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Die Erfindung bezieht sich auf eine
Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere Scheinwerfer, gemäß Oberbegriff
des Patentanspruchs 1; eine derartige Beleuchtungsvorrichtung ist
durch die
US 5,379,204 bekannt.
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Beleuchtungsvorrichtungen, insbesondere Scheinwerfer,
im Bereich Theater, Film, TV-Studios und ähnlichem benötigen für die Erzielung
bestimmter Effekte die Möglichkeit
einer Verstellung der Verteilung der Lichtintensität in dem
die Beleuchtungsvorrichtung verlassenden Lichtstrahl; so soll die Lichtintensität z.B. auf
das Zentrum des Lichtstrahls fokussiert oder homogen auf den gesamten
Lichtstrahl verteilt werden können.
Die
US 5,379,204 offenbart
eine Beleuchtungsvorrichtung, bei der die Verteilung der Lichtintensität dadurch
verändert
wird, dass die Position der Lichtquelle in Bezug auf den Brennpunkt
eines Reflektors verändert
wird. Die Änderung
der Position der Lichtquelle erfolgt hierbei durch Verstellung der
Position eines die Lichtquelle aufnehmenden Halteelements entlang
einer optischen Achse der Beleuchtungsvorrichtung. Hierzu ist das
Halteelement derart mit einem an der Außenseite des Lampengehäuses angeordneten
Bedienstellknopf verbunden, dass eine Bewegung des Bedienstellknopfes
parallel zur optischen Achse eine entsprechende Bewegung des Halteelements
entlang der optischen Achse und damit einhergehend eine Verstellung
der Position der Lichtquelle in Bezug auf den. Brennpunkt des Reflektors
bewirkt.
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Beleuchtungsvorrichtungen der vorgenannten
Art sind oft an für
Bedienpersonal schwer zugänglichen
Stellen montiert, z.B. im Bereich des Bühnendaches eines Theaters.
Die Einstellmittel für
die Veränderung
der Position der Lichtquelle müssen deshalb
für das
Bedienpersonal einfach bedienbar sein und zugleich ein präzise Verstellung
der Lichtquelle ermöglichen.
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Es ist deshalb Aufgabe vorliegender
Erfindung, eine Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art
zu schaffen, deren Einstellmittel zur Verstellung des Haltelementes
der Lichtquelle entlang der optischen Achse bei einfacher Bedienbarkeit und
guter Zugänglichkeit
eine präzise
Verstellung der Position des Halteelements entlang der optischen Achse
der Beleuchtungsvorrichtung erlaubt.
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Die Lösung dieser Aufgabe gelingt
erfindungsgemäß durch
eine Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere Scheinwerfer, gemäß Anspruch
1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung
erlaubt durch das axial ortsfest gehaltene Einstellmittel und die
Spindelübertragung
zwischen diesem und dem Halteelement auf engem Raum eine gezielte
Einstellmöglichkeit
hoher Präzision
und einen großen
Hubweg ohne dadurch in einem Verstellbereich beschränkt zu sein.
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Eine besonders bedienerfreundliche
und zugleich einfache Gestaltung des Einstellmittels ist dadurch
erreichbar, dass das Einstellmittels als konzentrisch zu der optischen
Achse die Beleuchtungsvorrichtung umfassender Einstellring ausgebildet
ist. Ein solcher Einstellring ist von allen Seiten der Beleuchtungsvorrichtung
zugänglich
und kann somit auch unter schwierigen Einbauverhältnissen und auf engem Raum
bedient werden; die Bedienung des Einstellrings ist mit nur einer
Hand möglich,
so dass eine Bedienung des Einstellmittels sogar möglich ist, wenn
die Zugänglichkeit
für zwei
Hände schwierig bzw.
vielleicht sogar unmöglich
ist.
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Ein Mitdrehen des Halteelements bei
Drehung des Einstellmittels und damit eine besonders präzise Übertragung
der Verstellbewequng vom Einstellmittel auf das Halteelement wird
in vorteilhafter Weise durch eine verdrehsichere Halterung des Halteelements
relativ gegenüber
der optischen Achse erzielt.
