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Ein Buch über die "Bogenlicht-Kohle" im Kino (1950)

Das sind neue Kino-Kohlen

von Gert Redlich im Mai 2017 - Dieses Büchlein stammt aus den Jahren 1940 bis 1950, als die damaligen Kinos in unglaublicher Blüte standen und Traumergebnisse und Traumumsätze einfuhren. Niemand konnte sich damals vorstellen, daß das gesamte Kinowesen bereits über dem Zenith gekommen war und die Filmproduzenten sich etwas einfallen lassen mußten. Dieser Einfall hieß extremes Breitbild und das neue Format "Cinemascope" von 1953 kristallisierte sich als das gängigste Breitwand-Format heraus. Da hiervon in dem Büchlein noch nichts zu lesen steht, ist die Datumsangabe von1950 realistisch.

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B. Beckkohlen

In den Erläuterungen über die Optik der Spiegellampe wurde bereits erwähnt, daß das Steigern der Betriebsstromstärke über 45 A hinaus bei Reinkohlen keinen Lichtgewinn mehr bringt. Erst die Schaffung der Hochintensitätskohlen, nach ihrem Erfinder kurz Beckkohlen genannt, brachte neue Möglichkeiten, den Lichtstrom eines Kinoprojektors auf bisher unbekannte Werte zu steigern.

Der Docht in der Positiv-Kohle

Abb. 25

Die Positiv-Kohle enthält einen zentrisch gelegenen Dochtkanal, dessen Durchmesser etwa die Hälfte des Außendurchmessers der Kohle beträgt.

Die Dochtmasse, welche diesen Kanal ausfüllt, besteht aus Leuchtsalzen (Ceritfluorid), Kohlenstoff und einem Bindemittel. Wird eine solche Kohle mit der 4-5 fachen Stromdichte des Reinkohlebetriebes belastet, so verdampft die Dochtmasse und bildet innerhalb des Positiv-Kraters einen blauweiß leuchtenden Gasball.

Die Leuchtdichte beträgt in der Kratermitte das 4-5fache der Reinkohleleuchtdichte, nämlich 50.000 - 90.000 Stilb. Auf Grund der hohen Stromdichten von 1 - 1,2 A/mm2, die eine Außenverkupferung der Kohlen notwendig machen, spricht man hier von Hochintensitätskohlen. In Deutschland hat sich die Bezeichnung „Beckkohle" eingeführt.

Ausleuchtung nur durch den Leuchtsalz-Gasball

Abb. 26
Abb. 27

Wie Abb. 28 (weiter unten) zeigt, unterscheidet sich der Krater der Beckkohle wesentlich vom Krater der Reinkohle. Bei der Hochintensitätskohle dient der Ausleuchtung des Bildfensters nur die Dochtfläche bzw. der dem Docht vorgelagerte Leuchtsalz-Gasball.

Die Leuchtdichte des Beckkohlen-Kraters ist in starkem Maße von der Belastung abhängig. Während die Leuchtdichte des Reinkohle-Kraters mit zunehmender Stromdichte in nur geringem Maße ansteigt, nimmt die Beckkohlen-Kraterleuchtdichte erheblich zu.

Dies geht aus den Abb. 26 und 27 gezeigten Leuchtdichtekurven deutlich hervor. Der Reinkohle-Krater zeigt ferner, wie bereits in Abb. 10 gezeigt wurde, mit zunehmender Belastung eine beträchtliche Zunahme seines Durchmessers. Bei der Beckkohle trifft das nicht zu, jedoch beobachten wir eine ähnliche und für die Bildfenster-Ausleuchtung wichtige Erscheinung.

Wenn der Krater zu groß wird

Mit zunehmender Strombelastung wird der Krater tiefer und der Durchmesser des leuchtenden Gasballes im Krater größer. Daraus folgt, daß die Ausleuchtung des Bildfensters, d. h. also die Lichtverteilung auf der Bildwand um so besser wird, je höher die Beckkohle (mit Strom) belastet wird.

Da jedoch mit zunehmender Stromdichte die Abbrandgeschwindigkeit der Positiv-Kohle immer größere für die Praxis unbrauchbare Werte annimmt und außerdem bei starker Überlastung Lichtunruhe und Rußflockenbildung auftreten, ist die Belastbarkeit begrenzt.

Die Abbrandwerte von Beckkohlen betragen bei den in unseren Tabellen angegebenen Normalbelastungen etwa 220-240mm/h, also das 4fache des Reinkohle Verbrauches.

