EP0357943A1 - Lichtquelle für eine Einrichtung zum Rundumzeigen eines flächigen Bildes über einen Winkel von 360 - Google Patents
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- EP0357943A1 EP0357943A1 EP89114008A EP89114008A EP0357943A1 EP 0357943 A1 EP0357943 A1 EP 0357943A1 EP 89114008 A EP89114008 A EP 89114008A EP 89114008 A EP89114008 A EP 89114008A EP 0357943 A1 EP0357943 A1 EP 0357943A1
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- European Patent Office
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- drum
- light
- light source
- image
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- G—PHYSICS
- G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
- G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
- G09F13/00—Illuminated signs; Luminous advertising
- G09F13/32—Illuminated signs; Luminous advertising with moving optical part of parts, e.g. mirrors
Definitions
- the invention relates to a light source according to the preamble of claim 1.
- a device for all-round pointing has become known from EP-A-208283.
- This European patent application as well as PCT / CH88 / 00098 and the Swiss patent application "Rotatable device for the visualization of an image through an angle of 360 °" from the same filing date as the present patent application are deemed to be disclosed within the scope of this description.
- EP-A-208283 describes the principle of the device, while PCT / CH88 / 00098 specifies improvements and specifications of the grid.
- the CH patent application deals with a special design of the drive system.
- the object of the invention was therefore to create or find a light source, using which the effects described as disadvantageous do not occur. This problem is solved for the first time by the feature of the characterizing part of claim 1.
- a light source with at least one of the two features of claim 2 causes an apparently optimal uniformity of the emitted light quantity of the image.
- This apparent uniformity is based on an optical illusion; because the image is actually passed by the viewer 50x per second (e.g. at 3000 revolutions) and emits a flash of light at this viewer 50x per second; however, since the human visual system is much slower, these flashes of light are perceived as a still image.
- the simplest form of a corresponding light source is a filament lamp according to claim 4;
- the effect arises from the fact that the filament has a certain afterglow time - it is made to glow by the current.
- the filament cools down during the zero crossing of a current or voltage wave, but this process is time-delayed device.
- the disadvantage here is that the amount of energy required and the amount of heat released unintentionally are relatively large.
- a simple measure to achieve the inventive effect results from the features of claim 7, the type of lamps being rather insignificant - however, the uniformity of the light is advantageous, for example when using lamps according to claim 5 or 6, for light continuity.
- the measures of claim 7 increase the total time of all bright phases and, under certain circumstances, extend their duration, provided that an addition of the luminous fluxes of the different lamps results in a luminous flux of more than 90% of the maximum light intensity at a certain point in time.
- a variant according to claim 9 has more balancing problems and additionally requires slip rings or the like for power transmission, but occurs compared to that variant described here with less energy for the same light output.
- several lamps could also be mounted in a drum (eg below and above) in order to obtain the desired light intensity. The closer the lamps are assigned to the axis of rotation of the drum, the lower the centrifugal forces acting on them. They can even be mounted directly on the axis of rotation, ie on the back of the image, in which case a reflector with heat dissipation properties between the lamp and the image is advisable.
- the features of claim 10 describe advantageous cooling variants for solving the temperature problem which is always present in motor drives and electrical lighting.
- Fig. 8 is a dashed sine curve S - starting at the origin of the horizontal axis U, t - shown that the Cycle of rotation of the image carrier or the image over time in relation to the angular position. At a rotation speed of 50 revolutions per second, the image has covered an angle of 360 ° over a period of 1/50 seconds.
- a thickly drawn sine wave V is shown over the same horizontal axis U, t at twice the frequency of that of the rotation cycle. It essentially represents a light cycle wave, or the voltage supplied to the light source - an alternating voltage.
- the light maxima result in each case in the vicinity (due to an internal inertia mostly somewhat later) of the voltage maxima in the positive (upper) or negative (lower) range the horizontal axis. To simplify matters, it is shown as if the voltage curve were identical to the light curve.
- the area in which the light intensity is at least 50%, preferably at least 75%, in particular at least 90% of the maximum light intensity should be defined as the bright phase.
- the areas shaded to the right thus show the light phases over time with a light cycle of 200 Hz, which corresponds to a voltage cycle of 100 Hz AC voltage.
- the bright phases total about 30% of the total duration of one revolution, which means that the effect according to the invention can already be achieved.
- at least one light phase preferably at least two, but in particular more than two, are allotted to the time the image is visible from a given viewer position (this time corresponds to a half-wave of curve 5).
- FIGS. 1 and 4 shows a transparent drum 10 which has an upper and lower end plate 19c and b.
- Two gas discharge lamps / PL lamps 3b are socketed in the lower plate 19b.
- the PL lamps 3b are fixed in their upper region by a guide 20 on the upper plate 19c. This serves to relieve the lower, not shown, base of the lamps against the centrifugal force in the operating state.
- power connections can be provided on both plates 19b, 19c.
