DE9302721U1

DE9302721U1 - Wechselrad für Zierlochblenden

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Publication number: DE9302721U1
Application number: DE9302721U
Authority: DE
Original assignee: GIERSS KARSTEN 7012 FELLBACH DE
Current assignee: GIERSS KARSTEN 7012 FELLBACH DE
Priority date: 1993-02-25
Filing date: 1993-02-25
Publication date: 1993-05-27
Anticipated expiration: 2003-02-26

Description

WILHELM & D, A US TjB ,R
PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATtF''¹ ATTORNEYS

D-7000 Stuttgart 1 Hospitalstraße 8 Tel. (0711) 291133/292857

Anmelder:

Karsten Gierss Stuttgart, den 24.02.1993

Bruckstraße 22/1 G 10109

Dr.W/Ei
7012 Fellbach

Wechselrad für Zierlochblenden

Die Erfindung betrifft ein Wechselrad für Zierlochblenden (Goborad) für einen Multifunktionsscheinwerfer, das mit seiner Fläche senkrecht zur Projektionsrichtung in der Bildebene angeordnet ist und mit im Bereich der Scheibenfläche angeordneten temperaturbeständigen Einsätzen versehen ist, die durch Drehen des Wechselrades wechselweise in den Strahlengang des Multifunktionsscheinwerfers bewegbar sind.

Ein Wechselrad dieser Art ist aus dem Prospekt "Living Light-ControLite PML" der Firma Amptown Lichttechnik GmbH, 2000 Hamburg, bekannt. Der in diesem Prospekt beschriebene Multifunktionsscheinwerfer "ControLite PML" verfügt über ein Wechselrad für Zierlochblenden (Goborad), welches aus einer mit einem Motor verbundenen Scheibe besteht, deren Fläche entlang des Radumfangs zehn kreisrunde Öffnungen aufweist. Auf die Scheibenfläche ist jeweils über einer öffnung eine Zierlochblende (Gobo) mittels dreier Schrauben festgeklemmt. Das Goborad ist im Inneren des Multifunktionsscheinwerfers derart angeordnet, daß durch Drehen des Rades unterschiedliche Gobos wechselweise in den Strahlengang eingebracht und so auf eine zu beleuchtende

Fläche projiziert werden können. Das Drehen des Goborades erfolgt dabei durch einen Schritt- oder Servomotor. Die Gobos sind kreisrunde Scheiben aus Metall, in welche unterschiedliche Muster und auch Schriftzüge eingeätzt sind. Zum Verstellen oder Positionieren eines einzelnen Gobos müssen die das Gobo festklemmenden Schrauben gelöst und das Gobo dann von Hand verstellt bzw. positioniert werden. Anschließend müssen die Schrauben wieder festgezogen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Goborad der vorstehend genannten Art dahingehend zu verbessern, daß das Verstellen und Positionieren einzelner Gobos leicht vorgenommen werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Goborad der eingangs genannten Art jedes Gobo drehbar angeordnet ist und mit einem Antrieb in Verbindung steht, mittels welchem das Gobo in Drehung versetzbar und positionierbar ist. Die Gobos sind nun also nicht mehr festgeklemmt oder -geschraubt, sondern drehbar angeordnet. Sie stehen mit einem Antrieb in Verbindung, der es erlaubt, daß einzelne Gobos verdreht und positioniert werden, auch und gerade wenn das Wechselrad in den Multifunktionsscheinwerfer eingesetzt ist. Das Wechselrad braucht somit zum Verstellen und Positionieren der Gobos nicht mehr aus dem Multifunktionsscheinwerfer herausgenommen werden, noch müssen in mühsamer Kleinarbeit die Feststellschrauben der einzelnen Gobos gelöst und wieder angezogen werden. Vielmehr kann das Verdrehen und Positionieren der Gobos jetzt in einfacher Art und Weise mittels Betätigen des zugeordneten Antriebs erfolgen.

