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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Aufnahme und elektrischen
Kontaktierung eines Leuchtmittels in einem Scheinwerfer gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Aus
der
DE 198 16 364
C2 ist ein Scheinwerfer für Film-, Studio-, Bühnenbeleuchtung
und weitere Anwendungsbereiche bekannt, der ein Scheinwerfergehäuse aufweist,
das zur Aufnahme eines Leuchtkörpers,
einer transparenten Abdeckscheibe in Form einer Schutzscheibe oder
einer Linsenscheibe und eines Reflektors dient. Als Leuchtmittel
oder Leuchtkörper
werden Brenner oder Lampen, vorzugsweise einseitig gesockelte Entladungslampen, in
vertikaler oder horizontaler Einbaulage, das heißt jeweils senkrecht zur optischen
Achse, oder in axialer Einbaulage, das heißt in der optischen Achse,
eingesetzt.
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Die
Lampen weisen einen gasgefüllten
Glaskörper
mit darin angeordneten Elektroden, einen Lampensockel, durch den
die Zuleitungen zu den Elektroden geführt sind, und zwei oder mehr
Kontaktstifte auf, die an dem dem Glaskörper entgegengesetzten Ende des
Lampensockels angeordnet sind. Die Kontaktstifte werden zur Verbindung
mit einer Spannungsquelle in die Steckbuchsen einer mit dem Lampengehäuse verbundenen
Lampenfassung eingefügt,
wobei eine enge Passung zwischen den Steckbuchsen und den Kontaktstiften
für die
zu übertragenden
hohen Stromstärken
des Lampenstromes notwendig ist.
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Gleichzeitig
dienen die Kontaktstifte beispielsweise von einseitig gesockelten
Entladungslampen als Befestigungsmittel für die Entladungslampe. Da mit
wachsenden Lampenleistungen auch die Baugröße der Entladungslampen und
insbesondere die Baulänge
des Glaskörpers
und des Lampensockels zunimmt, weisen die Lampen bei größeren Lampenleistungen
eine solche Baugröße auf,
dass insbesondere bei einer horizontalen Einbaulage der Entladungslampen
erhebliche Kräfte
auf die zusätzlich
zur Stromzufuhr auch als Befestigungskontakte wirkenden Kontaktstifte
ausgeübt
werden.
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Diese
Kräfte
führen
zu einer Verschlechterung des Kontaktes zwischen den Kontaktstiften
und den Steckbuchsen der Lampenfassung, was mit einem erhöhten Übergangswiderstand
bei der Übertragung
des Lampenstromes, einer Verlagerung der Lampe aus dem Brennpunkt
des Reflektors und dadurch bedingt einer verringerten Lichtausbeute
sowie mit einer Übertragung
der Kräfte
in das Lampeninnere verbunden ist, was zu unzulässigen Spannungen und schließlich zum
Ausfall der Lampe führen
kann.
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Die
Nachteile der ausschließlichen
Lagerung der Lampe über
die Kontaktstifte wirken sich jedoch nicht nur im statischen Bereich über die
Baugröße der Lampe
aus, sondern insbesondere auch im dynamischen Bereich beim Transport
eines Scheinwerfers bzw. dessen Betrieb mit ruckartigen Schwenkbewegungen,
Stößen auf
das Lampengehäuse
und dergleichen.
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Um
ein Lampengehäuse
für Lampen
mit unterschiedlichen Lampensockeldurchmessern ohne Austausch einer
Aufnahmeeinrichtung einsetzen und die Kontaktstifte der Lampen ausschließlich zur Übertragung
des Lampenstromes nutzen zu können, besteht
bei dem aus der
DE
198 16 364 C2 bekannten Lampengehäuse die Aufnahmeeinrichtung
aus Klemmbacken, die den Lampensockel umgreifen und mittels der
Verstelleinrichtung in eine Öffnungsposition,
in der der Lampensockel freigegeben wird, und in eine Verriegelungsposition,
in der der Lampensockel fixiert wird, verstellbar sind. Die Verstelleinrichtung besteht
aus einer Klinke mit zwei geometrisch gleichartig ausgebildeten
Schrägflä chen, die
an der oberen und unteren Klemmbacke derart anliegen, dass bei einer
Verstellung der Klinke die Klemmbacken radial gespreizt werden.
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Beim
Betätigen
der Verstelleinrichtung zum Öffnen
und Schließen
der Klemmbacken erfolgt gleichzeitig ein Öffnen und Schließen der
die Kontaktstifte des Leuchtmittels aufnehmenden Steckbuchsen, so
dass durch gleichzeitige Freigabe der Kontaktstifte bei einer Betätigung der
Verstelleinrichtung zum Öffnen
und Schließen
der Klemmbacken das Leuchtmittel durch Freigabe des Leuchtmittelsockels
leicht entnommen bzw. in der Öffnungsstellung der
Lampenhalterung ein Leuchtmittel eingesetzt werden kann.
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Bei
Scheinwerfern mit einseitig gesockelten Leuchtmitteln werden die
Leuchtmittel bei geöffneter frontseitiger
Abdeckung von der Vorderseite des Scheinwerfers durch den Reflektor
gesteckt und in der dahinter liegenden Leuchtmittelfassung festgeklemmt.
Erst wenn das Leuchtmittel zentrisch und gerade am Endanschlag der
Leuchtmittelfassung anliegt darf die Klemmvorrichtung betätigt werden,
da ansonsten Schäden
an der Leuchtmittelfassung, den Steckbuchsen bzw. dem Leuchtmittelsockel
und den Kontaktstiften durch Bruch, Überschläge oder Korrosion entstehen.