- the lower plate 19b is supported on a needle 21 and a tubular gear attachment 23 concentric with the axis of rotation 22 is attached. This carries on its outside slip rings 24, which are acted upon by carbon brushes 25. Only three slip rings 24 or carbon brushes 25 are shown, although different numbers of slip rings are required for different lamp constructions. For example, a slip ring arrangement with six slip rings is required for a circuit with two PL tubes, while four slip rings are sufficient for an arrangement with a single PL lamp and two slip rings are sufficient for one with a filament lamp.
- Leads 26 lead from the carbon brushes 25 to alternating current voltage sources 5b and c according to FIG. 1 (which may contain frequency multipliers) or to a high-frequency ballast 7 according to FIG.
- alternating current voltage sources 5b and c which may contain frequency multipliers
- a high-frequency ballast 7 according to FIG.
- An asynchronous external rotor motor is used as the motor, for example.
- the bearing needle 21, the carbon brushes 25, the AC voltage sources 5b and c and the high-frequency ballast 7 are fixed in an outer housing 28 - in a manner not shown in detail.
- the outer housing 28, like the image carrier drum, is transparent and drum-shaped and also has an upper and lower end plate 29a, b.
- the end plates 19 and 29 are made, for example, of aluminum or of opaque colored acrylic glass, while the cylindrical walls of the drum 10 or the outer housing 28 are made of plexiglass or glass.
- the motor 27 drives the gear attachment 23 and thus the drum 10 via a drive wheel 30.
- the slip rings 24 are connected to the gas discharge lamps 3b via current paths (not shown), so that when the current is switched on these lamps light up and the motor 27 sets the drum 10 in rotation.
- the image 14 - only shown in FIGS. 2 and 3 - is located in front of the gas discharge lamps 3b and is irradiated by them.
- the known viewing angle, also not shown, limits the possible viewing angle to the image, which creates the effect of all-round visibility, as explained in the patent applications cited at the beginning.
- the drum 10 or its upper end plate 19c is connected to the upper end plate 29a via a bearing and a bearing journal 31.
- the drum 10 is balanced in a manner not shown in a manner known to a person skilled in the art, for example by applying balancing weights.
- the drum 10 is shown in a position rotated by 90 °, so that an image 14 with a lamella grid 32 attached in front of it is visible.
- the light source 2b is not located inside the drum 10, but below it. It consists of three filament lamps 1c, d, e, which are held in the outer housing, not shown in FIG.
- the motor 27a is connected via a bearing shaft 8d directly to the lower end plate 19a, which is darkened or mirrored downwards in the half region in front of the grid 32, however, or is mirrored.
- the space of the drum 10 facing the image 14 is preferably mirrored.
- the filament lamps 1c to e are supplied with power by alternating voltage sources 5b to d, the voltages of which are phase-shifted from one another by 120 °. Thereby he is a much more uniform light from the light source 2b as a whole.
- the three lamps could, for example, also be accommodated within the drum, as a result of which the time sum of the light phases is at least 70% of the rotation time.
- FIG. 5 A variant similar to that in FIG. 2 - shown with the light source 2b outside the drum 10 - can be seen in FIG. 5.
- the gas discharge lamp 3a shown there is held in a ring around the axis of rotation 22 in the outer housing 28.
- the light rays are designated 33.
- the mirroring of the space behind the picture is indicated by hatching.
- the mirror layer of the face plate 19a in front of the grid 32 is denoted by 34.
- the drum 10 is rotatably supported at the bottom on a bearing ball 35 and at the top by means of needle bearings 36. This results in the greatest smoothness and minimal interference of the light source 2b or the light - represented by the rays 33.
- the motor 27b is transversely supported above the drum 10 on the base plate 29c and drives the drum 10 by means of the drive wheel 30a. Due to the spatially separated housing of the motor 27b and the light source 2b, a mutual disadvantageous heat influence is eliminated.
- the transverse engine also has a flatter design, so that the variant according to FIG. 5 represents a relatively small device with the same image size.
- the motor is held pressed by a spring 37 in the direction of the end plate 19d.
- the spring 37 is supported against a roof 38 of the outer housing 28.
- the variant according to FIG. 6 shows a drum 10 with internally mounted light sources 2a, which each consist of a filament lamp 1a or 1b.
- the power supply in this variant does not take place via slip rings, but directly via the bearing shaft 8b, or via the bearing and the bearing journal 31a. Since the upper and lower end plates 19c and b made of conductive aluminum nium, the power supply to the lamps 1a and 1b can be tapped directly from these base plates 19.
- carbon brushes could also act directly on the end plates 19.
- the current paths in the interior of the drum 10 are designated by 26a. They are preferably wafer-thin silver webs glued to the wall of the drum 10, which are almost invisible to the naked eye.
- insulated wires can also be laid in the mirrored part of the drum 10.
- the power supply from the lower part of the device to the upper also takes place via wafer-thin conductor tracks, not shown, on the outer housing 28, preferably on the inside thereof.
- a separate fan 39 is provided, which draws in the air at the bottom and conveys it upwards between the drum 10 and the outer housing 28, as a result of which the drum 10 is also cooled. Vent slots 16a allow air to escape, while air supply slots 11 allow access.