Leuchtdichte und Lichtverteilungskurven

Abb. 28a
Abb. 28b
Abb. 29

Ergänzend zur Abbildung 28, die den Unterschied des Reinkohle- (28a) und Beckkohle-Kraters (28b) zeigt, bringen wir in Abb. 29 die Lichtverteilungskurven, aus denen deutlich die hohe Leuchtdichte in der Mitte und der starke Randabfall des Beckkraters ersichtlich ist.

Beckkohlen benötigen nur eine ganz kurze Einbrennzeit von 30-40 Sekunden, während der keinerlei Stromschwankungserscheinungen auftreten.

Der Becklichtbogen zeigt im Gegensatz zum Reinkohlebogen eine kräftige blau weiße Färbung und rötlichen Flammensaum.

Die kleinste gebräuchliche Positiv - Kohle hat 6mm Außendurchmesser. Kleinere Kohlen ergeben infolge der Leuchtflächen-Kleinheit des Dochtes eine fast punktförmige Lichtquelle, die nach unseren Ausführungen auf Seite 13 bei der Bildausleuchtung Schwierigkeiten macht.

Die Negativ-Kohle ist eine Reinkohle mit Docht in der gleichen Ausführung, wie sie bereits auf Seite 19 erwähnt wurde. Die hohe Stromdichte macht eine Außenverkupferung erforderlich.

Bei den normalen Hochintensitäts-Belastungen von 40-70 A ist der Negativ-Kohledurchmesser meistens 1-1,5 mm kleiner als der Positiv-Durchmesser.
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Beckkohlen-Paarungen und
Abbrandgeschwindigkeit

Das Abbrandverhältnis beträgt 2:1 bis 4:1, d.h. die Positive brennt zwei-bis viermal so schnell ab wie die Negativkohle. Das Nachschubwerk der Lampe muß diesem Umstand Rechnung tragen. Die Größe des Abbrandverhältnisses richtet sich nach der Stromdichte, mit der die Positivkohle belastet wird.

Infolge der hohen Abbrandgeschwindigkeit von Beckkohlen ist ein Nachregulieren der Lampe mit der Hand nur bei niedrigen Belastungen möglich, aber auch dann nicht empfehlenswert. Während nämlich die Positiv-Reinkohle mit einer Geschwindigkeit von 55-60 mm pro Stunde abbrennt, ist der Verbrauch der Positiv-Beckkohle bei niedrigster brauchbarer Belastung 150-180 mm/h, also das dreifache, bei Normalbelastung das vier- bis fünffache.

Wenn man, wie auf Seite 19 erwähnt wurde, bei Reinkohlen etwa alle Minute nachregulieren soll, müßte der Vorführer bei Beck-Lampen mit Handbedienung etwa alle 15 Sekunden die Nachschubspindel betätigen. Becklampen sind daher mit einem automatischen Regelwerk ausgerüstet.

Die Beckkohlen und die Stromstärken

Für Lichtleistungen von 3.000 bis 5.000 Lumen werden Beckkohlen für Stromstärken von 40-75 Ampere verwendet. Die Positivkohlen tragen die Bezeichnung „Sola Effekt". Die zugehörigen Negativkohlen heißen „Gamma D".

Es gibt, wie die folgenden Tabellen zeigen, vier verschiedene Arten von Positivkohlen:
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  • 1. Sola Effekt 304 für niedrige Stromstärken, d. h. für Fälle. in denen der Umformer nur eine geringe Leistung hat und mit möglichst geringer Stromdichte höchstmögliche Kraterleuchtdichte erzielt werden soll.
  • 2. Sola Effekt 156 für normale Betriebsverhältnisse in Spiegellampen bis 75A.
  • 3. Sola Effekt R 156 für Großprojektionen bis 150A.
  • 4. Sola Effekt 11 für größte Lichtleistungen (z. B. Freilicht- und Hintergrundprojektion) und Speziallampen mit rotierender Positivkohle.

