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Beleuchtungseinrichtung mit einer Hochdruck-Gasentladungslampe für
Kinoprojektionszwecke Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für Kinoprojektionszwecke
mit einer Hochdruck-Gasentladungslampe, die vor dem Projektorspiegel bzw. innerhalb
desselben untergebracht ist, wobei die Lampenfassung aus einem becherförmigen Porzellankörper
besteht.
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Hochdruck-Gasentladungslampen besitzen als Lichtquelle einen Lichtpunkt,
der bekanntlich von wesentlich kleinerer Ausdehnung ist als der Lichtpunkt bei Kohlebogenlampen.
Der von solcher Lichtquelle ausgehende Lichtstrom muß dabei weitgehend ausgenutzt
werden; mit anderen Worten, es werden dazu in der Kinotechnik Beleuchtungsanordnungen
mit sehr starker lichtquellenseitiger Beleuchtungsapertur in Anwendung gebracht.
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Bei einer Hochdruck-Gasentladungslampe erfolgt die Lichtbogenentladung
bekanntlich zwischen zwei nahe zusammenstehenden Elektroden, die von einem aus geschmolzenem
Bergkristall bestehenden Quarzkolben abgedichtet umschlossen sind. Aus praktischen
Erwägungen erhalten dabei sowohl die Elektroden selbst als auch das die Elektroden
umschließende Entladungsgefäß Abmessungen, die die Größe der Lichtbogenstrecke um
ein Vielfaches überschreiten.
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Bei den großen Energien, die bei der Lichtbogenentladung frei werden,
wenn die Gasentladungslampe gezündet ist, werden erfahrungsgemäß nicht nur die Elektroden
selbst stark aufgeheizt, sondern ganz unvermeidbar auch der die Elektroden umschließende,
als Entladungsgefäß dienende Quarzkolben. Die Elektroden werden dabei bis zur Rotglut
und darüber hinaus erhitzt. Diese Erhitzung teilt sich erklärlicherweise in erster
Linie auch der die Elektroden umschließenden Umhüllung, also dem als Entladungsgefäß
dienenden Glaskolben mit. Dieser Quarzkolben ist dabei Temperaturen von mehreren
l00° C ausgesetzt. Unter solchem Einfluß werden die Bauteile, die sich außerhalb
der eigentlichen Lichtbogenentladung befinden, in sehr unerwünschter Weise zu Infrarotstrahlern
und wirken dementsprechend.
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Da sich die so zustande gekommenen Infrarotstrahler zufolge ihrer
gegebenen Raumform mehr oder weniger außerhalb des eigentlichen Brennpunktes der
Lichtquelle befinden, in welchem die eigentliche lichtaussendende Entladung stattfindet,
so ist die unausbleibliche Folge die, daß die an sich unsichtbaren Infrarotausstrahlungen
durch den Reflektor nicht in das Bildfenster gelangen, weil sie nicht im Brennpunkt
liegen, sondern diese Infrarotausstrahlungen äußern sich stark nachteilig in Form
einer Bündelung der Wärmestrahlen, welche, weil sie eben nicht im Brennpunkt liegen,
dann in gewisser Entfernung vom Bildfenster sehr konzentriert auftreffen und zu
starken Beeinträchtigungen bzw. sogar Beschädigungen von empfindlichen Bauelementen
infolge Überhitzung führen.
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Zu sehr empfindlichen Bauelementen, die von solchen Infrarotstrahlenbündelungen
getroffen werden. gehören in erster Linie die Elektrodenanschlüsse der Gasentladungslampe.
Diese Elektrodenanschlüsse besitzen vielfach nur eine aus einem Stecker oder einer
Steckdose bestehende Kontakteinrichtung, bei der, um eine gute Kontaktberührung
herbeizuführen, vielfach noch ein elastisches Organ, z. B. eine Druckfeder, Anwendung
findet.
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Wenn im Bereich eines solchen Kontaktes Bündelungen der an sich unvermeidbaren
und sehr unerwünschten Infrarotstrahlungen auftreffen, die von den den Lichtbogen
unmittelbar umgebenden Bauteilen der Gasentladungslampe, also von der Elektrodenformgebung
oder dem Quarzkolben ausgehend, zustande kommen, und das ist bekanntlich stets der
Fall, so führt das zu einer sehr nachteiligen Rufheizung der Elektrodenanschlüsse.