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Das Halteelement kann dadurch äußerst kompakt
gestaltet werden, dass es einen konzentrisch zu der optischen Achse
angeordneten Hohlzylinder aufweist, in dessen Zylinder-Hohlraum
eine Fassung für
die Lichtquelle angeordnet ist.
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Durch ein in einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung
vorgesehenes Positioniermittel zur radialen Verstellung der Fassung
relativ zu der optischen Achse und ein von dem Hohlzylinder aufgenommenes
Sicherungselement zur radialen Führung und
Fixierung der Fassung in ihrer jeweiligen Endeinstelllage können mechanische
Fertigungstoleranzen in der Lichtquelle, z.B, eine mangelhafte Zentrierung der
Filamente in der Lichtquelle, ausgeglichen werden.
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Die Erfindung, sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen
der Erfindung gemäß den Merkmalen
der Unteransprüche,
werden im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in den Figuren
näher erläutert; darin
zeigen:
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1 im
Teilschnitt einen Teil des Lampenhauses einer Beleuchtungsvorrichtung
in Draufsicht,
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2 das
Lampenhaus der Beleuchtungsvorrichtung von 1 im Schnittverlauf II – II,
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3 das
Lampenhaus von 1 mit
entferntem Gehäuse
und Reflektor in Explosionsdarstellung.
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1 zeigt
in Draufsicht einen Teil des Lampenhauses 1 einer Beleuchtungsvorrichtung
für die Benutzung
im Bereich Theater, Film, TV-Studio, etc. Das Lampenhaus 1 bildet
den die Lichtquelle 2 aufnehmenden rückwärtigen Teil der Beleuchtungsvorrichtung,
von dem aus das Licht der Lichtquelle 2. entlang einer
optischen Achse 10 der Beleuchtungsvorrichtung über verschiedene
Lichtbeeinflussungselemente zu einer Lichtaustrittsöffnung der
Beleuchtungsvorrichtung geführt
wird.
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Das Lampenhaus 1 weist mehrere
Gehäuseteile
auf, die sich im Wesentlichen in ein mit Kühlrippen 13 versehenes
Lichtquellengehäuse 5,
ein Fassungsgehäuse 7,
eine Gehäusekappe 4 und
ein Verbindungselement 3 (nur teilweise dargestellt) für die Verbindung
von Lichtquellengehäuse 5 und
Fassungsgehäuse 7 gliedern.
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In seinem Innenraum weist das Lichtquellengehäuse 5 einen
konzentrisch zu der optischen Achse 10 der Beleuchtungsvorrichtung
angeordneten Reflektor 11 und die Lichtquelle 2 auf.
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Im Inneren des Fassungsgehäuses 7 befindet
sich ein in Richtung der optischen Achse 10 verstellbares
Halteelement 6 für
die Lichtquelle. Das Haltelement 6 weist einen konzentrisch
zu der optischen Achse 10 der Beleuchtungsvorrichtung angeordneten
Hohlzylinder 6a auf, in dessen Zylinder-Hohlraum 33 eine
Fassung 6b zur Aufnahme der Lichtquelle 2 angeordnet
ist. Die Lichtquelle 2 wird mittels einer Haltefeder 22 in
der Fassung 6b gehalten. Weiterhin weist das Lampenhaus 1 ein
Einstellmittel 9 für
die Verstellung des Halteelements 6 In Richtung der optischen
Achse 10 der Beleuchtungsvorrichtung auf. Das Einstellmittel 9 ist
als konzentrisch zu der optischen Achse 10 die Beleuchtungsvorrichtung
umfassender Einstellring ausgebildet, welcher mit dem verstellbaren
Halteelement 6 nach Art eines Spindeltriebs derart in Antriebsverbindung steht,
dass durch Drehen des Einstellrings um die optische Achse 10 das
Halteelement 6 in Richtung der optischen Achse verstellbar
ist. Der Einstellring 9 wird hierbei mit Hilfe des Fassungsgehäuses 7 und den
an den Verbindungselementen 3 angebrachten Formteilen 12 relativ
zu der optischen Achse 10 axial ortsfest gehalten. Die
Beleuchtungsvorrichtung erlaubt somit eine gezielte und präzise Einstellung
der Position des Haltelements 6 mittels des Einstellrings 9.