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Tabelle 2 - Verkupferte Beckkohlen für niedrige Stromstärken

  Positiv: Negativ:
Ampere Sola Effekt 304 Gamma D
35-40 7 5,5
40-45 8 6.0
45-50 9 6,5

Stromdichte : Sola Effekt 304: 0.9 - 1A/mm2
Abbrandgeschwindigkeit - Positiv: 180-200 mm/h - Negativ: 90-100 mm/h
Bogenspannung 30-55 V
Abmessungen in mm
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Tabelle 3 - Verkupferte Beckkohlen

  Positiv: Negativ:
Ampere Sola Effekt 156 Gamma D
45-50 7 6
50-55 7,5 6
55-65 8 6,5
65-75 9 7,5
75-90 10 8

Stromdichte : Sola Effekt: 1.4-1 A/mm2
Abbrandgeschwindigkeit : Positiv: 220-400 mm/h - Negativ: 90-110 mm/h
Bogenspannnng 50-45 V
Abmessungen in mm

Tabelle 4 - Verkupferte Beckkohlen für Großprojektionen

  Positiv: Negativ:
Ampere Sola Effekt R 156 Gamma D
90-100 10 8
100-110 11 9
110-120 12 10
120-13U 14 11
140-150 16 13

Stromdichte : Sola Effekt R 156: 1A/mm2
Abbrandgeschwindigkeit - Positiv: 250-400 mm/h - Negativ: 90-100 mm/h
Bogenspannnng 45 - 70 V
Abmessungen in mm

Tabelle 5 - Hochbelastbare, verkupferte Beckkohlen für höchste Lichtleistungen

  Positiv: Negativ:
Ampere Sola Effekt 11 Gamma D
110-120 10 9
120-135 11 10
135-150 12 li
150-175 14 12
175-200 16 13

Stromdichte : Sola Effekt H 1.3-1.5 A/mm2
Abbrandgeschwindigkeit - Positiv: 300-500 mm/h - Negativ: 80-90 mm/h
Bogen Spannung 45-70 V
Abmessungen in mm
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Bildfensterkohlen

Im Abschnitt „Die Optik der Kinolampe" wurde eingehend erläutert, wie die vergrößerte Abbildung des Positiv-Kraters auf dem Bildfenster zustande kommt.

Diese als runder Lichtfleck erscheinende Kraterabbildung hat keineswegs eine zweckmäßige Gestalt, denn ein großer Teil des Lichtes geht verloren und dient nur einer unerwünschten Erwärmung des Bildfensters. Im günstigsten Falle werden 60% des (runden) Lichtkegels ausgenutzt.

Krater einer Bildfensterkohle

Krater in Bildfensterkohle

Sollen die in Abb. 8 angedeuteten Lichtverluste vermindert werden, so ist das Nächstliegende, dem Positivkrater eine Form zu geben, die eine kreisförmige Überstrahlung des Bildfensterausschnittes vermeidet.

Bei Beckkohlen läßt sich das auf einfache Weise erreichen, indem man dem lichtspendenden Teil der Kohle, dem Docht eine rechteckige Form gibt.

Der Nachteil von Beck-Rundkohlen kleinen Durchmessers, das Bildfenster durch ungenügende Überstrahlung nicht gleichmäßig bis an die äußersten Kanten auszuleuchten, wird dadurch aufgehoben. Als Nennmaß für Bildfenster-Beckkohlen gilt die längste Kante des Rechteck-Querschnittes.

Tabelle 6 - Verkupferte Beck-Bildfensterkohlen

  Positiv: Negativ :
  Sola Effekte BF Gamma D
35-45 Ampere 6mm 5mm
45-50 Ampere 7mm 6mm
55-65 Ampere 8mm 6,5mm
65-75 Ampere 9mm 7,5mm

Stromdichte : Sola Effekt BF: 1,4-1 A/mm2
Abbrandgeschwindigkeit : Positiv: 220-500 mm/h - Negativ: 90-110 mm/h
Bogenspannung 50-45 Volt

Bildfensterkohle - Rundkohle

Die Vorteile der Bildfensterkohle gegenüber der Rundkohle können durch folgende Punkte charakterisiert werden:

1. Bessere Bildausleuchtung und unempfindlichere Lampeneinstellung.
2. Höherer Lichtstrom bei gleicher Stromstärke wie mit Rundkohlen oder
3. Gleicher Lichtstrom bei geringerer Stromstärke als bei Rundkohlen.
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Beck-Lampen

Als in den Lichtspiel-Theaterkreisen die ersten Umstellungen auf Hochintensitäts-Lampen beabsichtigt wurden, glaubte mancher Theaterbesitzer und Vorführer einfach, derartige Kohlen zu bestellen und in seine Lampenhäuser einsetzen zu können, um das erwünschte Becklicht zu erhalten.