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Mit
zunehmender Leistung und damit Baugröße der Leuchtmittel treten
aber Probleme beim korrekten Einsetzen der Leuchtmittel in die Leuchtmittelfassung
des Scheinwerfers auf. Einerseits muss das Leuchtmittel beim Einsetzen
in die Leuchtmittelfassung von vorne beobachtet werden, um das Leuchtmittel
gerade, d. h. bei miteinander fluchtenden Kontaktstiften des Leuchtmittels
und der Steckbuchsen der Leuchtmittelfassung, einsetzen zu können, während andererseits
der Bediener das Leuchtmittel mit einer Hand festhalten und zentrieren und
mit der anderen Hand die Klemmvorrichtung bedienen muss, deren Bedienungselemente
sich üblicherweise
an der Seite des Scheinwerfergehäuses befinden.
Dabei kann der Bediener aber bei größeren Scheinwerferleistungen
mit entsprechend großem Scheinwerfergehäuse nicht
mehr genügend
weit vor dem Scheinwerfer stehen, um gleichzeitig das gerade Einsetzen
des Leuchtmittels beobachten und die Klemmvorrichtung bedienen zu
können.
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Ein
weiteres Problem besteht darin, dass einerseits eine für die Reflektion
des vom Leuchtmittel abgegebenen Lichts optisch günstigere
und deshalb möglichst
kleine Reflektoröffnung
erwünscht
ist, die aber andererseits die Sichtkontrolle beim Einsetzen des
Leuchtmittels in die Leuchtmittelfassung erschwert, da sie die Sicht
auf die Leuchtmittelfassung behindert, insbesondere wenn das Leuchtmittel
bereits teilweise in die Leucht mittelfassung eingesetzt ist, so
dass der Bediener nicht mehr erkennen kann, ob das Leuchtmittel
korrekt eingeführt
oder verkantet ist und demzufolge die Kontaktstifte des Leuchtmittels
die Steckbuchsen der Leuchtmittelfassung nur unzureichend kontaktieren.
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Eine
Verlagerung der Klemmvorrichtung zum kraft- und/oder formschlüssigen Einklemmen
des Leuchtmittelsockels zur Vorderseite des Scheinwerfergehäuses würde zu keiner
wesentlichen Verbesserung der Sichtkontrolle beim Einsetzen des Leuchtmittels
in die Leuchtmittelfassung führen,
da die Sichtkontrolle durch eine enge Reflektoröffnung ohnehin behindert wäre, so dass
nur bei einer vergrößerten Reflektoröffnung eine
verbesserte Sichtkontrolle unter in Kaufnahme einer verschlechterten Strahlenreflexion
und schlechteren optischen Eigenschaften des Scheinwerfers möglich wäre.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art zu schaffen, die ein korrektes Einsetzen eines Leuchtmittels
in die Leuchtmittelfassung eines Scheinwerfers auch bei großen Scheinwerferleistungen
und unter schlechten Sichtbedingungen bei gleichzeitig einfacher
und sicherer Handhabung gewährleistet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Lösung gewährleistet ein
korrektes Einsetzen eines Leuchtmittels in die Leuchtmittelfassung
eines Scheinwerfers auch bei großen Scheinwerferleistungen
und damit großen Scheinwerferabmessungen
und unter schlechtesten Sichtbedingungen, d. h. auch bei minimalen
Reflektoröffnungen
und damit optimalen lichttechnischen Eigenschaften des Scheinwerfers,
bei gleichzeitig einfacher und sicherer Handhabung.
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Die
erfindungsgemäße Lösung geht
von der Überlegung
aus, dass die Integration einer Überwachungseinrichtung
in einen Scheinwerfer keine Sichtkontrolle von der Licht abgebenden
Frontseite des Scheinwerfers erforderlich macht, so dass ein Bediener
keinen Mindestabstand von der Frontseite des Scheinwerfergehäuses beim
korrekten Einsetzen des Leuchtmittels in die Leuchtmittelfassung
des Scheinwerfers einhalten muss, sondern sich auf das Einführen des
Leuchtmittels in die Leuchtmittelfassung und Bedienen der Klemmvorrichtung
konzentrieren kann. Dabei signalisiert die Überwachungseinrichtung die
korrekte Verbindung zwischen dem Leuchtmittelsockel und der Leuchtmittelfassung
und damit einen optimalen elektrischen Kontakt der Kontaktstifte
mit den Steckbuchsen.
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Vorzugsweise
besteht die Überwachungseinrichtung
aus einer Einrichtung zur Erfassung der Position zumindest eines
Teils des Leuchtmittelsockels in Bezug auf die Leuchtmittelfassung.
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In
Weiterführung
der erfindungsgemäßen Lösung ist
die Positionserfassungseinrichtung mit einer Einrichtung zum Blockieren
einer mit dem Leuchtmittelsockel kraft- und/oder formschlüssig verbindbaren
Klemmeinrichtung und/oder die Positionserfassungseinrichtung mit
einer Einrichtung zum Unterbrechen der Stromzufuhr zu den Steckbuchsen der
Leuchtmittelfassung verbunden.
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Beide
weiterführenden
Merkmale gewährleisten,
dass dem Bediener nicht nur ein mangelhafter Sitz des Leuchtmittels
in der Leuchtmittelfassung signalisiert wird, sondern auch die Arretierung
des Leuchtmittels bzw. die Stromzufuhr zum Leuchtmittel und damit
die Inbetriebnahme des Scheinwerfers blockiert wird.
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Die
erfindungsgemäße Lösung lässt mehrere
Varianten für
eine konkrete Ausführung
der Überwachungseinrichtung
zu.
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Eine
erste Variante besteht aus einer optischen Positionserfassungseinrichtung,
die in einer Ausführungsform
mindestens eine an einer Seitenwand des Scheinwerfergehäuses und/oder
eines Leuchtmittelgehäuses
im Bereich der Leuchtmittelfassung angeordnete Inspektionsöffnung enthält, die mit
mindestens einer Öffnung
oder Aussparung der Leuchtmittelfassung fluchtet, wobei die Öffnung oder Aussparung
der Leuchtmittelfassung im Kontaktbereich der Stirnseite des Leuchtmittelsockels
mit der Leuchtmittelfassung und insbesondere an dem in Einsatzrichtung
des Leuchtmittels vorderen Rand der Leuchtmittelfassung angeordnet
ist.
