DE10113120A1 - Anzeige- und Signalvorrichtung mit drehbaren Dreikantsäulen - Google Patents

Abstract

Es werden modular aufgebaute Display-Systeme beschrieben, die mit bekannten Wirkmechanismen der Magnetimpuls-Klappankertechnik auch drehbare Dreikantsäulen rotieren lassen, so daß 3 Sichtflächen je Modul für Anzeigezwecke zur Verfügung stehen gegenüber 2 Flächen bei bekannten Systemen. DOLLAR A Mit einer Kombination aus drehbaren Dreikantsäulen, in deren Sichtflächen Klappanker-Displayelemente montiert sind, können bis zu 6 unterschiedliche Farben oder Kennzeichen je Modul angezeigt werden. DOLLAR A Bei einer Montage von 2 Dreh- oder Klappanker-Displayelementen je Sichtfläche können bis zu 9 unterschiedliche Farben oder Kennzeichen alternierend dargestellt werden.

Description

Es sind Werbetafeln bekannt, bei denen mit nebeneinander angeordneten drehbaren Dreikantsäulen, die einen gemeinsamen Antrieb haben, 3 verschiedene Motive da­ durch gezeigt werden können, daß auf den jeweils gleichzeitig dem Betrachter zu­ gwandten Außenflächen der Säulen, die Motive in Form von parallelen Streifen auf­ gebracht sind.

Es sind keine derartigen Werbetafeln bekannt, bei denen einzelne Säulen oder Grup­ pen von Säulen mit von einander unabhängigen Antrieben ausgestattet sind, um einzelne Sektionen einer Tafel mit wechselnden Teilmotiven darzustellen.

Vorteilhaft ist daher die Anordnung von geteilten Säulen unterschiedlicher und beliebi­ ger Länge einzeln oder mit ungeteilten Säulen in einer Werbetafel (Fig. 1). Ein Beispiel dafür ist auch die häufig genutzte 7-Segment-Anzeigetafel (Fig. 2).

Unbekannt ist auch, daß Anzeigetafeln mit modularen, drehbaren Dreikantsäulen aus­ gestattet sind, deren Abmessungen eine matrixartige Zusammenstellung in Zeilen und Spalten einer Tafel ermöglichen. Das ist aber dann erforderlich, wenn wechselnde Zah­ len, Texte oder Tabellen dargestellt werden sollen, wie es z. B. bei Abflug- und An­ kunfts-Übersichten in Flughäfen üblich ist.

Es ist daher vorteilhaft, wenn die 3 Displayflächen einer Dreikantsäule quadratisch (18) sind und bei gleicher Bautiefe derartiger Module sog. Punktmatrix-Displays einfach aufgebaut werden können. (Fig. 10) Jedes Modul ist dabei mit einem eigenen Antrieb ausgestattet (3), der über eine elektronische Schalteinheit (5) angesteuert wird.

Drehantriebe herkömmlicher Bauweise wie Elektromotore, Schrittmotore, Klinken­ antriebe (Fig. 7) sind zwar grundsätzlich für den Antrieb eines Moduls geeignet, doch bei geforderter kostengünstiger, kleiner Bauweise zunehmend ungeeignet. Ein pneu­ matisch betätigter Klinkenantrieb ist z. B. dann von Vorteil, wenn Matrix-Anzeigen in explosionsgefährdeten Räumen ausgeführt werden sollen.

Es ist daher von Vorteil, wenn ein bei sog. Dreh,- oder Kipp/Klappanker-Displays genutztes Wirkprinzip für den Säulen-Drehantrieb modifiziert wird. Mit einem elek­ trisch erzeugtem Magnetfeld-Impuls wird über eine Abstoß-Reaktion auch kinetische Energie induziert, die den Säulenrotor eines Moduls in Schritten von 120° rotieren läßt. Magnetkräfte halten ihn am Ende des Rotationsschrittes in der jeweils ge­ wünschten Displayposition. (Fig. 6).

Die Kombination von modularem Aufbau und Magnetimpuls-Antrieb für den Drei­ kantrotor ergibt kleinbauende, kostengünstige Displayelemente, die einen deutlichen Vorteil gegenüber bekannten Dreh,- Klapp/Kippanker-Modulen haben: sie können 3 Flächen/3 Farben zur Anzeige nutzen und nicht nur 2. Für diesen Vorteil gibt es z. B. die Anwendung bei Verkehrsübersichts-Anzeigen, wenn eine bestimmte Gruppe von Verkehrsmitteln (Flugzeuge) gegenüber anderen farblich abgegrenzt werden soll. Oder wenn bei Anzeige von Meßwerten in der Industrie Grenzwerte durch eine andere Farbe markiert werden sollen. Bei Temperatur-Anzeigen können negative Temperaturen in einer anderen Farbe angezeigt werden als positive Werte.

