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Beleuchtungsvorrichtung mit durch eine Flüssigkeit gekühlten elektrischen
Lichtquellen Die Erfindung bezieht sich auf eine Beleuchtungsvorrichtung mit durch
eine Flüssigkeit gekühlten elektrischen Lichtquellen. Insbesondere sind zur Anwendung
in derartigen Geräten die gas- oder dampfgefüllten Hochdruckentladungslampen geeignet.
Derartige Lampen werden künstlich gekühlt und weisen eine Gasfüllung und im Betrieb
einen Quecksilberdampfdruck von mehr als 6 Atm., z. B. roo Atm., auf und können
mit einer oder mehreren festen Glühelektroden versehen sein, die nur wenig aus einer
sie teilweise umgebenden, aus Quecksilber oder Amalgam bestehenden verdampfbaren
Metallmenge herausragen. Sie sind zur Erzeugung einer Oberflächenhelligkeit von
mehr als 4000 int. IL/cm2 imstande. Insbesondere kommt hier die Hochdruckquecksilberdampfentladungslampe
in Betracht, mit der sich eine Oberflächenhelligkeit der eingeschnürten Entladung
von 32 000 int. K/cM2 und mehr ohne Schwierigkeiten erreichen läßt. Die Vorrichtung
gemäß der Erfindung ist insbesondere zur Anwendung in Bilfverferanlagen und Scheinwerfern
geeignet.
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Die Erfindung bezweckt, eine Beleuchtungsvorrichtung zu schaffen,
bei der die Zeit, während der das Gerät durch einen gegebenenfalls eintretenden
Lampenbruch außer Betrieb gesetzt wird, möglichst gering ist, gegebenenfalls so
kurz ist, daß von einer Betriebsunterbrechung praktisch nicht mehr gesprochen werden
kann. Gemäß der Erfindung sind zu diesem Zweck auf einem festen Kopf, der mit Flüssigkeit-und
Stromanschlüssen versehen ist, ein oder mehrere zur Halterung einer oder mehrerer
Lampen geeignete Gehäuse beweglich, vorzugsweise drehbar angeordnet, während ein
Flüssigkeits- und Stromleitungssystem im festen Kopf und in dem Lampengehäuse bzw.
den Lampengehäusen derart zusammenarbeitend vorgesehen ist, daß das Lampengehäuse
nur in der Betriebsstellung an der Flüssigkeits- und Stromzuführleitung angeschlossen
ist. Im allgemeinen wird als Kühlmittel Wasser verwendet. Für Scheinwerfer und andere
Apparaturen, die bei niedrigen Temperaturen zuverlässig arbeiten sollen, empfiehlt
es sich, Flüssigkeiten mit einem niedrigenen Gefrierpunkt, wie z. B. Öl, Glycerin,
Petroleum u. dgl., zu verwenden. Auch kann es in bezug auf die erzeugte Lichtart
empfehlenswert sein, ein Kühlmittel mit speziellen optischen Eigenschaften zu verwenden.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung, beim Auswechseln einer
Lampe nur eine Betriebsunterbrechung von sehr geringer Dauer zu benötigen, tritt
naturgemäß am deutlichsten in Erscheinung, wenn zwei oder mehrere Lampen in der
Vorrichtung vorgesehen sind. In diesem Fall kann der Lampenersatz fast augenblicklich
vor sich gehen, und die Dauer der Betriebsunterbrechung ist sehr klein, da die Herausnahme
der beschädigten und das Einsetzen einer neuen Lampe an ihre
Stelle
in der Zeit erfolgen kann, während der die andere in der Vorrichtung befindliche
Reservelampe bereits wieder im Betrieb ist.. Bei der Verwendung einer Vorrichtung
mit-' nur einer Lampe verlängert sich allerdings die Dauer der Betriebsunterbrechung
um die für das Herausnehmen der beschädigten Lampe und das Wiedereinsetzen der neuen
Lampe benötigte Zeit. Auch diese Zeit ist aber erheblich kürzer, als sie ohne Anwendung
der erfindungsgemäßen Vorrichtung wäre, da anderenfalls erst die folgenden zusätzlichen
Handgriffe vorgenommen werden müßten: i. Abschalten des Stromes, 2. Absperrung der
Kühlwasserzufuhr, 3. Herauslassen des noch im Lampengehäuse befindlichen Kühlwassers,
q.. Schließen der Ablauföffnung für das Kühlwasser, 5. Wiederanstellen des Kühlwasserlaufes,
6. Wiedereinschalten des Stromes.
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Diese umständlichen Maßnahmen werden bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
durch zwei Maßnahmen ersetzt, nämlich i. Umlegen der Vorrichtung in die Auswechselstellung,
a. Zurücklegen der Vorrichtung in die Betriebsstellung.