In Ausführung der Erfindung ist jedes Gobo in einem drehbar gelagerten Ring angebracht. Dadurch wird die Handhabe beim Einsetzen und Herausnehmen der Gobos in das Wechselrad verbessert.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung stützen sich die Ringe radial an in der Scheibe gelagerten Wälzlagerkörpern ab und sind durch federnde Mittel gegen diese gedrückt,

-&ogr; —

wobei am Umfang der Wälzlagerkörper ein Antriebsrad anliegt, das durch einen Antriebsmotor in Drehung versetzbar und positionierbar ist. Die Ringe mit den Gobos werden also von federnden Mitteln gehalten und gegen Wälzlagerkörper gedrückt, an welche wiederum ein mit einem Motor verbundenes Antriebsrad anliegt, über welches die Wälzlagerkörper und somit die sich an den Wälzlagerkörpern abstützenden Ringe in Drehung versetzbar sind. Somit kann durch Betätigen des Antriebsmotors jedes Gobo in einfacher Art und Weise verstellt und positioniert werden. Dies hat den Vorteil, daß Gobos mit eingeätzten Schriftzügen bei der Projektion nochmals nachgestellt werden können, so daß der Schriftsatz exakt ausgerichtet ist. Darüber hinaus bietet sich natürlich die Möglichkeit, ein mit einem Muster versehenes Gobo bei der Projektion in eine konstante Drehung zu versetzen und somit besondere Effekte zu erzielen. Des weiteren ist es unter Verwendung einer entsprechenden programmierbaren Steuerelektronik möglich, bestimmte Gobopositionen und- drehungen abzuspeichern und beim Betrieb des Multifunktionsscheinwerfers automatisch abzurufen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den sich anschließenden Unteransprüchen 4 bis 9 zu entnehmen.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung ein erfindungsgemäßes Wechselrad mit separat dargestelltem Antriebsrad,

Fig. 2 das Wechselrad der Fig. 1 mit eingesetztem Antriebsrad in Draufsicht,

Fig. 3 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Goboring, und

-A-

Fig. 4 in schematischer Darstellung die Position eines erfindungsgemäßen Wechselrades im Strahlengang eines Scheinwerfers.

Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Wechselrad (Goborad) (10) , welches aus zwei parallel zueinander angeordneten und miteinander verbundenen Scheiben (11, 12) gleichen Durchmessers aufgebaut ist. In der Mitte der Grundscheibe (12) ist ein Wellenzapfen (17) mit einem Mitnehmer (16) fest angebracht, über diesen Wellenzapfen (17) wird das Wechselrad (10) mittels eines nicht dargestellten Motors in Drehung versetzt. Des weiteren verfügt die Grundscheibe (12) ebenso wie die zugeordnete Parallelscheibe (11) über zehn äquidistant entlang des Scheibenumfangs angeordnete kreisrunde Öffnungen (15, 14). Der Winkelabstand einzelner benachbarter Öffnungen (14, 15) beträgt somit 36°. Die Parallelscheibe (11) wird über der Grundscheibe (12) dabei so angeordnet, daß die Öffnungen (14) der Parallelscheibe (11) konzentrisch über den Öffnungen (15) der Grundscheibe (12) zu liegen kommen.

Zwischen den beiden Scheiben (11, 12) sind Wälzlagerkörper (30) angeordnet, die gleichzeitig auch als Distanzstücke wirken. Diese Wälzlagerkörper (30) sind in dafür vorgesehene Bohrungen (31) in den Scheiben (11, 12) gesteckt und befestigt. Diese Bohrungen (31) befinden sich jeweils in gleichem Abstand vom Mittelpunkt des Wechselrades (10) auf Strahlen, die den Abstand zwischen benachbarten Öffnungen (14 bzw. 15) halbieren und durch den Mittelpunkt des Wechselrades verlaufen. Die Bohrungen (31) sind dabei so weit zum Wechselradmittelpunkt hin eingerückt, daß die in die Bohrungen (31) eingesteckten Wälzlagerkörper (30) mit ihrem Umfang mit kleinem Abstand zum Umfang der Öffnungen (14, 15) zu liegen kommen. Der Abstand ist dabei so gewählt, daß ein zwischen die beiden Scheiben (11, 12) eingeschobener Zierlochblendenring (Goboring) (50) sich an den Wälzlagerkörpern (30) abstützt, wenn er konzentrisch zwischen einer

öffnung (15) der Grundscheibe (12) und einer öffnung (14) der Parallelscheibe (11) zu liegen kommt.