Da der Einstellring 9 das Fassungsgehäuse 7 vollständig umfasst,
ist er von allen Seiten des Fassungsgehäuses 7 zugänglich,
so dass eine gezielte und präzise
Bedienung des Einstellrings 9 und dadurch eine präzise Verstellung
des Halteelements 6 auch in schwierigen Einbausituationen
der Beleuchtungsvorrichttung möglich
ist.
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Der Hohlzylinder 6a weist
auf seiner äußeren Umfangsfläche ein
Gewinde 32 auf, in welches der Einstellring 9 mit
einem auf seiner Innenumfangsfläche
angeordneten Gleitstein (in 1 nicht
dargestellt) in Eingriff steht, so dass eine Drehbewegung des Einstellrings 9 um
die optische Achse 10 in eine geradlinige Bewegung des
Hohlzylinder 6a und der Fassung 6b in Richtung
der optischen Achse 10 umgewandelt wird.
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Eine besonders präzise Umwandlung der Drehbewegung
des Einstellrings 9 in eine Längsbewegung des Hohlzylinder 6a wird
durch eine verdrehsichere Halterung des Hohlzylinders 6a gegenüber der
optischen Achse 10 erzielt. Der Hohlzylinder 6a ist
hierzu auf seiner Außenumfangsfläche mit
einer parallel zur optischen Achse 10 verlaufenden Gleitnut 14 versehen,
in die eine auf der Innenseite des Fassungsgehäuses 7 vorgesehene
Gleitführung
(in 1 nicht dargestellt)
greift. Die Gleitnut 14 verläuft hierbei auf dem nicht vom
Gewinde 32 erfassten Bereich des Hohlzylinders 6a und
schließt
zum Gewinde mit einem Anschlagelement 31 ab. Das Anschlagelement 31 begrenzt
zum einen mit einem Anschlag der Gleitführung des Fassungsgehäuses 7 und
zum anderen mit einem Anschlag des auf der Innenumfangsfläche des
Einstellrings 9 angeordneten Gleitsteins die Verstellbarkeit
des Halteelements 6 in Richtung der optischen Achse 10.
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Der Einstellring 9 ist an
seinem Außenumfang
in vorteilhafter Weise mit einer Bedien-Verzahnung 17 versehen.
Somit ist eine gute Griffigkeit des Einstellrings 9 für dessen
manuelle Bedienung gegeben. Weiterhin ermöglicht die Bedien-Verzahnung 17 auch
auf einfache Weise einen motorischen Antrieb des Einstellrings 9,
z.B. für
eine ferngesteuerte Verstellung des Halteelements 6. Die
dafür notwendige Verstellantriebsverbindung
zwischen Einstellring 9 und dem motorischen Antrieb kann
z.B. dadurch erfolgen, dass der motorische Antrieb mittels eines
an seinem Außenumfang
mit einer Verzahnung versehenen Abtriebsrades mit der Verzahnung 17 des
Einstellrings 9 in Eingriff steht.
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In einer alternativen Ausführungsform
kann eine gute Griffigkeit des Einstellrings 9 für die manuelle
Bedienung auch dadurch erreicht werden, dass der Einstellring 9 auf
seiner Außenumfangsfläche mit einer
Bedien-Reibfläche
versehen sein.
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Die Gehäusekappe 4 umfasst
teilweise ein Positioniermittel 8, dessen Funktion im Detail
in 2 erläutert wird.