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Neben der weitgehenden Vereinfachung bietet die erfindungsgemäße Vorrichtung
dann noch den weitgehenden Schutz gegen Fehler in der Bedienung, da es bei den oben
unter i bis 6 angegebenen Maßnahmen sehr wesentlich auf die Reihenfolge derselben
ankommt und z. B. eine Einschaltung des Stromes vor dem' Anstellen des Kühlwasserutnlaufes
eine Zerstörung der Lampe zur Folge hat.
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Wie aus dem Obenstehenden hervorgeht, befindet sich bei Verwendung
mehrerer Gehäuse nur ein Gehäuse zu gleicher Zeit in der Betriebsstellung. Ein jedes
Gehäuse kann jedoch mehrere Lampen enthalten, die gleichzeitig in Betrieb sind.
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Der feste Kopf besteht vorzugsweise aus einem konischen Halmküken,
dessen Achse vorzugsweise waagerecht im Raum angeordnet ist, weil durch diese Maßnahme
die Drehung des Lampengehäuses in bezug auf den hierfür erforderlichen Raum am vorteilhaftesten
ist und die für einen einwandfreien Betrieb der Lampen zweckmäßigste -%vaagerechte
Lage in Verbindung mit einer bequemen Auswechselbarkeit sich besonders leicht erreichen
läßt.
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Weitere Merkmale und besondere Ausführungsbeispiele werden an Hand
der Figuren beschrieben.
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Fig. i zeigt ein Ausführungsbeispiel mit zwei auf einem festen Kopf
drehbar angeordneten, zur Halterung einer Hochdruckdampfentladungslampe geeigneten
Gehäusen in waagerechtem Durchschnitt.
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Fig.2 zeigt eine abweichend ausgebildete :@:inzelheit des Ausführungsbeispiels
nach . `' pFig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit hur einem Lampengehäuse in der
Betriebsstellung in Seitenansicht.
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Fig. q. zeigt das Ausführungsbeispiel nach Fig.3 ebenfalls in der
Betriebsstellung in Draufsicht.
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Fig.5 zeigt das Ausführungsbeispiel der Fig.3 und q.- in der Auswechselstellung
in Seitenansicht.
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In Fig. i ist der feste Kopf als konisches Hahnküken i ausgebildet.
Zwei Lampengehäuse 2 und 3 sind auf diesem festen Kopf drehbar angeordnet. Einfachheitshalber
sind beide Gehäuse aus einem Gußstück q. hergestellt. Es wird hierdurch eine einfache
Bauart erhalten. Jedes Lampengehäuse des dargestellten Ausführungsbeispieles ist
zur Halterung einer Lampe geeignet. Das Gehäuse 2 befindet sich in der Betriebsstellung
und ist mit einer Lampe 5 versehen. Die Lampe 5 ist elastisch in einem Sockel 6
befestigt. Der Sockel 6 besteht aus einem runden - Körper 7 aus Isoliermaterial
mit einem zentralen Kontaktstift 8 und einem gut leibenden, nicht sichtbaren Ring,
welcher mit drei Federn 9 verbunden ist, die ringsherum aus dem Isolierkörper hervorstehen.
Der eine Pol der Lampe 5 ist durch einen Metallstreifen mit dem zentralen Kontaktstift
8 leitend verbunden, während der andere Pol mittels der metallenen Feder 23 mit
dem gleichfalls an dem obengenannten Ring befestigten Stützstabe 24 verbunden ist.
In dieser Weise ist eine elastische und zuverlässige Befestigung der Lampe gewährleistet.
Die Federn 9, die in nach außen gefederter Stellung dargestellt sind, sind, wenn
die Lampe im Gehäuse angeordnet ist, durch die Wandung des Gehäuses nach innen gedrückt
und legen sich dadurch kräftig gegen die Wandung an, wodurch ein guter metallischer
Kontakt erhalten wird. Am festen Kopf i ist ein Isolierkörper io befestigt, in dem
eine federnde Blattfeder i i angeordnet ist, welche mit der Stromzuführungsleitung
12 verbunden ist. Das Hahnküken ist mit Erde verbunden. Der Kontaktstift 8 macht
Kontakt mit dem federnden Metallstreifen i i, und die Stromzufuhr ist geschlossen.
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In dem dargestellten Beispiel ist der Lampenhalter mit einem fest
im Halter angeordneten Stift 8 versehen, der mit einem federnden Metallstreifen
zusammenarbeitet. Auch ist es möglich, den Stift 8 federnd im Halter anzuordnen
und den Metallstreifen unnachgiebig zu machen.