Das hat dann zur Folge, daß empfindliche Bauteile dieser Kontakteinrichtung, beispielsweise
die zur Erhöhung des Kontaktschlusses zur Verwendung kommenden Federn, vollkommen
ausglühen. Dadurch verlieren diese Federn überhaupt, zum mindesten aber sehr erheblich
an Federungskraft. Das wirkt sich nachteilig auf die Kontaktberührung aus, und zwar
in Form einer Erhöhung des Übergangswiderstandes an der Kontaktstelle. Dieser erhöhte
Übergangswiderstand erzeugt wiederum eine weitere zusätzliche Stromwärme, und auf
diese Weise wird dann die unmittelbare Zerstörung
der Kontakteinrichtung
weiter und weiter gesteigert und beschleunigt.
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Bei Kohlefadenlampen als Beleuchtungsquellen können sichInfrarotstrahlungen
nicht in solchemUmfang auswirken; hier ist die Wirkung der Infrarotstrahlung der
die Lichtquelle umschließenden Teile nicht so stark und konzentriert wie bei der
Lichtquelle einer Hochdruck-Gasentladungslampe. Deshalb sind bei solchen Lichtquellen
die technischen Mittel, um eine übermäßige Erwärmung bei Kontaktstellen und anderen
Organen abzuleiten, sehr einfach gestaltet und bequem durchführbar.
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Mit ganz erheblichen Schwierigkeiten ist aber, wie oben angeführt,
dann zu rechnen, wenn als Lichtquelle Hochdruck-Gasentladungslampen in Anwendung
kommen. Hierbei treten die Nachteile einer überaus starken Erhitzung empfindlicher
Teile durch die unerwünschte Bündelung von Infrarotstrahlungen in ganz stark erhöhtem
Maße auf. Es war bei bekannten Beleuchtungseinrichtungen mit HOChdrUCk-GaS-entladungslampen
nicht möglich, der schädigenden Auswirkung solcher Infrarotstrahlenbündelungen in
gewünschter Weise Herr zu werden. Die Aufgabe der Erfindung geht nunmehr dahin,
Mittel und Wege zu finden, um die Auswirkungen der geschilderten unerwünschten Bündelungen
der Infrarotstrahlungen, wenn sie infolge der natürlichen, durch den Reflektor gegebenen
Ablenkung auf die Kontakteinrichtung auftreffen, unwirksam zu machen.
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Erfindungsgemäß ist zu diesem Zweck die Vorkehrung getroffen, daß
der untere Elektrodenanschluß gegen die bei den erhitzten Bauteilen der Lampe (Elektroden-
und Quarzkolben) ausstrahlende und vom Projektorspiegel gebündelt zurückreflektierten
Infrarotstrahlungen durch eine den Elektrodenanschluß der Lampe in fast seiner Gesamtlänge
mit Abstand umschließenden Abschirmung geschützt ist, wobei diese als Strahlenschutz
dienende, an sich auswechselbare Umhüllung so ausgebildet ist, daß durch in der
Hülsenwandung in großer Anzahl vorgesehene Durchbrechungen ein ungehinderter Kühllufteintritt
von den Seiten her stattfinden kann und ein an sich bekannter, aber ebenso ungehinderter
Durchzug einer Luft-, Wasser- oder sonstigen Kühlung in axialer Richtung ermöglicht
ist. Vorteilhaft ist dabei vorgesehen, daß der Strahlenschutz gegen die Infrarotausstrahlung
der Elektrodenanschlüsse der Hochdruck-Gasentladungs1ampe zufolge seiner Formgebung
so gering bemessen sein kann, daß durch ihn keine oder wenigstens keine nennenswerte
Beeinträchtigung der Strahlenbündelung im sichtbaren Spektrum verursacht wird.
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Vorteilhaft kann dabei der Strahlungsschutz gegen die Infrarotanstrahlung
bei den Elektrodenanschlüssen der Gasentladungslampe eine Oberfläche erhalten, die
als Infrarotreflektor dienen kann.