Weit größere Vorteile entstehen, wenn kleinbauende Dreh- Kipp/Klappanker-Module mit ihren beweglichen Anzeigeflächen in die Anzeigefläche des Dreikant-Säulenrotors integriert werden (Fig. 8), wobei der feststehende Teil innerhalb des Hohlraums eines Dreikantrotors mit dem feststehenden Teil des Dreikant-Säulenmoduls verbunden ist. Auf diese Weise können über eine getrennte Impulsansteuerung für Rotor und z. B. Kippanker 6 unterschiedliche Farben je Modul zur Anzeige gebracht werden. Tabellenartige Übersichten werden dadurch deutlich sicherer lesbar ge­ macht, einfache grafische Darstellungen werden ermöglicht.

Unterschiedliche Säulenquerschnitte und Materialien ergeben entsprechende An­ wendungsvorteile:
Eine konkave Ausgestaltung kann besondere optische Effekte unterstüt­ zen (20)
Ein sternförmiger Querschnitt stellt eine größere Fläche für Reflektion und einen größeren Betrachtungswinkel zur Verfügung (21)
Eine geöffnete Fläche (22) kann bei eingebauter Beleuchtung einen Blitz­ effekt bewirken, wenn der Rotor gedreht wird.
Mit optisch durchlässigen, gefärbten oder klaren Wänden des Rotors können z. B. Verkehrssignal-Displays mit 3 Farben aufgebaut werden. Bei gleichem Bauvolumen können weitaus größere Signalflächen realisiert werden. Als Lichtquelle reicht ein Exemplar, das bei Farbwechsel nicht aus- und eingeschaltet werden muß, was die Lebensdauer erhöht.

Es ist möglich, den jeweiligen Rotorstand und die zugehörige Klappanker-Position über Zählvorgänge der Ansteuerschaltung und deren Speicherung und Auswertung zu ermitteln. Vorteilhafter und sicherer ist jedoch eine Anzeige der Daten mittels Sensoren (49), die über Magnet- oder Farbkodierung (50) den jeweiligen Stand von Rotor und/oder Klappanker ermitteln und laufend in die Steuerschaltung eingeben können.

Bei der Anordnung in Matrizen nach Fig. 10 kannes von Vorteil sein, wenn die perma­ nenten Magnetfelder der Rotore sich nicht gegenseitig beeinflussen können. Das trifft insbesonderen bei Rotoren zu, deren Permanentfelder von außerhalb des Rotors mit Magnet-Impulsen angesteuert werden sollen. Daher ist ein Abstand von der Ober- und Unterkante für die Flächen 1 u. 2. und 3 vorgesehen (Fig. 11), sodaß bei beliebiger Rotorstellung und Anordnung der Elemente zueinander keine unmittelbare Nachbarschaft von 2 Permanent-Magnetfeldern entstehen kann.

Sofern man in der Mitte einer Anzeigefläche eine Drehachse vorsieht, die 2 sog. Flügel links und rechts von ihr beweglich hält, können durch wahlweises Umklappen der Flügel gemeinsam zur rechten oder gemeinsam zur linken Seite oder je einer rechts bzw. links insgesamt 9 Farben oder Kennzeichen dargestellt werden.

Dazu sind Magnetanordnungen nach Fig. 12 zu treffen, bei denen die Magnetfelder sowohl durch einen Flügel hindurchgreifen können um den 2. zu betätigen, als auch durch wechselseitige Anordnung zur Achse gezielt die Auswahl des zu bewegenden Flügels treffen können.

Mit dieser Vielzahl von Farben können z. b. Werbetafeln mit wechselnden Motiven aufgebaut werden, als auch 7-Segment-Darstellungen vereinfacht vorgenommen werden.

Bei der Verwendung der Displayelemente in abgedunkelten Räumen oder im Dämmerlicht ist die Anwendung von aktiv leuchtenden Flächen auch in Kombi­ nation mit teilweise reflektierenden Flächen von Bedeutung. Deren Energie­ versorgung und Anordnung wird in Ansprüchen (24), (25), (26) beschrieben.

