DE4115499C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung beschreibt eine Vorrichtung zur Erzeugung und zum gezielten und gesteuerten Ausstoß von Wirbelringen. Diese sollen dabei in Form und Größe variabel gestaltet sein, die Ausstoßrichtung soll steuerbar sein und die Wirbelringe sollen während ihrer Ausbreitung gegebenenfalls durch geeignete Beleuch­ tungsquellen angestrahlt werden.

Vorrichtungen zur Erzeugung von Wirbelringen sind bereits bekannt und z. B. in den Patentpublikationen DE 35 37 856 A1 und DE 37 13 315 A1 beschrieben worden. Die beschriebenen Vorrichtun­ gen weisen jedoch den Nachteil auf, daß sie aufgrund ihres Auf­ baus, insbesondere bei der Verwendung eines Lautsprechers als Kompressionselement, nicht in der Lage sind, besonders scharf abgrenzte und stabile Wirbelringe zu erzeugen. Die Erzeugung solcher, sehr stabilen Wirbelringen ist jedoch eine wichtige Voraussetzung zur Erzeugung völlig neuartiger und vielfältiger Raummuster, wie sie beispielsweise bei Bühnenshows Verwendung finden.

Daher liegt der vorliegenden Anmeldung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung und zum geziel­ ten Ausstoß von Wirbelringen zu schaffen, mit der die Erzeugung interessanter Muster ermöglicht wird, die aus stabilen und scharf abgegrenzten Wirbeln bestehen.

Bei Bühnenshows werden zur Erzielung bestimmter optischer Effekte neben einer komplexen Beleuchtungstechnik häufig auch Gas-, Dampf- oder Raucherzeuger eingesetzt. Dabei erfolgt die Freisetzung der Gase im allgemeinen durch einfaches Ausströmen aus Düsen oder durch eine relativ unkontrollierte Freisetzung aus den gaserzeugenden oder -enthaltenden Behältern. Mit Hilfe von Windmaschinen können die ausgetretenen Gase dann verwirbelt oder zum Teil auch gerichtet bewegt werden.

Bei der unkontrollierten Freisetzung der Gase gibt es dabei keine direkte Verknüpfung des erzielten optischen Effekts mit dem akustischen Musikereignis, wie dies beispielsweise bei einer modulierten Lichtorgel der Fall ist. Hier setzt die vorliegende Erfindung ein, die den Aufbau und die Funktion sowie die Steuerung einer Maschine zum gezielten Gas­ ausstoß, einer "Gasorgel", beschreibt. Mit dem beschriebenen Gerät wird der Gasausstoß präzise gerichtet und mit dem akustischen Ereignis syn­ chronisiert. Der auch in Größe, Form und Ablaufgeschwindigkeit modulier­ bare Gasausstoß erlaubt dabei die Erzeugung vielfältiger, völlig neuar­ tiger optischer Effekte. Durch die Verwendung integrierter Beleuchtungs­ elemente wie Scheinwerfer oder Laser kann die strahlenförmige Ausbrei­ tung der Gase noch besser sichtbar gemacht werden.

Aufbau und Funktion

Die Vorrichtung besteht aus einem zylindrischen oder quaderförmigen druckstabilen Gehäuse, das an der Rückseite durch eine elastische Mem­ bran oder einen eingepaßten, beweglichen Kolben abgedichtet ist. Auf der Vorderseite des Gehäuses, das aus Metall oder einem geeigneten Kunst­ stoff bestehen kann, befinden sich eine oder mehrere Öffnungen zum Austritt der Gase. Größe und Form der Öffnungen können entweder starr vorgegeben oder durch geeignete Vorrichtungen (z. B. Irisblenden oder Schieber) veränderlich gestaltet sein. Die Öffnungen sind im einfachsten Fall kreisrunde Löcher können jedoch auch andere Formen und Gestalten aufweisen (z. B. Tiermotive, geometrische Formen usw.) Bei variablen Öffnungen sind diese gezielt und unter Umständen rhythmisch steuerbar und veränderbar.

Im abgeschlossenen Raum des Gehäuses befindet sich ein Dampf- oder Gaserzeuger, der das Gehäuse mit Gas oder Dampf füllt. Hierzu können alle Vorrichtungen zur Erzeugung von ungefährlichen und untoxischen Gasen und Dämpfen verwendet werden. Im einfachsten Fall wird Wasserdampf durch die starke Erhitzung von Wasser an einer Heizvorrichtung erzeugt. Eine andere Möglichkeit besteht in der Verwendung von Trockeneis zur Erzeugung eines Nebels der in das Gehäuse eingeblasen wird. Weitere Möglichkeiten sind die Erzeugung von Rauch oder Dampf durch einen Ver­ brennungsvorgang. Der Dampf oder die Gase können dabei gegebenenfalls auch farbig und mit geeigneten Geruchsstoffen versetzt werden. Hierdurch lassen sich verbesserte optische Effekte und zusätzlich Geruchseindrücke erzeugen.