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Es ist bereits versucht worden, die schädigend sich auswirkende Infrarotstrahlenbündelung
bei der Kontaktstelle bei einer Hochdruck-Gasentladungslampe dadurch in etwa zu
mildern, daß diese Kontaktstelle von einem Porzellanbecher geringer Höhe umgeben
ist. Solche Ausbildungen haben aber nur zu einem geringen Erfolg führen können,
weil solche Porzellanbecher nur eine geringe Höhe und eine allseits geschlossene
Form aufweisen und damit eine von außen nach innen führende Luftzirkulation nicht
möglich ist. Diese bekannte Einrichtung ist auf halbem Wege stehengeblieben. In
der Zeichnung ist die Erfindung an Hand zweier Ausführungsbeispiele erläutert, und
zwar nach Fig. 1 bei einer Ausführungsform, bei welcher die Achse des Reflektorspiegels
mit der Achse der im Innern dieses Reflektors untergebrachten Hochdruck-Gasentladungslampe
gleich ist und vertikal im Raum steht; Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher
die Achse des Reflektorspiegels horizontal, die Achse der Gasentladungslampe aber
vertikal im Raum steht; Fig.3 zeigt die beispielsweise Ausbildung einer Schutzhülse
in Verbindung mit der Kontaktstelle in natürlicher Größe.
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Nach dem in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem die
Achse des Reflektorspiegels 1
und die optische Achse der Gasentladuhgslampe
2 übereinstimmend sind und vertikal im Raumstehen, sind die beiden Elektroden, nämlich
die Anode 3 und die Kathode 4, von einem in an sich bekannter Weise aus geschmolzenem
Quarz bestehenden Kolben 6 abgedichtet umschlossen.
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In der Zeichnung ist bei dem Beispiel nach Fig. 1 nur die untere,
also die Kathodenkontaktstelle ausführlicher gezeigt, weil diese am meisten von
den unerwünschten Infrarotbestrahlungen in Mitleidenschaft gezogen ist. In der Zeichnung
ist dabei durch ausgezogene Linien beispielsweise angedeutet, wie der Verlauf der
von dem Lichtpunkt 5 ausgehenden Strahlen 5' ist, und durch gestrichelte Linien
sind die von den Punkten 7 der Kathode 4 und dem Quarzkolben
6 ausgehenden Strahlengänge 7' angedeutet. Die Lichtbogenstrahlen
5' sind sichtbare Strahlen im Gegensatz zu den Infrarotstrahlen 7', die unsichtbare
Wärmestrahlen sind. Da die Ausgangspunkte 7 dieser Strahlen 7' außerhalb
des Brennpunktes der sichtbaren Lichtstrahlenbündelung liegen, so ist aus der Zeichnung
ersichtlich, daß die gestrichelt gezeichneten Strahlen 7', die als Infrarotstrahlen
reflektiert werden, sich vornehmlich im Gebiet der Kontaktstelle 8 und der
bei dieser Kontaktstelle vorgesehenen Schraubenfeder 9 bündeln können. Wären
irgendwelche Schutzvorrichtungen an dieser gefährdeten Stelle nicht vorgesehen -
und das war bisher der Fall -, so würde die Kontaktstelle 8 und die Feder
9 ganz erheblich ausgeglüht werden.
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Nach dem in der Fig. 1 gezeigten Beispiel ist aber eine hülsenartige
Schutzvorrichtung 10 vorgesehen, die in der Höhe durch den Halter
13 verstellt werden kann, und dadurch wird die Infrarotanstrahlung unwirksam.
Die in der Schutzumhüllung vorgesehenen Durchbrechungen 12 dienen dazu, die beispielsweise
durch ein Gebläse bewegte Luft zum Zwecke der Kühlung längs der Kontaktstelle zu
führen, aber auch durch die Durchbrechungen nach außen zu drücken.
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Ähnlich wie in der Fig. 1 ist auch die Wirkungsweise in der Fig. 2,
nur befindet sich hier hinter der Hochdruck-Gasentladungslampe ein Spiegelreflektor,
dessen Radius auf der Horizontalen liegt. Ansonsten ist aber die Wirkungsweise genau
dieselbe wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.