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In
dieser Ausführungsform
einer als Inspektionsöffnung
ausgebildeten Positionserfassungseinrichtung wird eine seitliche
Beobachtung der Leuchtmittelfassung und damit Feststellung einer
korrekten Verbindung des Leuchtmittelsockels mit der Leuchtmittelfassung
ermöglicht,
ohne dass eine optische Sichtkontrolle von der Frontseite des Scheinwerfers erforderlich
ist. Um ein hinreichend großes
Sichtfeld zur Überprüfung des
korrekten Sitzes des Leuchtmittelsockels zu gewährleisten, muss bei dieser
Ausführungsform
eine entsprechend große Öffnung in
der Leuchtmittelfassung bzw. im Scheinwerfergehäuse mit daraus resultierenden
Problemen bei der Abschirmung von unerwünschtem Streulicht, der Konvektionskühlung sowie
beim Schutz des Scheinwerfers gegen Spritz- und Strahlwasser sowie elektrischen
Isolationsproblemen vorgesehen werden.
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In
einer alternativen Ausführungsform
enthält
die optische Positionserfassungseinrichtung zwei einander gegenüberliegende,
an den Seitenwänden
des Scheinwerfergehäuses
im Bereich der Leuchtmittelfassung angeordnete Inspektionsöffnungen,
die mit einander gegenüberliegenden Öffnungen
oder Aussparungen der Leuchtmittelfassung fluchten.
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Diese
Ausführungsform
ermöglicht
eine Durchleuchtung der Leuchtmittelfassung über zwei einander gegenüberliegende Öffnungen
in der Leuchtmittelfassung und im Scheinwerfergehäuse, so
dass ebenfalls eine seitliche Beobachtung der Leuchtmittelfassung
und damit Feststellung einer korrekten Verbindung des Leuchtmittelsockels
mit der Leuchtmittelfassung ohne Notwendigkeit einer optischen Sichtkontrolle
von der Frontseite des Scheinwerfers ermöglicht wird, wobei die erforderlichen
Aussparungen oder Öffnungen
kleiner als bei der vorstehend genannten Ausführungsform gehalten werden
können,
so dass die Probleme hinsichtlich des zu vermeidenden Streulichtes,
der Beeinflussung der Konvektionskühlung, Einschränkung des Schutzes
gegen Spritz- und Strahlwasser sowie hinsichtlich elektrischer Isolationsprobleme
vermindert sind.
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Eine
weitere Variante einer optischen Positionserfassungseinrichtung
ist durch mindestens einen Lichtleiter gekennzeichnet, der mit einer
von zwei einander gegenüberliegenden Öffnungen
in der Leuchtmittelfassung und mit einem Kontrollelement verbunden
ist, so dass über
eine Öffnung
Licht in den zu beobachtenden Raum zugeführt und über den Lichtleiter das in
den zu beobachtenden Raum eingekoppelte Licht zum Kontrollelement
geführt
wird bzw. bei vollständig
in die Leuchtmittelfassung eingesetztem Leuchtmittelsockel beispielsweise
die Lichtzufuhr zum Kontrollelement unterbrochen wird.
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Weiterhin
kann auch die dem einen Lichtleiter gegenüberliegende Öffnung mit
einem Licht zum Kontaktbereich zuführenden Lichtleiter verbunden werden,
so dass auch die Lichtzufuhr zum zu beobachtenden Raum über einen
Lichtleiter erfolgt.
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Vorzugsweise
sind die beiden einander gegen überliegenden Öffnungen
in der Leuchtmittelfassung im Kontaktbereich der Stirnseite des
Leuchtmittelsockels mit der Leuchtmittelfassung angeordnet.
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Bei
dieser Variante einer optischen Positionserfassungseinrichtung wird
die optische Sichtkontrolle des Bedieners durch eine einfache optische Anzeige
ersetzt, bei der sich bei korrekt bis zum Anschlag der Leuchtmittelfassung
eingesetztem Leuchtmittelsockel die optische Anzeige verdunkelt und
dadurch dem Bediener den korrekten Sitz des Leuchtmittelsockels
signalisiert. Die optische Anzeige kann bei Bedarf durch eine elektrische
Signaleinrichtung ersetzt oder ergänzt werden, indem eine opto-akustischer
Wandler verwendet oder hinzugefügt wird.
Bei dieser Variante einer optischen Positionserfassungseinrichtung
sind jedoch zusätzliche
optische und elektronische Bauteile erforderlich.
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Durch
die Verbindung der Licht dem Kontaktbereich zuführenden Öffnung oder Aussparung bzw. des
Licht dem Kontaktbereich zuführenden
Lichtleiters mit einer Licht einkoppelnden Öffnung oder Optik an einer
günstigen
Stelle an der Außenseite
des Scheinwerfergehäuses
kann das erforderliche Licht zur Beleuchtung des Verbindungsbereichs
zwischen Leuchtmittelsockel und Leuchtmittelfassung eingekoppelt
werden.
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Alternativ
kann die Licht zum Kontaktbereich zuführende Öffnung oder Aussparung oder
der Licht zuführende
Lichtleiter mit einer Hilfslampe zur Beleuchtung bzw. Durchleuchtung
des zu beobachtenden Raums in der Leuchtmittelfassung verbunden werden,
so dass mit der Hilfslampe Licht in den Lichtleiter eingekoppelt
wird, die den betreffenden Bereich der Leuchtmittelfassung auch
ohne externes Licht, d.h. auch bei völliger Finsternis beleuchtet
und damit eine optische oder akustische Überprüfung des korrekten Sitzes des
Leuchtmittelsockels gewährleistet.
