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Vorrichtung zum Ausrichten eines Glühlampenleuchtkörpers gegenüber
einem als Reflektor ausgebildeten Lampengefäßteil Die Lampengefäße von Glühlampen
werden häufig als Reflektor ausgebildet und verspiegelt, so daß mit einem im Brennpunkt
des Reflektors angeordneten Leuchtkörper ein bestimmter optischer Strahlengang erreicht
wird. Da die genaue Anordnung des Leuchtkörpers im Brennpunkt des Reflektors wesentlich
ist, um die gewünschte Lichtverteilung zu erhalten, bedarf es einer Einrichtung,
mit deren Hilfe die Stelle gefunden werden kann, an welcher sich der Brennpunkt
im Innern des Reflektors befindet. Diese Stelle läßt sich aus den geometrischen
Abmessungen und der Gestalt des als Reflektor ausgebildeten Lampengefäßteiles nicht
immer mit hinreichender Genauigkeit ermitteln, da die aus Glas oder Keramik hergestellten
Lampengefäßteile sich häufig infolge der Wärmebehandlung bei ihrer Herstellung etwas
verziehen.
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Zur Ausrichtung von im fertig abgeschlossenen Lampengefäß befindlichen
Glühlampenleuchtkörpern gegenüber dem Lampensockel oder einem Teil desselben hat
man bereits vorgeschlagen, das den Leuchtkörper enthaltende Lampengefäß vor Befestigung
des Sockels oder Sockelteiles gegenüber diesem in mehreren Richtungen mechanisch
zu verschieben, und zwar unter Vermittlung von Motoren, die durch den zum eingeschalteten
Leuchtkörper der Lampe ausgehenden, gegebenenfalls durch einen Reflektor gesammelten,
auf eine oder mehrere Photozellen fallenden Lichtstrom gesteuert werden. Eine ähnliche
Einrichtung ist im vorliegenden Fall nicht anwendbar, da hier das Lampengefäß noch
offen ist und sich der Leuchtkörper noch an freier Luft befindet, so daß er bei
Glühtemperatur sofort durch Verbrennen vernichtet würde.
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Zur Ermittlung des Brennpunktes von als Reflektor ausgebildeten Lampengefäßteilen
wird nach der Erfindung der Strahlengang,
der mit der fertigen Lampe
erzielt werden soll. umgekehrt, d. h. mittels einer Hilfslichtquelle und einer Optik
wird in den zti untersuchenden Reflektor ein Strahlenbündel gesandt, welches durch
diesen in seinem Brennpunkt vereinigt wird. Mittels einer lichtempfindlichen Zelle
kann dann dieser Punkt gefunden «-erden, wenn man dafür sorgt, daß eine meßbare
Relativbewegung zwischen der Zelle und dem Reflektor möglich ist. Die Vorrichtung
zum Ausrichten eines Glühlanipenleuchtkörpers gegenüber einem als Reflektor ausgebildeten
Lampengefäßteil nach der Erfindung besteht also darin, daß der Lampengefäßteil gegenüber
einer in der Nähe seines Brennpunktes fest angeordneten lichtempfindlichen Zelle
in einer oder mehreren Richtungen verschiebbar ist und daß sich außerdem vor der
Öffnung des Lampengefäßteiles eine mit einer geeigneten Optik vereinigte Hilfslichtquelle
befindet, deren auf den Lampengefäßteil gerichtetes Lichtbündel von diesem in seinem
Brennpunkt vereinigt wird, so dal durch Verschieben des Lampengefäßteiles die Zelle
in dessen Brennpunkt gebracht und diese Stellung am Grenzausschlag eines all die
lichtempfindliche Zelle angeschlossenen Meßinstrumentes erkannt und danach an die
Stelle der Zelle im Lampengefäßteil ein Leuchtkörper gebracht und an ihm befestigt
werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel einer solchen Vorrichtung ist in Abb. i in
senkrechtem Schnitt gezeigt. Abb. 2 ist eine Draufsicht auf die Halteeinrichtung
für den Reflektor. Abb.3 ist eine Draufsicht auf die Halteeinrichtung für die lichtempfindliche
Zelle und deren Antrieb. Abb. d. zeigt schaubildlich die Zelle mit ihrer Halteeinrichtung
in größerem Maßstab. Abb. 5 und (i sind schaubildliche Darstellungen von Zellen
abweichender Bauart. Die Abb.7 und 9 zeigen schematisch den Strahlengang in der
Vorrichtung bei Anwendung noch andersgestalteter Zellen.
