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"Beleuchtungsscheinwerfer"
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Beleuchtungsscheinwerfer, insbesondere
eine Bühnenleuchte, mit einem Gehäuse, einem Beleuchtungssystem aus einer Lichtquelle
und mindestens einer Kondensorlinse und einem Abbildungssystem aus mindestens einer
Abbildungslinse.
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Von derartigen Scheinwerfern verlangt man, daß sie einen hohen optischen
Wirkungsgrad, eine einstellbare Beleuchtungsstärkeverteilung auf der Nutzebene,
Möglichkeiten der Streuwinkelveränderung und Möglichkeiv,zur Ausleuchtung von Flächen
verschiedenster Kontur oder Farbe mit Hilfe einer entsprechenden Blende aufweisen.
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Bei den bisher bekannten Scheinwerfertypen sind diese Forderungen
jedoch nur teilweise erfüllt. So besitzt beispielsweise der Parabol-Scheinwerfer
zwar einen hohen optischen Wirkungsgrad, die Beleuchtungsstärkeverteilung auf der
Nutzebene und der Streuwinkel sind jedoc;b nicht veränderbar. Beim Linsenscheinwerfer
ist dagegen der Streuwinkel veränderbar, eine Abbildung und rand scharfe Ausleuchtung
von Flächen verschiedenster kontur ist jedoch nicht möglich. Darüberhinaus sind
die Ausleuchtung in der Nutzebene, insbesondere bei sehr engen Streuwinkeln und
der optische Wirkungsgrad völlig unbefriedigend.
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Bei einigen bekannten Elli:psoid-Scheinwerfertypen muß zur Veränderung
des Streuwinkels eine variable Blende eingesetzt werden, was zu einem schlechten
optischen Wirkungsgrad führt. Auch bei Scheinwerfern nach dem Prinzip von Dia -
Projektoren wird durch die zur Streuwinkelveränderung notwendige variable Blende
ein Teil des Lampenlichtstromes ausgeblendet, sodaß auch hier eine Verschlechterung
des optischen Wirkungsgrades nicht zu vermeiden ist.
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Bei dem Scheinwerfer nach der DT-OS 1 804 981 wird die Streuwinkelveränderung
durch eine Relativbewegung eines optischen Systems gegenüber einer Objektivlinse
erreicht. Dieses System hat den Nachteil, daß die abbildung bei Veränderung des
Streuwinkels nicht mehr in der Nutzebene liegt, so daß eine Schablonierung nicht
mehr möglich ist. Um diesen Nachteil auszuschalten, müßte die Abbildungsebene ständig
geändert werden, was jedoch nur beschränkt möglich ist. Außerdem muß die Lichtquelle
mit
dem elektrischen Anschlußkabel bei Streuwinkelveränderungen standig bewegt werde
was die Funktionssicherheit des Scheinhwerfers vermindert bzw. einen erhöhten Aufwand
an die Sicherheit des Anschlußkabels stellt.
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Von wesentlicher Bedeutung bei derartigen Beleuchtungsschein -werfern
ist auch die leichte Bedienbarkeit und Wartungsmöglichkeit. Darunter versteht man
im wesentlichen die leichte Beweglichkeit beim Drehen und Schwenken dos Scheinwerfers
und beim Verstellen des Lichtkreisdurchmessers sowie das einfache Einbringen von
Blenden und dergleichen. Nur die Wartungsfreudlichkeit des Scheinaserfers kommt
es in erster Linie auf das einfache und schnelle Ätastauschen aller Vers-chleißteile
wie beispielsweise der Lichtquelle, der Linsen, des Spiegels und der Blenden an.
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Das Verschieben von Linsen zur Scharfeinstellung oder zur Änderung
des Lichtkreisdurchmessers geschieht bei den bekannten Scheinwerfern durch die Bewegung
eines Blechringes in einem Blechtubuslängs eines geraden oder schrägen Schlitzes.
