Leuchtreklame

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Hintergrund

Eine Leuchtreklame ist eine Leuchtanzeige aus Glasröhren, die mit einem Gas gefüllt und in Form von Buchstaben oder dekorativen Mustern gebogen wurden. Wenn ein elektrischer Hochspannungsstrom durch das Gas geleitet wird, emittieren die Röhren Licht. Obwohl ursprünglich Neongas in diesen Schildern verwendet wurde, werden auch mehrere andere Gase verwendet. Diese Gase erzeugen zusammen mit verschiedenen Tönungen und Phosphorbeschichtungen für die Glasröhren ein Spektrum von über 50 brillanten Farben. Neonschilder können so einfach sein wie ein kleines Werbeschild für Bier oder so komplex wie eine mehrstöckige Fassade eines Casinos in Las Vegas.

Neonreklamen sind aus wissenschaftlichen Experimenten entstanden, bei denen verschiedene Gase Hochspannungsströmen ausgesetzt wurden. 1856 stellte Heinrich Geissler eine Lichtquelle her, indem er einen Hochspannungswechselstrom durch ein in einem Glasrohr eingeschlossenes Niederdruckgas leitete. Spätere Experimente zeigten, dass fast alle Gase elektrischen Strom leiten und viele davon Licht erzeugen. Das Problem bestand darin, dass die meisten gängigen Gase, wie Kohlendioxid, mit den stromführenden Elektroden innerhalb des abgedichteten Rohres reagierten. Dies verringerte schnell die Effizienz der Elektroden, bis das Licht zerstäubte und erlosch. 1898 entwickelten Sir William Ramsay und Morris William Travers ein Verfahren zur fraktionierten Destillation von flüssiger Luft. Dabei entdeckten sie die Edelgaselemente Neon, Argon, Krypton und Xenon. Mit diesen Gasen in verschlossenen Glasröhren erzeugten sie farbige Lichtquellen von einem leuchtenden Rot-Orange für Neon bis zu einem intensiven Grau-Blau oder Violett für Argon. Diese Gase erzeugten nicht nur farbiges Licht, sondern waren auch chemisch inert und reagierten nicht mit den Elektroden.

Die fraktionierte Destillation von flüssiger Luft blieb bis 1907 ein teures Verfahren, als Georges Claude aus Frankreich und Karl von Linde aus Deutschland eine wirtschaftlichere Methode entwickelten. Das ursprüngliche Interesse von Georges Claude bestand darin, Sauerstoffmengen für den Einsatz in Krankenhäusern und Industrien herzustellen. Die bei diesem Destillationsverfahren ebenfalls hergestellten Edelgase hatten keinen festen Markt, was Claude veranlasste, nach möglichen Anwendungen zu suchen. Unter Verwendung der vorherigen experimentellen Arbeiten von Ramsay und Travers begann er, beleuchtete Schilder mit Neongas gefüllten Röhren zu fördern. 1910 stellte er seine erste Neonreklame auf einer Ausstellung in Paris aus und machte 1912 seine erste kommerzielle Installation. 1915 lief das Geschäft so vielversprechend, dass er die Firma Claude Neon Sign gründete und mit dem Verkauf von Franchise begann.

Neonreklame kamen 1923 in die Vereinigten Staaten, als ein Autohändler in Los Angeles, Earle C. Anthony, zwei von Claudes Schildern für seinen Packard-Händler kaufte. In den 1920er und 1930er Jahren wurden Neonröhren sowohl für Beschilderung als auch für dekorative Displays verwendet und wurden zu einem integralen Bestandteil der Architektur vieler Gebäude. Bis 1947 begannen mehrere Casinos in Las Vegas mit ihren aufwendigen Neonlichtern auf sich aufmerksam zu machen.

In den 1950er und 1960er Jahren wurden Neonschilder langsam durch von innen mit Leuchtstoffröhren beleuchtete Kunststoffschilder verdrängt. In letzter Zeit hat Neon sowohl in der kommerziellen Beschilderung als auch als künstlerisches Medium ein Comeback erlebt. In Los Angeles zeigt das Museum of Neon Art historische und zeitgenössische Neon-Werke. Es führt auch monatliche Führungen zu bemerkenswerten Beispielen von Neon-Displays in der ganzen Stadt.

