DE3718003C2 - - Google Patents

Description

Wenn Druckwellen oder pulsierende Strömungen auf vornehm­ lich runde Öffnungen stoßen, können Wirbelringe entstehen. Die Größe der Wirbelringe hängt stark vom Durchmesser der Austrittsöffnung ab; die Ausbreitungsrichtung der Wirbelringe verläuft parallel zur Flächennormalen der Austrittsöffnung.

Die Erfindung befaßt sich mit Vorrichtungen, mit Hilfe derer die Ausbreitungsrichtung und Größe von Wirbelringen, vorzugsweise durch Signalgeber gesteuert, verändert werden kann, indem die Austrittsöffnung geschwenkt und in ihrem Durch­ messer variiert wird.

Wirbelringe können, da sie sich durch ihre anmutige inter­ essante Form und Bewegung ferner durch ihre erstaunlich hohe Eigenstabilität auszeichnen, zumindest in der Unter­ haltungs- und Werbebranche mit Erfolg eingesetzt werden. Die Wirkung der Wirbelringe auf die Beobachter kann dadurch erheblich gesteigert werden, daß sie gezielt wahlweise in bestimmte Richtungen, z. B. auf die Beobachter selbst ge­ schossen werden; und/oder daß sie in ihrer Größe ver­ ändert werden.

Derzeit bekannte: "Wirbelring - Generatoren" (beschrieben in: Westphal "Physik", 1970, 25./26. Aufl., S. 161; und in der Deutschen Offenlegungsschrift 35 37 856) sind aus­ schließlich mit starr an das Gehäuse gekoppelte Austritts­ öffnungen mit konstanten Durchmessern versehen.

Durch die starre Kopplung der Austrittsblende an das Wirbel­ ringgenerator-Gehäuse bedingt, kann die Ausbreitungsrichtung der Wirbelringe nur dadurch geändert werden, daß der komplette Wirbelringgenerator geschwenkt wird.

Dies erfordert einen, der Größe des Wirbelringgenerators entsprechend, umständlichen, kräfteaufwendigen und dadurch teuren Lagerungs- und Antriebsmechanismus.

Bedingt durch den festen Durchmesser der Austrittsöffnung können Wirbelringe lediglich über kleine Bereiche ihrer Größe variiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art derart weiterzu­ entwickeln, daß sie bei einfachem Aufbau eine vielseitigere Erzeugung von Wirbelringen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des An­ spruchs 1 gelöst.

Durch die bewegliche Kopplung der Austrittsblende an den Wirbelringgenerator kann die Flugrichtung der Wirbelringe variiert werden, ohne den gesamten Wirbelringgenerator be­ wegen zu müssen.

Da die Masse der beweglichen Teile (Blende) im Verhältnis zum Wirbelringgenerator sehr klein ist, läßt sich die Ausbreitungs­ richtung der Wirbelringe in sehr kurzen Zeiten verändern. Dies ist besonders in der Unterhaltungsbranche von Vorteil, da hier Wirbelringe in rascher Folge (im Rhythmus der Musik in Discotheken) hergestellt werden können und deren Ausbreitungs­ richtung durch die Erfindung nun auch im gleichen Rhythmus variiert werden kann. Dadurch wird eine äußerst interessante Kopplung von Lightshow mit Wirbelringen ermöglicht, da diese im Rhythmus in gewünschte Raumteile fliegen und dort Licht- und Laserstrahlen sichtbar machen bzw. durch Licht und Laserstrahlen sichtbar gemacht werden.

Die Durchmesserveränderung der Austrittsöffnung ermöglicht es mit nur einem Wirbelringgenerator sämtliche Größen von Wirbelringen bis zu einer durch den Generator bedingten Maxi­ malgröße zu produzieren. Ferner kann die Austritts­ öffnung geschlossen werden, so daß in Zeiträumen, in denen keine Wirbelringe erzeugt werden, kein unerwünschter Nebel o. ä. aus dem Behälter austreten kann.

Weitere Einzelheiten sind den Abbildungen und deren Beschreibungen zu entnehmen. Hierbei zeigt

Abb. 1 einen Wirbelringgenerator mit schwenkbarer Aus­ trittsblende,

Abb. 2 ein mögliches Prinzip der Lagerung und Ansteue­ rung einer kippbaren Austrittsblende,

Abb. 3 Kugelgelenklagerung der Austrittsblende,

Abb. 4 kardanische Aufhängung der Austrittsblende, die als Irisblende mit Elektro-Antrieb dar­ gestellt ist.

Abb. 1 zeigt einen kompletten Wirbelringgenerator mit Antriebsaggregat (1) (hier Lautsprecher) und kegelförmi­ gem Behälter (3), welcher durch einen flexiblen Adapter (34) beweglich und gasdicht mit der Austrittsblende (4) verbunden ist. Der flexible Adapter (34) kann als Balgen, flexibler Schlauch, flexible Randeinspannung o. ä. ausge­ bildet sein.

Der Lautsprecher (1) erzeugt Druckwellen, die sich in dem Behälter (5) ausbreiten, zur Austrittsblende (4) gelangen und an deren Austrittsöffnung ringförmig verwirbeln. Durch den deformierbaren Adapter (34) ist es möglich die Austrittsblende (4) verschieden auszurichten, wodurch die Wirbelringe in verschiedene Richtungen davonfliegen.

Eine Möglichkeit der Lagerung und Ansteuerung der Austritts­ blende (4) mit Austrittsöffnung (4 A) ist in Abb. 2 dargestellt. Die Zugfedern (41 F), (42 F), üben auf die in den drei Punkten (40), (41), (42) gelagerte Austrittsblende (4) eine zum Behälter (3) hin gerichtete Kraft aus.

