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Wie funktioniert die Lichtbogen-Lampe ? (aus 1947)

Der Lichtbogen im Kino stark gefiltert

Bei der deutschen Nachkriegsgeneration (nach 1945) war die Lichtbogenlampe mit sogenannten Kohlen (es sind runde Kohle- stäbe) nur noch beim Film und im Kino bekannt. Dort wurden extreme Helligkeiten mit möglichst "schneeweißer" Farbtemperatur benötigt. Und bevor es die Xenon-Lampe gab, war die sogenannte Bogenlampe konkurrenzlos. Wie komplex und difizil diese Technik war und ist, wurde seltenst klar. Professor Dr. Wolfgang Ernst Finkelnburg hat das bis 1947 bekannte Wissen in seinem Buch sehr ausführlich beschrieben.

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VI. Die technischen Anwendungen des Hochstromkohlebogens.

Hier steht Anwendungswissen aus den Jahren 1943 bis maximal Mitte 1944. Und dieses Wissen war bis etwa 1954/55 gültig (bis die Xenon-Lampe kam).
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2. Der Beckbogen in der Atelierbeleuchtung.


In der Atelierbeleuchtung wird der Hochstromkohlebogen, und zwar ausschließlich in der technischen Form des Beckbogens, überall dort eingesetzt, wo höchste Beleuchtungsstärken erforderlich sind. Zuerst hat die amerikanische Filmindustrie von 1934 an den Beckbogen für die Filmatelierbeleuchtung eingeführt; er wurde dann bald auch von den europäischen Ateliers übernommen.

Man brauchte dann immer weniger Licht

Im Zuge der größer werdenden Empfindlichkeit des Filmmaterials gingen die Anforderungen an die Beleuchtungsstärke in den letzten Jahren allerdings immer mehr zurück, so daß beim Schwarzweißfilm in kleineren Ateliers die Bogenlichtbeleuchtung allmählich zugunsten der Glühlampenbeleuchtung zurücktrat.

Bogenlicht beim Schwarzweißfilm

Das Bogenlicht wird daher beim Schwarzweißfilm heute vorwiegend bei sehr großen Bildern (besonders auch im Freien!) sowie zur Effektbeleuchtung benutzt, d. h. für Schlaglichter, Sonnenlichteffekte und ähnliches. Auch dabei werden heute vielfach noch der Beckbogen und der Niederstrom-Reinkohlebogen nebeneinander verwendet.

Diese Mischung verschiedenfarbiger Lichtarten (gelbes Glühlampenlicht, annähernd weißes Licht des Niederstrombogens und leicht bläuliches Beckbogen-licht) stört beim Schwarzweißfilm nicht.

Veränderte Verhältnisse beim Farbfilm

Völlig veränderte Verhältnisse brachte dagegen die Einführung des Farbfilms in die Filmateliers. Einmal erfordert der Farbfilm wieder sehr viel größere Beleuchtungsstärken als der Schwarzweißfilm (im Mittel 1943 etwa 6.000 Lux), und außerdem ist er gegenüber verschiedener Lichtfarbe sehr empfindlich.

Für die Atelierbeleuchtung bei Farbfilmaufnahmen sucht man daher heute ausschließlich Becklicht zu verwenden, wobei allerdings die Frage noch ungeklärt ist, ob man für die zur Detailausleuchtung erforderlichen kleinsten Einheiten bis herunter zu 500 Watt Kleinstbogenlampen einsetzen oder die Lichtfarbe des bisher verwendeten Glühlampengeräte durch Filter der des Becklichts anpassen soll. Auch die Verwendung kleiner Quecksilberhöchstdrucklampen käme hier in Betracht (22).

Drei Hauptgruppen bei der Atelierbeleuchtung

Man kann die Bogenlicht-Atelierbeleuchtungsgeräte in drei Hauptgruppen einordnen:
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  • a) die Spiegelaufheller, die einen möglichst großen Lichtstrom auf das gesamte aufzunehmende Bild werfen sollen,
  • b) die Flutlicht-Stufenlinsengeräte, die „weiches" Licht auf einzelne hervorzuhebende Bildgegenden konzentrieren sollen, und
  • c) die Punktlichtwerfer, im englischen „Spotlights" genannt, die ausschließlich zur Erzeugung von Schlaglichtern, Schlagschatten, Sonnenlichteffekten usw. verwendet werden (oder werden sollten).