Rohstoffe

Obwohl Neongas ursprünglich in Leuchtreklamen verwendet wurde, wird es heute nur noch zur Herstellung von Rot- und Orangetönen verwendet. Argon oder eine Argon-Neon-Mischung wird in den meisten Schildern verwendet. Um die Lichtintensität zu verbessern, wird dem Argon eine kleine Menge Quecksilber zugesetzt, um ein intensives blaues Licht zu erzeugen. Dieses Licht trifft auf eine Vielzahl von lichtemittierenden phosphoreszierenden Materialien, die auf der Innenseite der Glasröhre beschichtet sind, um verschiedene Farben zu erzeugen. Es können auch optische Tönungen in verschiedenen Farben verwendet werden, oder das Glas kann klar belassen werden, wenn ein starkes blaues Licht gewünscht wird. Xenon-, Krypton- und Heliumgase werden manchmal für besondere Farbeffekte verwendet.

Die in Leuchtreklamen verwendeten Glasröhren bestehen aus weichem Bleiglas, das sich leicht biegen und formen lässt. Es hat einen Durchmesser von 0,3 Zoll (8 mm) bis 1,0 Zoll (25 mm) und ist in Längen von 1,2-1,5 m (4-5 Fuß) erhältlich.

Die Elektroden an jedem Ende eines Abschnitts beleuchteter Röhren bestehen normalerweise aus sehr reinem Eisen umgeben von einem zylindrischen Glasmantel oder einer Hülle mit einem offenen Ende. An der Metallelektrode ist ein Draht befestigt, der durch das geschlossene Ende der Glashülle hindurchgeht. Das geschlossene Ende wird in das Ende des Schilderschlauchs eingesiegelt, wobei das offene Ende in den Schlauch hineinragt.

Der Hochspannungsstrom zur Stromversorgung des Schilds wird von einem Transformator bereitgestellt, der die 120 Volt der Stromleitungen in bis zu 15.000 Volt für das Schild umwandelt. Typische Stromnennwerte für Leuchtreklamen sind 30-60 Milliampere, obwohl die Transformatoren normalerweise doppelt so groß sind. Die Transformatoren werden mit einem speziellen Draht, dem sogenannten GTO-Draht, der für mindestens 7.500 Volt isoliert ist, mit den Elektroden im Schild verbunden. Dieser Draht wird auch verwendet, um die einzelnen Abschnitte des Leuchtschlauches in Reihe zu schalten. Der Anschluss des Kabels an den Transformator erfolgt über ein isoliertes Gehäuse aus Borosilikatglas mit einem Federanschluss an einem Ende. Der Transformator und die Kabel werden von einem separaten Hersteller bezogen und vom Schilderhersteller installiert.

Der Schildschlauch wird auf verschiedene Weise unterstützt. Kleine Innenschilder haben normalerweise einen dünnen Stahlskelettrahmen, der sowohl die Rohre als auch den Leistungstransformator trägt. Der Rahmen ist schwarz lackiert, damit er weniger sichtbar ist und das Schild im Raum zu schweben scheint. Große Außenschilder können von Holz-, Stahl- oder Aluminiumstrukturen getragen werden. Das Glasrohr wird von Glasstützen mit Metallfüßen gehalten. Der Transformator ist zum Schutz vor Witterungseinflüssen in einem Schrank untergebracht.

Design

Die Herstellung von Leuchtreklamen ist ebenso eine Kunst wie ein mechanischer Prozess. Mit nur a Mit wenigen Ausnahmen ist jedes Schild einzigartig und muss so gestaltet sein, dass es innerhalb des verfügbaren Platzes auf das gewünschte Display passt. Überlegungen zum Durchmesser des Rohrs, dem minimalen Radius, mit dem das Rohr gebogen werden kann, und der Gesamtlänge des Rohrs, das der Transformator versorgen kann, schränken die endgültige Konstruktion ein. Je kleiner beispielsweise der Durchmesser des Schlauchs ist, desto heller ist das Licht. Umgekehrt erfordert ein Rohr mit kleinerem Durchmesser mehr Leistung, wodurch die Gesamtlänge des Rohrs begrenzt wird, die ein Transformator verarbeiten kann.