Zeichnungen

Fig. 1 stellt in Vorderansicht und schematischer Draufsicht die Anordnung einer Display-Tafel dar. In ihr sind 5 ungeteilte (1) und 5 geteilte (2) Säulen mit Dreiecks-Querschnitten und jeweils separatem Antrieb (35), Riemen (4) und Ansteuerschaltungen (5) sowie Lagern (8) in einem Rahmen (6) eingebaut. 3 Säulen (7) sind zu Beginn der Drehphase gezeichnet.

Fig. 2 zeigt schematisch die Anordnung von einzelnen Säulen mit Lagern und Antrieben für eine 7-Segment-Anzeige.

Fig. 3 gibt in Schnitt und schematischer Draufsicht die Anordnung von Säulen (9) mit Permanent-Magneten (10), Positionier- (11) und Impulsmagnet (12) Innenbeleuchtung (13) und Anschlußfahnen (14) für Elektromagnet und Lichtquelle in einem feststehenden Rahmenteil (15) mit Lager (16) wieder. Die vordere Säulenfläche ist durchbrochen.

Fig. 4 zeigt beispielhaft eine mögliche Kennzeichnug einer Säulenfläche.

Fig. 5 zeigt verschieden Säulen-Querschnitte: aus Vollmaterial (18), mit Hohlraum innen (19), konkav (20), sternförmig (21), und einseitig geöffnet (22).

Fig. 6 stellt schematisch den Ablauf einer Säulen-Rotation dar:
Phase I Die Säule (23), die sich um das Lager (24) drehen soll, befindet sich mit dem Südpol S1 ihres Eckmagneten der Anziehungs­ kraft des Positionier-Magneten (25). Die Wicklung (26) des Elektromagneten (27) führt keinen Strom.
Phase II Ein starker Stromstoß der Wicklung (26) erzeugt ein dem Eck­ magneten S1 gleichgerichtetes starkes Magnetfeld und stößt die Ecke der Säule aus dem Feld des Positionier-Magneten (25) in eine Rechtsdrehung.
Phase III Die in die Säule induzierte kinetische Energie treibt die Säule an bis ihr Eckmagnet S3 in die Nähe des Positionier-Magneten (25) kommt, der ihn anzieht und die Säule festhält.
Phase IV entspricht Phase I als End- und Ausgangsposition der Drehung der Säule. Ein Elektromagnet (28) anstelle des Permanent-Magneten kann alternativ im Zeitpunkt der Einschaltung der Wicklung (26) das Feld von (25) neutralisieren, gegebenenfalls ein zusätzliches abstoßendes Feld für die sich drehende Säule erzeugen.

Fig. 7 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen Klinken-Antrieb einer Säule. Das Klinkenrad (29) wird durch die Nocke (30) in Position gehalten. Der Stößel (31), durch den Antrieb (32) betätigt, stößt gegen die Klinkennase (33) der Säule (34) und dreht sie über die kinetisch induzierte Energie bis zur nächsten Rastung (35) der Nocke (30) im Klinkenrad.

Fig. 8 stellt eine perspektivisch dargestellte Kombination aus impuls-angetriebener Dreikantsäule mit einem bekannten Dreh- bzw. Kipp/Klappanker-Antrieb dar. Der feststehende Rahmen (36) enhält die Lager (37) für die Dreikant- Säule (38), den Positionier (39)- und den Impuls-Magneten (40), die Mag­ netvorrichtung (41) für den Dreh- Kipp/Klappanker sowie die elektrischen Anschlüsse (42) der Einheit. Im Innenkreis-Hohlraum der Säule bewirkt die Magnetvorrichtung (41) das Umklappen der Klappe (43), die in den Lagern (44) an der Außenfläche der Dreikantsäule beweglich gehalten ist.

Fig. 9 stellt eine Ausführung eines Moduls dar, bei dem die feststehenden Teile (45) der Magnetimpuls-Anordnung im inneren Hohlraum (46) der Säule (47) untergebracht sind und die Permanentmagnete (48) der Säule an der Außen­ fläche des Säulen-Hohlraums befestigt sind. Ein Sensor (49) kann die Farb- Kodierung (50) als Positionsmarkierung der Säule abtasten. Eine Basisplatte (51) trägt auch das Säulenlager.

Fig. 10 stellt die Anordnung einer 5 × 7-Matrix dar, die z. B. eien Buchstaben E in einer bestimmten Farbe (53) vor dem Hintergrund mit anderer Farbe (54) abbildet. Die (unsichtbare) 3. Fläche (55) der Säule (56) ist in der 3. Farbe gehalten. Alle Elemente sind gemeinsam auf der Platte (57) befestigt und kontaktiert.

