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Lampenhaus mit Kondensoroptik




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Der Name Kondensor kommt aus dem lateinischen und beschreibt im optischen Sinn, das Sammeln bzw. ein System mit Hilfe von Sammellinsen, die das von einer Lichtquelle ausgehendem Licht sammelt, um eine Abbildungsebene möglichst hell auszuleuchten. Neben der Anwendung u. a. im Mikroskop und Projektionsapparaten, ist die Gruppe von Profilscheinwerfer, die keinen Ellipsenspiegel aufweisen, mit der so genannten Kondensoroptik ausgestattet. Die Kondensoroptik haben wir vom Grundsätzlichen Aufbau bereits beim Linsenscheinwerfer kennen gelernt. Aus der PP 05/08 sind die Begriffe wie Kaustikfehler und der Anteil des Reflektors bereits bekannt. Nun wollen wir uns nur noch die verschiedenen Möglichkeiten der verschiedenen Kondensorlösungen bei Profilscheinwerfer näher bringen. Ein einfacher Kondensor besteht aus einer einfachen Plankonvexen Linse. Aus der Abbildung wird ersichtlich, das je näher die Linse an der Lichtquelle befindet, umso höher wird der Wirkungsgrad, da mehr Lichtstrahlen von der Linse eingefangen werden. Gegen die Nähe der Kondensorlinse spricht die Wärmebelastung der Linse bzw. des Glaskörpers. In der Regel werden Borosilikatgläser als Kondensator eingesetzt. Bei einigen Hochleistungsoptiken bzw. bei höherer Wattage des Leuchtmittels kommen dann aber auch schon mal Quarzglas aufgrund der besseren Eigenschaften bei höheren Temperaturen, zum Einsatz. Je näher ich auch die Linse zum Leuchtmittel hin platziere, um so größer muss auch Ihre Brechung sein, damit das Licht in der Gewünschten Richtung verlässt. Die kann man dann durch dementsprechend dickbauchige Linsen bewerkstelligen. Jedoch der Effekt der Kautilk verlangt dann nach Asphärischen Linsen, die schwerer zu fertigen sind, da Sie mehrere Radien vereinen müssen und somit schwieriger zu schleifen sind, wenn man mal von den qualitativ minderwertigen gepressten Linsen mal absieht. Um jedoch das gleiche Ergebnis zu erzielen, kann man auch zwei Linsen eng beieinander anordnen. Mann spricht dann in der Lichtbranche von einem Doppelkondensor.


Auch bei der Kondensoroptik hat die reale Ausdehnung der Lichtquelle ihre Auswirkung. Es entsteht alleine durch den unterschiedlichen Auftreffwinkel der Lichtstrahlen unterschiedliche Abstrahlwinkel nach der Linse. Das Licht wird gestreut, was natürlich für die folgende Optik nicht ganz so optimal ist. Man kann erkennen, je größer die Ausdehnungen des Firlamenmtes sind, um so größer wird die Streuung, bzw. natürlich auch umgekehrt, je kleiner die Kondensorlinse ist, um so größer ist die Streuung. Ein gutes Verhältnis ist es, wenn die Kondensorlinse ca. 11 mal so groß im Durchmesser ist, als das Filament lang bei einem typischen Biplanen Wendelanordnung. Ändert man dann die Lichtquelle bei gleichem Kondsensordurchmesser, ist es verständlich, das die Abbildungsqualität steigt. Aus diesem Grund sind z.B. Profilscheinwerfer mit Entladungslampen mit Ihren sehr kleinen Lichtbogen wie z.B. 5mm exelente Projektionsapparate. Während z.B. 2KW Halogenlampen mit Ihren mindestens ca. 20 x 20mm Filamentflächen erheblich unsaubere Projektionen nach sich rufen. Benötigt man als eine sehr hochqualifiezierte Projektion, so sollte man statt einem Halogenprofilscheinwerfer eine Profiler mit Entladungslampe wählen, natürlich eine Leistungsklasse kleiner und  dann mit Korrekturfilter für Halogenlicht versehen. Von der Lichtleistung würde das ca. dem Halogenprofiler entsprechen, jedoch beim Dimmen würde der Entladungslampenprofiler nicht in das rötlicher abdriften.