- the power supply lines to the fan 39 and to the motors are known to any person skilled in the art.
- the variant according to FIG. 7 does not have its own fan, but rather a fan wheel 12 mounted on an upper bearing shaft 8e. This blows the exhaust air outwards through radial ventilation slots 16b. The air is also fed through air supply slots 11 in the lower region.
- a disc motor 27d is used as the drive. This is particularly flat and is therefore suitable for low devices; it could also be flanged directly to the lower end plate.
- the rotary drive for the fan wheel 12 takes place via the drum 10.
- the radial ventilation slots 16b are provided in a tower-shaped attachment 39 which is mounted on the upper end plate 29d.
- FIG. 3 shows the section through a fluorescent tube 3c with a special fluorescent layer 6, which causes a particularly long afterglow behavior and thus particularly long brightness phases.
- switched stroboscopic lamps can be used as the light source in the sense explained.
- the number of flashes of light can be synchronized with the speed via contact disks or the like (cf. cylinder 23) or via electronic synchronization.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Lichtquelle (2) für eine Einrichtung zum Rundumzeigen eines flächigen Bildes (14) um einen Winkel von 360°. Das Bild (14) soll dabei mit einer kontinuierlichen Lichtstärke unabhängig von der Drehzahl sichtbar sein. Erfindungsgemäss darf daher die Variation des Lichtstromes aus der Lichtquelle (2) - in Abhängigkeit von der Drehzahl - äusserstenfalls einen Grad erreichen, der durch den menschlichen Sehapparat nicht wahrnehmbar ist. Die Trägheit des menschlichen Sehapparates wird ausgenützt, wenn während jeder vollen Umdrehung des Bildträgers (10) um 360° die Zeitsumme aller Hellphasen mindestens 30%, vorzugsweise mindestens 50%, insbesondere mindestens 70% der Zeit einer Umdrehung des Bildträgers (10) ausmacht, und/oder wenn die Frequenz der Hellphasen mindestens 200, vorzugsweise mindestens 600, insbesondere mindestens 6000 Hz beträgt, wobei bevorzugt die Hellphasen mindestens 75%, inbesondere mindestens 90% der Maximallichtstärke abgeben.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Lichtquelle nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine Einrichtung zum Rundumzeigen ist aus der EP-A-208283 bekannt geworden. Diese europäische Patentanmeldung so wie die PCT/CH88/00098 und das Schweizer Patentgesuch "Drehbare Einrichtung für das Sichtbarmachen eines Bildes über einen Winkel von 360°" vom gleichen Anmeldetag wie das vorliegende Patentgesuch gelten als im Rahmen dieser Beschreibung geoffenbart.
- In der EP-A-208283 ist das Prinzip der Einrichtung beschrieben, während die PCT/CH88/00098 Verbesserungen und Spezifikationen des Rasters angibt. Das CH-Patentgesuch beschäftigt sich mit einer speziellen Ausgestaltung des Antriebssystems.
- Die wenigen bisher bekannten Einrichtungen entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 funktionieren im Hinblick auf die bereits durchgeführten technischen Verbesserungen entsprechend den eingangs erwähnten Patentanmeldungen recht gut.
- Allerdings wurde bei der Realisierung der Einrichtungen nach den eingangs genannten Patentanmeldungen ein über lange Zeit unerklärliches Phänomen beobachtet, das von breiten Anwenderkreisen als störend empfunden wurde: Das rundum sichtbare Bild schwankte in seiner Helligkeit bzw. Lichtstärke wellenförmig. Der Grund für dieses Schwanken wurde in einer Instabilität der Motordrehzahl gesucht. Die Anmelderin führte sodann verschiedene Versuche zur Drehzahlstabilisierung durch und erkannte erstmalig, dass die beobachteten Lichtschwankungen nicht - wie von der Fachwelt über lange Zeit angenommen wurde - von einer Instabilität der Motordrehzahl herrührte, sondern vielmehr von Interferenzerscheinungen der bislang verwendeten Lichtquellen bzw. deren im Rythmus des Netzwechselstromes schwanken der Lichtabgabe, die im Normal betrieb einer solchen Lichtquelle ausserhalb einer erfindungsgemässen Einrichtung keine erkennbare Bedeutung hat.
- Die Erfindung stellte sich somit die Aufgabe, eine Lichtquelle zu schaffen oder zu finden, unter deren Anwendung die als nachteilig beschriebenen Effekte nicht auftreten. Gelöst wird diese Aufgabe erstmals durch das Merkmal des Kennzeichens des Anspruches 1.
- Für die Ausführung einer Lampe entsprechend dem Anspruch 1 sind verschiedene Varianten möglich, die zum Teil Lichttechnikern bekannt sind und die in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. beschrieben sind. Die Vorteile dieser Varianten ergeben sich im wesentlichen wie folgt:
- Die Anwendung einer Lichtquelle mit zumindest einem der beiden Merkmale des Anspruches 2 bewirkt eine scheinbar optimale Gleichförmigkeit der abgestrahlten Lichtmenge des Bildes. Diese scheinbare Gleichförmigkeit beruht zwar auf einer optischen Täuschung; denn tatsächlich wird das Bild ja (z.B. bei 3000 Umdrehungen) 50x in der Sekunde beim Betrachter vorbeigeführt und gibt an diesen Betrachter 50x in der Sekunde einen Lichtblitz ab; da aber der menschliche Sehapparat wesentlich träger ist, werden diese Lichtblitze als stehendes Bild wahrgenommen.