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Zur Inbetriebnahme der Vorrichtung wird zunächst der als Reflektor
ausgebildete Lampengefäßteil io, der auf der Innenseite eine Verspiegelung i i trägt,
in einen Halter 1.2 eingesetzt. Dieser Reflektor besteht beispiels-,veise aus Keramik
oder Preßglas und hat parabolische Gestalt. Zum Einsetzen dieses Reflektors wird
der Halter 1.2 in eine tiefere Stellung als die dargestellte gebracht, so daß der
.Reflektor io unter den horizontal ausgerichteten Ring 13 gebracht und sich mit
seinen Paßflächen i.I an diesen anlegen kann. Zur Sicherung der Drehlage des Reflektors
io hat dieser eine Aussparung 15 an seinem Flansch, in den ein von dem Ring
13 getragener Finger 16 eingreift. Der Finger 16 ist an einem Auge
17 (<4bb. 2) des Ringes i3 federnd gelagert, so daß er beim Einsetzen des Reflektors
io zuerst nach oben nachgeben und heim darauffolgenden Drehen in die Aussparung
15 einschnappen kann. Der Ring 13 setzt sich in eine im Ouerschnitt U-förmige, senkrechte
Gleitschiene 13' fort, die all einer an der Grundplatte ig der Vorrichtung sitzenden
Fiiliriingsschiene 18 senkrecht auf und ab beweglich ist. Hierzu laufen Stahlkugeln
2o (Abb. 2) in entsprechenden prismatischen Nuten all der Gleitschiene i;,' und
an der Führungsschiene 18. Die Bewegung ist durch einen Anschlag 21 am Ring 13 begrenzt.
Sobald der Reflektor io in die gezeichnete Stellung gebracht ist, wird der Halter
T-2 angehoben, bis der an der Grundplatte 1g geführte federnde Stift -22 in eine
Bohrung der Tragstange -23 einschnappen kann. In dieser angehobenen Stellung des
Halters 12 legen sieh die an den drei Armen 2-' seines Ringes 25 sitzenden Rolleis
24 gegen die Außenwand des Reflektors io. Der Ring 25 seiriei-seits ist mit Schrauben
28 gegenüber dem an der Tragstange 23 sitzenden Ring -#; geführt und wird durch
Druckfedern 26 von diesem abgehoben.
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Diese Bauart des Halters 12 gestattet, daß bei dem Betrieb der Vorrichtung
der Reflektor io mitsamt dem Führungsring 13 durch die Federn 26 angehoben werden
kann. Diese Aufwärtsbewegung des Reflektors io wird begrenzt durch den mittels der
Sphide133 senkrecht verschiebbaren Einstellring 31, dessen drei winklig gebogene
Arme 30 in den Reflektor io hineingreifen, so daß dieser gegen die an den
Armen 30 sitzenden Rollen =g von unten her angedrückt wird. Der Einstellring 31
umgreift den Ring 13 und hat ebenfalls eine senkrechte Gleitschiene 31', die genau
wie die Gleitschiene i3' an der Führungschiene 18 mittels in prismatischen Nuten
laufender Stahlkugeln 32 auf und ab gleiten kann. Die zii seiner Aufundabbewegung
dienende Spindel 33 ist in Augeii 34 der Gleitschiene 31' gelagert und greift mit
ihrem Gewinde in die Grundplatte ig der Vorrichtung ein. Die Stellringe 35 und 36
auf der Spindel 33 nehmen die Gleitschiene 3 i' in jeder Bewegungsrichtung mit.