Ebenso wie beim Ellipsenspiegel sind viele der Kondensoroptiken mit der Möglichkeit ausgestattet das Leuchtmittel zu justieren. Das Leuchtmittel ist dabei in festem Abstand zum Kugelspiegel angeordnet. Über einen Schlitten kann dann die Leuchtmitel-Spiegelkombination zur Kondensorlinse hin oder weg verfahren werden. In vielen Spielstätten die nicht über einen feste Beleuchter oder Beleuchtermannschaft verfügen, so wie eben viele Schulaulen, Mehrzweckhallen und andere öffentliche  Institutionen ist diese Einstellung oft verstellt und hat dementsprechend negative Auswirkung auf das Lichtbild. Oftmals wird es auch benutzt um bewusst einen Hotspot zu setzen, wenn man den Scheinwerfer nur für einen engen Iriseinsatz benötigt oder die Imagegröße des Gobos wesentlich kleiner ist als der Scheinwerfer zulässt. Dagegen werden in Hochleistungs-Profil-Scheinwerfer die Justage bereits ab Werk durchgeführt, so das der Nutzer der Scheinwerfer gar keine Möglichkeit mehr hat das Leuchtmittel nachzujustieren. Denn die Einstellbarkeit des Leuchtmittels zur Kondensorlinse hin bedeutet auch eine gewisse Gefahr. Wird das Leuchtmittel zu nah am der Kondensorlinse platziert, ist die Gefahr groß das die Linse durch die überhöhte Temperaturbelastung geschädigt wird.




Durch die hohe Wärmestrahlung des Leuchtmittels und die unmittelbare Nähe des Reflektors und der Kondensorlinse sind die Belastungen auf diese Bauteile sehr hoch. In einigen Optiken kann man dann bereits von Verschleißteilen wie z.B. die Bremsbeläge eines Autos sprechen, die regelmäßig erneuert werden müssen. Bei der kondensorlinse sind es meist Wärmespannungen die diese Dickbauchigen Linsen springen lässt, denn Glas selbst isoliert gut die Wärme, so das die Fläche zum Leuchtmittel hin bereits sehr heiß ist, währen die abgewandten Randgebiete noch viel tiefere Temperaturen und damit andere Ausdehnungen vorliegen. Damit entstehen Spannungen die auch zum Riss oder zum springen der Linse führen. Aber es kann auch vorkommen das z.B. bei einem Doppelkondensor, deren erste Linse nicht ganz so dickbauchig aufgebaut sein muss, dann sogar eher Verformungen auf der Planen Seite auftreten, also Verschmelzungen, die die Oberfläche verändern, ohne das die Klarheit der Linse beeinflusst wird. Diese Veränderungen sind bei oberflächigen hinsehen auch schon mal zu übersehen und trotz dem fragt man sich dann warum dieser Scheinwerfer so ein schlechtes Licht bringt, gegenüber den anderen.