Der Herstellungsprozess
Prozess

Die Herstellung von Leuchtreklamen ist weitgehend ein manueller Prozess. Es besteht darin, den Schlauch zu biegen und die Elektroden anzubringen, alle Verunreinigungen aus dem Schlauch zu entfernen, dann die Luft zu evakuieren und das Gas hinzuzufügen. Der folgende Prozess ist typisch.

Vorbereiten des Schlauchs

• 1 Glasröhrenstücke werden gereinigt und vertikal in eine Beschichtungsmaschine gelegt. Die Maschine bläst eine flüssige Leuchtstoffsuspension nach oben in das Rohr und lässt sie dann unten wieder ablaufen. Die Rohre werden vertikal in einen Ofen gestellt, der die Beschichtung trocknet. Farbtönungen werden auf ähnliche Weise aufgetragen. Röhrchen, die mit Neon zu rotem oder orangefarbenem Licht oder Argon zu blauem Licht gefüllt werden sollen, werden klar gelassen.

Schlauch biegen

• 2 Das Design des Schildes ist in voller Größe auf einer hitzebeständigen Asbestplatte ausgelegt. Das Glasrohr wird mit verschiedenen Brennern schonend erhitzt und erweicht. Gasbefeuerte Bandbrenner 24 Zoll (61 cm) oder länger werden verwendet, um Rundungen in runden Buchstaben und die geschwungenen Kurven der Schrift zu machen. Kleinere Handbrenner werden verwendet, um kürzere Längen zu erhitzen. Anhand der Asbestschablone als Führung wird der Schlauch von Hand gebogen. Die Rohrbieger tragen keine Schutzhandschuhe, da sie den Wärmeübergang und den Erweichungsgrad des Glases spüren müssen, um den richtigen Moment zum Biegen zu bestimmen. Um zu verhindern, dass der erweichte Schlauch kollabiert, befestigt der Schlauchbieger an einem Ende einen kurzen flexiblen Schlauch, einen sogenannten Blasschlauch. Während das Glas noch weich ist, bläst der Rohrbieger sanft in den Schlauch, um den Schlauch wieder auf seinen ursprünglichen Durchmesser zu zwingen. Rohre mit begrenztem Durchmesser funktionieren nicht richtig.
• 3 Die meisten großen Neonreklamen bestehen aus mehreren Abschnitten von Glasröhren. Eine Länge von 8-10 Fuß (2,4-3,1 m) für jeden Abschnitt wird als praktische Grenze angesehen. Um jeden Abschnitt herzustellen, werden die Enden von zwei Schlauchlängen erhitzt und zusammengespleißt. Wenn die Form der Beschriftung oder des Designs für einen Abschnitt geformt wurde, wird eine Elektrode erhitzt und an jedem Ende angeschmolzen. Ein kleiner Anschluss, der als Tubulation bezeichnet wird, wird hinzugefügt, damit der Schlauch mit einer Vakuumpumpe evakuiert werden kann. Dieser Tubulationsanschluss kann Teil einer der Elektroden sein oder kann ein separates Stück sein, das mit dem Schlauch verbunden ist.

Beschuss der Schläuche

• 4 Ein als Bombardieren bekanntes Verfahren wird verwendet, um alle Verunreinigungen von Glas, Leuchtstoffen und Elektroden zu entfernen. Zuerst wird die Luft im Schlauch evakuiert. Nachdem das Vakuum ein bestimmtes Niveau erreicht hat, wird trockene Luft in das Rohr zurückgelassen, bis der Druck im Bereich von 0,02 bis 0,04 Zoll (0,5 bis 1,0 mm) Hg liegt. Je länger der Schlauch, desto niedriger muss der Druck sein. An die Elektroden ist ein sehr Hochstromtransformator angeschlossen. Für eine Schlauchlänge, die normalerweise mit 30 Milliampere betrieben werden kann, können 400 bis 750 Milliampere für den Beschussprozess verwendet werden. Der hohe Strom erhitzt das Glas auf ungefähr 420 °F (216 °C) und die Metallelektrode wird auf ungefähr 1400 °F (760 °C) erhitzt. Diese Erwärmung verdrängt die Verunreinigungen aus den Materialien und die Vakuumpumpe fördert die Verunreinigungen aus dem System.