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Das
Kontrollelement kann alternativ aus einer am Scheinwerfergehäuse angeordneten
Einblicköffnung
oder Einblickoptik oder aus einem mit dem Scheinwerfergehäuse verbundenen
opto-elektronischen Wandler und einer optischen und/oder akustischen
Signaleinrichtung bestehen und die Lichtleiter als Glas- oder Glaskeramik-Lichtleiter
ausgebildet sein.
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Anstelle
einer optischen Positionserfassungseinrichtung kann eine mechanische
Positionserfassungseinrichtung vorgesehen werden, die in einer bevorzugten
Ausführungsform
einen in die Leuchtmittelfassung eingesetzten mechanischen Sensor
und eine mit dem Sensor verbundene optische und/oder akustische
Anzeige- oder Signaleinrichtung aufweist.
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Diese
Ausführung
der erfindungsgemäßen Lösung ermöglicht mit
einfachen mechanischen Mitteln eine Anzeige zur Überprüfung des korrekten Sitzes eines
Leuchtmittels in einer Leuchtmittelfassung, ohne dass es erforderlich
ist, dass der Bediener beim Einsetzen des Leuchtmittels vor dem
Scheinwerfer steht. Gleichzeitig gewährleistet die mechanische Positionserfassungseinrichtung
insbesondere in Verbindung mit einer akustischen und/oder mechanischen
Anzeigeeinrichtung die Überprüfung des
korrekten Sitzes des Leuchtmittels in der Leuchtmittelfassung auch
bei schlechtesten Sichtbedingungen.
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Vorzugsweise
besteht der Sensor aus einem in die Leuchtmittelfassung ragenden
und beim Einsetzen des Leuchtmittelsockels verschiebbaren Taststift,
der mit einem Indikatorhebel verbunden ist.
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In
dieser Ausführungsform
wird der korrekte Sitz des Leuchtmittels in der Leuchtmittelfassung nicht
mehr nur optisch durch eine Sichtkontrolle überprüft, sondern kann durch alleiniges
Abtasten der Position des Indikatorhebels erfolgen, so dass die Überprüfung des
korrekten Sitzes auch bei Dunkelheit oder unter sehr schlechten
Sichtbedingungen erfolgen kann. Gleichzeitig zeichnet sich diese
Ausführungsform
durch ihre einfache Mechanik bei hoher Zuverlässigkeit aus.
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Vorzugsweise
ist der Taststift zu dem der Einsatzöffnung der Leuchtmittelfassung
entgegen gesetzten Ende der Leuchtmittelfassung geführt und liegt
an einem ersten Hebelarm des drehbar gelagerten und federbelasteten
Indikatorhebels an, dessen zweiter Hebelarm durch eine Öffnung eines
die Leuchtmittelfassung aufnehmenden Fassungsträgers und/oder Leuchtmittelgehäuses geführt ist.
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Vorzugsweise
ist der zweite Hebelarm, d. h. der als Zeiger dienende Hebelarm,
länger
als der erste, den Taststift kontaktierende Hebelarm, wodurch eine
größere Auslenkung
des als Zeiger dienenden ersten Hebelarms zur Verbesserung der Genauigkeit der
Anzeige gewährleistet
ist.
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Zur
Anzeige des korrekten Sitzes des Leuchtmittelsockels in der Leuchtmittelfassung
kann in einer ersten Ausführungsform
der zweite Hebelarm des Indikatorhebels in einem Formteil des Fassungsträgers oder
des Leuchtmittelgehäuses
angeordnet werden, das eine mit der Verschiebung des Taststiftes
beim Einsetzen des Leuchtmittelsockels in die Leuchtmittelfassung
korrelierende Markierung aufweist. In dieser Ausführungsform
kann die Markierung aus einem Endanschlag einer den zweiten Hebelarm
des Indikatorhebels aufnehmenden Aussparung bestehen.
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Alternativ
kann die Markierung aus einer mit der Kontur des Endes des Indikatorhebels übereinstimmenden
Nase bestehen, die mit der Richtung der Auslenkung des Indikatorhebels
bei vollständig
in die Leuchtmittelfassung eingefügtem Leuchtmittelsockel fluchtet.
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Um
sicherzustellen, dass der Leuchtmittelsockel mit dem Taststift in
Kontakt kommt, ist das in die Einführöffnung der Leuchtmittelfassung
ragende Ende des Taststiftes derart ausgebildet, dass es beim Einführen des
Leuchtmittelsockels in die Leuchtmittelfassung an einen Teil der
Leuchtmittelfassung anschlägt,
wobei die Fläche
des in die Einführöffnung der
Leuchtmittelfassung ragenden Endes des Taststiftes größer ist
als der Durchmesser des Taststiftes.
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In
einer konkreten Ausführungsform
weist der Taststift einen in die Einführöffnung der Leuchtmittelfassung
ragenden haken- oder pilzförmigen Vorsprung
auf, der bei in die Leuchtmittelfassung eingesetztem Leuchtmittelsockel
in eine Aussparung der Leuchtmittelfassung verschiebbar ist, und
besteht aus Keramik, Glaskeramik oder Glas.
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Diese
Merkmale einer mechanischen Positionserfassungseinrichtung gewährleisten
zum einen, dass die Isolationswirkung der Leuchtmittelfassung erhalten
bleibt und nicht die notwendigen Kriech- und Luftstrecken beeinträchtigt werden,
da der im Gefahrenbereich liegende Teil des Mechanismus der mechanischen
Positionserfassungseinrichtung aus einem Hochtemperatur-Isolator
besteht und zum anderen ein großer
Indikatorhebel einsetzbar ist, durch den der korrekte Sitz des Leuchtmittelsockels
in der Leuchtmittelfassung äußerst exakt
angezeigt und bedarfsweise auch mit zusätzlichen Signalisierungseinrichtungen
gekoppelt werden kann, die den korrekten Sitz zuverlässig und
reproduzierbar angeben.
