Präziser Farbkreiselantrieb für Forschung und Lehre
von Martina Löw und Kay Saamer
Prototyp eines regelbaren Kreiselantriebes für die Farb- und Farbwahrnehmungsforschung, die Farb- und Museumsdidaktik sowie für farbwissenschaftliche und künstlerische Projekte. Kultur- und naturwissenschaftliche Methoden und Versuche können nachgestellt und auch mit erhaltenen originalen Scheiben wiederholt werden.
Präsentiert anlässlich des 8. Dresdner Farbenforums in Dresden im Mai 2014 sowie im September 2014 während der internationalen Konferenz „Farbe als Experiment“ des Deutschen Farbenzentrums und der Bergischen Universität Wuppertal im Kontext des BMBF-Verbundforschungsprojekts „Farbe als Akteur und Speicher – FARBAKS“.
Präsentiert anlässlich des 8. Dresdner Farbenforums in Dresden im Mai 2014 sowie im September 2014 während der internationalen Konferenz „Farbe als Experiment“ des Deutschen Farbenzentrums und der Bergischen Universität Wuppertal im Kontext des BMBF-Verbundforschungsprojekts „Farbe als Akteur und Speicher – FARBAKS“.
Der Farbkreiselantrieb wurde entwickelt von Martina Löw, Farbgestalterin und -forscherin, und Kay Saamer, Industriedesigner. Unterstützt wurde die Entwicklung von der Firma ESR Pollmeier GmbH Servo-Antriebstechnik, alle ansässig in Ober-Ramstadt.
Konzeptentwicklung
Bei Betrachtung, Analyse und Bewertung historischer und auch zeitgenössischer Farbkreisel fällt auf, dass nur wenige dieser Geräte unterschiedliche Versuchsanordnungen (bedingt durch Drehzahlen) zulassen. Ergebnisse sind nur eingeschränkt reproduzierbar. Die Gründe liegen, und das betrifft gleichermaßen manuell- und elektrisch betriebene Farbkreisel, in systemimmanenten Einschränkungen. Diese lassen sich bei historischen Farbkreiselantrieben wie auch bei Zeitgenössischen nicht allein durch den jeweiligen technologischen Standard und die Verfügbarkeit technischer Funktionsteile, wie Schwungscheiben oder Gleitlager, erklären. Vielmehr scheint die durchaus legitime Motivation des Anwenders im Vordergrund zu stehen, für die geplante Anwendung die jeweils einfachste Lösung zu realisieren.
Die Qualität der Einschränkung ist stark abhängig von der jeweiligen Bauart des Farbkreiselantriebes. Eine Klassifizierung erleichtert die Zuordnung:
1. Manuell initiierte ortsungebundene Farbkreisel: nur Scheibe mit Dorn oder Kreiselkörper mit
aufliegender Scheibe
Einschränkungen: stark eingeschränkter Drehzahlbereich, im Versuchsablauf abnehmende Drehzahl,
wandern auf dem Untergrund, bei abnehmender Drehzahl zunehmendes schlingern, erschwerte bildhafte Dokumentation durch das Wandern und Schlingern. Ergebnis stark Abhängig von Übung und Routine. Die Messung der Drehzahl schwierig bis unmöglich. Konzentriertes, langes Arbeiten mit diesen Kreiseln ist sehr anstrengend.
2. Manuell initiierte ortsgebundene Farbkreisel: Schwungscheibe oder Seilzug
Einschränkungen: eingeschränkter Drehzahlbereich, bestimmte Drehzahlen schwierig reproduzierbar, im Versuchsablauf abnehmende Drehzahl.
3. Manuell initiierte ortsgebundene Farbkreisel: Kurbel oder Kurbel mit Übersetzung
Einschränkungen: Konstante (hohe) Drehzahl nur über eingeschränkten Zeitraum möglich.
4. Elektrisch betriebene Farbkreisel mit Elektromotor ohne Steuerung
Einschränkungen: Motorbedingt unveränderbare Drehzahl. Starke Belastungen durch Lärm und Vibrationen sind je nach Bauart des Motors möglich.
5. Elektrisch betriebene Farbkreisel mit Servomotor, Steuerung und Drehzahlmesser
Einschränkungen: Keine.
Konzept
Betrachtung und Analyse der unterschiedlichen Typen und deren Bewertung hatten wesentlich Einfluss auf die Zielsetzung bei der Entwicklung. Es erschien vorrangig, ein Gerät zu entwickeln, das„unauffällig“ nur das tut, was es soll: leise, präzise und vibrationsfrei Farbscheiben in der gewünschten Drehzahl rotieren. Ungeachtet der hohen Kosten und dem zeitlichen Aufwand für Entwicklung, Konstruktion und Prototyp bestand die Absicht in der Entwicklung eines allen Anforderung an intensive wissenschaftliche Forscherarbeit genügenden Gerätes. Das Konzept beruht deshalb auf einem regelbaren Elektromotor und auswechselbaren magnetischen Farbscheiben als präzise justierbares Instrument, das auf langlebigen und laufruhigen Komponenten der industriellen Automatisierungstechnik basiert.