Die drei Achsen (40 n), (41 n), 42 n) sind an ihren oberen Enden zu Kugeln (40 K), (41 K), (42 K) ausgebildet, die paß­ genau in hohlkugelförmige Mulden (40 H), (41 H), (42 H) der Austrittsblende (4) eingreifen (siehe Abb. 3).

Die Stange (40 n) ist an ihrem unteren Ende mit dem Behälter (3) starr verbunden. Die Stangen (41 m, 41 n) und (42 m, 42 n) bestehen jeweils aus zwei Komponenten, im oberen Teil (41 n), (42 n) aus einem nicht magnetisierbaren Material und im unteren Teil (41 m), (42 m) aus einem magnetisier­ baren Material. Wird der Elektromagnet (M 1) mit Strom durchflossen, so zieht er den magnetisierbaren Teil der Stange (41 m) der Stärke des Stromes entsprechend tief in sich hinein und bewirkt damit eine Kippbewegung der Blende (4) um eine gedachte Achse entlang der Punkte (40), (42). Genauso wird die Blende (4) um die gedachte Achse entlang der Punkte (40), (41) gekippt, wenn der untere Stangenteil (42 m) in den stromdurchflossenen Elektromagnet (M 2) ge­ zogen wird.

Die Elektromagnete können auch durch Schrittmotore er­ setzt werden, wodurch zwar eine langsamere aber dafür exaktere Blendensteuerung ermöglicht wird.

Ein pneumatischer Antrieb an Stelle des Elektrischen ermöglicht eine exakte und sehr schnelle Blendensteu­ erung, die jedoch einen erheblich höheren Kostenauf­ wand erfordert.

Die Ansteuerung der elektrischen bzw. pneumatischen Antriebe erfolgt über eine hier nicht dargestellte (mehrkanalige) regelbare Stromversorgung. Diese Steuer­ anlage (Signalgeber) kann ferner extern triggerbar (z. B. durch Musiksignale) ausgelegt sein, so daß sie auto­ matisch (z. B. Mikroprozessor - gesteuert) bestimmte Blendenstellungen einregelt.

Die Blende (4) ist an der gestrichelten Linie (4 V) über den flexiblen Adapter (34) mit dem Behälter (3) verbunden.

Eine weitere in Abb. 4 dargestellte Möglichkeit, die Aus­ trittsblende (4) räumlich zu steuern, besteht darin, diese kardanisch aufzuhängen und mit zwei Schrittmotoren (M 1), (M 2) anzutreiben.

Die Stromversorgung erfolgt wie oben. Ferner wird in Abb. 4 die Austrittsblende (4) als (handelsübliche) Irisblende mit einer Austrittsöffnung (4 A), beweglichen Blendenlamellen (4 L) und einem festen Blendenrand (4 R) dargestellt. Der Antrieb zur Durch­ messersteuerung der Austrittsöffnung (4 A) erfolgt über einen Schrittmotor (M 3), der durch einen, ähnlich dem oben beschriebenen, Signalgeber versorgt wird. Die Irisblende wird am Blendenrand (4 R) mit dem Wirbel­ generator gasdicht und möglicherweise beweglich ge­ koppelt.

Claims (12)

1. Vorrichtung zur vorzugsweise durch Signalgeber gesteuerten Erzeugung von Wirbelringen unter Verwendung eines mit einer Austrittsblende versehenen Behälters, der mit einem mit sichtbaren Stoffen angereicherten Gas gefüllt ist, wobei die Wirbelringe durch Druckwellen, die sich inner­ halb des Behälters ausbreiten, hervorgerufen werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Änderung von Größe und Ausbreitungsrichtung der Wirbelringe der Durchmesser der Austrittsöffnung (4 A) der Blende (4) variierbar ist und die Austrittsblende (4) beweglich und gasdicht an den Behälter (3) gekoppelt ist.

2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche und gasdichte Kopplung der Austritts­ blende (4) an den Behälter (3) über einen flexiblen Adapter (34) ermöglicht wird.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsblende (4) in drei Punkten (40), (41), (42) gelagert ist, wobei mindestens einer dieser Punkte als Angriffspunkt für die Steuerung einer Kippbewegung der Austrittsblende (4) dient.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Austrittsblende (4) in den drei Punkten (40), (41), (42) durch Kugelgelenke erfolgt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsblende (4) über den bzw. die Lager­ punkte (40), (41), (42) mittels Elektroantriebe (M 1), (M 2) gekippt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippbewegung der Austrittsblende (4) durch ein elektro-magnetisch angetriebenes Gestänge, das in den Punkten (40), (41), (42) kraftschlüssig in die Austrittsblende (4) eingreift, bewirkt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Austrittsblende (4) kardanisch aufgehängt ist, und mittels zweier elektrischer Antriebe (M 1), (M 2) um zwei Achsen schwenkbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die Variation des Durchmessers der Austrittsöffnung (4 A) über einen elektrischen Antrieb gesteuert wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der (die) elektrische(n) Antrieb(e) durch einen (mehrere) pneumatische(n) Antrieb(e) ersetzt ist (sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 7, 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen bzw. pneumatischen Antriebe für die Schwenkbewegung der Austrittsblende (4) und für die Durchmesservariation der Austrittsöffnung (4 A) von ge­ meinsamen oder getrennten Signalgebern angesteuert werden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeber programmierbar ausgelegt sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalgeber von externen Signalen (z. B. Musik) getriggert werden.