Die Verriegelung
der Vorrichtung in der Betriebsstellung geschieht im dargestellten Beispiel durch
einen federnd im Kopf i angeordneten Stift 13, welcher in Vertiefungen 14
im Gußkörper 4. eingreift. Es ist jedoch auch möglich, den Kontaktstreifen i i mit
einer Vertiefung zu versehen, in die der Stift 8 derart eingreift, daß die Vorrichtung
ohne weiteres verriegelt wird.
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Im Hahnküken i sind zwei Kanäle gebohrt, nämlich die mit einer einfachen
Öffnung 16 in der Mantelfläche versehene Zufuhrleitung 15 für das Kühlmittel
und die Abfuhrleitung 17, welche in einen um die ganze Mantelfläche des Kükens
laufenden Kanal 18 mündet. jedes Lampengehäuse ist mit einer Zufuhrleitung i9 und
einer Abfuhrleitung 2o ausgerüstet. In jeder Abfuhrleitung 2o ist ein Sieb 21 vorgesehen,
damit vermieden wird, daß Scherben gebrochener Lampen mit dem Kühlmittel in die
Abfuhrleitung 17 gelangen. Auch kann im ganzen nur ein Sieb angeordnet sein,
das in diesem Falle zweckmäßig im festen Kopf angeordnet ist.
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Hieraus ergibt sich also, daß die Abfuhrleitungen der verschiedenen
Lampengehäuse immer mit der Abfuhrleitung des festen Kopfes in Verbindung sind.
Die Öffnung 16 jedoch ist so angeordnet, daß nur das sich in der Betriebsstellung
befindende Gehäuse mit der Zufuhrleitung 15 des Kühlmittels in Verbindung steht.
Das Gehäuse, das außer Betrieb ist, ist also von der Wasser- wie auch von der Stromzufuhr
abgeschlossen. Durch eine richtige Lage der Leitungen kann erzielt werden, daß das
Kühlmittel automatisch aus diesem Gehäuse abläuft. Zu diesem Zweck kann an geeigneter
Stelle ein kleines Entlüftungsloch vorhanden sein, oder im festen Kopf kann ein
Entlüftungskanal angeordnet sein, der mit den nicht im Betrieb befindlichen Gehäusen
in Verbindung steht, z. B. durch Anschluß an den Kanal i9.
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In einem Apparat der dargestellten Art kann also mit einem Handgriff
das eine Gehäuse außer Betrieb und ein anderes Gehäuse in Betrieb gesetzt werden.
Die Gehäuse, die außer Betrieb sind, sind spannungslos und ohne Kühlflüssigkeit,
so daß sich ohne Schwierigkeiten die Lampen auswechseln lassen. Der Lampenhalter
6 ist durch den Schraubenring 22 im Gehäuse befestigt.
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Die Gehäuse sind weiter an den optisch offenen Seiten durch eine ebene
Glasscheibe 25 abgeschlossen, welche unter Zwischenlage eines Dichtungsringes 27
durch eine Überwurfmutter 26 eingeklemmt ist. Mit 29 ist eine fest im Raum angeordnete
Kondensorlinse bezeichnet. Hinter der Lampe ist ein Reflektor 3o angeordnet.
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In der Fig. 2 ist ein anders ausgebildeter Lampensockel 6 zusammen
mit zugehörigem Isolierkörper io dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist
der Sockel 6 mit zwei Kontaktstiften 31 versehen, welche mit den Polen der Lampe
5, die nur teilweise dargestellt ist, verbunden sind. Es ist also kein Pol der Lampe
mit dein festen Kopf verbunden, so daß er auch nicht geerdet zu «-erden braucht,
wenn dies auch aus Sicherheitsgründen in jedem Falle empfehlenswert ist. Die Stromleitungen
sind mit den Kontaktfedern 32 verbunden. In dieser Ausführungsform liegen die Kontaktstifte
31 nebeneinander, und zwar so, daß die Bewegung der Kontakte beim Ein- bzw. Ausschalten
senkrecht zur Verbindungslinie der Kontakte erfolgt, also in Fig.2 senkrecht zur
Zeichenebene.
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Obgleich im dargestellten Ausführungsbeispiel die Kontaktstifte
3 1 fest im Sockel angeordnet sind, während die Kontaktstreifen 32 nachgiebig
sind, ist es jedoch auch hier möglich, die Stifte 31 federnd im Sockel 6
zu fassen und die Streifen 32 steif auszuführen. Auch in diesem Falle können die
Kontaktfedern eine derartige Vertiefung oder Verbiegung besitzen, daß eine Verriegelung
durch die Kontaktorgane erhalten wird.