Konzeptentwicklung
Bei Betrachtung, Analyse und Bewertung historischer und auch zeitgenössischer Farbkreisel fällt auf, dass nur wenige dieser Geräte unterschiedliche Versuchsanordnungen (bedingt durch Drehzahlen) zulassen. Ergebnisse sind nur eingeschränkt reproduzierbar. Die Gründe liegen, und das betrifft gleichermaßen manuell- und elektrisch betriebene Farbkreisel, in systemimmanenten Einschränkungen. Diese lassen sich bei historischen Farbkreiselantrieben wie auch bei Zeitgenössischen nicht allein durch den jeweiligen technologischen Standard und die Verfügbarkeit technischer Funktionsteile, wie Schwungscheiben oder Gleitlager, erklären. Vielmehr scheint die durchaus legitime Motivation des Anwenders im Vordergrund zu stehen, für die geplante Anwendung die jeweils einfachste Lösung zu realisieren.
Die Qualität der Einschränkung ist stark abhängig von der jeweiligen Bauart des Farbkreiselantriebes. Eine Klassifizierung erleichtert die Zuordnung:
1. Manuell initiierte ortsungebundene Farbkreisel: nur Scheibe mit Dorn oder Kreiselkörper mit
aufliegender Scheibe
Einschränkungen: stark eingeschränkter Drehzahlbereich, im Versuchsablauf abnehmende Drehzahl,
wandern auf dem Untergrund, bei abnehmender Drehzahl zunehmendes schlingern, erschwerte bildhafte Dokumentation durch das Wandern und Schlingern. Ergebnis stark Abhängig von Übung und Routine. Die Messung der Drehzahl schwierig bis unmöglich. Konzentriertes, langes Arbeiten mit diesen Kreiseln ist sehr anstrengend.
2. Manuell initiierte ortsgebundene Farbkreisel: Schwungscheibe oder Seilzug
Einschränkungen: eingeschränkter Drehzahlbereich, bestimmte Drehzahlen schwierig reproduzierbar, im Versuchsablauf abnehmende Drehzahl.
3. Manuell initiierte ortsgebundene Farbkreisel: Kurbel oder Kurbel mit Übersetzung
Einschränkungen: Konstante (hohe) Drehzahl nur über eingeschränkten Zeitraum möglich.
4. Elektrisch betriebene Farbkreisel mit Elektromotor ohne Steuerung
Einschränkungen: Motorbedingt unveränderbare Drehzahl. Starke Belastungen durch Lärm und Vibrationen sind je nach Bauart des Motors möglich.
5. Elektrisch betriebene Farbkreisel mit Servomotor, Steuerung und Drehzahlmesser
Einschränkungen: Keine.
Konzept
Betrachtung und Analyse der unterschiedlichen Typen und deren Bewertung hatten wesentlich Einfluss auf die Zielsetzung bei der Entwicklung. Es erschien vorrangig, ein Gerät zu entwickeln, das„unauffällig“ nur das tut, was es soll: leise, präzise und vibrationsfrei Farbscheiben in der gewünschten Drehzahl rotieren. Ungeachtet der hohen Kosten und dem zeitlichen Aufwand für Entwicklung, Konstruktion und Prototyp bestand die Absicht in der Entwicklung eines allen Anforderung an intensive wissenschaftliche Forscherarbeit genügenden Gerätes. Das Konzept beruht deshalb auf einem regelbaren Elektromotor und auswechselbaren magnetischen Farbscheiben als präzise justierbares Instrument, das auf langlebigen und laufruhigen Komponenten der industriellen Automatisierungstechnik basiert.
- Ein Drehzahlmesser ermöglicht die Dokumentation, die Reproduzierbarkeit, Prüfung und in Anzahl und Dauer beliebige Wiederholung von Versuchsergebnissen unter Laborbedingungen.
- Die Drehzahl ist mit einem Potentiometer stufenlos in beiden Richtungen einstellbar, die Steuerung ermöglicht einen stabilen Lauf bei jeder Drehzahl.
- Die Drehzahl ist mit einem Potentiometer stufenlos in beiden Richtungen einstellbar, die Steuerung ermöglicht einen stabilen Lauf bei jeder Drehzahl.
Erweiterungsmöglichkeiten
Das Aufbringen mehrerer, ineinander verschränkter Farbscheiben zur Bestimmung oder Überprüfung von Mischverhältnissen durch magnetische Scheiben oder mit aufgesetztem Adapter für Scheiben mit zentraler Lochung.