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Die Spiegelaufheller

Bei den Spiegelaufhellern kommt es offenbar in erster Linie auf größte
Lichtausbeute an, weshalb Hohlspiegel von großem Öffnungswinkel verwendet werden.

Bisher wurden (wenigstens in Deutschland) in diesen Aufhellern, die mit Spiegeln von 200 bis 1.100mm Durchmesser ausgerüstet sind und mit Stromstärken zwischen 40 und 500 Amp. brennen, meist alte, von Hand regulierte Niederstrom-Bogenlampen verwendet, deren vom Verfasser angeregte Bestückung mit entsprechend dünneren Beckkohlen nur als Notlösung anzusehen ist, da diese Lampen den Anforderungen des Beckbogens an schnellen Nachschub und Exaktheit der Kohlenstellung im allgemeinen nicht entsprechen.

In Zukunft sollten als Spiegelaufheller nur vollautomatische Beckbogengeräte nach Art der oben besprochenen Scheinwerfer eingeführt werden, die im Gegensatz zu letzteren lediglich die einfacheren Facettenspiegel oder gepreßte Metallspiegel von großem Öffnungswinkel besitzen und damit sehr viel billiger sein sollten.

Die Flutlichtgeräte

Für die meist mit Fresnelschen Stufenlinsen ausgerüsteten Flutlichtgeräte, die einen großen Lichtstrom erreichen, d.h. möglichst schattenfreien Lichts auf bestimmte Gegenden des Bildes konzentrieren sollen, sind genügend hohe Leuchtdichte der Lichtquelle und gute Lichtausbeute der Geräte besonders wichtig.

Erstere wird in diesen Geräten durch Verwendung meist vollautomatischer Becklampen erreicht, wie sie gemäß Abb. 131/132 z. B. von Körting und Mathiesen in Leipzig hergestellt werden. Bei diesem Typ wird die Stellung des positiven Kraters durch Abbildung auf einen ein Relais steuernden Bimetallstreifen oder auch einer Photozelle festgehalten, während der Vorschub der Negativkohle durch ein auf konstante Bogenspannung arbeitendes Relais gesteuert wird.

Zur Erzielung eines gleichmäßigen positiven Kraters läßt man die positive Kohle langsam rotieren. Die Zündung des Bogens erfolgt durch automatisches Vorschieben der Negativkohle mit nachfolgender ebenfalls automatischer Einstellung der richtigen Bogenlänge.

Halbautomatischer Betrieb durch einen Elektromotor

Neuerdings ist von der Firma Weinert versucht worden, im Interesse einer Vereinfachung des Lampenmechanismus den vollautomatischen Betrieb durch einen halbautomatischen Betrieb zu ersetzen. Bei dieser Lampe wird der Vorschub beider Kohlen gleichzeitig durch einen Elektromotor über zwei Schraubenspindeln betätigt, deren Ganghöhen dem experimentell bestimmten Abbrandverhältnis der beiden Kohlen entsprechen.

Der Vorschubmotor wird durch ein Relais eingeschaltet, sobald die Bogenspannung einen einstellbaren Wert überschreitet. Ein zweiter Motor sorgt für die Rotation der Positivkohle. Die Lampe ist mit einer Seitenprojektion zur Kontrolle der Kohlenstellung versehen und gestattet nach Ausschalten des automatischen Vorschubs eine Handregulierung des Vorschubs für den Fall, daß der tatsächliche Abbrand nicht dem vorgesehenen entspricht.

Aber noch wenig Erfahrung

Versuche mit dieser Lampe haben ergeben, daß bei der sehr mäßigen Belastung der 16mm Positivkohle mit 150 Ampere der automatische Nachschub für mindestens 20 Minuten ohne Handkorrektur genügend genau arbeitet, d. h. für eine Zeit, die die einer normalen Filmaufnahme merklich überschreitet.

Ob dieses Vorschubprinzip sich auch bei hochbelastbaren Beckbögen bewähren wird, erscheint aber zweifelhaft.

50cm Becklampen mit Fresnelschen Stufenlinsen

Die beiden genannten Becklampen arbeiten bei 150 Amp. und 68 Volt Bogenspannung mit 16mm-Positivkohlen. Es handelt sich also um nur mäßig belastete Beckbögen mit einem entsprechend geringen Abbrand von 170-200 mm/h. Die Lampen werden gemäß Abb. 131 durchweg in Verbindung mit Fresnelschen Stufenlinsen von 500mm Durchmesser verwendet, wobei durch Regulierung des Abstands zwischen Bogen und Linse die Öffnung des Lichtbündels in der gewünschten Weise eingestellt werden kann. Dieser Stufenlinsen- Beckscheinwerter erfreut sich wegen seines intensiven und sehr gleichmäßigen Lichtes großer Beliebtheit.