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Diese Konstruktion setzt genaue Passarbeiten voraus und fUhrt bei
Korrosion oder Wärmeeinwirkung, zu erheblichen Behinderungen. Außerdem ist hierdurch
nur eine Verstellung der Linsen ilunerhalb eines kurzen Wegstückes möglich. Bei
einer anderen Ausführungsform wird cter Fuß der zu verstellenden Linse in einer
Schwalbenschwanznut oder dergleichen geführt. Die Bewegung der derart geführten
Linse erfolgt von Hand oder mittels einer Spindel. Auch diese Konstruktion erfordert
eine sehr genaue Passarbeit und sie ist ebenso wie die vorgenannte Konstruktion
störanfällig gegen die von der Lichtquelle erzeugte Wärme. Sind längere Verschiebewege
erforderlich, so wird meistens dieses letztgenannte Konst,uktionsprinzip angewandt.
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Bei beiden vorbekannten Konstruktionsprinzipien befindet sich die
Verstellmechanismen innerhalb des Scheinwerfergehäuser, Hier ist aber die Wärmeeinwirkung
durch die Lichtquelle um ein mehrfaches größer als außerhalb des Gehäuses, so daß
ganz besonders aufwendige Konstruktionen ausgeführt werden müssen, wenn man verhindern
will, deaß die Verstellung der Linsen durch die Wärmeausdehnung der zu bewegenden
Teile schon nach kurzen Betriebszeit unmöglich wird.
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Die Wartung der bekannten Beleuchtungsscheinwerfer geschieht in der
Itegel dadurch, daß eine sich oben oder seitlich befindende Klappe abschwenkbar
ist, so daß man durch die freiwerdende Öffnung die zu wartende Teile auswechseln
oder säubern kann. Die Zugänglichkeit durch diese Oeffnung ist verständlicherweise
stark beschränkt, so daß es meist einer großen Geschicklichkeit und einer verhältnispäßig
langen Zeit bedarf, um die erforderlichen Wartungsarbeiten vorvunehmen.
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Der Erf:Lndung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Scheinwerfer der
eingangs geschilderten Art zu entwickeln, der alle vorgenannten Forderungen erfüllt,
also bei einem hohen optischen Wirkungsgrad eine Einstellung der Beleuchtungsstärkeverteilung
auf der Nutzebene, eine Streuwinkelveränderung und die Ausleuchtung von Flächen
verschiedenster Kontur ermöglicht, ohne daß sein Aufbau dadurch konstruktiv und
kostenmäßig aufwendiger wird. Besonderes Augenmerk soll auch auf eine leichte Bedienbarkeit
und Wartungsmöglichkeit des Beleuchtungsscheinwerfers gelegt werden, d.h. etwaige
Verschiebungen innerhalb des optischen Systems sollen auch über längere Verstellwege
leicht und präzi@se ausfUhrbar sein und der Zugang zu den zu wartenden Teilen soll
bequem und schnell möglich sein.
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Diese Aufgabe wird bei einem Scheinwerfer der eingangs geschilderten
Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der axiale Abstand zwischen den Abbildungssystem
und dem Beleuchtungssystem durch Bewegung des Abbildungssystemes veränderbar ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Abbildungssystem eine
erste und eine zweite Abbildungslinse auf, die relativ zueinander axial bewegbar
sind. In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die beiden
Abbildungslinsen mechanisch miteinander gekoppelt und dadurch einen gemeinsamen
Verstellmechanismus in einem definierbaren Wegverhältnis in axial entgegengesetzter
Richtung bewegbar sind.
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Die Erfindung bezieht sich auf solche Beleuchtungsscheinwerfer, bei
denen das Beleuchtungssystem einen hinter der Lichto£uelle angeordneten Reflektor
und/oder eine vor der Kondensorlinse angeordnete Blende aufweist.