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2 zeigt
das in 1 gezeigte Lampenhaus 1 entlang
des Schnittverlaufs II-II. Das Fassungsgehäuse 7 umfasst den
konzentrisch zur der optischen Achse 10 angeordneten Hohlzylinder 6a und
die in dessen Zylinder-Hohlraum 33 angeordnete Fassung 6b.
Eine Lichtquelle 2, z.B. eine Halogenglühlampe oder eine Halogen-Metalldampflampe,
ist im Inneren des mit Kühlrippen 13 versehenen
Lichtquellengehäuses 5 angeordnet
und von dem Reflektor 11 umgeben. Mittels einer Haltefeder 22 wird
die Lichtquelle 2 zusammen mit einem Kühlkörper 21, einem Federelement 24 und
einem Anschlußelement 23 in
der Fassung 6b gehalten.
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Die Fassung 6b ist mittels
des Positioniermittels 8 auf einem Sicherungselement 16 fixiert.
Mittels Schrauben 19 ist die Gehäusekappe 4 auf dem
Sicherungselement 16 fixiert und das Sicherungselement 16 mit
dem zur Gehäusekappe 4 orientierten, stirnseitigen
Ende des Hohlzylinders 6a verbunden.
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Das Fassungsgehäuse 7 sorgt für das relativ zu
der optischen Achse 10 in Richtung Gehäusekappe 4 axial ortsfeste
Halten des Einstellrings 9. Weiterhin weist das Fassungsgehäuse 7 an
seiner Innenfläche
zwei bezüglich
der optischen Achse 10 diametral gegenüberliegende Gleitführungen 15a bzw. 15b auf, welche
in korrespondierende, auf der Außenumfangsfläche des Hohlzylinders 6a vorgesehene
Gleitnuten 14a bzw. 14b greifen und somit ein
Drehen des Hohlzylinders 6a relativ gegenüber der
optischen Achse 10 verhindern.
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Der Einstellring 9 weist
auf seiner Innenumfangsfläche
zwei relativ zu der optischen Achse 10 diametral gegenüberliegend
angeordnete Gleitsteine 34a,34b auf, die in das
auf der Außenumfangsfläche des
Hohlzylinders 6a eingebrachte Gewinde 32 greifen,
so dass Einstellring 9 und Hohlzylinder 6a nach Part
eines Spindeltriebs in Antriebsverbindung stehen.
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Das Positioniermittel 8 ist
zur radialen Verstellung der Fassung 6b relativ zu der
optischen Achse 10 vorgesehen. Die radiale Führung und
Fixierung der Fassung 6b in ihrer jeweiligen Endeinstelllage wird
hierbei durch das von dem Hohlzylinder 6a aufgenommene
Sicherungselement 16 ermöglicht.
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Eine verdrehsichere Montage des Sicherungselements 16 am
Hohlzylinder 6a bei gleichzeitig kompakter Bauweise des
Sicherungselementes 16 kann dadurch erreicht werden, dass
das Sicherungselement 16 scheibenförmig und im Sinne einer formschlüssigen stirnseitigen
Fügeverbindung
mit dem Hohlzylinder 6a ausgebildet ist.
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Die radiale Verstellung der Fassung 6b kann dadurch
besonders einfach begrenzt werden, dass das Sicherungselement 16 axial
zwischen dem Positioniermittel 8 und der Fassung 6b angeordnet
und mit einer zu der optischen Achse 10 konzentrischen Lochöffnung 25 versehen
ist, deren Randbegrenzung 20 als radiale Verstellbegrenzung
der Fassung 6b vorgesehen ist.
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Die radiale Fixierung der Fassung 6b ist
dadurch auf einfache Weise möglich,
dass das Positioniermittel 8 und die Fassung 6b derart
in Verbindung stehen, dass durch eine erste Drehbewegung des Positioniermittels 8 die
jeweilige radiale Endlage der Fassung 6b lösbar und
durch eine zweite, entgegengesetzte Drehbewegung des Positioniermittels 8 die jeweilige
radiale Endlage der Fassung 6b durch Kraftschluss gegenüber dem
Sicherungselement 16 fixierbar ist.