Einer der Stellringe 35 trägt eine Skala, die gegenüber einem festen Eichstrich
oder 1 onius am Auge 3.4 abgelesen werden kann. Außerdem ist noch eine auf der Zeichnung
nicht dargestellte Skala an der Gleitschiene 31' vorgesehen, die gegenüber einem
Eichstrich an der Führungsschiene 18 abgelesen werden kann.
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Gleichachsig zum Reflektor io ist in einiger Entfernung von ihm eine
Projektionseinrichtung aufgestellt, deren Optik so gestaltet ist, daß sie auf den
Reflektor io ein Strahlenbündel wirft, das genau umgekehrt deinjenigen
gerichtet
ist, welches mit dem Reflektor io nach richtigem Einbau des Leuchtkörpers erzielt
werden soll. Wenn, wie im vorliegenden Fall angenommen ist, mit dem parabolisch
geformten Reflektor io ein paralleles Lichtbündel des in seinem Brennpunkt anzuordnenden
Leuchtkörpers erzielt werden soll, so kann der umgekehrte Strahlengang durch einen
entsprechend parabolisch geformten Reflektorteil einer vor bzw. über der Öffnung
des Reflektors io angeordneten Lampe 37 erzielt werden, deren Leuchtkörper 39 im
Brennpunkt ihres Reflektorteiles steht. Der Reflektor io sammelt nun die auf ihn
fallenden parallelen Lichtstrahlen der Lampe 37 in seinem erst aufzufindenden Brennpunkt.
Das vom Leuchtkörper 39 unmittelbar herrührende, nicht gerichtete Licht kann um
so weniger einen störenden Einfluß ausüben, je größer der Abstand der Reflektorlampe
37 vom Reflektor io gewählt wird. Man könnte aber zur Ausschaltung dieses Streulichtes
auch noch besondere Blenden in den Strahlengang einsetzen. Durch Verwendung anderer
Optiken ist es möglich, jeden anderen gewünschten Strahlengang zu erzielen, der
den umgekehrten Verlauf nimmt, wie der, welcher von der fertigen, den Reflektor
io enthaltenden Lampe ausgehen soll.
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Zum Auffinden des Brennpunktes des Reflektors io dienen die beiden
lichtempfindlichen Zellen 40, 41, die mit ihren lichtempfindlichen Flächen unmittelbar
nebeneinander in das Innere des Reflektors io eingeführt werden. Die Abb. 4 zeigt
-diese Zellen 40 und 41 in größerem Maßstab. Sie sind elektrisch einander entgegengeschaltet,
d. h. die durch den Lichtauffall in einer Zelle hervorgerufene Spannung wirkt der
durch den Lichtauffall auf die andere Zelle entstehenden Spannung entgegen. Solange
auf beide Zellen verschiedene Lichtströme fallen, wind sich demnach eine Spannungsdifferenz
ergeben, die mit einem Meßinstrument 67 (Abb. 3) abgelesen wird. Die Zellen 40,
41 sind mittels der Schellen 57 am unteren Ende der Spindel 43 festgeklemmt. Die
Spindel 43 ist mittels Kugellagern in der Nabe 4.4. drehbar gelagert und erhält
über eine auf ihr sitzende Schnurscheibe 53, den Riemen 55 und die Schnurscheibe
54 ihren Antrieb von einem Elektromotor 5o. Auf diese Weise werden die Zellen 40,
41 in rasche Umdrehung versetzt, so daß die allseitig vom Reflektor io auf sie geworfenen
Lichtstrahlen gleichmäßig zur Wirkung kommen. Um bei dieser Drehung immer einwandfreien
Kontakt zwischen den Zellen 4o, 41 und dem Meßinstrument 67 zu haben, sind deren
Zuleitungsdrähte durch die hohle Spindel 43 hindurch zu dem Napf 62 an deren
oberen Ende geführt, wo sie in einen tnittleren, quecksilbergefüllten Raum 6o und
einen diesen umgebenden quecksilbergefüllten Ringraum 61 endigen. Der ganze Napf
6#g- und sein Deckel 63 bestehen natürlich aus Isolierstoff. Durch den sich nicht
mitdrehenden Deckel 63 ragen die zum Meßinstrument führenden Stromzuführungsdrähte
64 und 65 in die OOuecksilberräume 6o und 61 hinein. In die Stromzuführungen 64
und 65 sind noch Federn 68 eingeschaltet, die eine senkrechte Bewegung des Deckels
63 gegenüber den metallischen Tragarmen 69 gestatten. Diese Tragarme 69 sitzen an
einem Isolierblock 7o an dem Schlitten 45, der auch über die Felge 47 und die Drahtspeichen
.48 die Nabe 44 trägt. Der Schlitten 45 kann an der Schiene 4.6 senkrecht auf und
ab gleiten und mit den Schrauben 51 festgeklemmt werden. Die Bewegung geschieht
mit Hilfe einer Spindel 49, deren Triebkopf wiederum eine Skala trägt, die gegenüber
einem am Schlitten 45 befestigten Zeiger 56 abgelesen werden kann. Die Schiene
-16 sitzt fest an der Grundplatte ig der Vorrichtung. Die Einstellungen der
Spindeln 33 und 4.9, welche beide an den zugehörigen Maßstäben abgelesen werden
können, lassen den Abstand der Zellen 40, 41, von irgendeinem Festpunkt des Reflektors
io, beispielsweise seinem Scheitel, einwandfrei erkennen.