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Der Beleuchtungsscheinwerfer gemäß der Erfindung weist eine variable,
den Jeweiligen Fordermngen anpaßbare Beleuchtungsstärkeverteilung auf der Nutzebene
nach einen veränderbaren Ausstrahlwinkel auf. Er besitzt einen hohen optischen Wirkungsgrad,
da der Lichtstrom der Lampe durch ein optimiertes Kondensor-System und den Reflektor
kurz nach dem Verlassen der Lichtquelle erfaßt und im optischen System weitergeleitet
wird. Durch die Bewegbarkeit der vorzugsweise zwei Abbildungslinsen kann nahezu
jede Ausleuchtung und eine Streuwinkelverändeung im weiten Bereich erreicht werden,
wobei die Qualität der Ausleuchtung nahezu gleichbleibend, ohne Farben und Schlieren
und dergleichen ist. Die Ausleuchtung von Flächen verschiedener Kontur ist ebenfalls
in hohem Maße möglich.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß
des Beleuchtungssystem auf einer Schiene montiert ist, die in das Gehäuse einschiebbar
ist. Dadurch ist es möglich, das gesamte Beleuchtungssystem außerhalb des Scheinwerfergehäuses
auf der Schiene zu justieren. Die Schiene kann dann als Ganzes in des Gehäuse eingeschoben,
eingesetzt oder eingesteckt werden. Eine derartige Anordnung erleichtert nicht nur
die Justierarbeiten an dem Beleuchtungssystem, sondern auch die Wartungs- und Rei@igungsarbeiten.
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Weitere Verbesserungen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung
betreffen die Verstellung der Abbildungslinsen.
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Hierzu wird vorgeschlagen, daß des Abbildungssystem in mindestens
einer außerhalb des Gehäuses angeordneten Laufschiene axial verschiebbar geführt
ist. Die Anbringung der Laufschiene außerhalb des Gehäuses hat den großen Vorteil,
daß die Laufschiene nicht unmittelbar der von der Lichtquelle ausgesandten Wärmestrahlung
ausgesetzt ist.
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In einer zweckmäßigen Ausführungsform weist die Laufschiene ein C-Profil
auf, dessen dem Längsschlitz der Laufschiene benachbarte freie Schenkelflächen zur
Befestigung eines tubusförmigen Teilstückes des Gehäuses dienen. Dadurch ist die
Laufschiene ataubdicht gegen Außenwelt abgeschlossen, obwohl sie sich außerhalb
des Scheinwerfergehäuses befindct. Diese Ausführungsform ermöglicht darüberhinaus
eie besonders einfache Bauweise des Scheinwerfertubus , der aus einem Blechstreifen
gebogen werden. kann. Die Laufschiene gibt dem geschlitzten Rohr eine hervorragende
Stabilität.
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Bei den bekannten Scheinwerfertuben, die einen längs oder schräg verlaufenden
Schlitz zur Verstellung der Abbildungslinse aufweisen, ist die Stabilität gerade
durch den Schlitz stets stark herabgesetzt.
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In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist innerhalb der Laufschiene
mindestens ein in axialer Richtung bewegbarer Wagen angeordnet, der eine der Abbildungslinsen,
vorzugweise die erste Abbildungslinse trägt. Mach einem weiteran Vorschlag der Erfindung
ist dieser Wagen mittels eines Seilzuges bewegbar, der durch einen Drehknopf oder
eine Kurbel verstellbar ist. D£'r durch den Seilzug bewegbare Wagen erfordert keinerlei
genaue Passung, so daß diese J7onstruktion mit einem minimalen technischen kostenmäßigen
Aufwand ausführbar ist. Sie hat zudem den Vorteil, daß der Verstellweg der Abbildungslinse
beliebig lang gewählt werden kann und daß der Drehknopf oder die Kurbel stets an
derselben Stelle des Gehuses, also immer in der gleichen Bedienungsebene bleibt.
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Vorzugsweise für die zweite Abbildungslinse, deren Verstellweg. stets
kürzer als derjenige der ersten Abbildungslinse ist, wird eine Laufschiene vorgeschlagen,
die ein C-Profil mit durchbrochenen Seitenwänden aufweist, innerhalb der eine in
axialer Richtung bewegbare Halterung für die kjrbildungs linse angeordnet ist, wobei
durch die Halterung eine Achse geführt ist, die mit beiden Endstücken seitlich aus
der Laufschiene herausragt und dort je ein Zahnrad trägt, welche mit an der Laufschiene
befestigten Zahnstangen in Eingriff stehen, und wobei eines der beiden Endstücke
einen Bedinungsdrehknopf zur axialen Verstellung der Halterung aufweist.