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Durch die erfindungsgemäße Trennung
der Ebene der radialen Verstellung von der Ebene der axialen Verstellung
ist es möglich,
die Fassung 6b mittels des Positioniermittels 8 zu
verstellen, ohne dabei die axiale Position der Fassung 6b zu
verändern.
Umgekehrt ist auch eine Verstellung der axialen Position der Fassung 6b ohne
Veränderung
der radialen Position möglich.
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Diese Unabhängigkeit der radialen von der axialen
Verstellung der Fassung 6b erlaubt eine besonders einfache
und schnelle Erstellung der Position der Fassung 6b sowohl
in axialer als auch in radialer Richtung.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist das Positioniermittel 8 zweckmäßigerweise als Justierhandschraube
ausgebildet, die im rückwärtigen Teil des
Lampenhauses 1 angeordnet ist und teilweise von der Gehäusekappe 34 umfasst
wird. Der Gehäusekappe 34 ist
in nicht dargestellter Weise mit dem Sicherungselement 16 verbunden
und derart gestaltet, dass die Justierhandschraube für Bedienpersonal
zugänglich
ist. Das Bewegen und Fixieren der Fassung 6b auf wird durch
eine zwischen Positioniermittel 8 und Sicherungselement 16 vorgesehene
Zwischenscheibe 18 erleichtert.
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Ein Verlieren des Positioniermittels 8 kann dadurch
auf einfache Weise verhindert werden, dass die das Positioniermittel 8 an
seinem freien Kopfende zumindest teilweise umfassende Gehäusekappe 4 als
Sicherung gegen das Verlieren des Positioniermittels vorgesehen
ist. Die Gehäusekappe 4 ist
hierzu derart gestaltet, dass sie ein Herausdrehen des Positioniermittels 8 nur
so weit erlaubt, dass das Positioniermittel 8 noch in Verbindung
mit der Fassung 6b steht, ein vollständiges Lösen des Positioniermittels 8 von
der Fassung 6b aber durch Anschlag des Positioniermittels 8 an
der Gehäusekappe 4 verhindert
wird.
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Da das Positioniermittel 8,
das Sicherungselement 16 und die Fassung 6b Teile
einer zusammenhängend
aus der Beleuchtungsvorrichtung ausbaubaren bzw. wieder einbaubaren
Montageeinheit sind, die mittels des Sicherungselements 16 an
dem Hohlzylinder 6a fixierbar ist, kann auf einfache Weise eine Überprüfung oder
ein Austausch einer defekten Lichtquelle 2 ermöglicht werden.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
umfasst diese Montageeinheit das Sicherungselement 16 mit
allen daran befestigten Komponenten; neben dem Positioniermittel 8 und der
Fassung 6b ist auch die Gehäusekappe 4 Bestandteil
der Montageeinheit.
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Nach Lösen der Schrauben 19 kann
das Sicherungselement 16 und dadurch die gesamte Montageeinheit
vom Hohlzylinder 6a getrennt und der Beleuchtungsvorrichtung
entnommen werden. Nach erfolgter Überprüfung oder Tausch der Lichtquelle 2 kann
die Montageeinheit wieder in die Beleuchtungsvorrichtung eingeführt und
das Sicherungselement 16 mittels der Schrauben 19 am
Hohlzylinder 6a befestigt werden. Durch das formschlüssige Fügen des Sicherungselementes 16 mit
dem Hohlzylinder 6a ist sichergestellt, dass die Fassung 6b die
gleiche radiale und axiale Position wie vor dem Ausbau einnimmt.
Somit ist nach einem Tausch der Lichtquelle 2 keine erneute
Einstellung der axialen und radialen Position notwendig.
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3 zeigt
das Lampenhaus von 1 mit entferntem
Gehäuse
und Reflektor in Explosionsdarstellung. Der Einstellring 9 steht
mit dem Hohlzylinder 6a nach Art eines Spindeltriebs in
Antriebsverbindung. Die Lichtquelle 2 ist zusammen mit
dem Kühlkörper 21,
dem Federelement 24 und dem Anschlußelement 23 von der
Fassung 6b aufnehmbar und mittels der Haltefedern 22 fixierbar.