- Ist das Lichtabgabeverhalten nach den Merkmalen des Anspruches 3 gestaltet, verliert der prozentuale Anteil der Hellphasen an Bedeutung.
- Die einfachste Form einer entsprechenden Lichtquelle ist eine Glühfadenlampe gemäss Anspruch 4; Der Effekt entsteht dadurch, dass der Glühfaden eine bestimmte Nachleuchtzeit hat - er wird ja durch den Strom zum Glühen gebracht. Während des Nulldurchganges einer Strom- bzw. Spannungswelle kühlt der Glühfaden zwar ab, doch ist eben dieser Vorgang zeitverzö gert. Nachteilig ist dabei, dass die erforderliche Energiemenge und die unbeabsichtigt abgegebene Wärmemenge relativ gross sind.
- Die Anwendung einer Gasentladungslampe entsprechend Anspruch 5 senkt den Stromverbrauch und die Wärmeentwicklung bei gleichbleibender oder steigender Lichtleistung, wobei die Verwendung eines elektronischen Vorschaltgerätes darüber hinaus die Hellphasen verlängern und die Dunkelphasen reduzieren kann.
- Mit der Verwendung von Wechselstrom werden Gleichrichter entbehrlich, und die Einrichtungen können jeweils im Netzbetrieb verwendet werden.
- Eine einfache Massnahme zur Erzielung des Erfindungseffektes ergibt sich durch die Merkmale des Anspruches 7, wobei die Art der Lampen eher unbedeutend ist - die Gleichförmigkeit des Lichtes jedoch beispielsweise unter Anwendung von Lampen gemäss Anspruch 5 oder 6 für die Lichtkontinuität von Vorteil ist. Durch die Massnahmen des Anspruches 7 wird die Zeitsumme aller Hellphasen erhöht und deren Dauer unter Umständen verlängert, soferne eine Addition der Lichtströme der unterschiedlichen Lampen in einem bestimmten Zeitpunkt einen Lichtfluss von mehr als 90% der maximalen Lichtintensität ergibt.
- Bei der Anordnung einer Lampe nach dem Kennzeichen des Anspruches 8 reduzieren sich die Wuchtprobleme der rotierenden Teile der Einrichtung auf ein Minimum. Ausserdem verlieren sich die Wärmeabfuhrprobleme, da die Lampe direkt gekühlt werden kann.
- Dem gegenüber ist eine Variante nach Anspruch 9 zwar mit mehr Wuchtproblemen behaftet und benötigt zusätzlich Schleifringe o. dgl. zur Stromübertragung, kommt jedoch gegenüber der vor her beschriebenen Variante mit weniger Energie bei gleicher Lichtleistung aus. Im Falle von Glühfadenlampen oder Metalldampflampen könnten auch mehrere Lampen in einer Trommel (z.B. unten und oben) montiert sein, um die gewünschte Lichtstärke zu erhalten. Je näher dabei die Lampen der Drehachse der Trommel zugeordnet sind, umso geringer sind die auf sie einwirkenden Fliehkräfte. Sie können sogar unmittelbar an der Drehachse, d.h. an der Rückseite des Bildes montiert sein, wobei sich in diesem Fall zweckmässigerweise ein Reflektor mit Wärmeableiteigenschaften zwischen der Lampe und dem Bild empfiehlt.
- Die Merkmale des Anspruches 10 beschreiben vorteilhafte Kühlvarianten zur Lösung des grundsätzlich bei motorischem Antrieb und elektrischen Beleuchtungen immer vorhandenen Temperaturproblemes.
- Anhand von Zeichnungen ist die Erfindung beispielhaft näher beschrieben. Weitere Merkmale, Vorteile und Effekte ergeben sich aus der Figurenbeschreibung. Es zeigen dabei
- Fig.1 eine Einrichtung mit PL-Neonlampen als Lichtquelle im Schnitt;
- Fig.2 eine Variante mit phasenverschoben betriebenen Lampen;
- Fig.3 einen Schnitt durch eine speziell ausgebildete Leuchtstofflampe;
- Fig.4 ein Detail einer Lampenhalterung;
- Fig.5 eine Variante mit ringförmiger Lampe ausserhalb der drehenden Trommel;
- Fig.6 eine Variante mit einer Stromzuführung über Wellen;
- Fig.7 eine Trommel im Schnitt mit Lüfterrad, und
- Fig.8 verschiedene Kurven zur Erläuterung der Eigenschaften einer erfindungsgemässen Lichtquelle.
