DE3837732C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Farbwechsler­ anordnung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Es ist ein Scheinwerfer mit mehreren Lichtquellen bekannt, denen Farb­ filter zugeordnet sind, wobei eine Verschlußanordnung dazu dient, Licht verschiedener Grundfarben in einem gemeinsa­ men Ausgangslichtbündel so zu kombinieren, daß das Licht­ bündel die gewünschte Farbe aufweist. Bei einem bestimmten Typ von Scheinwerfer wird das von einer einzigen Licht­ quelle abgegebene Licht mittels dikroitischer Farbfilter­ plättchen gefiltert, wobei von drei oder vier Farbfilter­ plättchen eine beliebige Anzahl in den Strahlengang des Lichts zwischen Lichtquelle und Linse des Scheinwerfers gebracht werden kann. Die Verwendung von dikroitischen Farbfilterplättchen in einem Scheinwerfer ist z. B. aus dem DE-GM 86 26 526 bekannt.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich speziell auf den letztgenannten Typ von Scheinwerfern. Bei diesen Schein­ werfern besteht das Problem, die gewünschte Kombination von Farbfilterplättchen in den Strahlengang des Lichts zu bringen bzw. aus dem Strahlengang herauszubewegen. Grund­ sätzlich ist es denkbar, mit Hilfe von Elektromotoren die Farbfilterplättchen zu bewegen. Ein spezielles Problem bei der Betätigung des Farbwechslers mit Elektromotoren oder Elektromagneten ist die Wärmebelastung; denn zusätzlich zu der ohnehin in einem Scheinwerfergehäuse anfallenden Wärme­ menge kommt dann die Wärmeentwicklung aufgrund der Spulen der Elektromotoren oder der Elektromagneten.

Die FR-PS 11 87 691 zeigt einen Scheinwerfer der eingangs genannten Art. Die Drehvorrichtung ist hierbei für jede Farbfilterplatte als Hebel ausgebildet, an dessen einem Ende sich die Farbfilterplatte befindet, während das andere Ende elektromagnetisch betätigt wird. Sämtliche Drehvorrich­ tungen für die einzelnen Farbfilterplatten sind auf einer gemeinsamen Drehachse angeordnet. Das Positionieren der einzelnen Farbfilterplatten im Strahlengang der Lichtquelle geschieht mit Hilfe mechanischer Anschlagmittel.

Aus der DE-AS 22 63 689 ist eine Farbwechslereinrichtung für Scheinwerfer bekannt, bei der in einem Gehäuse zwei Farbscheibenträger mit jeweils über den Umfang verteilt angeordneten Farbscheiben mittels eines Schwenklagers gelagert sind. Jeweils eine Farbscheibe jedes Farbscheiben­ trägers läßt sich in einer Lichtdurchtrittsöffnung des zusätzlich zu dem Scheinwerfergehäuse ausgebildeten Gehäuses für die Farbscheibenträger mittels eines Schwenklagers positionieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Farbwechsleranordnung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß bei kompakter Bauweise ein exaktes und rasches Posi­ tionieren der einzelnen Farbfilterplatten im Strahlengang der Lichtquelle möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeich­ nungsteil des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen.

Die Elektromagnete können dabei mit impulsförmigem Strom gespeist werden, wobei die Polarität so gewählt ist, daß sich der zugehörige Drehteller durch anziehende und/oder abstoßende Wirkung zwischen den Permamentmagneten und den Elektromagneten in die eine oder die andere Richtung be­ wegt. Der Drehteller wird erfindungsgemäß also ähnlich wie ein Schrittmotor betätigt.

Durch die Möglichkeit der impulsförmigen Ansteuerung wird nur eine geringe thermische Belastung durch den Farbwechs­ ler bewirkt. Hat der oder haben die Drehteller einmal die gewünschte Position vor oder neben der Lichtdurchtritts­ öffnung eingenommen, bleiben sie in ihrer Ruhelage, wobei diese Ruhelage entweder durch ausschließlich Permamentmag­ nete am Drehteller einerseits und an der Trägerplatte andererseits definiert wird, oder aber durch Permamentmag­ nete am Drehteller und durch die Elektromagnetanordnung an der Trägerplatte. Der Haltestrom für die Elektromagnete ist sehr gering.

Wenn in einer Ausgestaltung der Erfindung der Umfangsab­ stand der Elektromagnete etwas weniger als der Umfangsab­ stand zwischen zwei benachbarten Permanentmagneten beträgt, wird eine Ruhelage des Drehtellers dadurch definiert, daß sich die Elektromagnete zwischen dem ersten und dem zwei­ ten Permamentmagneten am Drehteller befinden. Eine andere Ruhelage wird dadurch definiert, daß sich die beiden Elektromagnete zwischen dem zweiten und dem dritten Per­ mamentmagneten befinden.

In einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung sind an der Trägerplatte Bremsmagneten angeordnet, die mit an dem Drehteller befindlichen Permamentmagneten als magnetische Anschläge zusammenwirken. Man kann zwar noch mechanische Anschläge an der Trägerplatte und an dem Drehteller vor­ sehen, diese dienen jedoch nur als zusätzliche Sicherung.

Das Abbremsen und Halten jedes Drehtellers in einer der beiden vorbestimmten Positionen geschieht durch die genann­ ten Bremsmagnete, wobei es sich vorzugsweise um Permanent­ magnete (Dauermagnete) handelt, die auf der Unterseite jedes Drehtellers einerseits und an der den Drehtellern zugewandten Seite der Trägerplatte angeordnet sind.

Wenn ein Drehteller bewegt wird, indem Stromimpulse in die Elektromagnete eingespeist werden, wird der Drehteller zunächst beschleunigt und läuft dann - nach Verschwinden der Antriebsimpulse - aufgrund eigener Trägheit weiter. Wenn sich die einander zugeordneten, als Anschläge fungie­ renden, abstoßenden Magnete annähern, wird der Drehteller abgebremst und bleibt dann in einer definierten Ruhestel­ lung stehen. Hierdurch wird ein rasches und häufiges Wechseln der jeweiligen Farbfilterplatten ermöglicht, ohne daß dabei störende Geräusche entstehen, wie es bei Verwendung von mechanischen Anschlägen der Fall ist.

Die Drehteller sind vorzugsweise als halbkreisförmige Platten ausgebildet, an denen zusätzliche mechanische Anschläge vorhanden sein können. Form und Größe der Platten sind auf die von der Platte getragenen Teile, als Permanent­ magnete, mechanische Anschläge und Farbfilterplatte, derart abgestimmt, daß sich der Schwerpunkt des mit allen Teilen bestückten Drehtellers möglichst genau mit der Schwenkachse des Drehtellers deckt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine mit einem Drehteller bestückte Trägerplatte eine Farbwechsleranordnung,

Fig. 2 eine Ansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 eine schematische Längsschnittansicht eines Scheinwerfers für mehrfarbiges Licht mit einer eingebauten Farbwechsleranordnung.

Es sei zunächst Bezug genommen auf Fig. 3, wo die wesent­ lichen Bestandteile eines Scheinwerfers für mehrfarbiges Licht dargestellt sind.

Ein Scheinwerfer 1 besitzt ein Scheinwerfergehäuse 2, dessen Mantel aus zwei Leichtmetall-Stranggußelementen gleichen Quer­ schnitts zusammengesetzt ist.

In eine Stirnseite des Gehäusemantels ist ein stirnseiti­ ger Deckel 4 als Halterung für eine Lichtquelle 3 einge­ lassen.

In einigem Abstand von der Lichtquelle 3 ist im Inneren des Scheinwerfergehäuses 2 eine Blende 5 mit einer Blendenöffnung 6 angeordnet.

In einigem Abstand von der Blende 5 ist in dem Scheinwerfergehäuse 2 eine Trägerplatte 7 mit einer Mittelöffnung als Licht­ durchtrittsöffnung 8 montiert. Auf der der Licht­ quelle 3 abgewandten Seite trägt die Trägerplatte 7 über den Umfang verteilt insgesamt vier Drehteller 10, von denen jeder eine dikroitische Farbfilterplatte 11 haltert, die derart verschwenkbar ist, daß sie ent­ weder in oder neben dem aus der Lichtdurchtrittsöff­ nung 8 austretenden Lichtstrahl liegt. Am Ende des Scheinwerfergehäuses 2 trägt eine Fassung 9 eine Linse L.

In Fig. 3 sind zwei Drehteller 10a und 10b mit daran gehalterten dikroitischen Farbfilterplatten 11a bzw. 11b dargestellt. Die Farbfilterplatten 11a und 11b dienen zum Erzeugen von Licht verschiedener Farbe.

Zusammen mit einer oder zwei weiteren dikroitischen Farbfilterplatten bieten sie die Möglichkeit, sechs (bei drei Farbfiltern) bzw. vierzehn (bei vier Farb­ filtern) verschiedene Farben zu erzeugen.