Die Fassung 6b ist mittels des Positioniermittels 8 und
der Zwischenscheibe 18 auf dem scheibenförmige Sicherungselement 16 fixierbar,
wobei das scheibenförmige
Siche rungselement 16 wiederum mittels der Schrauben 19 mit
dem Hohlzylinder 6a verbindbar ist. Eine formschlüssige Fügung des
Sicherungselements 16 mit dem Hohlzylinder 6a wird
dadurch erreicht, dass das Sicherungselement 16 mit Ausnehmungen 27a, 27b und
der Hohlzylinder 6a mit dazu korrespondierenden Führungen 28 versehen
ist, welche mit den Ausnehmungen 27a, 27b in Eingriff
bringbar sind. Die Ausnehmung 27b weist hierbei eine derartige
Breite auf, dass auch Kabel für
die Stromversorgung der Lichtquelle 2 durchgeführt werden
können.
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Die Gehäusekappe 4 ist zum
einen mittels der Schrauben 19 über das Sicherungselement 16 mit
dem Hohlzylinder 6b verbindbar, zum anderen mittels Schrauben 35 und
Muttern 36 mit dem Sicherungselement 16 verbindbar.
Das Sicherungselement 16 weist hierzu Durchgangslöcher 26a,26b für die Durchführung der
Schrauben 19,35 auf.
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Beim Lösen oder Fixieren der Fassung 6b durch
Drehung des Positioniermittels 8 wird ein Mitdrehen der
Fassung 6b um eine Achse parallel zu der optischen Achse 10 dadurch
auf einfache Weise verhindert, dass die Innenumfangsfläche des
Hohlzylinders 6a und die Außenfläche der Fassung 6b eine derartige
Formgebung aufweisen, dass einerseits eine radiale Verstellung der
Fassung 6b relativ zur optischen Achse 13 ermöglicht,
jedoch eine tangentiale Verstellung der Fassung 6b im Wesentlichen
verhindert wird.
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Diese Formgebung ist auf einfach
Weise dadurch erreichbar, dass die Fassung 6b auf ihrer
Außenfläche bzw.
der Hohlzylinder 6a auf seiner Innenumfangsfläche zumindest
eine parallel zu der optischen Achse 10 verlaufende Gleitnut 29 bzw.
eine korrespondierende, in die Gleitnut 29 eingreifende Gleitführung 30 aufweist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel
weist der Hohlzylinder 6a auf seiner Innenumfangsfläche zwei
diametral sich gegenüberliegende
Gleitführungen 30 auf,
die in zwei korrespondierende, auf der Außenfläche der Fassung 6b angeordnete
Gleitnuten 29 greifen.
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Der Grundgedanke vorliegender Erfindung lässt sich
wie folgt zusammenfassen:
Bei einer Beleuchtungsvorrichtung,
insbesondere Scheinwerfer, kann eine präzise Verstellung des Halteelementes 6 einer
Lichtquelle 2 in Richtung einer optischen Achse 10 bei
gleichzeitig guter Bedienbarkeit und Zugänglichkeit des Einstellmittels 9 dadurch erreicht
werden, dass das Einstellmittel 9 relativ zu der optischen
Achse axial ortsfest gehalten und mit dem verstellbaren Halteelement 6 nach
Art eines Spindeltriebs derart in Antriebsverbindung gestellt ist,
dass durch Drehen des Einstellmittels 9 um die optische
Achse 10 das Halteelement 6 in Richtung der optischen
Achse 10 verstellbar ist.
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Für
eine besonders gute Bedienbarkeit ist das Einstellmittel 9 in
vorteilhafter Weise als konzentrisch zu der optischen Achse 10 die
Beleuchtungsvorrichtung umfassender Einstellring ausgebildet.