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In
einer weiterführenden
Ausführung
ist die mechanische Positionserkennungseinrichtung mit einer Sperrmechanik
gekoppelt, die das Schließen
der Klemmeinrichtung bei unvollständigem Einsetzen des Leuchtmittelsockels
in die Leuchtmittelfassung blockiert.
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Eine
weitere alternative Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Überwachungseinrichtung ist
durch eine induktive, kapazitive oder ohmsche Positionserfassungseinrichtung,
die über
einen induktiv-elektronischen, kapazitiv-elektronischen oder ohmisch elektronischen
Wandler mit einer elektrischen Signaleinrichtung verbunden ist,
gekennzeichnet.
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Anhand
von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen sollen die
erfindungsgemäßen Merkmale
sowie die Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt
und näher
erläutert werden.
Es zeigen:
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1 einen
Schnitt durch einen Scheinwerfer für Film-, Studio-, Bühnen- und
Eventbeleuchtung;
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2 eine
schematisch-perspektivische Darstellung einer Aufnahmevorrichtung
für ein Leuchtmittel
mit einer den Leuchtmittelsockel stützenden Klemmvorrichtung und
Steckbuchsen zur Aufnahme der Kontaktstifte des Leuchtmittels;
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3 und 4 eine
schematisch-perspektivische Darstellung einer optischen Positionserfassungseinrichtung
mit einer Inspektionsöffnung
in der Leuchtmittelfassung vor und nach dem Einsetzen eines Leuchtmittels
in die Leuchtmittelfassung;
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5 und 6 eine
schematisch-perspektivische Darstellung einer optischen Positionserfassungseinrichtung
mit einer durchbrochenen Leuchtmittelfassung zur Durchleuchtung
vor und nach dem Einsetzen eines Leuchtmittels in die Leuchtmittelfassung;
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7 und 8 eine
schematisch-perspektivische Darstellung einer optischen Positionserfassungseinrichtung
mit in Öffnungen
der Leuchtmittelfassung eingeklebten Lichtleitern vor und nach dem Einsetzen
eines Leuchtmittels in eine Leuchtmittelfassung;
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9 eine
schematisch-perspektivische Darstellung einer Leuchtmittelfassung
mit einer mechanischen Positionserkennungseinrichtung bei eingesetztem
Leuchtmittel und
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10 einen
Schnitt durch die Leuchtmittelfassung gemäß 9.
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1 zeigt
einen Längsschnitt
durch ein Scheinwerfergehäuse 1 eines
Scheinwerfers für Film-,
Studio-, Bühnen-
und Eventbeleuchtung mit einem die Licht abgebende Frontseite des
Scheinwerfergehäuses 1 abschließenden Abdeckelement 2 in Form
einer Glasscheibe oder einer Linsenscheibe und Halteklauen zur Aufnahme
von Vorsatzelementen wie Diffuser, Filterscheiben, Schutzscheiben
und dergleichen. In dem Scheinwerfergehäuse 1 ist ein Leuchtmittelgehäuse 5 zur
Aufnahme eines Leuchtmittels 4 in Form einer Lampe oder
eines Brenners und ein Reflektor 3 angeordnet, der das
von dem Leuchtmittel 4 abgegebene Licht in Richtung des
vorderen Abdeckelements 2 reflektiert und eine Öffnung 30 aufweist,
durch die das Leuchtmittel 4 gesteckt ist.
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Das
Leuchtmittelgehäuse 5 enthält eine Leuchtmittelfassung 7 mit
Steckbuchsen zur Stromzufuhr, in die die Kontaktstifte des Leuchtmittels 4 eingesetzt
werden, das einen länglichen,
gasgefüllten
Glaskörper 41 und
einen Leuchtmittelsockel 42 mit den Kontaktstiften aufweist.
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2 zeigt
in einer schematisch-perspektivischen Ansicht einen über ein
federelastisches Lager mit dem Leuchtmittelgehäuse verbundenen Fassungsträger 50,
der die Leuchtmittelfassung 7 mit den Steckbuchsen 81, 82 zur
Stromzufuhr aufnimmt, in die die Kontaktstifte des Leuchtmittels,
insbesondere einer einseitig gesockelten Entladungslampe 4 wie
in 1, eingesetzt werden.
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Zur
Reduktion bzw. Beseitigung der auf die Kontaktstifte auf Grund der
Länge des
Glaskörpers 41 sowie
dessen Gewicht und des Gewichts des Leuchtmittelsockels 42 auf
die Kontaktstifte des Leuchtmittels einwirkenden Kräfte, die
in das Leuchtmittelinnere übertragen
werden und dort zu unzulässigen
Spannungen und einen Ausfall des Leuchtmittels führen und den elektrischen Kontakt
zwischen den Kontaktstiften und den Steckbuchsen 81, 82 der Leuchtmittelfassung 7 beeinträchtigen
können,
sowie zur verbesserten Halterung und Klemmung des Leuchtmittels 4 ist
eine Klemmvorrichtung 6 mit zwei Klemmbacken 61, 62 vorgesehen,
die den Leuchtmittelsockel axial zueinander beabstandet umfassen und
kraft- und/oder formschlüssig
einklemmen. Die obere Klemmbacke 61 und die untere Klemmbacke 62 sind
jeweils mit zwei Hebelarmen verbunden, die an ihrem den Klemmbacken 61, 62 entgegengesetzten
Enden über
Querstege miteinander verbunden sind und flächig an der Leuchtmittelfassung 7 anliegen.
Parallel zu den Querstegen sind Verbindungsstangen zwischen den
Hebelarmen der oberen und unteren Klemmbacke 61, 62 vorgesehen,
die über
federelastische Abstützungen
mit dem Fassungsträger 5 verbunden
sind.
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Durch
die federnde Lagerung der Hebelarme und damit der Klemmbacken 61, 62 wird
bei einer beispielsweise durch Stöße hervorgerufenen Bewegung
des Leuchtmittels 4 die Aufnahmevorrichtung in der gleichen
Ebene mitbewegt, so dass die Kontaktstifte frei von Spannungen bleiben.