In Fig. 1 ist die Trägerplatte 7 mit der Lichtdurch­ trittsöffnung 8 im Grundriß dargestellt. Die Träger­ platte nimmt insgesamt vier Drehteller 10 auf, wo­ bei zur Vereinfachung der Darstellung jedoch ledig­ lich ein Drehteller 10 gezeigt ist. Die rechts unten bzw. rechts oben in Fig. 1 dargestellten Elemente sind jeweils in jeder der vier Ecken der Träger­ platte 7 angeordnet, wobei lediglich die dikroitischen Farbfilterplatten 11 verschiedene Höhe bezüglich der Trägerplatte 7 besitzen, damit sie sich überlappen können, wie es in Fig. 3 angedeutet ist.

In einer Bohrung 30 der Trägerplatte 7 sitzt ein Schwenklager 24 mit einer Drehachse A. An dem Schwenk­ lager 24 ist der Drehteller 10 gehaltert. Der Drehtel­ ler 10 besteht aus einer etwa halbkreisförmigen Scheibe aus nichtmagnetischem Material. An der halbkreisförmi­ gen Scheibe sind zwei Laschen 12 ausgebildet, an denen die dikroitische Farbfilterplatte 11 befestigt ist. Am Außenumfang des Drehtellers 10 befinden sich zwei ra­ dial abstehende Anschläge 13a und 13b, die als Not­ anschläge dienen und gegebenenfalls an einen stiftförmigen Gegenanschlag 14 anschlagen, der von der Trägerplatte 7 nach oben ab­ steht.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, sind in die Trägerplatte 7 zwei kleine Elektromagnete 16 und 17 eingelassen. Von der Unterseite des Drehtellers 10 ragen drei Per­ manentmagnete 20, 21 und 22 nach unten in Richtung auf die Trägerplatte 7, wobei die Permanentmagnete einen geringen Abstand gegenüber den Elektromagneten 16 und 17 aufweisen.

Wie in Fig. 1 angedeutet ist, ist der Abstand der bei­ den Elektromagnete 16 und 17 etwas geringer als der Abstand der beiden benachbarten Permanentmagnete 21 und 22. Diese geometrischen Verhältnisse liegen auch dann vor, wenn der Drehteller 10 mit der Farb­ filterplatte 11 um etwa 60° in Fig. 1 nach rechts verschwenkt ist, wobei dann die Elektromagnete 16 und 17 zwischen den Permanentmagneten 21 und 20 liegen.

An der Trägerplatte 7 sind für jeden Drehteller 10 zwei mit quadratischem Grundriß dargestellte, als Per­ manentmagnete ausgebildete Bremsmagnete 18 und 19 ange­ bracht, die zusammen mit den beiden äußeren Permamentmag­ neten 20 und 22 am Drehteller 10 als Anschlagelemente dienen.

Wenn der Drehteller 10 in Fig. 1 durch Verschenken weggeschwenkt werden soll, werden die Elektromagne­ te 16 und 17 mit Stromimpulsen gespeist, wobei die Polarität der Impulse so auf die Polarität der Per­ manentmagnete 21 und 22 abgestimmt ist, daß sich der Elektromagnet 16 und der Permanentmagnet 22 abstoßen, während sich der Elektromagnet 17 und der Permanentmagnet 21 anziehen. Dadurch erhält der Drehteller 10 einen Impuls, infolgedessen er im Uhrzeigersinn verschwenkt wird und die Lichtdurch­ trittsöffnung 8 freigibt. Der Impuls ist nur von kurzer Dauer und so bemessen, daß der Drehteller 10 mit Sicherheit seine in Fig. 1 dargestellte erste Stellung verläßt und in seine zweite Stellung gelangt, in der die dikroitische Farbfilterplatte 11 am rechten Rand der Trägerplatte 7 angeordnet ist. Nach der anfänglichen Beschleunigung des Dreh­ tellers 10 bewegt sich dieser aufgrund der ihm eigenen Trägheit weiter. Wenn der Permanentmagnet 22 in die Nähe des Bremsmagneten 19 an der Träger­ platte 7 gelangt, wird der Drehteller 10 durch magnetische Abstoßung zwischen den Magneten 19 und 22 gebremst. Die Stärke der Permanentmagnete, die Stärke der in die Elektromagnete eingespeisten Stromimpulse und die Massenträgheit sowie die Rei­ bung des Schwenklagers 24 sind derart aufeinander abgestimmt, daß der Drehteller jeweils die gewünsch­ te Stellung einnimmt, ohne daß es jedoch zu einer mechanischen Berührung zwischen Teilen des Dreh­ tellers und Teilen der Trägerplatte 7 kommt.