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In den Fig. 3, 4 und 5 ist ein Ausführungsbeispiel mit nur einem Lampengehäuse
dargestellt. Die Figuren zeigen das Gerät nur in Ansicht, weil sich die Apparatur
innen von dem oben beschriebenen Beispiel nicht wesentlich unterscheidet. Die kleinen
Unterschiede sind auch ohne weitere Abbildungen an Hand der Beschreibung zu verstehen.
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Das Gehäuse 33, ist an zwei Rohren befestigt, von denen das eine für
die Zufuhr 34 und das andere für die Abfuhr 35 des Kühlmittels dient. Die Rohre
sind gleitbar in dem als Führungsbahn dienenden drehbaren Hahnkörper 36 gelagert.
Durch das Brückenstück 37, den Bolzen 38 und die Schraubenfeder 39 werden die Rohre
in ihrer richtigen Lage gehalten. Die Zufuhr des Kühlmittels geschieht durch die
Leitung 4o und eine Längsbohrung in dem als Hahnküken ausgebildeten festen Kopf
41. Die Längsbohrung mündet durch eine Querbohrung in eine einfache Öffnung in der
Mantelfläche des Hahnkükens. Diese Öffnung korrespondiert mit der Öffnung eines
Kanals im Hahnkörper, wenn das Gehäuse 33 in die Betriebsstellung gedreht ist (vgl.
Fig.3 und ,4). In diesem Falle steht, mit anderen Worten, der Hahn offen. Ist das
Gehäuse 33 aus dieser Stellung herausgedreht, wie es in Fig.5 dargestellt ist, so
ist der Hahn geschlossen. Der genannte Kanal im Hahnkörper ist mittels des biegsamen
Schlauches 42 mit dem Zufuhrrohr 34 verbunden. Das Kühlmittel wird von dem Abfuhrrohr
35
durch den biegsamen Schlauch 44 weitergeleitet.
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Am festen Kopf 41 ist weiter mittels des Bügels 45 der Isolierkörper
io befestigt. Dieser Körper io unterscheidet sich nicht wesentlich von dem in Fig.2
dargestellten. Von den Kontaktfedern 32 ist eine mit der Stromzufuhrleitung 46 verbunden,
während die andere geerdet ist. Die Erdungsschraube 47 erdet zu gleicher Zeit die
ganze Apparatur. Der Lampensockel 6 weist zwei Nuten 48 auf, in die zwei Rippen
auf dem Isolierkörper io eingreifen. Hierdurch ist immer eine gute Zentrierung verbürgt.
Entsprechend besitzt in Fig.2 der Lampensockel eine Rippe 49, die mit der Nut So
zusammenarbeitet. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. i und 2 wird die Rippe und
die entsprechende Nut einen gebogenen Verlauf zeigen entsprechend der krummlinigen
Bewegung des Lampengehäuses. Im letzten Ausführungsbeispiel werden diese Teile geradlinig
verlaufen.
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Für die Auswechslung der Lampe- wird das Gehäuse, wie aus Fig. 5 ersichtlich
ist, in Richtung der Achsen der Rohre 3q., 35 verschoben. Hierbei kommen gleichartig
die Kontaktstifte 3i des Sockels (Fig q.) mit den im Isolierkörper io angeordneten
festen Kontaktstreifen 32 (Fig. 2) außer Eingriff, so daß infolgedessen der Strom
unterbrochen und die Verriegelung, welche durch die Kontaktvorrichtung gebildet
wird, gelöst wird. Sodann wird durch Drehung des Gehäuses um das Hahnküken 36 die
Zufuhr des Kühlmittels abgeschlossen, während das im Gehäuse vorhandene Kühlmittel
abläuft. In dieser Stellung (vgl. Fig. 5) kann die Lampe in einfacher und schneller
Weise ersetzt werden.
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Zum richtigen Verständnis der Erfindung sei an dieser Stelle bemerkt,
daß es an sich bekannt ist, mehrere nicht gekühlte Glühlampen auf einem drehbaren
Kopf anzuordnen und derart zu schalten, daß nur die Lampe, welche sich in der Betriebsstellung
befindet, eingeschaltet ist. Auch wurde bereits vorgeschlagen, in einer derartigen
Vorrichtung mittels eines elektrischen Relais bei Durchschlag der Lampe eine neue
Lampe automatisch in die Betriebsstellung zu bringen. Letztgenannte Relaisschaltung
läßt sich zweckmäßig mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kombinieren.