Der gezielte Ausstoß des Dampfes oder Gases aus dem Gehäuse wird durch eine kurzzeitige Kompression mit unmittelbar folgender Dilatation des Gasraums bewirkt. Dies kann im einfachsten Fall durch einen Schlag auf die das Gehäuse verschließende Membran ausgelöst werden. Während der Kompression des Gasraums kommt es aufgrund des Überdrucks zu einem Ausstrom des Gases oder des Dampfes aus der Öffnung an der Vorderseite des Gerätes, der bei der unmittelbar folgenden Dilatation wieder ge­ stoppt wird. Durch diesen kurzzeitigen Ausstoß bildet sich entlang des Randes der Öffnung in der Vorderseite des Gerätes ein geschlossener Wirbelring aus, der stabil ist und sich von der Öffnung des Gerätes ablöst. Der Wirbelring - ähnlich den Rauchringen eines Rauchers - bewegt sich nach Ablösung vom Gerät in senkrechter Richtung zur Fläche der Öffnung geradlinig fort. Er ist dabei je nach Intensität und Ablauf der Kompression und Dilatation des Gasraums äußerst stabil und kann sich ohne nennenswerte Störung seiner Form und Größe im Raum fortbewegen.

Kompression und Dilatation des Gasraums können dabei typischerweise sowohl durch die obenbeschriebene Auslenkung einer Membran oder elas­ tischen Gehäusewand als auch durch einen geeignet abgedichteten Kolben bewirkt werden. Die Bewegung des Kolben oder die Auslenkung der Membran erfolgen dabei durch elektromechanische Einheiten z. B. Elektromotor mit Exzenter oder einem geeigneten, elektromagnetisch bewegten Stößel. Alternativ kann hierfür auch eine geeignete Lautsprechereinheit, z. B. ein Tieftöner, verwendet werden. Ein solcher Aufbau nach Art eines Lautsprechers ist besonders günstig, da er eine direkte und einfache Steuerung der Membranauslenkung erlaubt.

Durch die Verwendung von Dampf oder Gasen mit anderen optischen Eigenschaften - Brechungsindex und Farbe - ist der Wirbelring gut sicht­ bar und kann während seiner Bewegung leicht verfolgt werden. Bei der Verwendung geeigneter Blendenformen kann so leicht der Eindruck einer sich bewegenden Figur oder eines Gegenstandes erzeugt werden. Eine geeignete Beleuchtung mit Strahlern oder Lasern kann diesen Eindruck wesentlich verstärken. Daher wird das beschriebene Gerät vorzugsweise mit einer eigenen Beleuchtungsquelle versehen.

Im einfachsten Fall werden dazu an der Vorderseite des Geräts in unmit­ telbarer Nähe zu den Gasaustrittsöffnungen Scheinwerfer angebracht, die entsprechend der Ausbreitungsrichtung der Gaswirbel ausgerichtet sind. Diese Scheinwerfer können sehr vielgestaltig aufgebaut und mit den verschiedensten Leuchtmitteln betrieben werden. Sie sollen möglichst entsprechend dem Aufbau einer Lichtorgel in Farbe, Lichtintensität und Ausrichtung musikabhängig steuer- und modulierbar sein.

Bei einer axialen Anbringung der Beleuchtungsquelle im Inneren des Gasraums kann die Beleuchtung der Gaswirbel durch die Austrittsöffnungen vorgenommen werden. Bei Verwendung eines Lasers oder stark focusierten Lichtstrahls kann dadurch eine exakte Beleuchtung der Gaswirbel während der gesamten Ausbreitung sichergestellt werden, da die Ausbreitungsrich­ tungen von Licht und Gas bzw. Dampf weitgehend identisch sind.

Ein besonderer Schwerpunkt bei den beschriebenen Geräten liegt auf der exakten zeitgenauen Steuerung des wiederholten Gasausstoßes. Da das Gerät typischerweise im Zusammenhang mit Musikdarbietungen betrieben wird, erfolgt die zeitliche, richtungs- und intensitätsabhängige Modula­ tion des Gasausstoßes in geeigneter Weise durch die Frequenz und die Amplitude der Musik. Die Modulation kann sich dabei sowohl auf die Amplitude der Kompression und damit der Geschwindigkeit des Gasausstoßes als auch auf die Frequenz der aufeinanderfolgenden Kompressionen bezie­ hen. Ähnlich wie bei einer Lichtorgel können dadurch Passagen, in denen die Musik besondere Amplituden oder Frequenzen aufweist hervorgehoben und optisch umgesetzt werden. Zeitliche Phasenverschiebung des Gasaus­ stoßes gegenüber dem Musikablauf sind dabei besonders reizvoll. Da sich die Wirbelringe vergleichsweise langsam fortbewegen bleibt der akus­ tische Eindruck einer bestimmten Musikpassage als optischer Eindruck noch nachhaltig und länger andauernd erhalten.

