DE308541C - - Google Patents

Description

Die nachstehend beschriebene Erfindung

betrifft einen Scheinwerfer für Fernbeleuchtung, wie solche insbesondere für Heer und Marine und für die Schiffahrt überhaupt Verwendung finden.

Bei allen derartigen Scheinwerfern verwendet man heute als Lichtquelle eine Gleichstrombogenlampe und als Reflektor ein achsialsymmetrisches· Drehungsp.araboloid, in dessen ίο Brennpunkt der Krater der positiven Kohle liegt. Die Kohlenstifte sind meist achsial zum Parabolspiegel gestellt, so daß die Kohlenstifte in der Mitte des Scheinwerferstrahles liegen.

Ein Scheinwerfer dieser Art, bei dem die beiden Kohlenstifte achsial liegen, hat in pößerer Entfernung in der Strahlenachse ,eine Lichtstärke von

D²" π

(ι -j- eos A) (cos α — cos A)

4 (1 +cos α) sin² ,4

;ohne Berücksichtigiung der Btechungs- ,und Durchgangsverluste., wobei D der nutzbare Durchmesser des Parabolspiegels ,und h die ElächenheUigkeit des Kraters ».der positiven Kohle ist. A ist der Nuts&winkel, d. h. .derjenige Winkel, -den eine Gerade, vom Brennpunkt nach der nutzbaren Peripherie des Spiegels gezogen, mit der Achse ^einschließt; α ist derjenige Winkel, den eine vom Brennpunkt ausgehende, an der ,negativen Kohle tangierende Gerade mit der Achse einschließt, die also den .zur Achse gemessenen Winkel des Kohlenschattens bildet.

Nimmt man den ideellen Fall an, daß α igleich Null ist, daß also ein Kohlenschatten snicht .vorhanden ist, so ergibt sich die Lichtstärke zu

h, also gleich der achsialen

Projektion der Spiegelfläche multipliziert mit der Flächenhelle des Kohlenkraters. Der Faktor

(1 -|- cos A) (cos α — cos A) . (1 + cos a) sin² A

wird für

a = 0 überhaupt stets den Wert Eins annehmen, ganz gleichgültig, wie groß der Nutzwjnkel A ist.

Setzt man nun den bei dieser Anordnung unvermeidlichen Kohlenschatten mit in Rechnung, so ergibt sich, daß bei gegebenem Durchmesser die Lichtstärke des Scheinwerfers mit zunehmender Brennweite und mit abnehmendem Nutzwinkel A stetig abnimmt, bis sie bei α = A gleich Null wird, d. h. in ,dem Falle, wo der Spiegel nur noch im Kohlenschatten liegt. Man ist also bei einem gegebenen Spiegeldurchmesser genötigt, in Rücksicht auf die- Lampenkonstruktion und auf die Einwirkung der Lichtbogenhitze auf den Spiegel, die Brennweite nicht zu .klein zu wählen, anderseits darf sie nicht zjj' groß gewählt werden, weil sodann die Lichtstärke zu .gering wird- Jedenfalls mjiß ixian bei der bisherigen Anordnung mit einem ,gewissen Ausfall ;an Licht- i stärke infolge des Kohlenschattens rechnen. Zahlenmäßig läßt sich der Verlust dadwch ' ausdrücken, daß der Faktor

(1 + cos A) (cos α —cos A)
(1 -f cos a) sin² A

für einen Nutzwinkel von 6o° und für einen Kohlenschatten von 20° gegen die Achse sich zu 0,90 ergibt; das entspricht also einem Verlust von'10 Prozent. Dies wäre,ein zulässiger

Verlust.¹ Die_> Brerinweite ist aber bei diesen, Verhältnissen noch'sehr gering, und der Spiegel' ist den nachteiligen Einwirkungen des Lichtbogens noch sehr stark ausgesetzt, und obgleich die Streuung des Scheinwerferstrahles noch geringer sein dürfte, so ist man durch die nachteiligen Wirkungen des Kohlenschattens gezwungen, diese Verhältnisse einzuhalten.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die