Die Parallelscheibe (11) verfügt des weiteren über eine konzentrisch zum Scheibenmittelpunkt angebrachte kreisrunde öffnung (13). Wie insbesondere aus der Fig. 2 ersichtlich ist, ist der Durchmesser dieser öffnung (13) so gewählt, daß ihr Umfang den Umfang der Wälzlagerkörper (30) in Projektion tangiert. Durch die beschriebene öffnung (13) wird ein Antriebsrad (20) so in das Wechselrad (10) eingesetzt, daß es mit einer zentrischen öffnung (25) seiner Grundscheibe (21) den Wellenzapfen (17) des Antriebsrads (10) paßgenau aufnimmt. Der Außendurchmesser der Grundscheibe (21) des Antriebsrads (20) ist so gewählt, daß das Antriebsrad (20) gerade durch die öffnung (13) des Wechselrads

(10) hindurchpaßt. Das eingesetzte Antriebsrad (20) liegt auf der Grundscheibe (12) des Wechselrads (10) auf und tangiert mit einem am Umfang der Grundscheibe (21) angebrachten O-Ring (23) die Wälzlagerkörper (30) des Wechselrads (10) an (vgl. auch Fig. 2).

Auf der Grundscheibe (21) des Antriebsrads (20) ist eine Riemenscheibe (22) kleineren Durchmessers ausgebildet, deren Umfang als Zahnkranz (24) ausgebildet ist. Die Riemenscheibe (22) weist in ihrer Mitte eine durchgehende öffnung auf, durch welche der durch die Grundscheibe (21) hindurchragende Wellenzapfen (17) zugängig ist.

Die zwischen die beiden Scheiben (11, 12) des Wechselrads (10) eingesetzten Ringe (50) werden durch einen entlang des Umfangs des Wechselrads (10) an den Ringen (50) anliegenden Endlos-Federstrang (40) in Position gehalten und gegen die Wälzlagerkörper (30) gedrückt.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch einen Ring (50). Die Ränder des Umfangs des Ringes (50) sind mit umlaufenden Auskragungen (51) versehen, so daß der Außenumfang des Ringes (50) als Füh-

rungsspur (52) für die Wälzlagerkörper (30) und den Endlos-Federstrang (40) ausgebildet ist. Die in der Zeichnung rechts liegende Seite des Ringes (50) verfügt über einen verkleinerten Innendurchmesser (53), gegen welchen sich von der Ringinnenseite her ein Blendeneinsatz (55) abstützt. Der Einsatz (55) ist in dieser Position fest mit dem Ring (50) verbunden, z.B. durch Löten oder Verkleben.

Fig. 4 veranschaulicht in schematischer Darstellung, wie das Wechselrad (10) so im Strahlengang des Scheinwerfers angeordnet ist, daß sich genau ein Zierlochblendeneinsatz (55) in der Bildebene des Strahlengangs befindet und abgebildet wird. Dabei bezeichnen L die Lichtquelle, S den Spiegel, K den Kondensor und O das Objektiv des Scheinwerfers. Der Strahlengang ist strichliniert angedeutet.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise eines erfindungsgemäßen Wechselrades mit Bezug auf die Fig. 2 beschrieben.

Die Goboringe (50) werden durch einfaches Einschieben zwischen die Scheiben (11, 12) in das Wechselrad (10) eingesetzt, wo sie mit leichtem Spiel zwischen diesen beiden Scheiben (11, 12) liegen und sich an jeweils zwei Wälzlagerkörpern (30) abstützen. Wie in Fig. 1 angedeutet, sind in den Ringen (50) scheibenförmige, mit eingeätzten Mustern (oder auch Schriftzügen) versehene Einsätze (55) (Zierlochblenden oder Gobos) fest angebracht. Ein von außen um die Ringe (50) gelegter Endlos-Federstrang (40) beaufschlagt die Ringe (50) und drückt sie gegen die Wälzlagerkörper (30) in eine Position, in der sie zwischen den Löchern (14, 15) der Scheiben (11, 12) ausgerichtet sind. Das Antriebsrad (20) wird auf den Wellenzapfen (17) aufgesetzt und beaufschlagt mit seinem am Umfang der Antriebsscheibe (21) angeordneten O-Ring (23) den Umfang der Wälzlagerkörper (30) drehfest. Durch Drehen des Antriebsrades (20) werden somit die Wälzlagerkörper (30) und die an diesen anliegenden Ringe (50) in eine Drehbewegung versetzt. Das Wechselrad (10) wird mit

seinem Wellenzapfen (17) auf einen nicht dargestellten Stellmotor im Multifunktionsscheinwerfer aufgesteckt, während das Antriebsrad (20) über einen Zahnriemen (29) mit einem zweiten Antriebsmotor (M) verbunden wird.