Entsprechende Möglichkeiten der Modulation sollten zusätzlich für die eingebauten Beleuchtungsquellen und für die Richtung des Gasausstoßes vorgesehen werden. Bei der Verwendung von veränderbaren Blenden können diese ebenfalls in geeigneter Weise moduliert und gesteuert werden. Dadurch kann insgesamt die Größe, die Form und die Richtung der ausge­ stoßenen Wirbelringe beeinflußt werden. Eine drehbare Befestigung des Gerätes ermöglicht weiterhin eine schnelle Veränderung der Gasausstoß­ richtung. Dadurch können Eindrücke einer spiralenförmigen oder flächen­ haften Ausbreitung der Wirbelringe hervorgerufen werden. Auch die Erzeugung von sich im Raum bewegenden Figuren oder Motiven ist dadurch möglich.

Als Steuerungsteile werden gebräuchliche elektronische Schaltungen verwendet, die frequenz- oder amplitudenabhängig die Kompression und Dilatition des Gasraums triggern. Bei größeren und komplexeren Anlagen werden die Steuerungselemente zentral zusammengefaßt, um eine einfache Bedienung des Gerätes zu ermöglichen. Zur Erzeugung von komplexeren Mustern des Gasausstoßes und der zugehörigen Beleuchtung ist zusätzlich die Verwendung von programmierbaren, computergestützten Steuerungsein­ heiten notwendig. Sie erlauben die präzise Synchronisation und genaue zeitliche Abfolge von Steuerungsereignissen, wie sie für eine Erzeugung der obenbeschriebenen komplexen optischen Eindrücke notwendig sind.

Die Größe und die Abmessungen der beschriebenen Vorrichtungen kann je nach Verwendungszweck sehr unterschiedlich sein. So sind kleine und in ihrer Steuerung und Art der Gas- oder Dampferzeugung einfache Geräte für den Betrieb in kleinen privaten Räumen, wie Wohnräumen, Partykellern und ähnlichem, vorgesehen. Sie können über eine vorhandene Stereoanlage gesteuert werden.

Größere Geräte sind für einen Einsatz in Vortragssälen, Hörsälen, Konzerthallen, Studios, Diskotheken, Gastwirtschaften und ähnlichen Räumen bestimmt. Sie sollten so ausgelegt sein, daß die ausgestoßenen Wirbelringe ohne Beeinträchtigung den entsprechenden Raum passieren können. Insbesondere bei Bühnenshows werden dabei besonders große und aufwendig gesteuerte Anlagen Verwendung finden. Die ausgestoßenen Wir­ belringe können dabei eine Größe von wenigen Zentimetern bis in den Meterbereich haben.

Besonders geeignete Geräte können auch außerhalb von geschlossenen Räumen z. B. Stadien eingesetzt werden.

Die besondere Bedeutung der Erfindung liegt in der Ausnutzung eines bekannten physikalischen Vorgangs zur Erzielung von vollständig neuen Formen von optischen und gegebenenfalls geruchsabhängigen Effekten für Unterhaltungszwecke.

Claims (9)

1. Verfahren zur Erzeugung und zum gezielten Ausstoß von Wir­ belringen, wobei Dampf, Rauch, Nebel oder Gase in einen druckstabilen Behälter eingebracht, mittels eines Verdränge­ relements komprimiert und dilatiert, und durch eine Blende aus dem Behälter ausgestoßen werden, dadurch gekennzeichnet, daß Kompression und Dilatation kurzzeitig und schlagartig erfolgen.

2. Vorrichtung zur Erzeugung und zum gezielten Ausstoß von Wirbelringen, bestehend aus einem druckfesten Behälter mit einem Dampf-, Rauch-, Nebel- oder Gaserzeuger und einer an einer Seite des Behälters angeordneten Blende sowie einem an der der Blende gegenüberliegenden Seite angeordneten Ver­ drängerelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdrängere­ lement durch einen elektromagnetisch betätigten Stößel angetrieben wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende variabel ausgebildet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende während des Betriebes auswechselbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende als Irisblende ausgebildet und gegebenenfalls mit elektrisch betriebenen, elektronisch steuerbaren Stellvor­ richtungen verstellbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß elektrisch betriebene, elektronisch steu­ erbare Stellvorrichtungen zur beliebigen Veränderung der horizontalen und vertikalen Gasausstoßrichtung vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß elektronisch steuerbare konventionelle Beleuchtungsquellen oder Laser zur Beleuchtung der Wirbel­ ringe in die Vorrichtung integriert sind.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Steuerung des Ausstoßzeitpunkts sowie der Amplitude, der Größe und der Ausstoßrichtung der Gaswir­ bel sowie zur Kontrolle ihrer Beleuchtung konventionelle, zur Steuerung von Beleuchtungsanlagen dienende, durch Musik etc. modulierbare, elektronische Steuerungen vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß programmierbare, computergestützte elek­ tronische Steuerungen Verwendung finden zur Erzeugung neuar­ tiger, komplexer, räumlicher, optischer Wirbeleffekte.