ίο beschriebene Kohlen- und Spiegelanordnung verlassen und ein neuer Weg in der Weise beschritten worden, daß der achsialsymmeiriscrie Parabolspiegel weggefallen und statt dessen ein achsialunsymmetrischer Spiegel verwendet worden ist, etwa in der Weise, daß man einen achsialsyrametrischen Spiegel in zwei, drei, ■ vier oder mehr Spiegel zerlegt, deren optische Achse außerhalb der- Nutzfläche der Teilspiegel liegt und einen dieser Teilspiegel so mit der Bogenlampe zusammenordnet, daß diese in der optischen Achse liegt. Durch Verwendung , eines derartigen Spiegels kommen die Kohlenstifte und Lampenteile außerhalb des Scheinwerferstrahles zu liegen. Die positive Kohle wird so gestelltj daß ihr volles Kraterlicht auf die Spiegelfläche fällt; die negative Kohle wird geneigt zu dieser gestellt, so daß sie

' keinen Schatten auf die Spiegelfläche werfen kann. Bei dieser Anordnung ist man in bezug auf Brennweite vollständig unabhängig vom Kohleschatten, und man kann in Rücksicht auf den Spiegel die Brennweite vergrößern, ohne an der Lichtstärke des Scheinwerfers durch diesen Schatten etwas zu verlieren. Bei Vergrößerung der Brennweite wird zwar der Nutzwinkel vermindert, doch sind die bei der Erfindung in Frage kommenden Nutzwinkel noch groß genug, um selbst bei einer zur vollständigen Erfassung größerer Gegenstände nötigen Streuung · des reflektierten Bündels eine ausreichende Helligkeit zu liefern.

Fig. ι und 2 der beiliegenden Zeichnung stellen einen Scheinwerfer nach der vorliegenden Erfindung im Quer- und Längsschnitt dar. Der Parabolspiegel * 1, dessen Projektion in der Richtung der Scheinwerferachse ein reguläres Achteck ist, ist aus einem Quadranten des unter Fig. 3 und 4 in der Aufsicht und im Achsialschnitt dargestellten Parabolspiegels hergestellt; sein Brennpunkt liegt demnach um den Betrag r außerhalb der Mittellinie des reflektierten Lichtbündels. Die Kohlenstifte 2 und 3 sowie der Reguliermechanismus der Lampe sind in einem beson-

.55 deren Gehäuse 4 am Scheinwerfergehäuse 5 untergebracht. Lampengehäuse und Scheinwerfergehäuse werden durch Zwischenwände 6 voneinander so weit, abgetrennt, daß nur eine für den auffallenden Lichtkegel 7 genügend

große öffnung 8 verbleibt. Ein in der Wandung des Scheinwerfergehäuses 5 an geeigneter Stelle hinter dem Spiegel 1 untergebrachter Ventilator 9 führt dem Innern des Scheinwerfer-gehäuses Frischluft zu, indem die Luft durch in der Spiegelfassung vorgesehene öffnungen 18 tritt, welche, da das Gehäuse vorn durch eine Glaswand 10 und auch sonst gut abgeschlossen ist, durch die. öffnung 8 nach dem Lampengehäuse und von da aus durch öffnungen 11 ins Freie tritt. Es wird ein ganz besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung darin erblickt, daß alle Lampenteile nebst Kohlen und Lichtbogen in einem vom Scheinwerfergehäuse getrennten Gehäuse untergebracht _, sind und in der vorbeschriebenen Weise so ventiliert werden können, daß die Lichtbogengase nicht in das Scheinwerfergehäuse eintreten können, sondern abseits direkt ins Freie getrieben werden. .

Es ist nicht neu, in Scheinwerfergehäuse Luft einzublasen zwecks Kühlung des Reflektors und Abhaltung der Lampengase vom Reflektor. Es ist auch bekannt, die Kühlluft in den Raum hinter dem Spiegel um den Reflektorrand herum in den Gehäuseraum vor dem Spiegel und danach wieder aus dem Gehäuse herauszuführen;

Sehr einfach lassen sich bei der vorliegenden Scheinwerferkonstruktion Abblend- und Streu-vorrichtungen anbringen, insofern, als dieselben hier nicht wie bisher in den vom Spiegel zurückgeworfenen Strahl eingebaut zu werden brauchen und große Abmessungen erhalten müssen, sondern, daß sie unmittelbar hinter der öffnung 8 in den auffallenden Lichtkegel eingebaut werden können. So sind z. B. 12 und 13 Blenden, die durch Hebel 14 betätigt werden und längsseits der Gehäusewände in Bereitschaftsstellung liegen und in der Stellung 12, und 13, vor den Strahl geklappt sind. Ferner ist eine Linse 15, für kegelförmige Streuung vorgesehen, die an der Zwischenwand 6 in Bereitschaftsstellung liegt und in der Stellung 15, in den Strahl gestellt ist; sie wird durch den Hebel 16 betätigt. Unter 17 ist ferner ein Register mit prismenförmigen Streulinsen für Breitenstreuung vorgesehen, das an der Zwischenwand 6 in Bereitschaftsstellung steht und unter 17, in den Strahl eingeklappt ist.