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Bei dieser Ausführungsform bewegt sich der Bedienungsdrehknopf zwar
mit der Abbildungslinse mit; da der Verstellweg aber kurz ist, bleibt auch dieser
Bedienungsdrehknopf quasi in der Bedienungsebene.
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Der erfindungsgemäße Beleuchtungsscheinwerfer weist also eine Fülle
von Vorteilen gegenüber den bekannten Sckeinwerfern
dieser Art
auf. Einer der wesentlichsten Vorteile, der bisher noch nicht zur Sprache gekommen
ist, besteht aber darin, daß hier das Beleuchtungssystem ortsfest bleibt und nur
das Abbildungssystem bewegt wird. Nur bei solchen Scheinwerfern, deren Abbildungssystem
nur eine Abbildungslinse aufweist, ist es zur Veränderung des Streuwinkels bzw.
Lichtkreisdurchmessers nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung zweckmäßig, daß
das Beleuchtungssystem als Ganzes über eine kurze Distanz obenfalls axial bewegbar
ist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher Beschrieben und erläutert.
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Es zeigen: Fig. 1 Eine perspektivische Ansich eines erfindungsgemäßen
Beleuchtungsscheinwerfers; Fig. 2 das optische System des erfindungsgemäßen Beleuchtungsscheinwerfers
gem. Fig. 1 im Längsschnitt; Fig. 3 eine Draufsich auf die erste Abbildungslinse
des optischen Systems Gm. Fig. 2 mit der Laufschiene, in der sie geführt ist; Fig.
4 eine Teilansicht der ersten Abbildungslinse mit dem Wagen, auf dern sie befestigt
ist; Fig. 5 eine Teilansicht der zweiten Abbildungslinse des optischen Systems gem.
Fig. 2 und einen Querschnitt durch die Laufschiene, in der sie geführt ist; Fig.
6 eine Seitenansicht eines Teilstückes der Anordnung gern. Fig. 5 und Fig. 7 eine
Ansicht einer Klemmbackenvorrichtung zur arrew tierung des Scheinwerfergehäuses
an einem das Gehäuse haltenden Bügels.
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Der Beleuchtungsscheinwerfer gemäß Fig.1weist ein Gehäuse auf, das
aus einem quaderförmigen Teilstück 10 zur Aufnahme eines Beleuchtungssystems 11
und einem tubusförmigen Teilstück 12 zur Aufnahme eines Abbidungssystems 13 besteht.
Die beiden Gehäusesteilstücke 10 und 12 sind durch ein Scharnier miteinander verbunden
so daß rnn durch ein faches und schnelles Auseinanderklappen der beiden Gehäuseteile
leicht und bequem an alle Teile des Beleuchtungssystems 11 bzw. des Abbildungssystems
13 herankommen kann. Das tubusförmige Gehäuseteil 12 besteht aus einen zu einem
Rohr gebogen Blechstreifen, dessen Enden an eine Laufschiene 14 angeschraubt sind
die dein Gehäuseteil 12 die erforderliche Stabilität verleiht.
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Der Beleuchtungsscheinwerfer ist in einem Bügel 15 um eine horizontale
Achse schwenkbar, der seinerseits lln einem Stativ 16 um eine vertikale Achse drenbar
gehaltert ist. Zur Arretierung des Gehäuses gegenüber dem Bügel 15 dient eine Klemmbackenvorrichtung,
die später anhand der Fig. 7 im einzelnen beschrieben wird und die durch einen Schwenkhebel
17 betätigbar ist.
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Das optische System des Beleuchtungsscheinwerfers ist im einzelnen
in Fig. 2 dargestellt. Das Beleuchtungssysteni 11 besteht aus einer Lichtquelle
20, einem sphärischen Reflektor 21, einem Rondensollinsensatz aus einer asphärischen
Linse 22 und einer Plankonvoxlinse 23 und einer Blende 24.
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Unmittelbar hinter der Blende 24 in Strahlrichtung gesehen besitzt
das Beleuchtungssystem 11 eine Abbildungsbene für sogenannte Schablonierungseinsätze.