Scheiben anderer Herkunft, Durchmesser oder Scheiben mit zentraler Lochung für die Fixierung können mit einfachen Adaptern auf der Trägerscheibe befestigt werden. Die Implementierung einer Steuerungssoftware für präzise Wiederholungen von Sequenzen, z. B. im Unterricht, im Versuchslabor oder in Ausstellungen, ist im Rahmen einer Serienherstellung als optionale Erweiterung möglich.
Das Aufbringen mehrerer, ineinander verschränkter Farbscheiben zur Bestimmung oder Überprüfung von Mischverhältnissen durch magnetische Scheiben oder mit aufgesetztem Adapter für Scheiben mit zentraler Lochung.
Scheiben anderer Herkunft, Durchmesser oder Scheiben mit zentraler Lochung für die Fixierung können mit einfachen Adaptern auf der Trägerscheibe befestigt werden. Die Implementierung einer Steuerungssoftware für präzise Wiederholungen von Sequenzen, z. B. im Unterricht, im Versuchslabor oder in Ausstellungen, ist im Rahmen einer Serienherstellung als optionale Erweiterung möglich.
Alleinstellungsmerkmale:
Farbphänomene und Übergänge von Zuständen sind durch Ablesen und Einstellen der Drehzahl dokumentier- und von Dritten nachvollziehbar. Die Phänomene können beliebig lang, auch unter Zuhilfenahme weiterer Instrumente und Kameras beobachtet werden, ohne dass sich die Drehzahl verändert, die drehenden Farbscheiben schlingern, schlagen oder ihre Position verändern.
Das laufruhige und leise Gerät stört nicht und lässt sich einfach transportieren.
Farbphänomene und Übergänge von Zuständen sind durch Ablesen und Einstellen der Drehzahl dokumentier- und von Dritten nachvollziehbar. Die Phänomene können beliebig lang, auch unter Zuhilfenahme weiterer Instrumente und Kameras beobachtet werden, ohne dass sich die Drehzahl verändert, die drehenden Farbscheiben schlingern, schlagen oder ihre Position verändern.
Das laufruhige und leise Gerät stört nicht und lässt sich einfach transportieren.
Technische Details:
- Drehzahl 0 bis 3300 U/min
- Stufenloser Links- Rechtslauf
- Vierstellige digitale Anzeige der Drehzahl
- Durchmesser der Farbscheiben 14,8 cm
- Gehäuse BHT 23 x 23 x 15,5 cm
- Stabiles Aluminiumgehäuse schwarz und silberfarben eloxiert
- Drehzahl 0 bis 3300 U/min
- Stufenloser Links- Rechtslauf
- Vierstellige digitale Anzeige der Drehzahl
- Durchmesser der Farbscheiben 14,8 cm
- Gehäuse BHT 23 x 23 x 15,5 cm
- Stabiles Aluminiumgehäuse schwarz und silberfarben eloxiert
Weiterentwicklung:
Das Gerät ist angemeldet beim Deutschen Patent- und Markenamt. Der Prototyp soll im Rahmen des Forschungsprojekts getestet und, wo nötig, verbessert werden. Ziel ist die universitäre, schulische, forschende und künstlerische Anwendung. Eine Herstellung des Gerätes in Serie wird erwogen, hängt aber vom Interesse der Farbforscher, Künstler, Farbhersteller, Bildungsstätten, Museen, Kuratoren und Weiteren ab. Interessenten, die sich ggf. auch finanziell an der Weiterentwicklung oder für eine Produktion unter Lizenz engagieren möchten, nehmen bitte mit Kay Saamer bzw. Martina Löw Kontakt auf. Die Entwicklung des Gerätes berücksichtigt zudem die hohen Anforderungen, die im Rahmen wissenschaftlicher Experimente zu erfüllen sind:
Das Gerät ist angemeldet beim Deutschen Patent- und Markenamt. Der Prototyp soll im Rahmen des Forschungsprojekts getestet und, wo nötig, verbessert werden. Ziel ist die universitäre, schulische, forschende und künstlerische Anwendung. Eine Herstellung des Gerätes in Serie wird erwogen, hängt aber vom Interesse der Farbforscher, Künstler, Farbhersteller, Bildungsstätten, Museen, Kuratoren und Weiteren ab. Interessenten, die sich ggf. auch finanziell an der Weiterentwicklung oder für eine Produktion unter Lizenz engagieren möchten, nehmen bitte mit Kay Saamer bzw. Martina Löw Kontakt auf. Die Entwicklung des Gerätes berücksichtigt zudem die hohen Anforderungen, die im Rahmen wissenschaftlicher Experimente zu erfüllen sind:
- Qualität und Präzision, Laufruhe, langlebige und zuverlässige industrielle Komponenten.
- eine Trägerscheibe ohne Dorn für magnetische Farbscheiben, die in Sekunden gewechselt werden können.- Das technische und mechanische Konzept entspricht aktuellen Standards industrieller Geräte