Die große Entfernung des Brennpunktes vom Spiegel sowie die Anordnung des Brennraumes außerhalb des Scheinwerfejgehäuses bringen es mit sich, daß der Spiegel, der aus Metall oder aus Glas besteht, sehr geschont wird. Insbesondere wird der Scheinwerfer hierdurch geeignet für die Verwendung von Effektkohle, wie , sie im sogenannten Beck-Scheinwerfer zur Verwendung kommt.

Beim Scheinwerfer für hohe Stromstärken werden die negativen Kohlenstifte der besseren Leitfähigkeit wegen verkupfert. Die Verkupferung schmilzt beim Brennen ab, und

wenn der Scheinwerfer nach oben geneigt wird, wie dies bei Scheinwerfern für Flugzeugabwehr vorkommt, so tropft das flüssige Kupfer auf

• den Spiegel und verdirbt ihn. Wenn' bei Scheinwerfern der vorliegenden Konstruktion die Lampe an die Seite oder an den Boden des Scheinwerfergehäuses gesetzt wird, so ist dieser Übelstand vollständig behoben.

Ferner ist die vorliegende Scheinwerferkonstruktion auch ganz besonders gut geeignet für den Betrieb mit Lichtbogen unter Druck. Das Druckgehäuse benötigt in Rücksicht auf den Luftwechsel für stabile Lichtbogenverhältnisse größere Abmessungen, die man hier, ohne die Lichtstrahlung zu behindern, einhalten kann. Die Zwischenwand 6 wird in diesem Falle Bestandteil des Druckgehäuses 4, und die öffnung 8 wird durch ein druckfestes Glasfenster, das man am geeignetsten schalenförmig gestaltet, abgeschlossen.

Ein Scheinwerfer der vorliegenden Konstruktion bietet auch Vorteile für den Betrieb mit Glühlampen, insofern, als der Ballon der Lampe, der gewöhnlich auf der rückwärtigen Hälfte verspiegelt ist, im wesentlichen außerhalb des Scheinwerfergehäuses liegt und den Strahlengang des reflektierten Lichtes nicht behindert. Zur Vergrößerung der Lichtstärke können mehrere Scheinwerfer der vorliegenden Konstruktion in einem gemeinschaftlichen Rahmen oder Gehäuse aneinandergesetzt und miteinander verkuppelt werden.

Claims (4)

1. Patent-Ansprüche:

   ■ i. Scheinwerfer für Fernbeleuchtung, gekennzeichnet durch die Verwendung eines achsialunsymmetrischen Parabolspiegels (1) in solcher Verbindung mit einer in der Paraboloid - Hauptachse liegenden Bogenlampe oder Glühlampe, daß deren Konstruktionsteile im wesentlichen außerhalb des reflektierten Scheinwerferstrahles liegen und deren Leuchtflächen (Krater der Bogenlampe, Leuchtkörper der Glühlampe) so gestellt sind, daß der Parabolspiegel in der Hauptausstrahlungsrichtung derselben liegt.
2. 2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lampengehäuse (4) vom Spiegelgehäuse (5) durch eine Zwischenwand (6) getrennt ist, in welcher eine Öffnung (8) für den Durchtritt der Licht-

   . strahlen vorgesehen ist, hinter welcher verklappbare Blenden und Streulinsen (12, *3> Ϊ5. ^τ7) ^an den Gehäusewandungen in Bereitschaftstellung stehen. ,
3. 3. Scheinwerfer nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lampengehäuse neben oder unter dem Spiegelgehäuse gelegen ist, so daß bei keiner Lage der Scheinwerferachse von der horizontalen bis zur vertikalen geschmolzene oder glühende Teile von den Kohlenspitzen auf den Spiegel abtropfen oder fallen können.
4. 4. Scheinwerfer nach Anspruch 1 bis 3, , dadurch gekennzeichnet, daß seine Innenräume derart ventiliert werden, daß die Frischluft in den Raum hinter dem Spiegel eintritt, sodann um den Spiegelrand herum in den Gehäuseraum vor den Spiegel und von dort durch das Lampengehäuse unter Mitführung der Heißluft und Abgase der Lampe ins Freie gelangt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.