werking van een nokkenschijf
De automaton van Henri Maillardet (rond 1800) werkt met schijven en kan zelfs tekenen

Het nokkenschijvensysteem is een door de Efteling gemoderniseerde versie van een oude techniek om automaten of "automatons" te laten bewegen: automatische, met hulp van een energiebron als elektriciteit, luchtdruk of een opwindbare veer bewegende figuren.

Het systeem met geprofileerde en daarmee geprogrammeerde schijven, de zogenaamde nokkenschijven, zorgt in de Efteling voor de aansturing van animatronics.

Het systeem is al oud en werd ook in de Efteling al vroeg gebruikt, bijvoorbeeld bij de aansturing van de Wolf bij Roodkapje.

Het systeem is verder ontwikkeld en in aangepaste vorm zelfs gepatenteerd na de ontwikkeling van Fata Morgana. Vrijwel ieder bewegend figuur in die attractie wordt met nokkenschijven aangedreven.

Werking

Deze beschrijving is gebaseerd op Fata Morgana, maar gaat in grote lijnen op voor elk nokkenschijvensysteem.

Onder de scènes is een kelder waar frames staan opgesteld met ieder een aantal houten schijven van ongeveer zeventig centimeter doorsnede. Dit wordt de stoel genoemd.

Over de schijven, allemaal anders van vorm, rollen wieltjes die door de grillige vorm dichterbij of verder van de as komen. Aan de wieltjes zit een ijzeren lat met een bowdenkabel (een kabel met een binnenste staalkabel ten opzichte van een holle buitenste behuizing, zoals de remkabel op een fiets) zodat wanneer het wiel over een inkeping van de schijf gaat, er wordt getrokken of geduwd aan de kabel. De kabel is rechtstreeks verbonden met beweegbare onderdelen van de figuren die op ongeveer twee meter boven de stoel staan.

Fragment over de techniek van Fata Morgana

Een rotatie van de schijf duurt doorgaans iets korter dan de tijd die een bootje nodig heeft om één sectie van Fata Morgana door te varen, zodat de figuren steeds even stilvallen en op het juiste moment, bij de volgende boot de figuren weer opnieuw hun programma afdraaien. Het is een relatief goedkoop systeem als je kijkt naar computergestuurde high-tech alternatieven en de figuren hebben een, voor die tijd, realistische beweging.

Patent

Het systeem werkt vrijwel feilloos; een aantal verbeteringen die de Efteling bedacht voor het aloude systeem werden door het park zelfs gepatenteerd onder nummer US4894936. Wie via de verschillende patentregistratiesystemen dit patent opzoekt vindt een keurige beschrijving van het systeem:

System for the simulation of human movements of a puppet as used in a programmable puppet show, which puppet is provided with mutually hingeable parts of the body, in which a number of cam disks to be driven synchronously by a motor are present, each of which can be followed by a roll attached to one end of a lever, while the other end of the lever is connected to a Bowden cable capable of transmitting the movement of the lever to a mechanical construction which can make a part of the body perform a desired movement.

Het patent werd aangevraagd op 23 augustus 1988 en werd toegekend op 23 januari 1990. Het patent vermeldt De Efteling B.V. als eigenaar. De vermelde uitvinders zijn Van Heumen, Marinus J. L.; Kaatsheuvel, Netherlands; Smulders, Hendricus; Kaatsheuvel, Netherlands en Merkx, Antoni N. J.; Drunen, Netherlands.[1]

Het patent is inmiddels verlopen[2], waarschijnlijk wegens het niet meer voldoen aan de betalingsverplichting.[3]

Gebruik in de Efteling

Een stoel vol schijven bij de tweede Kalief in Fata Morgana
Toegepast in Droomvlucht

Nokkenschijven worden in de Efteling tenminste op de volgende plaatsen gebruikt:

Soms worden animatronics geheel of gedeeltelijk aangestuurd met andere technieken, zoals

  • Normale (electro)motor. Beweging wordt m.b.v. een krukas omgezet in een heen-en-weer-beweging of een halve draai, dan wel sinusbeweging. Bijvoorbeeld de hoofden van Hans en Grietje.
  • Servomotoren. Servomotoren zijn elektronisch aan te sturen en kunnen een precies aantal graden draaien. Bijvoorbeeld in de Trollenkoning en de Dierenwereld in Pandadroom.
  • Pneumatisch. Een cilinder met een zuiger wordt onder druk gebracht, waardoor de zuiger uit de cilinder wordt geduwd. Wordt veel gebruikt in bijvoorbeeld het Spookslot en Fata Morgana.
  • Hydraulisch. Vergelijkbaar met pneumatisch, maar dan met een vloeistof (meestal olie) in plaats van lucht. Het is bijzonder verfijnd af te stellen omdat olie niet samenperst, in tegenstelling tot lucht. De techniek is duurder en een stuk meer onderhoudsgevoelig dan pneumatiek. De techniek wordt ingezet bij het stijgen van de Pagode, de takken van de Sprookjesboom, Draak Edna en Draak Lichtgeraakt.