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Bei Inbetriebnahme der Vorrichtung wird im allgemeinen der Reflektor
noch nicht so eingestellt sein, daß die Zellen 40, 41 sich in seinem Brennpunkt
befinden. Der Reflektor io kann nun durch Drehen der Spindel 33
gegenüber
den Zellen .4o, 41 axial verschoben werden, wobei er infolge der statisch bestimmten
Lagerung an den drei Rollen ständig seine ursprüngliche Richtung beibehält. Je nachdem
in welcher Richtung diese Bewegung geschieht, wird sich die Trennlinie zwischen
den beiden Zellen 40, 41 zum Brennpunkt hin oder von ihm fort bewegen. Dementsprechend
erhält eine der Zellen einen höheren Lichtstrom als die andere, und die dadurch
entstehende Spannungsdifferenz wird am Meßinstrument 67 abgelesen. Dieser Ablesung
entsprechend muß nun die Spindel 33 so gedreht werden, daß der Ausschlag kleiner
wird, bis er ganz verschwindet. In diesem Augenblick nehmen die Zellen 40, 41 eine
solche Stellung im Reflektor io ein, daß der Brennpunkt sich auf der Trennlinie
beider Zellen befindet, wobei dann beide Zellen gleich viel Licht erhalten. Bei
geeigneter Einstellung des Nullpunktes der Skala 35 kann nun an dieser unmittelbar
der Abstand des Brennpunktes des Reflektors io von dessen Scheitelpunkt oder einem
sonstigen Festpunkt abgelesen werden. Man hat damit ein
genaues
Maß, nach welchem hernach der Leuchtkörper an den Stromzuführungen 72
des
Reflektors io zu befestigen ist. Natürlich kann dieses Maß auch dazu benutzt werden,
einen Hilfsleuchtkörper oder ein optisches Hilfsmittel, beispielsweise einen Hilfsspiegel,
an einer bestimmten Stelle in dem Reflektor io außerhalb seines Brennpunktes anzuordnen.
Zur Vereinfachung des Einstellvorganges kann die Vorrichtung gleich an einer Maschine
für die Anbringung des Leuchtkörpers mit angebaut sein. Nachdem der Reflektor io
durch Drehen der Spindel 33 in die richtige axiale Stellung gebracht ist, wird die
Spindel .I3 mit den Zellen 40, 41 herausgehoben und beim nächsten Arbeitsgang der
Maschine an deren Stelle der Leuchtkörper gebracht, der dann an den Stromzuführungen
7.2 befestigt wird. Zur weiteren Mechanisierung-ist es natürlich möglich, die Einstellung
der Spindel 33 mechanisch vorzunehmen, beispielsweise durch einen elektromotorischen
Antrieb, der mit Hilfe von Verstärkerröhren und Relais entsprechend der von den
beiden Zellen 40, 41 gelieferten Differenzspannung gesteuert wird. Schließlich ist
es auch denkbar, außer einer axialen Verschiebung des Reflektors io auch eine Verschiebung
in dazu senkrechter Richtung oder auch eine Drehung des Reflektors vorzunehmen und
wiederum durch die Anzeige von lichtem2findlichen Zellen den Brennpunkt oder einen
sonstigen optisch interessierenden Punkt festzustellen.