Die Ringe (50) mit ihren Einsätzen (55) sind im Beispiel der Fig. 2 mit römischen Ziffern I bis X durchnumeriert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich der obenstehende Goboring (50) in Projektionsposition (P), in diesem Falle also der Ring mit der Nummer I. Durch Drehen des Wechselrades (10) können in beliebiger Reihenfolge andere Goboringe (50) in die Projektionsposition (P) gebracht werden.

Im Grundbetrieb wird das Wechselrad (10) so gesteuert, daß die Goboringe (50) sich bei einem Drehen des Wechselrades (10) selbst nicht drehen. Bei einem Drehen des Wechselrades (10) laufen die Wälzlagerkörper (30) am feststehenden Antriebsrad (20) ab, so daß sich die Goboringe (50) und die Wälzlagerkörper (30) ebenfalls drehen. Dieses Mitdrehen der Goboringe wird unterdrückt, indem der Antriebsmotor (M) bei einem Drehen des Wechselrades (10) das Antriebsrad (20) in eine Drehbewegung versetzt, die geeignet ist, die Goboringe (50) in ihre vorherige Winkelposition zurückzudrehen. Da diese beiden Drehbewegungen des Wechselrades (10) und des Antriebsrades (20) gleichzeitig erfolgen, hat es den Anschein, als ob sich die Goboringe (50) nicht drehen würden. Bei einer Drehung des Wechselrades (10), z.B. um 180°, würde sich somit der Ring mit der Nummer VI auf dem Kopf stehend in der Projektionsposition (P) befinden. Dieser Grundbetrieb des erfindungsgemäßen Wechselrades entspricht somit der Wirkungsweise eines bekannten Wechselrades, bei dem die Zierlochblenden fest auf die Scheibe des Wechselrades aufgeschraubt sind.

Um nun das in der Projektionsposition (P) befindliche Gobo, also z.B. das auf dem Kopf stehende Gobo Nummer VI, in die gewünschte Projektionsstellung auszurichten, muß das Antriebsrad

-S-

(20) um einen geeigneten Winkel gedreht werden. Vorteilhafterweise wählt man die Übersetzungsverhältnisse so, daß eine Umdrehung des Antriebsmotors (M) einer Umdrehung der Goboringe

(50) entspricht. Im geschilderten Beispiel müßte demnach der Antriebsmotor (M) eine halbe Umdrehung durchführen, damit der Einsatz (55) mit der Nummer VI richtig ausgerichtet wäre.

Bei der Verwendung eines programmierbaren Multifunktionsscheinwerfers mit entsprechender Software können die benötigten Drehwinkel für den Stellmotor des Wechselrades (10) und den Antriebsmotor (M) des Antriebsrades (20) in einem Probedurchlauf festgelegt und einprogrammiert werden, so daß beim Betrieb des Scheinwerfers bestimmte Muster in gewünschter Positionierung und Ausrichtung direkt per Tastendruck abgerufen werden können. Natürlich ist es auch möglich, einzelne Muster, wie z.B. Spiralen, einer konstanten Drehung zu unterwerten und somit Effekte zu erzielen, die mit bisherigen Wechselrädern nicht möglich waren.

Bei der Programmierung der Wechselradsteuerung muß ausgehend von dem zum Grundbetrieb benötigten Drehverhältnis der beiden Motoren, welches im folgenden als 1 : 2,5 angenommen werden soll, eine Wertetabelle oder ein entsprechender Algorithmus aufgestellt werden. Da es sich um zehn äquidistant angeordnete Zierlochblenden handelt, muß sich der Stellmotor des Wechselrads (10) um 36° drehen, wenn der Wechsel von einem Gobo zum benachbarten Gobo erfolgen soll. Bei einem Wechsel zum übernächsten Gobo muß das Wechselrad (10) um 72° gedreht werden, usw. in Vielfachen von 36°. Für den Drehwinkel (oC) des Verstellmotors des Wechselrads (1.0) ergibt sich somit der Zusammenhang

= (X - G) * 36

X ... Nummer des einzustellenden Gobos,

G ... Nummer des eingestellten Gobos.