Durch eine ebenfalls elastische Abstützung der Leuchtmittelfassung 7 über eine
Federlagerung gegenüber
dem Fassungsträger 5 wird
sichergestellt, dass keine Kräfte
auf die Kontaktstifte des Leuchtmittels 4 übertragen
werden, so dass die Kontaktstifte zur ausschließlichen Übertragung der elektrischen
Leistung dienen.
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Zum
Verstellen der Klemmbacken 61, 62 von einer Öffnungsstellung,
in der der Leuchtmittelsockel 42 zur Entnahme des Leuchtmittels 4 freigegeben wird,
in eine Schließ- und/oder Verriegelungsstellung,
in der die Klemmbacken 61, 62 den Leuchtmittelsockel 42 einspannen
und das Leuchtmittel 4 in seiner Lage fixieren, dient eine
Verstelleinrichtung 63 mit einem auf die Hebelarme einwirkenden
Verstellglied und einem Betätigungsglied
zur manuellen Betätigung
der Verstelleinrichtung 63.
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Zum
Einsetzen oder Austauschen eines Leuchtmittels werden die Klemmbacken 61, 62 mittels
der Verstelleinrichtung 63 geöffnet und das Leuchtmittel 4 durch
die trapezförmige Öffnung der voneinander
getrennten Klemmbacken 61, 62 von der Frontseite
des Scheinwerfers mit seinem Leuchtmittelsockel 42 in die
Leuchtmittelfassung 7 und dabei die Kontaktstifte des Leuchtmittels 4 in
die Steckbuchsen 81, 82 der Leuchtmittelfassung 7 eingesetzt.
Nur bei gerade in die Leuchtmittelfassung 7 eingesetztem
Leuchtmittelsockel 42 ist aber zum einen eine zentrische
Anordnung des Leuchtmittels 4 in der Leuchtmittelfassung 7 zwischen
den Klemmbacken 61, 62 der Klemmvorrichtung 6 und
zum anderen eine optimaler elektrischer Kontakt zwischen den Kontaktstiften
des Leuchtmittels 4 und den Steckbuchsen 81, 82 der
Leuchtmittelfassung 7 zur Vermeidung von Schäden durch
Bruch, elektrischen Überschlägen oder
Kontaktkorrosion gewährleistet.
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Zur
Sicherstellung eines korrekten Sitzes des Leuchtmittels 4 und
damit einer optimalen Ausrichtung des Leuchtmittelsockels 42 zur
Leuchtmittelfassung 7 ist erfindungsgemäß eine Überwachungseinrichtung vorgesehen,
die entsprechend den schematischperspektivischen Darstellungen in
den 3 bis 8 als optische Positionserfassungseinrichtung
und gemäß den 9 und 10 als
mechanische Positionserfassungseinrichtung sowie in nicht näher dargestellter
Ausführung
als induktive, kapazitive oder ohmsche Positionserfassungseinrichtung ausgebildet
werden kann.
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In
den 3 bis 8 sind drei verschiedene Varianten
einer optischen Positionserfassungseinrichtung vor dem Einsetzen
eines als einseitig gesockelte Lampe ausgebildeten Leuchtmittels 4 sowie bei
eingesetztem Leuchtmittel 4 dargestellt.
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3 zeigt
in schematisch-perspektivischer Darstellung ein Leuchtmittel 4 mit
einem gasgefüllten Glaskörper 41,
einem Leuchtmittelsockel 42 und zwei Kontaktstiften 43, 44,
die zur elektrischen Kontaktierung in Steckbuchsen 81, 82 einer
Leuchtmittelfassung 7 eingesetzt werden. Zur optischen
Kontrolle des korrekten Sitzes des Leuchtmittels 4 und
damit des Leuchtmittelsockels 42 bzw. der Kontaktstifte 43, 44 in
der Leuchtmittelfassung 7 bzw. den Steckbuchsen 81, 82 ist
eine optische Positionierungseinrichtung in Form einer Inspektionsöffnung in
einer Seitenwand des Leuchtmittelgehäuses 5 und/oder Scheinwerfergehäuses 1 sowie
eine Aussparung 9 in der Leuchtmittelfassung 7 vorgesehen, über die
eine seitliche Beobachtung der Verbindung zwischen dem Leuchtmittelsockel 42 und
der Leuchtmittelfassung 7 möglich ist. Um das zu überprüfende Sichtfeld
hinreichend einsehen zu können,
muss sowohl die Inspektionsöffnung
im Scheinwerfer- oder Leuchtmittelgehäuse bzw. die Aussparung 9 in
der Leuchtmittelfassung 7 hinreichend groß ausgebildet
sein.
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4 zeigt
bei in die Leuchtmittelfassung 7 eingesetztem Leuchtmittel 4 das
auf die Verbindung zwischen dem Leuchtmittelsockel 42 und
die Einfügeöffnung der
Leuchtmittelfassung 7 gerichtete Sichtfeld, das durch die
Aussparung 9 ermöglicht wird,
die an der in Einfügerichtung
des Leuchtmittels 4 in die Leuchtmittelfassung 7 vorderen
Kante angeordnet ist.
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Da
diese zur Gewährleistung
eines hinreichenden Sichtfeldes zur Kontrolle der Verbindung des
Leuchtmittelsockels mit der Leuchtmittelfassung ausreichend große Inspektionsöffnung im
Leuchtmittel- bzw. Scheinwerfergehäuse problematisch hinsichtlich
austretenden Streulichts, Eindringens von Spritzwasser, Beeinflussung
der Konvektionskühlung und
der elektrischen Isolation der Strom führenden Teile des Leuchtmittels
und der Leuchtmittelfassung ist, ist in den 5 und 6 als
Alternative eine optische Positionierungseinrichtung dargestellt,
bei der anstelle einer größeren Inspektionsöffnung zwei
einander gegenüberliegende Öffnungen
bzw. Aussparungen 10, 11 in der Leuchtmittelfassung 7 und
damit fluchtend im Leuchtmittelgehäuse 5 vorgesehen sind.