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An Stelle zweier ebener Zellen 4o, 41, die mit Hilfe einer Spindel43
in Umdrehung versetzt werden, könnten auch zwei zylindrisch geformte Zellen 75,
76 (Abb. 5) benutzt werden, die dann an einer festen Spinde17; sitzen. Hierbei ist
natürlich Voraussetzung, daß die Zellen auf ihrer gesamten Oberfläche die gleiche
Empfindlichkeit aufweisen. Der Antriebsmotor 50 mit dem Getriebe 53, 54,
55 würde dann wegfallen und die Spindel 77 fest an der Nabe 44 sitzen.
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Unter Umständen kann man auch mit einer einzigen lichtempfindlichen
Zelle auskommen, deren Maximalausschlag anzeigt, daß sie sich im Brennpunkt des
Reflektors io befindet. Eine solche Zelle von zvlindrischer Oberfläche -neigt Abb.
6. Diese Zelle 78 muß dann klein genug sein, um noch mit genügender Genauigkeit
das Aufsuchen des Brennpunktes zu ermöglichen. Bei gar zu kleiner Oberfläche der
Zellen wird dann allerdings deren Empfindlichkeit rasch zu niedrig werden, um noch
mit einfachen Meßinstrumenten genügend große Ausschläge zu erhalten.
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Es werden daher in Abb.7 und 8 noch zwei andere Möglichkeiten gezeigt,
wie die Lage des Brennpunktes äußerst genau auch bunter Anwendung von mir einer
Zelle verhältnismäßig großer Oberfläche bestimmt «-erden kann. Nach dem Ausführungsbeispiel
in Abb. 7 ist in dem Reflektor, der hier nur durch die Parabel 8r angedeutet ist,
ein Schirm 83 mit einer Öffnung 83' in seiner Mitte angeordnet, hinter welcher eine
mit ihm vereinigte ebene Zelle 8o steht. Mitten in der Öffnung 83' ist noch ein
kleinerHilfsschirm82 angebracht, dessen Fläche so klein ist, daß er nur dann, wenn
er sich genau im Brennpunkt der Parabel 81 befindet, alle von dieser auf den Schirin83
gesammelten Lichtstrahlen von der Zelle 8o abschattet. Die richtige Einstellung
des Hilfsschirmes 82 zeigt sich also dann, wenn auf die Zelle 8o überhaupt
kein Licht fällt, der Ausschlag am Meßinstrument 67 somit Null ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb.8 ist dagegen der wiederum mit
einer ebenen Zelle 86 vereinigte Schiren 85 nur mit einer kleinen Öffnung 87 versehen,
die, sobald sie sich genau im Brennpunkt der Parabel 81 befindet, alles von dieser
auf den Schirm 85 gesammelte Licht hindurch und auf die ebene Zelle 86 fallen läßt.
In diesem Falle zeigt also der Maximalausschlag am Meßinstruinent 67 die genaue
Einstellung der Öffnung 87 im Brennpunkt der Parabel 81 an. Bei beiden Ausführungsbeispielen
nach Abb.7 und 8 müssen natürlich die Zellen mit dein Schirm wieder mittels einer
Spindel in 'Umdrehung versetzt werden wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Unter
Umständen könnte es jedoch auch genügen, an Stelle der stetigen Umdrehung der Zelle
mit dem Schirm diese nacheinander in beispielsweise vier aufeinander senkrecht stehende
Stellungen zu bringen und dann den Mittelwert der hierbei erhaltenen vier Ablesungen
zu nehmen.
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An Stelle von lichtempfindlichen Zellen können in jedem Fall auch
andere lichtempfindliche Elemente benutzt werden, z. B. Thermoelemente, wobei dann
der etwas längere Zeitraum bis zur Erreichung des Endwertes jeder Ablesung berücksichtigt
werden muß.