Wenn man bedenkt, das ein Automotor aus Aluminium bestehen kann, obwohl dort ständig Explosionen stattfinden, so ist man dann schon manchmal erstaunt, wie die Temperaturbelastung bei einem Kondensorsystem dem Aluminium zusetzen kann. Zunächst wird das Aluminium „blind“, das heißt die Hochglänzende Oberfläche wird matt. Dadurch nimmt Sie noch mehr Energie auf und zersetzt sich dann Zusehens noch schneller. Also nicht nur fettfrei mit dem Leuchtmittel hantieren, sondern auch mit Kondensor und Reflektor. Die Kühlung dieser Komponenten ist dementsprechend auch eine der schwierigen Unterfangen bei der Konstruktion guter Kondensoroptiken. Bei den 2KW Kondensor-Profilscheinwerfer gibt es demnach nur sehr wenige die ohne Zwangskühlung auskommen. Der Lüfter für die Zwangskühlung ist meist mit der Stromversorgung des Leuchtmittels verbunden, so das der Lüfter je nach Dimung des Leuchtmittels mal stärker mal schwächer läuft, und das in gleicher Abhängigkeit der Temperaturabstrahlung des Leuchtmittels. Oft ist der Einfach heit halber der Lüfter für 230V ausgelegt. Das hat den Nachteil das diese Lüfter bei 100% Ansteuerung oft gut zu hören sind, was in einem Sprechtheater nicht geduldet wird. Dementsprechend sind wenige Lösungen auf dem Markt, die ohne Lüfter auskommen. Dabei beschränkt man sich auf 2KW Leuchtmittel statt wie üblich den 2,5KW Leuchtmittel und setzt auf jeden fall dichoitische Kaltlichtspiegel ein. Denn ein beschichteter Glasspiegel ist nicht so Wärmeempfindlich wie Aluminium was das mattwerden betrift, Das Springen von Glas ist aber auch abhängig wie z.B. die Luftströmung und Feuchtigkeit der Umgebungsluft insbesondere bei der Nähe von Klimaanlagenluftaustrittsöfnungen vorkommen kann. Ein anderen Lösungsansatz sind Lüfter die nicht mehr zu hören sind. Weder der Luftstrom noch die Lagergeräusche oder die Luftverwirbelungsgeräusche der Kanten insbesondere wenn die Schutzgitterkanten in unmittelbarer nähe von den vorbeilaufenden Lüfterblätter befinden, sind bei solchen extrem leisen Lüfter wahrzunehmen. Man kann sich neben den Scheinwerfer stellen und wird dennoch kein Lüftergeräusch wahrnehmen, so das man dann von einem quasifreien Lüfterbetrieb reden kann. Eine Entwicklung, die man aus den Movinglightbereich bereits her kennt. Jedoch laufen diese Lüfter mit 24V, so das ein Transformator in der Zuleitung des Lüfters vorhanden sein muss. Ein großer Vorteil der Kondensoroptik ist, das die Fassung des Leuchtmittels nicht wie beim Ellipsenspiegelscheinwerfer im optischen System stört und somit über das Kühlsystemen mit gekühlt werden kann. Scheinwerferhersteller die auf Ihren Ruf achten und nicht einfach so auf Ihr Typenschild für  Außentemperaturen bis zu 45° C schreiben, überprüfen selbstverständlich in einer Wärmekammer bei den verschiedenen Neigungswinkeln der Scheinwerfer die Temperaturbelastung am Sockel und mit entsprechend präparierten Leuchtmittel die zu erwartende Temperatur am Molydänfaden, dem kritischen Bauteil des Leuchtmittels, so das der vorzeitige Verschleiß des Scheinwerfers oder des Leuchtmittels auch bei einem Einsatz unter einem Zeltdach nicht vorkommt.




Spezielles Leuchtmittel mit eingearbeiteten Temeratursensor für die Temperatur am Molydänfaden.

Um die Temperaturbelastung des Kondensorsystems so gering wie möglich zu halten, ist es notwendig in regelmäßigen Abständen den Staub der unweigerlich den Weg auf die Linsen und Reflektoren sein weg findet, zu entfernen. Und da sind wir bei dem Gedicht vom Revolutzer – vom Berufsstand Lampenputzer. Auch hier findet man wie bereits bei den Linsenscheinwerfer gesehen hat verschiedene Ansätze für einen möglichst bequemen Zugang zum Lampenhaus. Neben den bereits bei den Linsenscheinwerfer besprochenen Systemen sind uist nur noch das System zu erwähnen, bei dem die Lampenhausverkleidung nach hinten weggezogen wird und damit alle Innereinen freilegt und dem Schnellverriegelungssystem, das es erlaubt die Doppelkondensoreinheit sehr schnell zu entnehmen und somit eine bequeme und gründliche Reinigung auf dem Schreibtisch erlaubt.




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