Beim Zurückschwenken in die in Fig. 1 dargestellte Stellung werden die Elektromagnete 16 und 17 derart mit Impulsen angesteuert, daß sich durch Abstoßung und Anziehung gegenüber den Permanentmagneten 21 und 20 der Drehteller 10 im Gegenuhrzeigersinn bewegt.

Die in Fig. 1 dargestellte erste Stellung des Drehtellers 10 wird definiert durch eine magneti­ sche Kraft zwischen den Elektromagneten 16 und 17 einerseits und den beiden Permanentmagneten 21 und 22 andererseits. Hierzu ist ein nur sehr geringer Haltestrom ausreichend, der in die Spulen der Elektromagnete 16 und 17 eingespeist wird. Da­ bei entsteht kaum nennenswerte Wärme in den Spulen und mithin innerhalb des Scheinwerfergehäuses.

In einer abgewandelten Ausführungsform der Erfin­ dung kann auch auf den Ruhestrom zum Halten des Drehtellers 10 in einer definierten Lage verzich­ tet werden. In diesem Fall sind auf der Unter­ seite des Drehtellers 10 und auf der Oberseite der Trägerplatte 7 in geeigneter geometrischer Konfiguration Permanentmagnete angeordnet, die den Drehteller 10 in der gewünschten Lage halten. Diese Permanentmagnete können gleichzeitig als Brems- und Anschlagmagnete dienen. In einer solchen Ausführungsform weicht die Lage der Brems­ magnete 18 und 19 von der in Fig. 1 dar­ gestellten Stellung ab. Es kann zusätzlich zu den Permanentmagneten 20, 21 und 22 ein zusätzli­ cher Permanentmagnet am Drehteller vorhanden sein und mit einem zusätzlichen Permanentmagneten an der Trägerplatte 7 zusammenwirken.

Die Trägerplatte 7 dient zur Aufnahme von vier Drehtellern. Je nach Anwendungsfall kann die Trägerplatte 7 aber auch nur mit drei Drehtellern (und drei dikroitischen Farbfiltern) bestückt sein.

Claims (6)

1. Farbwechsleranordnung für mehrfarbiges Licht in einem Scheinwerfer, der ein Scheinwerfergehäuse (2), eine Lichtquelle (3), und einen in dem Scheinwerfergehäuse (2) untergebrachten, elektro­ mechanisch betätigten Farbwechsler mit dikroiti­ schen Farbfilterplatten (11) aufweißt, die jeweils von einer magnetisch betätigten Drehvorrichtung getragen werden, die zwei definierte Stellungen einzunehmen vermag, wobei die zugehörige Farbfilterplatte in der einen Stellung außerhalb und in der anderen Stellung innerhalb des Strahlengangs von der Lichtquelle (3) liegt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) in einer Trägerplatte (7) ist eine den Strahlengang definierende Lichtdurchtrittsöffnung (8) ausge­ bildet, um die herum mehrere Schwenklager (24) verteilt angeordnet sind,
• b) jeweils in gleichem vorbestimmten Abstand von jedem Schwenklager (24) sind zwei Elektro­ magnete (16, 17) in der Trägerplatte (7) aufge­ nommen,
• c) jedes Schwenklager (24) lagert einen Drehteller (10), und an jedem Drehteller ist eine dikroitische Farbfilterplatte (11) gehaltert,
• d) jeder Drehteller (10) trägt eine Permanentmagnet­ anordnung (20-22), bestehend aus mit vorbestimmtem Abstand von der Drehachse (A) des Schwenklagers (24) gelagerten drei Permanentmagneten (20, 21, 22).

2. Farbwechsleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangsab­ stand der Elektromagnete (16, 17) etwas kleiner ist als der Umfangsabstand zwischen zwei benachbarten Permanent­ magneten (20, 21, 22).

3. Farbwechsleranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Träger (7) Bremsmagnete (18, 19) angeordnet sind, die mit an dem Drehteller befindlichen Permanentmagneten als magnetische Anschläge arbeiten.

4. Farbwechsleranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brems­ magnete (18, 19) Permamentmagnete sind, die durch magnetische Abstoßung gegenüber dem Permanentmagneten (20, 21, 22) am Drehteller (10) als Anschläge fungieren.

5. Farbwechsleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dreh­ teller (10) als etwa halbkreisförmige Platte ausge­ bildet ist, die mechanische Anschläge (13a, 13b) aufweißt, denen ein Gegenanschlag (14) auf der Träger­ platte (7) gegenüberliegt.

6. Farbwechsleranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektro­ magentenanordnung (16, 17) durch Stromimpulse ange­ steuert wird, so daß sich der Drehteller (10) in die gewünschte Stellung bewegt.