Fig. 11 macht bei Matrizen-Anordnung die bevorzugte Lage der Permanentmagnete (58). . .(61) deutlich. Die Abstandsmaße a und b vom Rand der Säule für Fläche 1, 2 u. 3 sind abwechselnd nebeneinander angewendet.

Fig. 12 zeigt in Vorderansicht und Draufsicht, wie 2 bewegliche Flügel (63) auf einer gemeisamen Drehachse vor der Display-Fläche (62) einer Säule über Elektromagnete, (72) Magnetstücke, (70) und Magnetknöpfe (69) alternierend zur rechten oder linken Seite umgeklappt werden können, ohne sich gegenseitig zu stören.

Claims (26)

1. Anzeige- und Signalvorrichtung mit einem Rahmen (6), mit mehreren beieiander angeordneten Säulen mit Querschnitts-Kantenlängen eines gleichseitigen Drei­ ecks, die drehbar gelagert sind (1), (2), (7), (8) und ihre 3 Außenflächen dem Betrachter durch Rotation um jeweils 120° zuwenden können, mit Antrieb und Ansteuerschaltung für die Säulen dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Säulen innerhalb ihrer Länge in 2 oder mehr Säulen beliebiger Länge unterteilt sind (2) und daß jede Säule durch einen separaten Antrieb (3), (4) mit zugeordneter Ansteuerschaltung (5) ihre 3 Außenflächen von den übrigen Säulen unabhängig dem Betrachter zuwenden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß 7 Säulen mit zugeordneten Antrieben in der Anordnung einer 7-Segment- Zahl zusammengefaßt sind (Fig. 2).

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der Säulen einer Vorrichtung der Kantenlänge ihres Querschnitts entspricht (18).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 dadurch gekennzeichnet, daß 7 Reihen mit je 5 nebeneinander positionierten Säulen (53), (54) unter­ einander zu einer Matrix für die Darstellung des Alphabets auf einer Basisplatte (57) zusammengefaßt sind.

5. Vorrichtung nach vorstehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der Säulen innen hohl sind (19).

6. Vorrichtung nach vorstehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt einer oder mehrerer Säulen einem 3-schenkligen Stern entspricht (21), bei dem die Schenkelendpunkte ein gleichseitiges Dreieck zueinander bilden.

7. Vorrichtung nach vostehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die 3 Außenflächen einer oder mehrerer Säulen konkav nach innen gewölbt (20) sind.

8. Vorrichtnug nach vorstehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß eine der Außenflächen von einer oder mehreren Säulen teilweise oder vollständig fehlt (22).

9. Vorrichtung nach vorstehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der 3 Außenseiten einer oder mehrerer Säulen teilweise oder vollständig aus optisch durchlässigem, klarem oder eingefärbtem Material besteht.

10. Vorrichtung nach vorstehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der 3 Außenflächen einer oder mehrerer Säulen in einer anderen Farbe ausgeführt ist als die übrigen Außenflächen.

11. Vorrichtung nach vorstehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der 3 Außenflächen einer oder mehrerer Säulen mit Mo­ tiven, Kennzeichen, Symbolen versehen ist (Fig. 4).

12. Vorrichtung nach vorstehenden Anspüchen dadurch gekennzeichnet, daß je eine der 3 Außenflächen einer oder mehrerer Säulen in reflektierenden, nicht reflektierenden oder optisch durchlässigen Verkehrssignal-Farben grün, rot, gelborange ausgeführt ist.

13. Vorrichtung nach vorstehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die dem Betrachter zugewandte Seite einer oder mehrerer Säulen mit beliebigen Leuchtelementen von innen durchleuchtet oder von außen an­ geleuchtet wird (9). . .(14).

14. Vorrichtung nach vorstehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für eine oder mehrere Säulen aus einem Klinkenrad mit Klinke, die elektromechanisch oder pneumatisch bewegt wird, besteht (29). . .(35).

15. Vorrichtung nach vorstehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für eine oder mehrere Säulen durch einen Elektromotor beliebiger Wirkweise vorgenommen wird.

16. Vorrichtung nach vorstehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für eine oder mehrere Säulen durch Magnetfeld-Impulse bewirkt wird, die von einem feststehenden Teil der Vorrichtung auf die drehbare Säule einwirken (23). . .(28), wobei die Drehung durch Abstoß­ kräfte von gleichgerichteten Magnetfeldern entsteht, die zwischen Permanent­ magnet-Feldern der Säule und den Elektromagnetfeldern des feststehenden Teils kurzzeitig herrschen.