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Beide
Aussparungen bzw. Öffnungen 10, 11 sind
in den Seitenwänden
der Leuchtmittelfassung 7 bzw. des Leuchtmittelgehäuses 5 angeordnet,
so dass beim Einsetzen des Leuchtmittels 4 in die Leuchtmittelfassung 7 eine
seitliche Betrachtung ausreichend ist, bei der die auf der dem Betrachter gegenüberliegenden
Seite angeordnete Aussparung oder Öffnung 10 bzw. 11 der
Lichtzufuhr und die dem Betrachter zugewandte Aussparung oder Öffnung 11 bzw. 10 als
Kontrollöffnung
oder Kontrollaussparung dient. Der zwischen den Aussparungen bzw. Öffnungen 10, 11 gebildete
Lichtpfad bildet eine optische Positionierungseinrichtung nach Art
einer Lichtschranke aus, die bei korrektem Einsetzen des Leuchtmittels 4 in
die Leuchtmittelfassung 7 unterbrochen wird und dadurch
dem Bediener den korrekten Sitz des Leuchtmittelsockels 42 in
der Leuchtmittelfassung 7 anzeigt und damit bereits beim
Aufsetzen des Leuchtmittels 4 auf die Leuchtmittelfassung 7 dem
Bediener eine Kontrollmöglichkeit
gibt.
-
Da
auch in dieser Ausführungsform
trotz des gegenüber
der Inspektionsöffnung 9 in
der Ausführungsform
gemäß den 3 und 4 deutlich
verringerten Querschnitts der Aussparungen bzw. Öffnungen 10, 11 treten – wenn auch
in verringerten Ausmaße – Probleme
hinsichtlich der Lichtabschirmung, Beeinflussung der Konvektionskühlung, Einschränkung des
Schutzes gegen Spritz- und Strahlwasser und bezüglich elektrischer Isolationsprobleme
auf.
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Diese
Probleme werden in der in den 7 und 8 dargestellten
Ausführungsform
einer optischen Positionierungseinrichtung beseitigt, bei der Lichtleiter 12, 13 in Öffnungen 14, 15 der
Leuchtmittelfassung 7 eingeklebt sind. Die aus Glas oder
Glaskeramik bestehenden Lichtleiter 12, 13 sind
zu Seitenwänden
des Scheinwerfergehäuses
geführt
und dienen einerseits zur Lichtzufuhr und andererseits zur Positionierungskontrolle,
indem das über
den einen Lichtleiter 12 bzw. 13 in die Leuchtmittelfassung 7 eingekoppelte
Licht über
die zueinander fluchtenden Öffnungen 14, 15 entweder
bei korrektem Sitz unterbrochen oder bei nicht korrekt in die Leuchtmittelfassung 7 eingesetztem
Leuchtmittel 4 auf den gegenüberliegenden Lichtleiter 12 bzw. 13 trifft.
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Der
nicht der Lichteinkopplung dienende Lichtleiter 12 bzw. 13 ist
mit einer Öffnung
oder einer Optik im Scheinwerfergehäuse bzw. mit einem opto-elektrischen
Wandler verbunden und ermöglicht eine
unmittelbare Sichtkontrolle durch den Bediener oder eine akustische
und/oder optische Signalisierung bei korrektem bzw. nicht korrektem
Einsetzen des Leuchtmittels 4 in die Leuchtmittelfassung 7.
Bei korrekt in die Leuchtmittelfassung 7 eingesetztem Leuchtmittel 4 wird über den
nicht der Lichteinkopplung dienenden Lichtlei ter 12 bzw. 13 kein
Licht ausgekoppelt, so dass die Klemmvorrichtung 6 gemäß 2 zur
mechanischen Sicherung des Leuchtmittels 4 geschlossen
und der Scheinwerfer in Betrieb genommen werden kann.
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Die
in den 7 und 8 vor dem Einsetzen des Leuchtmittels 4 in
die Leuchtmittelfassung 7 bzw. bei in die Leuchtmittelfassung 7 eingesetztem Leuchtmittel 4 dargestellte
Ausführungsform
beseitigt die Probleme hinsichtlich der Lichtabschirmung, der Beeinflussung
der Konvektionskühlung,
Einschränkung
des Schutzes gegen Spritz- und Strahlwasser sowie der elektrischen
Isolation, erfordert jedoch einen zusätzlichen Bauelementeaufwand
hinsichtlich optischer und elektronischer Bauteile.
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In
den 9 und 10 ist eine alternative Lösung zu
einer optischen Positionserfassungseinrichtung in Form einer mechanischen
Positionserfassungseinrichtung dargestellt, die gegenüber den
optischen Positionserfassungseinrichtungen ein korrektes Einsetzen
eines Leuchtmittels in eine Leuchtmittelfassung eines Scheinwerfers
auch unter schlechten Sichtbedingungen bzw. bei völliger Dunkelheit
ermöglicht
und mit einfachen und kostengünstigen
Mitteln realisiert werden kann.
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Die
mechanische Positionserfassungseinrichtung besteht gemäß der schematischperspektivischen
Darstellung der 9 und der Schnittdarstellung
der 10 aus einem mechanischen Sensor in Form eines
Taststiftes 21, der in eine Längsbohrung 70 der
Leuchtmittelfassung 7 eingesetzt ist und einen hakenförmigen Vorsprung 211 aufweist,
der an dem in Einsetzrichtung A des Leuchtmittels vorderen Ende
der Leuchtmittelfassung 7 angeordnet ist und in die Einführöffnung zur
Kammer 71 für
die Aufnahme der elektrischen Kontakte der Steckbuchsen hineinragt.
Der Kontaktstift 21 weist an seinem entgegen gesetzten
Ende einen Anschlag 212 auf, der an einer Anlagefläche eines
ersten Hebelarms 221 eines Indikatorhebels 22 anliegt,
der um ein Lager 23 in einem Positionserfassungsgehäuse 20 drehbar
abgestützt ist.