Inzwischen aber dürfte dieser Irrtum durch Artiekl und Aufsätze in der Fachpresse und Werbedruckschriften der Lampenhersteller beseitigt sein.

Die Eigenschaften der Beck-Lampen

Trotzdem halten wir es für wichtig, an dieser Stelle ebenfalls die Eigenarten und Eigenschaften der Beck-Lampen ausführlich zu erläutern. Da die Positiv-Kohle zwei- bis dreimal so schnell abbrennt als die Negative und der Positiv-Krater immer den gleichen Abstand vom Spiegel behalten soll, muß sich der Lampen-Konstrukteur entschließen, ob er den Nachschubmechanismus im Verhältnis 2:1 oder 5:1 baut, oder ob er das Verhältnis durch ein Spezialgetriebe veränderlich gestaltet.

Die Entwicklung der letzten Jahre brachte zwei Lampentypen, die in den Theaterbetrieben mit vollem Erfolg in Gebrauch sind und allen Anforderungen genügen.

1. Beck-Lampen mit dem starren Nachschub Verhältnis 2:1
2. Beck-Lampen mit veränderlichem Nachschubverhältnis.
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Die Notwendigkeit des Blasmagneten

Abb. 30

Das Vorhandensein des richtigen Nachschubes allein genügt aber nicht, um Beckkohlen einwandfrei brennen zu können. Zieht man nämlich zwischen HI-Positiv- und Negativ-Kohle einen Lichtbogen in achsialer Kohlestellung, so umhüllt die Flamme des Bogens den Kohlemantel.

Der elektrische Strom geht von der Negativ-Spitze über den Lichtbogen zum großen Teil auf den Außenmantel des Positiv-Kraters über, ohne im Krater die nötige Temperatur zur Bildung des Beck-Effektes zu erzeugen. Erst wenn durch ein magnetisches Feld der Lichtbogen nach oben gerichtet wird, entsteht der Beck-Effekt, d. h. es bildet sich der leuchtende Gasball in der Kraterhöhlung (Abb. 30 u. 36-38).

Die Zündklappe in den Beck-Lampen

Ein weiteres Merkmal der Beck-Lampen ist die Zündklappe, die zwischen Spiegel und Lichtbogen geschaltet (bewegt bzw. eingebracht) werden kann.

Der Grund : Auf der Negativ-Kohlespitze bildet sich während des Abbrandes ein gelbbraun aussehendes Ceritkarbid, das beim Zünden heftig in Spiegelrichtung verspritzt.

Da diese Karbidteilchen in das Glas hineinbrennen würden, schützt man den Spiegel durch die genannte Klappe vor solchen Beschädigungen. Infolge des raschen Kohleabbrandes ist man dazu übergegangen, Lampen zu konstruieren, in die man Kohlen bis 450mm Länge einspannen kann.
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Eine der letzten verbliebenen verkupferten Kino-Kohlen in der Museums-Redaktion

Gabelführung für die Positiv-Kohle

Abb. 031
Beispiel: ein Lampenhaus der Firma BAUER

Um den Positiv-Krater stets genau zur optischen Achse zu fixieren, besitzen die neuesten Beck-Lampen eine Gabelführung für die Positiv-Kohle.

Diese Gabel, die einige Zentimeter hinter dem Positiv-Krater steht, erleichtert die Bedienung der Lampe außerordentlich. Um eine genügende Ausleuchtung des Schirmbildes zu erhalten, muß die Vergrößerung des Positiv-Kraters sehr stark sein.

Aus diesem Grunde muß der Abstand vom Spiegelscheitel zum Bildfenster bei Beck-Lampen größer sein als bei Spiegellampen mit Reinkohlebetrieb. Der günstigste Abstand wird von den Lampenbau-Firmen angegeben.

Die achsiale Kohlestellung wird für Stromstärken bis zu 70A bevorzugt. Es ist aber genau so gut möglich, die Kohlen stumpfwinklig anzuordnen, wodurch sich meistens ein Blasmagnet erübrigt. Die Stumpfwinkel-Stellung, die etwa 150o beträgt, ist für die Stromstärken von 80-150A vorteilhafter.

Winkellampen brennen mit größeren Bogenlängen und erfordern auch mehr Aufmerksamkeit, da die Krater-Leuchtdichte in starkem Maße von der richtigen Stellung der Negativ-Kohle abhängt. Wir verweisen hierzu auf den folgenden Abschnitt.
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