- Aus Fig. 8 ist eine strichlierte Sinuskurve S - im Ursprung der horizontalen Achse U,t beginnend - dargestellt, die den Umdrehungszyklus des Bildträgers bzw. des Bildes über die Zeit in bezug auf die Winkelstellung wiedergibt. Bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 50 Umdrehungen pro Sekunde hat das Bild also während einer Zeit von 1/50 Sekunden einen Winkel von 360° zurückgelegt.
- Ueber dieselbe horizontale Achse U,t ist eine dickausgezogene Sinuswelle V mit doppelter Frequenz gegenüber derjenigen des Umdrehungszyklus dargestellt. Sie stellt im wesentlichen eine Lichtzykluswelle, bzw. die der Lichtquelle zugeführte Spannung - eine Wechselspannung - dar. Die Lichtmaxima ergeben sich jeweils in der Nähe (wegen einer inneren Trägheit zumeist etwas danach) der Spannungsmaxima im positiven (oberen) oder negativen (unteren) Bereich der horizontalen Achse. Zur Vereinfachung ist es so dargestellt, als wäre die Spannungskurve mit der Lichtkurve identisch. Erfindungsgemäss soll als Hellphase jener Bereich definiert sein, in dem die Lichtstärke mindestens 50%, vorzugsweise mindestens 75%, insbesondere mindestens 90% der Maximallichtstärke ausmacht. Die nach rechts schraffierten Flächen zeigen somit die Hellphasen über die Zeit bei einem Lichtzyklus von 200 Hz, der einem Spannungszyklus von 100 Hz Wechselspannung entspricht. Die Hellphasen betragen in Summe etwa 30% der gesamten Zeitdauer einer Umdrehung, wodurch der erfindungsgemässe Effekt bereits erreicht werden kann.
- Besser ist jedoch eine Lichtquelle, die einem Spannungsverlauf nach der strich-punktierten Linie L folgt, bei dem Spannungs- bzw. Stromimpulse mit einer Frequenz von 500 Hz (entspricht einem Wechselstrom von 250 Hz) abgegeben werden; bedingt durch die grundsätzlich bei jeder Lampe vorhandenen Nachleuchteigenschaften (Fluoreszenzeigenschaften oder Glühverhalten von Glühfäden) macht die Summe aller Hellphasen über die Gesamtumdrehungsdauer ca. 50% aus. Es ist dabei unerheblich, ob die Stromimpulse stets nur in die positive Richtung (welliger Gleichstrom) oder auch in die negative Richtung gehen, wie bei der dick ausgezogenen Linie V des Lichtzyklus mit 200 Hz. Die Lichtmaxima treten stets - wie bereits erwähnt - im Bereich der Spannungs- bzw. Strommaxima auf.
- Am besten wird eine Lichtquelle nach der zweiten stark ausgezogenen Linie Z unterhalb der horizontalen Achse eingesetzt, deren Welligkeit zwischen 90 und 100%iger Lichtstärke schwankt, so dass die Hellphasen 100% betragen. Übertroffen wird eine derartige Lichtquelle nurmehr durch eine mit geglättetem oder exaktem Gleichstrom gespeiste Gleichstromlichtquelle.
- Zweckmässig stehen die Lichtfrequenzen zur Umdrehungszahl pro Zeiteinheit in einem ganzzahligen Verhältnis, d.h. z.B. V:S=2:1, L:S=5:1, Z:S=2:1. Auf diese Weise entfallen auf die Zeit der Sichtbarkeit des Bildes von einem gegebenen Betrachter-Standpunkt aus (diese Zeit entspricht einer Halbwelle der Kurve 5) mindestens eine Hellphase, vorzugsweise zumindest deren zwei, insbesondere aber mehr als zwei.
- Nun zur Bauform der Geräte:
- Die Variante nach Fig.1 und 4 zeigt eine transparente Trommel 10, die eine obere und untere Stirnplatte 19c bzw. b aufweist. In der unteren Platte 19b sind zwei Gasentladungslampen/PL-Lampen 3b gesockelt. In der Fig.4 ist zu sehen, dass die PL-Lampen 3b in ihrem oberen Bereich durch eine Führung 20 an der oberen Platte 19c festgelegt sind. Dies dient zur Entlastung des unteren, nicht näher dargestellten Sockels der Lampen gegenüber der Fliehkraft im Betriebszustand. Gewünschtenfalls können aber Stromanschlüsse an beiden Platten 19b, 19c vorgesehen sein.
- An einer Nadel 21 lagert, die untere Platte 19b an der konzentrisch zur Drehachse 22 ein rohrförmiger Getriebeansatz 23 befestigt ist. Dieser trägt an seiner Aussenseite Schleifringe 24, die von Kohlebürsten 25 beaufschlagt werden. Es sind nur drei Schleifringe 24 bzw. Kohlebürsten 25 dargestellt, wenngleich für unterschiedliche Lampenkonstruktionen auch unterschiedlich viele Schleifringe benötigt werden. Beispielsweise ist für eine Schaltung mit zwei PL-Röhren eine Schleifringanordnung mit sechs Schleifringen nötig, während für eine Anordnung mit einer einzigen PL-Lampe vier Schleifringe und für eine solche mit einer Glühfadenlampe zwei Schleifringe genügen.
