïnvloedde hem alleen met de kracht van het schot en een duw tegen de kast.

Elektriciteit deed in 1933 haar intrede in de flipperkast. Het eerste elektrische onderdeel was een spoel die de kogel uit een gat terug het spel in wierp. In hetzelfde jaar verscheen ook de tilt. Eerst was dat een kogeltje op een voetstuk dat bij schudden viel, en iets later werd het vervangen door een gewicht in een ring, zoals kasten dat nog altijd hebben.

Door een elektromagneet aangedreven flippers kwamen in 1947. Sommige kasten hadden al eerder mechanische, met de hand bediende hefbomen, maar pas de elektrische flippers hielden de kogel veel langer in het spel. De eerste kast met elektromagnetisch aangedreven flippers had er zes, over het hele speelveld verdeeld, omdat ze zwak waren en de kogel niet van de onderrand helemaal naar boven konden krijgen. Een jaar later verscheen een kast met maar twee flippers aan de onderrand, en begin jaren 50 werd het paar flippers boven de opening onderaan de standaard. In veel talen kreeg de hele automaat zijn naam naar de flippers en heet hij flipper.

In de jaren 70 vervingen microprocessors en digitale displays de relais en mechanische puntentellers. Het principe van het spel veranderde echter niet: een veer of een knop schiet de kogel weg, de helling brengt hem omlaag en de flippers en bumpers sturen hem terug.

Wat je van de flipperkast terugvindt op houten mechanische modellen

De flipperkast berust op drie eenvoudige dingen: een veer die kracht opslaat, een hefboom die de richting en lengte van een beweging verandert, en een hellend vlak waarover de kogel vanzelf rolt. Dezelfde principes kun je ook terugvinden op houten mechanische modellen. Welke daarvan jouw model gebruikt, lees je in de handleiding en zie je op de afbeeldingen, want elk model is anders gebouwd. Let bij het bekijken op deze plekken:

• Veer of elastiekje. Kijk of het model iets aandrijft met opgeslagen kracht, bijvoorbeeld een samengedrukte veer of een uitgerekt elastiekje, net als de afschieter van een flipperkast. Hoe meer je hem samendrukt of uitrekt, hoe meer kracht hij opslaat en hoe heftiger de beweging op gang komt. Hoe ver je hem spant, staat in de handleiding; houd je daaraan.
• De hefboom en zijn as. Zoek het punt waar de hefboom om draait. Als je de hefboom dicht bij de as duwt, wordt een korte beweging aan het verre uiteinde een langere en snellere, maar daar heb je wel meer kracht voor nodig. Let op of de hefboom vrij beweegt en terugkeert naar zijn beginstand. Als hij aanloopt, vind je hoe je de wrijving opspoort in het artikel Mechanisme loopt vast: de wrijving vinden en verhelpen.
• De helling van de baan. Op een knikkerbaan doet de helling hetzelfde als het speelveld van een flipperkast: de zwaartekracht trekt de knikker omlaag, een steiler stuk versnelt hem en een vlakker stuk remt hem af. De helling ligt vast in de handleiding, dus je verstelt hem niet, je vergelijkt alleen of de onderdelen zitten zoals de handleiding laat zien. Als de knikker op de baan stopt of eruit valt, helpt het artikel Knikkerbaan: waarom de knikker stopt of eruit valt je verder.

Bij een echte kast merk je dit allemaal ook zonder iets uit elkaar te halen. De kogel gaat na het schot langzamer naarmate hij hoger komt, en bij de bovenrand keert hij om naar beneden. Een bumper duwt hem weg op het moment dat hij over het rokje rolt. En als je de knop van een flipper ingedrukt houdt, blijft de flipper omhoog, zodat je de kogel erop kunt tegenhouden en de volgende richting kunt kiezen.

Veelgestelde vragen