17. Vorrichtung nach vorstehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet daß neben dem Elektromagneten des feststehenden Teils der Vorrichtung ein weiterer Permanent- oder Elektromagnet (25) angeordnet ist, der die nächste auf ihn zukommende Ecke der Säule durch sein Magnetfeld anzieht und die Säule in einer definierten Ausgangslage für den nächsten Drehimpuls sichert.

18. Vorrichtung nach vorstehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die Magnete des feststehenden Teils der Vorrichtung jeweils im Hohl­ raum einer Säule untergebracht sind und die Magnetfelder der Säule in den Hohlraum der Säule hinein wirken (45). . .(48).

19. Vorrichtung nach vorstehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß die 3 Permanent-Magnete an den Kanten einer Säule in einem Abstand entweder zur Oberkante oder zur Unterkante der Säule ihr Magnetfeld austreten lassen. (Fig. 11).

20. Vorrichtung nach vorstehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß in einer Display-Matrix lt. Anspruch 4 jeweils 2 benachbarte Säulen montiert sind, die sich in der Höhenanordnung der Magnetfelder lt. Anspruch 19 von einander unterscheiden. (Fig. 11).

21. Vorrichtung nach vorstehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß der Ansteuerschaltung jeweils über Sensor-Elemente beliebiger Bauart (49) oder über das Zählen, Speichern Auswerten von Drehvorgängen übermittelt wird, welche der 3 Flächen einer Säule jeweils dem Betrachter zugewandt ist und daß die Ansteuerschaltung eine gleichsinnige Drehrichtung für die betref­ enden Antriebsmotore oder Magnetimpuls-Abläufe anordnet, wenn 2 oder mehr Säulen gleichzeitig gedreht werden sollen, deren Achsen nebeneinander liegen.

22. Vorrichtung nach vorstehenden Ansprüchen dadurch gekennzeichnet, daß in einer oder mehreren der 3 Außenflächen einer oder mehrerer Säulen der bewegliche Teil eines Dreh- oder Klappanker-Displaymoduls (36). . .(44) eingebaut ist, dessen feststehender Teil jeweils im Hohlraum der betreffenden Säule eingebaut ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Außenflächen der Säule (62) mit mindestens 2 nebeneinanderliegenden Flügeln (63) eines Dreh- oder Klappanker-Displaymoduls bestückt ist, die um eine gemeinsame Achse (64) in der Mitte vor der Säulenfläche drehbar gela­ gert sind, wobei die Mittelpunkte der Drehlager (65) gegenüber der Mittellinie der Flügel (66) um mindestens die halbe Flügelstärke (67) versetzt sind und daß die Flügel an der Stelle Ausnehmungen oder Durchbrüche (68) in der Nähe der Drehachse aufweisen, an der die Säulenwand (62) eingearbeitete weichmagnetische Knöpfe (69) aufweist, die innen weitgehend bündig sind und außen etwa um Flügel­ stärke aus ihr herausragen und daß jeder Flügel in der Nähe der Drehachse im Wechsel mit der Ausnehmung/dem Durchbruch des gegenüberliegenden Flügels hartmagnetische Stücke (70) eingearbeitet hat, die nach dem Umschlagen des Flügels von einer zur anderen Seite auf dem entsprechenden Magnetknopf, (71) der aus der Säulenfläche herausragt, aufliegen kann und daß die Magnetknöpfe durch im Inneren der Säule angeordnete Elektromagnete (72) kurzzeitig so aktiviert werden, daß die aufliegenden Hartmagnetstücke der Flügel diese durch magne­ tische Abstoßkräfte in die jeweils gegenüberliegende Position umklappen.

24. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen der Säulen durch elektrooptische Leuchtelemente gebildet werden, wobei die Energiezufuhr über elektrisch leitfähige Drehachsen und Lager der Säule vorgenommen wird.

25. Vorichtung nach Anspruch 24 dadurch gekennzeichnet, daß die Energiezufuhr über elektromagnetische Felder vorgenommen wird, die aus einer Geberspule außerhalb der Säule austreten und von einer Empfängerspule innerhalb der Säule empfangen werden.

26. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß bei Säulen mit Außenwänden aus Leuchtelementen und aus optisch durch­ lässigem Material Teile der Wandflächen mit reflektierendem Material belegt sind.