Im Ausland . . . . Genaues weiß man nicht

Im Ausland sollen auch kleinere Geräte dieser Art gebaut worden sein und Verbreitung gefunden haben. Im Zusammenhang mit der wachsenden Bedeutung des Farbfilms ist für die kommenden Zeiten mit einer zunehmenden Verwendung gerade dieser Geräte sicher zu rechnen. Dabei sollte zur Verbesserung der Lichtausbeute die Strombelastung der Positivkohle vergrößert werden, die 16mm-Kohle also mit 200 statt der bisher üblichen 150 Amp. belastet werden.

Der Nachteil der Stufenlinsengeräte

Ein Fehler der Stufenlinsengeräte ist nämlich ihre im Vergleich zu den Spiegelaufhellern sehr geringe Lichtausbeute, bedingt durch den geringen Öffnungswinkel der Stufenlinse, die man wegen der thermischen Gefährdung durch die Anodenflamme nicht zu nahe an den Bogen heranrücken kann.

Zukunftsgedanken in 1947

Verwendet man aber in Zukunft wie bei den Scheinwerfern Absauglampen, oder verhindert die lange Anodenflamme durch die besprochenen magnetischen Mittel, so könnte man Stufenlinsen mit größerem Öffnungswinkel benutzen und dadurch die Lichtausbeute der Geräte beträchtlich erhöhen.

Schließlich kommt die Verwendung von Spiegelscheinwerfern auch für Flutlichtgeräte in Frage, bei denen man aber durch entsprechende Formgebung der Metallspiegel erreichen müßte, daß eine Abschattung der Strahlmitte durch die Lampe im Lichtwurf nicht mehr bemerkbar ist.

Die Punktlichtwerfer

Bei dem dritten Typ von Atelierbeleuchtungsgeräten, den Punktlichtwerfern, wie wir die „Spots" nennen möchten, kommt es nur auf die Erzeugung örtlich begrenzter Schlaglichter, z. B. die Nachbildung des durch ein Fenster einfallenden Sonnenlichts, an. Hierfür wurden bisher durchweg gewöhnliche Linsenscheinwerfer von geringem Öffnungswinkel und entsprechend sehr geringer Lichtausbeute benutzt, die meist noch mit handregulierten Reinkohle-Niederstromlampen von 25 bis 240 Amp. Stromstärke ausgerüstet sind.

Vorschläge für die Zukunft

Auch hier würde die Einführung von Becklampen Leuchtdichte und Lichtausbeute der Geräte erheblich erhöhen und wegen der kleineren Krater zudem das gerade bei diesen Geräten notwendige punktförmige Licht mit scharfem Schattenwurf ergeben, ganz abgesehen von der für den Farbfilm erforderlichen Farbgleichheit aller Lichtquellen.

Die Zusammenfassung von 1947

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß eine Modernisierung der Atelierbeleuchtungstechnik unter weitestgehender Verwendung automatischer Becklampen für die Zukunft sicher zu erwarten ist, wobei die Erfahrungen der weit entwickelten Beckscheinwerfertechnik (S. 197 f.) mit Erfolg ausgenutzt werden sollten, u. U. aber auch Drehstrombecklampen ein weites Anwendungsfeld finden könnten.

Die durch eine solche Modernisierung neben der erwähnten anderen Vorteilen zu erreichende wesentliche Verbesserung der Lichtausbeute dürfte angesichts der immer wachsenden Anforderungen an den Gesamtlichtstrom im Atelier, bedingt durch die zunehmende Größe der Szenen, ebenfalls von nicht zu unterschätzendem Wert sein.

Einen für die künftige Planung von Geräten vielleicht nützlichen Überblick über die Strahlungseigenschaften moderner Beckbögen zwischen 30 und 1.200 Amp. mit einer Tabelle aller interessierenden Daten hat kürzlich der Verfasser veröffentlicht (23a).
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Alle Aussagen datieren aus den Jahren 1938 bis 1944.

Vor allem die Maßeinheiten sind uns heutzutage völlig fremd und ungebräuchlich. Diese Aussagen sind inzwischen (in 2016) über 70 Jahre alt und weitgehend überholt oder obsolet. Sie sollen nur dem Verständnis des interessierten Lesers dienen.

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