Tube füllen

• 5 Nachdem das Rohr abgekühlt ist, wird das Gas unter niedrigem Druck eingeführt. Das Gas muss frei von Verunreinigungen sein, damit das Schild ordnungsgemäß funktioniert und eine lange Lebensdauer hat. Der normale Fülldruck für ein Rohr mit einem Durchmesser von 0,6 Zoll (15 mm) beträgt etwa 0,5 Zoll (12 mm) Quecksilber. Der Tubulationsport wird dann erhitzt und verschlossen.

Alterung der Röhre

• 6 Der fertige gasgefüllte Schlauch wird einem Alterungsprozess unterzogen. Manchmal wird dieser Vorgang als "Einbrennen in der Röhre" bezeichnet. Der Zweck besteht darin, dem Gas in der Röhre zu ermöglichen, sich zu stabilisieren und richtig zu funktionieren. An den Elektroden ist ein Transformator angebracht, der oft etwas höher als der normale Betriebsstrom bemessen ist. Bei Verwendung von Neon sollte die Röhre innerhalb von 15 Minuten vollständig erleuchtet sein. Für Argon kann es bis zu einigen Stunden dauern. Wenn eine kleine Menge Quecksilber in ein Argonröhrchen gegeben werden soll, wurde zuerst ein Tröpfchen in die Tubulationsöffnung gegeben, bevor diese verschlossen wurde. Das Tröpfchen wird dann von einem Ende zum anderen gerollt, um die Elektroden nach dem Alterungsprozess zu beschichten. Probleme wie ein Flackern des Gases oder ein heißer Fleck auf dem Rohr weisen darauf hin, dass der Schlauch geöffnet und die Beschuss- und Füllvorgänge wiederholt werden müssen.

Installation und Montage

• 7 Kleine Leuchtreklamen werden auf deren Rahmen montiert und im Shop verkabelt. Größere Schilder können in Einzelteilen montiert und am Gebäude oder einer anderen tragenden Struktur angebracht werden, wo sie miteinander verbunden und verdrahtet werden. Bei sehr großen Installationen kann die Installation Monate dauern.

Qualitätskontrolle

Reine Materialien und sorgfältige Herstellungsverfahren sind erforderlich, um eine ordnungsgemäß funktionierende Leuchtreklame herzustellen. Eine gut gebaute Leuchtreklame sollte eine Lebensdauer von über 30.000 Stunden haben. Zum Vergleich:Die durchschnittliche 100-Watt-Glühbirne hat eine Nennlebensdauer von 750-1.000 Stunden.

Neonreklamen müssen die Anforderungen der Underwriters Laboratories erfüllen, um eine UL-Zulassung zu erhalten. Dies erfordert eine Reihe von Tests durch unabhängige Prüfinstitute. Neonschilder müssen auch die Anforderungen des National Electrical Code erfüllen. Außenschilder müssen in ihrer Konstruktion und elektrischen Verkabelung den örtlichen Bauvorschriften entsprechen.

Die Zukunft

Zu den jüngsten Entwicklungen im Neonreklamedesign gehören kleine, elektronische Transformatoren, die das hörbare Summen älterer Neonreklamen der Vergangenheit angehören. Neonreklamen, die blinken oder sich zu bewegen scheinen, werden jetzt durch programmierbare elektronische Steuerungen gesteuert, die die älteren elektromechanischen Nocken- und Schaltersteuerungen ersetzt haben.

Neon-Displays haben auch ihren Weg in Konsumgüter wie Telefone und Autokennzeichenrahmen gefunden. Es gibt sogar Neon-Displays, die Teile des Äußeren von Autos abdecken, um das ultimative "auffällige" Fahrzeug zu erhalten.

Es wird erwartet, dass Neonschilder weiterhin ein Wiederaufleben des Interesses und der Anwendungen erfahren. Einige japanische Unternehmen haben die Palette der Neonlichter weit über die heute gebräuchlichen etwa 50 Farben hinaus erweitert. Auch Neon-Displays, die sich zu bewegen scheinen, werden mithilfe von Computersteuerungen komplexer und extravaganter.