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Regeleinrichtung für Bühnen- und Reklamebeleuchtungsanlagen In dem
Hauptpatent ist ein Regelverfahren für Bühnen- und Reklamebeleuchtungsanlagen mittels
gittergesteuerter dampf- oder gasgefüllter Entladungsgefäße angegeben, bei dem durch
den gesteuerten gleichgerichteten Strom der Entladungsgefäße die Vormagnetisierung
einer Regeldrossel verändert und damit der Lampenstrom beeinflußt wird.
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Die vorliegende Zusatzerfindung stellt eine vorteilhafte Weiterbildung
und im gewissen Sinne eine Vereinfachung der Schaltung gemäß dem Hauptpatent dar.
Erfindungsgemäß liegen die zu regelnden Lampen direkt im Anodenkreis der Entladungsgefäße
mit Dampf- oder Gasfüllung, deren Gitterspannungen in an sich bekannter Weise gegenüber
den Anodenspannungen phasenverschoben sind. Hierdurch wird den Lampen in Absätzen
von regelbarer Dauer Energie zugeführt, wobei die Frequenz der aufeinanderfolgenden
Energiestöße so hoch gewählt wird, daß auch bei der Beleuchtung bewegter Gegenstände
kein störendes Flackern auftritt. Die Dauer der jeweiligen Impulse wird durch die
Gitterspannung bestimmt. Es ist zu beachten, daß die Pause in der Energielieferung
nicht länger sein darf, als der Lichteindruck im Auge anhält.
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Bei dem in Abb. t der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel
wird den Lichtquellen 12, aus einer Wechselspannungsquelle i i über ein Glühkathodenventil
13 mit Gitter 14 und Dampf- oder Gasfüllung Spannung zugeführt. Wird nun die Phasenlage
der Gitterspannung gegenüber der Phasenlage der Anodenspannung z. B. durch eine
besondere Einrichtung, die aus einem veränderlichen Drehkondensator 15 und einem
Widerstand 16 besteht, verschoben, so fließt durch die Lichtquellen je nach der
Kapazitätseinstellung des Kondensators 15 ein Strom, wie er in den Abb. 2, 3 und
4. durch ausgezogene Kurven dargestellt wird. Die Veränderung der Helligkeit bzw.
der Phase der Gitterspannung kann selbstverständlich auch durch Veränderung des
Widerstandes 16 vorgenommen werden.
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Der Vorteil dieser Leistungsregelung für Beleuchtungseinrichtungen
liegt darin, daß kein Energieverbrauch in Vorschaltwiderständen bei brennenden Lichtquellen
eintritt. Die zur Regelung in den Steuerkreisen erforderliche Energie beträgt nur
einige Tausendstel der gesteuerten Leistung.
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Die Einrichtungen, die die Zeitdauer der Stromimpulse, also in den
angeführten Beispielen den Zeitpunkt des Beginns und des Endes jedes Stromimpulses,
steuern, können bei Verwendung von mehreren Lichtquellenstromkreisen für manche
Zwecke vorteilhaft
miteinander mechanisch oder elektrisch gekuppelt
werden, so, daß z. B. gleichzeitig alle Lichtquellen einer Farbe verdunkelt werden,,
| oder auch so, daß gleichzeitig die L3` ` |
| quellen sämtlicher Farben verdunkelt.,: |
| ' den. Es ist dies für die Bedienung ein |
| ordentlicher Vorteil. |
Für das Ausführungsbeispiel gemäß der Abb. i kann dies in einfacher Weise dadurch
geschehen, daß den Gittern Spannungen zugeführt werden, die, die Resultierende aus
zwei oder mehreren unabhängig voneinander regelbaren Spannungen sind. Dabei kann
eine der regelbaren Spannungen eine Gleich-Spannung oder eine in ihrer Größe und
gegebenenfalls in ihrer Phasenlage veränderliche Wechselspannung sein. Ein Ausführungsbeispiel
dieser Schaltung zeigt die Abb.5. Es sind dort drei Einheiten von Lichtquellen 12
parallel geschaltet und die Einzelteile durch. dieselben Ziffern bezeichnet wie
in Abb. i. Durch eine mit ihrem positiven Pol mit der Kathode verbundene Batterie
17 und einen Spannungsteiler 18 wird den drei Gittern 14 außer der Wechselspannung
über die Kontakte ig eine veränderliche negative Gleichspannung zugeführt. Durch
Verschieben des Kontaktes 2o am Spannungsteiler 18 wird bewirkt, daß die drei Lichtquellen
12 gleichzeitig heller bzw. dunkler brennen. Wenn die drei Kontakte i9 sich nicht
in derselben Stellung an den Widerständen 16 befinden oder wenn die Kondensatoren
15 auf verschiedene Werte eingestellt sind, wird die Geschwindigkeit der Helligkeitsänderung
der einzelnen Lichtquellen bei Veränderung der Gleichspannung verschieden sein.
Es lassen sich auf diese- Weise besonders einfach bei Verwendung von je einer roten,
gelben und blauen Lichtquelle mit einem Handgriff ganz verschiedenartige Farbenübergänge
erzielen.
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Die in der Abb. 5 angegebene Batterie kann auch durch Gleichrichtereinrichtungen
ersetzt werden. Es können z. B. zweckmäßig die Gleichspannungen durch gittergesteuerte
Dampf- oder Gasentladungsgefäße, durch Ouecksilberdampfgleichrichter oder Hochvakuumgleichrichterröhren
erzeugt werden. Besondere gittergesteuerte dampf- oder gasgefüllte Entladungsgefäße
mit Glühkathode sind wegen der leichten Regelbarkeit zur Erzeugung einer veränderlichen
Gleichspannungskomponente an den Steuergittern 14 der Entladungsröhren 13 mit Vorteil
zu verwenden.