- Von den Kohlebürsten 25 führen Zuleitungen 26 zu Wechselstromspannungsquellen 5b und c gemäss Fig.1 (die gegebenenfalls Frequenzvervielfacher beinhalten) bzw.zu einem Hochfrequenzvorschaltgerät 7 nach Fig.4. Diese Bauteile ebenso wie ein Motor 27 sind dem Fachmann bekannt und daher nicht näher beschrieben. Als Motor kommt beispielsweise ein Asynchronaussenläufermotor zur Anwendung. Die Lagernadel 21, die Kohlebürsten 25, die Wechselstromspannungsquellen 5b und c sowie das Hochfrequenzvorschaltgerät 7 sind in einem äusseren Gehäuse 28 - in nicht näher dargestellter Weise - festgelegt. Das äussere Gehäuse 28 ist ebenso wie die Bildträgertrommel transparent und trommelförmig aufgebaut und besitzt ebenso eine obere und untere Stirnplatte 29a,b. Die Stirnplatten 19 und 29 sind beispielsweise aus Aluminium oder aus undurchsichtig eingefärbtem Acrylglas, während die zylindrischen Wandungen der Trommel 10 bzw. des äusseren Gehäuses 28 aus Plexiglas oder Glas sind.
- Der Motor 27 treibt über ein Treibrad 30 den Getriebeansatz 23 und damit die Trommel 10. Die Schleifringe 24 sind über nicht dargestellte Strombahnen mit den Gasentladungslampen 3b verbunden, so dass bei eingeschaltetem Strom diese Lampen leuchten und der Motor 27 die Trommel 10 in Drehung versetzt.
- Das Bild 14 - nur in Fig.2 und 3 dargestellt - befindet sich vor den Gasentladungslampen 3b und wird von diesen durchstrahlt. Durch den bekannten, ebenso nicht gezeigten Raster wird der mögliche Betrachtungswinkel auf das Bild eingeschränkt, wodurch der Effekt der Rundumsichtbarkeit entsteht, wie in den eingangs zitierten Patentanmeldungen erläutert.
- Die Trommel 10 bzw. deren obere Stirnplatte 19c ist über ein Lager und einen Lagerzapfen 31 mit der oberen Stirnplatte 29a verbunden. Die Trommel 10 ist in nicht näher dargestellter, in einem Fachmann bekannter Art und Weise, beispielsweise durch das Aufbringen von Wuchtgewichten, ausgewuchtet.
- Die übrigen Figuren sind zusammenhängend beschrieben. Gleiche Teile tragen gleiche Bezugszeichen, ähnliche Teile gleiche Bezugszeichen und unterschiedliche Indizes. In der Fig.2 ist die Trommel 10 in einer um 90° gedrehten Lage dargestellt, so dass ein Bild 14 mit davor angebrachtem Lamellenraster 32 sichtbar wird.
- Die Lichtquelle 2b befindet sich nicht innerhalb der Trommel 10, sondern darunter. Sie besteht aus drei Glühfadenlampen 1c,d,e, die etwa 120° voneinander versetzt im äusseren, in Fig.2 nicht dargestellten Gehäuse gehalten sind.
- Der Motor 27a ist über eine Lagerwelle 8d direkt mit der unteren Stirnplatte 19a verbunden, die im Halbbereich vor dem Raster 32 transparent nach unten jedoch abgedunkelt bzw. verspiegelt ist.
- Dadurch dringt Licht aus den Glühfadenlampen 1c bis e durch die Stirnplatte 19a auf bzw. durch das Bild 14. Der dem Bild 14 zugewandte Raum der Trommel 10 ist vorzugsweise verspiegelt. Die Stromversorgung der Glühfadenlampen 1c bis e erfolgt durch Wechselspannungsquellen 5b bis d, deren Spannungen gegeneinander um 120° phasenverschoben sind. Dadurch er gibt sich ein wesentlich gleichförmigeres Licht der Lichtquelle 2b als Ganzes. Die drei Lampen könnten mit dieser Spannungsversorgung beispielsweise auch innerhalb der Trommel untergebracht sein, wodurch sich die Zeitsumme der Hellphasen auf mindestens 70% der Umdrehungszeit stellt.
- Eine ähnliche Variante wie in Fig.2 - gezeigt mit der Lichtquelle 2b ausserhalb der Trommel 10 - sieht man in Fig.5. Die dort dargestellte Gasentladungslampe 3a ist ringförmig um die Drehachse 22 im äusseren Gehäuse 28 gehalten. Die Lichtstrahlen sind mit 33 bezeichnet. Die Verspiegelung des Raumes hinter dem Bild ist durch eine Schraffur angedeutet.