Bei dem angenommenen Drehverhältnis von 1 : 2,5 muß sich im Grundbetrieb des Wechselrades der Antriebsmotor (M) immer um das 2,5fache des Stellmotors des Wechselrads (10) drehen. Für den Drehwinkel ( &bgr; ) des Antriebsmotors (M) des Antriebsrades (20) folgt somit:

ß = ⁰^- * 2,5 = (X - G)

90'

Bei einem Verstellen des Wechselrades (10) z.B. vom eingestelltem Gobo Nr. I auf das Gobo Nr. V muß der Stellmotor des Wechselrades (10) demnach um 144°, der Antriebsmotor (M) des Antriebsrades (20) um 360° gedreht werden. Ein zusätzliches Ausrichten des sich nunmehr in der Projektionsposition (P) befindlichen Gobos (V) um z.B. 144° muß dem Drehwinkel des Antriebsmotors (M) noch dazuaddiert werden, so daß sich in diesem Beispiel der Antriebsmotor (M) insgesamt um 504° dreht.

In Fortsetzung des Beispiels soll nun im Anschluß an das Gobo Nr. V das Gobo Nr. VII eingestellt werden. Demnach muß sich der Stellmotor des Wechselrades (10) um oC = (7 - 5) * 36° = 72° drehen. Der Antriebsmotor (M) hingegen dreht sich um/&idigr;»= 2,5
72° = 180°, muß aber vor oder nach dieser Drehung um 180° noch um die beim vorhergehenden Verstellvorgang zusätzlich gedrehten 144° wieder zurückgestellt werden, so daß er sich effektiv nur um 36° dreht.

Die Positionen des Wechselrades und somit der Gobonummern, und des Antriebsmotors (M) können. anhand von Referenzmarkierungen direkt von der Steuerelektronik erkannt werden. Es bleibt dem Fachmann unbenommen, das Programmierverfahren weiter zu vereinfachen, z.B. indem über 360° hinausgehende Drehwinkel sofort um 360° zurückgesetzt werden, d.h., daß anstatt wie im Beispiel um 504° nur um 144° gedreht wird. Des weiteren können auch andere

Ubersetzungs- oder Drehverhältnisse als die hier angegebenen gewählt werden, ohne daß der Erfindungsgedanke dadurch beeinträchtigt würde.

Außerdem sind Ausführungen der Erfindung mit jedem Gobo individuell zugeordneten Antriebsmitteln denkbar. Dies ermöglicht noch weitergehende Möglichkeiten beim Einsatz eines Multifunktionsscheinwerfers. So ist z.B. vorstellbar, daß anhand zweier Strahlengänge zwei Gobos gleichzeitig projiziert werden, von denen eines nur positioniert wird, während das andere mit konstanter oder sich ändernder Drehgeschwindigkeit rotiert, oder die beide rotieren, jedoch mit unterschiedlicher Geschwindigkeit.

Claims

Schutzansprüche

1. Wechselrad für Zierlochblenden (Goborad) für einen MuI-tifunktionsscheinwerfers, das mit seiner Fläche senkrecht zur Projektionsrichtung in der Bildebene angeordnet ist und mit im Bereich der Scheibenfläche angeordneten temperaturbeständigen Einsätzen versehen ist, die durch Drehen des Wechselrades wechselweise in den Strahlengang des Multifunktionsscheinwerfers bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Einsatz (Gobo)

(55) drehbar im Wechselrad angeordnet ist und mit einem Antrieb (20, M) in Verbindung steht, mittels welchem der Einsatz (55) in Drehung versetzbar und positionierbar ist.

2. Wechselrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Einsatz (55) in einem drehbar gelagerten Ring (50) angeordnet ist.

3. Wechselrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ring (50) sich radial an in der Scheibe (12) gelagerten Wälzlagerkörpern (30) abstützt und durch federnde Mittel gegen diese gedrückt ist, und daß am Umfang der Wälzlagerkörper (30) ein Antriebsrad (20) anliegt, das durch einen Antriebsmotor (M) in Drehung versetzbar und positionierbar ist.

4. Wechselrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsrad (20) koaxial zur Drehachse des Wechselrads (10) angeordnet ist.

5. Wechselrad nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Antriebsrad (20) eine Riemenscheibe (22) ausgebildet ist, an welcher ein von dem Antriebsmotor (M) getriebener Riemen (29) anliegt.

6. Wechselrad nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Wechselrad (20) mit einem O-Ring (23) an den Wälzlagerkörpern (30) anliegt.

7. Wechselrad nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als federndes Mittel ein die Ringe von außen umspannender Endlos-Federstrang (40) vorgesehen ist.

8. Wechselrad nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (50) an ihrem Umrang eine Führungsspur (52) für die Wälzlagerkörper (30) und den Endlos-Federstrang (40) aufweisen.

9. Wechselrad nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe (50) zwischen zwei parallelen Scheiben (11, 12) des Wechselrads (10) angeordnet sind.