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In Abb.6 ist als weiteres Ausführungsbeispiel die mechanische Kupplung
der Drehkondensatoren 15 durch die Welle 21 vorgesehen. Die drei Kondensatoren 15
lassen sich in verschiedener Stellung mit der Welle verbinden, derart, daß die Gitterspannungen
mittels eines einzigen Handgriffes verändert werden können. In der Endstellung kann
"äurch einen Anschlag oder eine Gleitkuppfihg verhindert werden, daß die Kondensa-1t@
ren von der Endstellung beim Weiterdrehen unmittelbar in die Anfangsstellung übergehen.
Sonst würden die zuerst dunkel werdenden Lichtquellen plötzlich beim weiteren Verdunkeln
der anderen Lichtquellen wieder aufleuchten. Eine gleiche mechanische Kupplung kann
auch für die Widerstände 16 vorgesehen werden.
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Die Abb. 7 stellt das Ausführungsbeispiel einer Schaltung für Lichtquellen
dar, die bei Zufuhr eines sehr geringen Bruchteils der Nennleistung noch sichtbar
leuchten. Gewöhnliche Glühlampen leuchten schon bei 5o'/, der Nennleistung nicht
mehr, weil sich das Maximum der spektralen Verteilung der ausgestrahlten Energie
immer mehr zu den ultraroten Wellenlängen verschiebt. Bei Ouecksilberdampflampen
oder Leuchtröhren ist jedoch die spektrale Verteilung des ausgestrahlten Lichtes
von der zugeführten Leistung nur sehr wenig abhängig. Es kommt für diese nämlich
nicht wie bei den thermisch trägen Glühlampen auf die im Mittel, sondern auf die
im Augenblick zugeführte Leistung an. Es ist deshalb für solche Fälle ein Spartransformator
22 vorgesehen, der im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Schaltungen die Verschiebung
der Ein- und Ausschaltphasenlage um 18o° ermöglicht statt um nur go°. Mit dieser
Einrichtung kann also die der Lichtquelle zugeführte Leistung bis auf Null verkleinert
werden, während das bei den anderen Schaltungen gemäß den Abb. i bis 6 nicht möglich
und für viele Beleuchtungsregeleinrichtungen_ auch nicht notwendig ist.
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Bei den angegebenen Schaltungen kann zur Ersparung von Stromkosten
nach dem Erreichen der unteren Helligkeitsgrenze, d. h: der praktischen Dunkelheit,
durch einen gewöhnlichen Schalter oder durchAnlegen einer zusätzlichen, gegenüber
der Kathode während der Durclhlaßzeit genügend negativen Gitterspannung eine vollständige
Stromunterbrechung bewirkt werden. Es kann diese Einrichtung in- einfacher Weise
auch selbsttätig wirkend gemacht werden durch geeignete Kupplung der Steuerorgane.
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Bei den Schaltungen mit nur einem Entladungsgefäß 13 für jede Lichtquellengruppe
12 fließt, wie in Abb. 2, 3 und a dargestellt ist, nur während eines Teiles der
ersten Hälfte jeder Periode der Anodenspannung Strom. Der Effektivwert der an den
Lichtquellen- wirksamen Spannung ist also höchstens halb so groß wie die Wechselspannung
des
Netzes i i vermindert um den Spannungsabfall des Ventils, der je nach Bauart etwa
io bis 2o Volt beträgt. Die Nennspannung der Lichtquellen 12 muß deshalb angenähert
gleich der Hälfte der Netzspannung sein.
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Wenn dies aus irgendwelchen Gründen, z. B. wenn sämtliche Lichtquellen
einer Beleuchtungseinrichtung bereits für die Netzspannung ausgelegt sind, vermieden
werden muß, können, wie in Abb. 8 dargestellt ist, zwei Ventile 23 und 33 gegensinnig
parallel geschaltet werden. Dann fließt durch die Lichtquellen 12 ein Strom, wie
in Abb. 2, 3 und . ausgezogen und. gestrichelt gezeichnet ist. Der Strom fließt
also während je eines Teiles beider Halbwellen der Anodenwechselspannung. Die an
den Lichtquellen wirksame Spannung ist in diesem Falle gleich dem Effektivwert der
Netzspannung vermindert um den Spannungsabfall in den Ventilen 23 und 33.
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Bei lang andauerndem Betrieb mit voller Helligkeit kann bei dieser
Schaltung, wie in Abb. 8 punktiert gezeichnet, ein Schalter 2q. vorgesehen werden
zur Überbrückung der Ventile. Dann erst erreicht die Lampe ihre volle Helligkeit,
wenn sie für die Netzspannung eingerichtet ist. Andernfalls kann diese Schalterüberbrückung
der, Ventile nicht angewandt werden. Durch einen regelbaren Überbrückungswiderstand
25 kann der Spannungssprung von etwa io bis 2o Volt entsprechend dem Abfall im Ventil
allmählich vorgenommen werden.
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Man kann die Überbrückungseinrichtung selbstverständlich auch umgehen,
indem man Lichtquellen vorsieht, deren Nennspannung zum Ausgleich des Spannungsabfalles
am Entladungsgefäß etwas niedriger ist als die Netzspannung. Für dampf- oder gasförmige
Entladungsgefäße liegt der Spannungsabfall beispielsweise zwischen q. und 45 Volt.
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Bei mehrphasigen Netzen können mehrere Entladungsgefäße auf eine Lichtquelle
geschaltet werden und dadurch die Zahl der Energiezuführungen je Zeiteinheit, beispielsweise
zur Vermeidung des Flimmerns, vergrößert werden.