Hier können also nahezu beliebig geformte Blenden eingebiacht werden. Das gesamte
Beleuchtungssystem 11 ist auf einer Schiene 25 montiert, die nach der Justierung
des Beleuchtungssystems in das Gehäuseteil
10 eingeschoben wird.
Die Schiene 25 kann selbstverständlich auch so ausgebildet sein, daß sie in das
Gehäuseteil 10 einsteckbar oder einsetzbar ist.
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Das Abbildungssystem 13 besteht in diesem Ausführungsbeispiel aus
einer ersten Abbildungslinse 26 und einer zweiten Abbildungslinse 27. Beide Abbildungslinsen
26 und 27 sind in der Zeichnung in ihrer Anschlagsstellung dargestellt, in der die
Abbildungslinse 26 am weitesten von dem Beleuchtungssystem 11 entfernt ist, während
die Abbildungslinse 27 ihre größtmögliche Nähe zum Beleuchtungssystem 11 einnimmt.
Beide Abbildungslinse 26 und 27 können axial, also in Richtung der optischen Achse
28 in der mit Pfeilen angedeuteten Richtung bewegt werden, wenn man beispielsweise
den Streuwinkel des Beleuchtungsscheinwerfers verändern will.
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Die Bewegung der beiden Abbildungslinsen 26 und 27 wird wie folgt
ermöglicht: Die Abbildungslinse 26 ist in der Laufschiene 14 geführt.
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Die Laufschiene 14 weist e5-n C-förmigcs Profil auf, dessen freier
Längsschlitz 30 nach oben weist. Die dem Längsschlitz 30 benachbarten freien Schenkelflächen
31 und 32 dienen zur Befestigung des tubusförmigen Gehäuseteiles 12. Innerhalb der
Laufschiene 14 ist ein in axialer Richtung bewegbarer Wagen 33 angeordnet, der die
Abbildungslinse 26 trägt. Der Wagen 33 wird mittels eines Seilzuges 34 gezogen,
der durch einen Drehknopf 35 an der Unterseite der Laufschiene 14 verstellbar ist.
Der Seilzug 34 ist über Umlenkrollen 36 a7.
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dem dem Drehknopf 35 entgegengesetzten Eiidstück der Laufschiene 14
geführt.
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Der Wagen 33, der in Fig. 4 noch einmal in vergrößertem Maßstab dargestellt
ist, ulid die Seilzugeanordnung 34 stellen eine äußerest einfache Konstruktion dar,
die keinerlei Passungen erfordert. Sie besitzt zudem den Vorteil, daß die Bewegung
des Wagens 33 und da@it der Abbildungslinse 26 selbsthommend ist, so daß die Abbildungslinse
in jeder Stellung stehen bleibt. Der Wagen 33 kann auch durch einen gleitenden Klotz
ersetzt werden; rtn die Stelle des Drehknopfes 35 kEiln eine Kurbel treten. Wichtig
ist, daß der Drehknopf 35 stets an der gleichen Stelle bleibt, so daß sich die Bedie
nungsperson auf eine Bedienungsebene einstellen kann.
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Die Laufschiene 14 befindet sich mit dem gesamten Verstellmechanismus
außerhalb des Scheinwerfergehäuses, so daß sie von der Wärmestrahlung der Lichtquelle
20 nicht erreicht wird. Sie ist trotzdem staubdicht gegen die Außenwelt abgeschlossen.
Sie ermöglicht auf ein:?ache Weise einen langen Verschiebeweg der Abbildungslinse
26.
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Die Abbildungslinse 27, für die ein wesentlicht kürzerer Verschiebeweg
erforderlich ist, ist in einer Laufschiene 40 geführt. Die Laufschiene 40 besitzt
ebenfalls ein C-förmiges Profil. Ihre Seitenwände weisen Je einen Durchbruch 41
auf, durch den die Endstücke einer Achse 42 seitlich herausragen. Die Achse 42 trägt
im Innern der Laufschiene 40 eine Haltering 43, auf der die Abbildungslinse 27 befestigt
ist.