- Die Spiegelschicht der Stirnplatte 19a vor dem Raster 32 ist mit 34 bezeichnet.Unterschiedlich zu den vorher beschriebenen Varianten ist die Trommel 10 unten auf einer Lagerkugel 35 und oben mittels Nadellager 36 drehbar gelagert. Dadurch ergibt sich grösste Laufruhe und eine nur minimale Behinderung der Lichtquelle 2b bzw. des Lichtes - dargestellt durch die Strahlen 33. Der Motor 27b ist oberhalb der Trommel 10 an der Basisplatte 29c quergelagert und treibt mittels Treibrad 30a die Trommel 10 an. Durch die räumlich voneinander getrennte Unterbringung des Motors 27b und der Lichtquelle 2b ist eine gegenseitige nachteilige Wärmebeeinflussung ausgeschaltet. Der quergelegte Motor baut ausserdem flacher, so dass die Variante nach Fig.5 bei gleicher Bildgrösse eine relativ kleine Einrichtung darstellt. Der Motor ist von einer Feder 37 in Richtung der Stirnplatte 19d gedrückt gehalten. Die Feder 37 stützt sich dabei gegen ein Dach 38 des äusseren Gehäuses 28.
- Die Variante nach Fig.6 zeigt eine Trommel 10 mit innen montierten Lichtquellen 2a, die aus je einer Glühfadenlampe 1a bzw. 1b bestehen. Die Stromzuführung bei dieser Variante erfolgt nicht über Schleifringe, sondern direkt über die Lagerwelle 8b, bzw. über das Lager und den Lagerzapfen 31a. Da die obere bzw. untere Stirnplatte 19c bzw. b aus leitendem Alumi nium sind, kann die Stromzuführung der Lampen 1a bzw. 1b direkt an diesen Basisplatten 19 abgegriffen werden.
- Alternativ zur Stromzuführung über die Lager bzw. Wellen 31a bzw. 8b könnten auch Kohlebürsten direkt auf die Stirnplatten 19 einwirken. Die Strombahnen im Inneren der Trommel 10 sind mit 26a bezeichnet. Sie sind vorzugsweise hauchdünne an die Wand der Trommel 10 geklebte Silberbahnen, die mit dem freien Auge fast nicht erkennbar sind. Es können aber auch isolierte Drähte im verspiegelten Teil der Trommel 10 verlegt sein. Die Stromzuführung aus dem unteren Teil der Einrichtung in den oberen erfolgt ebenso über hauchdünne, nicht dargestellte Leiterbahnen an dem Aussengehäuse 28, vorzugsweise an dessen Innenseite.
- Zur Kühlung des Motors 27c ist ein separater Ventilator 39 vorgesehen, der die Luft unten ansaugt und zwischen der Trommel 10 und dem äusseren Gehäuse 28 nach oben fördert, wodurch auch die Trommel 10 gekühlt wird. Entlüftungsschlitze 16a sorgen für den Austritt der Luft, während Luftzufuhrschlitze 11 den Zutritt erlauben. Die Stromzuführungen zum Ventilator 39 und zu den Motoren ist jedem Fachmann bekannt.
- Die Variante nach Fig.7 zeigt keinen eigenen Ventilator, sondern ein an einer oberen Lagerwelle 8e montiertes Lüfterrad 12. Dieses bläst die Abluft durch radiale Entlüftungsschlitze 16b nach aussen. Die Luft wird dabei ebenso im unteren Bereich durch Luftzuführungsschlitze 11 zugeführt.
- Als Antrieb findet ein Scheibenläufermotor 27d Verwendung. Dieser baut besonders flach und eignet sich daher für niedrige Geräte; er könnte auch unmittelbar an der unteren Stirnplatte angeflanscht sein. Der Drehantrieb für das Lüfterrad 12 erfolgt über die Trommel 10. Die radialen Lüftungsschlitze 16b sind in einem turmförmigen Aufsatz 39 vorgesehen, der an der oberen Stirnplatte 29d montiert ist.
- Fig.3 zeigt den Schnitt durch eine Leuchtstoffröhre 3c mit einer besonderen Leuchtstoffschicht 6, die ein besonders langes Nachleuchtverhalten und damit besonders lange Helligkeitsphasen bewirkt.
- Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Modifikationen denkbar; beispielsweise können als Lichtquelle im erläuterten Sinne geschaltete Stroboskoplampen verwendet werden. Dabei kann die Zahl der Lichtblitze über Kontaktscheiben oder dgl. (vgl.den Zylinder 23) oder über eine elektronische Synchronisation mit der Drehzahl synchronisiert werden.