Ein von dem Lager 23 abgehender zweiter Hebelarm 222 des
Indikatorhebels 22 ragt durch einen Ausschnitt 51 des
Leuchtmittelgehäuses 5 und
ist an einer Feder 24 abgestützt, die in einer Ausnehmung des
Gehäuses 20 angeordnet
ist.
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Beim
Einführen
eines Leuchtmittels in die Leuchtmittelfassung 7 wird der
Taststift 21 in der Einsetzrichtung A in eine Aussparung 72 in
der Kammer 71 der Leuchtmittelfassung 7 verschoben
und gleichzeitig der Indikatorhebel 22 entgegen der Wirkung der
Feder 24 in Richtung des an den Indikatorhebel 22 angetragenen
Pfeils B ausgelenkt. Bei korrek tem Sitz des Leuchtmittels in der
Leuchtmittelfassung 7 liegt der Indikatorhebel 22 an
einem Endanschlag 52 der Aussparung 51 an oder
kommt in Deckung mit einer an das Leuchtmittelgehäuse 5 angeformten
Markierung und signalisiert dem Bediener damit den korrekten Sitz
des Leuchtmittels bzw. des Leuchtmittelsockels in der Leuchtmittelfassung 7.
Die an das Leuchtmittelgehäuse 5 angeformte
Markierung 3 besteht vorzugsweise aus einer mit der Kontur
des Endes des Indikatorhebels 22 übereinstimmenden Nase 53,
die mit der Richtung der Auslenkung des Indikatorhebels 22 bei
vollständig
in die Leuchtmittelfassung 7 eingefügtem Leuchtmittelsockel und
damit Leuchtmittel fluchtet, so dass sowohl eine Abweichung vom
als auch das Erreichen des korrekten Sitzes des Leuchtmittels in
der Leuchtmittelfassung 7 ohne Sichtkontrolle ertastet
werden kann.
-
In
der in den 9 und 10 dargestellten Ausführungsform
einer mechanischen Positionserfassungseinrichtung besteht die Leuchtmittelfassung aus
einem keramischen Werkstoff und der in der Einsetzrichtung A längs verschiebbar
in der Bohrung 70 gelagerte Taststift 21 aus Gründen der
elektrischen Isolation und der Hochtemperaturbeständigkeit
aus Keramik, Glaskeramik oder Glas. Dadurch werden die Isolationswirkung
der Leuchtmittelfassung 7 und die notwendigen Kriech- und
Luftstrecken erhalten, da der im Gefahrenbereich liegende Teil der
mechanischen Positionserfassungseinrichtung aus einem Hochtemperatur-Isolator
besteht.
-
In
Folge der Hebelübersetzung
des Indikatorhebels 22, dessen erster Hebelarm 221 wesentlich kürzer ist
als der zweite Hebelarm 222, führt die Längsverschiebung des Taststiftes 21 mit
großer Übersetzung
zur Anzeige eines exakten Anschlags des Leuchtmittels in der Leuchtmittelfassung 7.
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In
einer weiterführenden
Ausführungsform kann
die in der 9 und 10 dargestellte
mechanische Positionserfassungseinrichtung mit einem Mechanismus
gekoppelt werden, der das Schließen der Klemmvorrichtung 6 gemäß 2 bzw.
die Stromzufuhr zur Leuchtmittelfassung 7 verhindert, solange
das Leuchtmittel nicht korrekt in die Leuchtmittelfassung 7 eingesetzt
ist.
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Nicht
näher dargestellt
sind weitere Ausführungsformen
der erfindungsgemäßen Lösung einer Einrichtung
zur Überwachung
der Verbindung des Leuchtmittelsockels mit der Leuchtmittelfassung,
die von einer induktiven, kapazitiven oder ohmschen Positionserfassungseinrichtung
Gebrauch machen und über
einen induktiv-elektronischen, kapazitiv-elektronischen oder ohmisch-elektronischen
Wandler mit einer elektrischen Signalein richtung verbunden sind. Dazu
wird in die Leuchtmittelfassung 7 ein entsprechender induktiver,
kapazitiver oder ohmscher Sensor eingesetzt und mit einer Messbrücke verbunden, die
als Teil einer optischen und/oder akustischen Anzeige- oder Signaleinrichtung
ausgebildet ist. Bei korrekt in die Leuchtmittelfassung 7 eingesetzter Leuchtmittelfassung 42 wird
ein durch den induktiven, kapazitiven oder ohmschen Sensor gebildeter Messpfad
geschlossen und ein entsprechendes Signal an die Messbrücke abgegeben.
-
- 1
- Scheinwerfergehäuse
- 2
- Abdeckelement
- 3
- Reflektor
- 4
- Leuchtmittel
- 5
- Leuchtmittelgehäuse
- 6
- Klemmvorrichtung
- 7
- Leuchtmittelfassung
- 9
- Aussparung
- 10,
11
- Öffnungen
bzw. Aussparungen
- 12,
13
- Lichtleiter
- 14,
15
- Öffnungen
- 20
- Positionserfassungsgehäuse
- 21
- Taststift
- 22
- Indikatorhebel
- 23
- Lager
- 24
- Feder
- 30
- Reflektoröffnung
- 41
- Gasgefüllter Glaskörper
- 42
- Leuchtmittelsockel
- 43,
44
- Kontaktstifte
- 51
- Ausschnitt
- 52
- Endanschlag
- 53
- Nase
- 61,
62
- Klemmbacken
- 63
- Verstelleinrichtung
- 70
- Längsbohrung
- 71
- Kammer
- 72
- Aussparung
- 81,82
- Steckbuchsen
- 211
- hakenförmiger Vorsprung
- 212
- Anschlag
- 221
- Erster
Hebelarm
- 222
- Zweiter
Hebelarm