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Auf die Endstücke der Achse 42 ist Je ein Zahnrad 44 aufgesetzt. DIe
Zahnräder 44 stehen mit je einer Zahnstange 45 in Eingriff, die an der Laufsohiene
40 befestigt ist. Das Profil der Zahnstange 45 kann auch direkt in den Durchbruch
41 der Laufschiene 40 eingearbeitet; sei. Eines der beiden Endstücke der Achse 42
tragt außerdem einen Bedienungsdreh-Knopf 46, mittels dem die Achse 42 und danit
die Zahnräder
44 zur axialen Verschiebung der Halterung 43 gedreht
werden können. Selbstverständlich können auch an beiden Endstücken der Achse 42
Bedienungsdrehknöpfe 46 angeordnet werden.
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Auchdiese Anordnung ermöglicht unter Ausnutzung einfachster Konstruktionsprinzipien
ein baquemes und präzises Verschieben des optischen Elementes, in diesem Fall der
Abbildungslinse 27. Da der Verstellweg kurz ist im Vergleich zu demjenigen der Abbildungslinse
26, bleibt der Bedienungsdrehknopf 46 annäherungsweise in der Bedienungsbene der
Bedienungsperson.
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Wesentlicht für eine bequeme Bedienung des Beleuchtungsscheinwerfers
ist schließlich eine schnelle und sichere Arretierung der Schwenkbewegung des Beleuchtungsscheinwerfers
im Bügel 15. Dies wird durch eine Klemmbackenvorrichtung erreicht, wie sie im Detail
in Fig. 7 dargestellt ist. Die Klemmbackenvorrichtung weist zwei Klemmbacken 50
und 51 auf, die mittels eines Gewindebolzens 52 am Schwenkhebel 17 an eine Bremsscheibe
53 spannbar sind, die starr mit dem Gehäuseteil 12 des Beleuchtungsscheinwerfers
verbunden ist. Die Klemmbacken 50 und 51 weisen Bohrungen mit gegensinnig geschnittenen
Gewinden auf, so daß sie bei einer Drehung des Gewindebolzens 53 mittels des Schwenkhebels
17 gleichförmig aufeinander zu oder voneinander weg bewegt werden. Selbstverständlich
ist es auch möglich, die Klemmbacke 51 mit einer glatten Durchgangsbohrung und den
Schraubbolzen 52 mit einem Absatz hinter der Klemmbacke 51 zu versehen. Daran wird
bei Drehung des Schweiikhebels 17 lediglich die Klemmbacke 50 durch den Schraubbolzen
52 einerseits an die Bremsscheibe 53 und andererseits an die Klemmbacke 51 herangezogen.
Beide Ausführungsarten garantieren eine sclmelle und sichere Arretierung der Schwenkbewegung
des Beleuchtungsscheinwerfers, da
die Bremsflächen zwischen den
Klammbacken 50 und 51 und der Bremsscheibe 53 relativ groß sind.
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Zweckmäßigerweise trägt die Bremsscheibe an ihrer nach außen gerichteten
Seitenfläche eine in Winkelgraden eingeteilte Sk@la, an der die Schwenkbewegung
des Scheinwerfers abgelesen worden kann.
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Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das konlirete Ausführungsbeispiel
beschränkt. So kann bei komplizierteren optischen Systemen das Abbildungssystem
aus drei oder mehr Abbildungslinse bestehen, die einzeln oder in einem definierten
Verhältnis zueinander in Richtung der optischen Achse bewegbar sind. In anderen
Fällen mag es bei sehr einfachen optischen Systemen, bei denen das Abbildungssystem
nur eine Abbildungslinse aufweist, wünschenwert sein, das Beleuchtungssystem als
Ganzes über eine kurze Distanz ebenfalls axial zu bewegen, um die Abbildungseingenschaften
des Scheinwerfers zu verändert. In einem solchen Fall bietet sich für die Bewegung
des Beleuchtungssystems 11 als Ganzes eine Befestigung auf der Halterung 43 an,
die in der Laufschiene 40 geführt ist.
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L e e r s e i t e