-
- 1 a,b,c,d Glühfadenlampe
- 2 a,b, Lichtquelle
- 3 a,b,c, Gasentladungslampe
- 4 Gleichstrom- oder Wechseltromspannungsquelle
- 5 a,b-d,e Wechselspannungsquelle
- 6 Leuchtstoffschicht
- 7 Hochfrequenz-Vorschaltgerät
- 8 a,b,c,d,e Lagerwelle
- 9 Drehlager
- 10 Bildträgertrommel
- 11a Luftzufuhrschlitz
- 12 Lüfterrad
- 13 Motor
- 14 Bild
- 15 Stromzuführung
- 16 Entlüftungsschlitze
- 18 Drehachse
- 19 a,b,c Stirnplatte der Bildträgertrommel
- 20 Führung
- 21 Lagernadel
- 22 Drehachse
- 23 Getriebeansatz
- 24 Schleifringe
- 25 Kohlebürsten
- 26a Zuleitungen
- 27a,b,c,d Motor
- 28 äusseres Gehäuse
- 29a,b,c,d Stirnplatte des Gehäuses 28
- 30a Treibrad
- 31a Lager und Lagerzapfen
- 32 Raster
- 33 Lichtstrahlen
- 34 Verspiegelung
- 35 Lagerkugel
- 36 Nadellager
- 37 Feder
- 38 Dach
- 39 turmförmiger Aufsatz
Claims (10)
1. Lichtquelle für eine Einrichtung zum Rundumzeigen eines flächigen Bildes über einen Winkel von 360 Grad, mit einem Antriebsmotor und einem davon antreibbaren Bildträger, der zumindest ein Bild trägt und mit einer Mindestrehzahl von 500 U/min rotierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Hellphasen des Lichtstromes mit 50% der Maximallichtstärke übersteigender Helligkeit zur Drehzahl derart gewählt ist, dass eine allenfalls verbleibende Helligkeitsschwankung für den menschlichen Sehapparat unmerklich ist.
2. Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während jeder vollen Umdrehung des Bildträgers (10) um 360° die Zeitsumme aller Hellphasen mindestens 30%, vorzugsweise mindestens 50%, insbesondere mindestens 70% der Zeit einer Umdrehung des Bildträgers (10) ausmacht, und/oder dass die Frequenz der Hellphasen mindestens 200, vorzugsweise mindestens 600, insbesondere mindestens 6000 Hz beträgt, wobei bevorzugt die Hellphasen mindestens 75%, inbesondere mindestens 90% der Maximallichtstärke abgeben.
3. Lichtquelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jede Dunkelphase höchstens 0,0025 Sekunden dauert und/oder dass das Verhältnis der Hellphasen zur Drehzahl derart gewählt ist, dass die Zeit der Sichtbarkeit des Bildes von einem gegebenen Betrachter-Standpunkt aus mindestens einer Hellphase, vorzugsweise zumindest deren zwei, inbesondere aber mehr als zwei, entspricht und zweckmässig dieses Verhältnis ein ganzzahliges ist.
4. Lichtquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest eine Glühfadenlampe (1) aufweist, die vorzugsweise mit Gleichstrom oder mit einem Wechselstrom von mindestens 100 Hz versorgbar ist. (Fig.6)
5. Lichtquelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Gasentladungslampe (3), insbesondere eine NiederdruckNeonröhre oder eine PL-Röhre (3b), aufweist, wobei als Versorgungsspannung vorzugsweise eine Wechselspannung mit mindestens 300, vorzugsweise 1000 bis 40000 Hz, z.B. aus einem elektronischen Vorschaltgerät (Z), vorgesehen ist.
6. Lichtquelle nach Anspruch 1,2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Gasentladungslampe (3c) mit einer Leuchtstoffschicht (6) für das Nachleuchten aufweist, deren Nachleuchtzeit mit mindestens 90% Intensität des Lichtmaximums vorzugsweise länger als 1/500 Sekunde ist.
7. Lichtquelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Lampen (1c,d oder e) vorgesehen sind, die um mindestens 120° bei nur zwei langen, vorzugsweise um 180°, phasenverschoben mit Spannung versorgbar sind.
8. Lichtquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lampe (3a) zentrisch um eine Drehachse (18) der Bildträgertrommel (10), ausserhalb desselben angeordnet ist, und dass eine der Lampe zugewandte Basisplatte (19a) des Bildträgers zumindest teilweise für das Beleuchten oder Durchleuchten des Bildes transparent ist, wobei der Bildträger vorzugsweise als transparente Trommel (10) mit der Achse montiertem Bild (14) ausgebildet ist.
9. Lichtquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Lampe (1a,b;3b) exzentrisch vor dem Bild in einer Platte (19b) einer drehbaren, transparenten, als Bildträger ausgebildeten Trommel (10) gesockelt und vorzugsweise in einer gegenüberliegenden Platte (19c) der Trommel (10) gehalten ist, und/oder dass die Stromzuführung für die Lampe (n) (1a,b) über je eine oben und unten an der Trommel angeordnete Lagerwelle (31a,8b) - gegebenenfalls über Drehlager (9) - erfolgt, wobei die Spannung so gewählt ist, dass die erforderliche Stromstärke 1 Amp. nicht übersteigt.
10. Lichtquelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zwangsbelüftung vorgesehen ist, die ein ausserhalb der Trommel (10) liegende Lampe (1,3) direkt kühlt, bzw. bei einer innerhalb der Trommel liegende Lampe (1a,b) Kühlluft vom unteren Bereich der Einrichtung zwischen einem transparenten Aussengehäuse (28) und der Trommel (10) nach oben fördert, wo Entlüftungsschlitze (16) vorgesehen sind, und wobei gegenenfalls an der Trommel (10) ein Lüfterrad (12) befestigt ist.
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