Licht

Konventionelle Scheinwerfer

Mechaniken zur Fokusverstellung bei Linsenscheinwerfern

Damit die Spiegel-Leuchtmittel-Kombination präzise in der optischen Achse von der Linse weg oder zu ihr hin bewegt werden kann, sind verschieden aufwendige Mechaniken in den Scheinwerfertypen realisiert worden. In diesem Beitrag gehen wir ein wenig näher darauf ein, denn: je nach Art und Aufbau der Mechanik wird entweder die Lebensdauer des Leuchtmittels reduziert oder die Mechanik ist nach vielen Jahren Gebrauch zu verschlissen, um nach einer engen Fokussierung den Schlitten zurück auf weiten Abstrahlwinkel stellen zu können – zumindest geht das nicht, ohne den Scheinwerfer öffnen zu müssen.

Zur Lebensdauer des Leuchtmittels ist zu sagen, dass die Wolframwendel, die mit 3.200 K leuchten soll, in diesem heißen Zustand sehr empfindlich auf mechanisches Rütteln reagiert und dabei brechen kann. Deshalb soll der Scheinwerfer beim Einleuchten auch nicht mit 100% betrieben werden, sondern nur mit z.B. 80%. Somit ist die Temperatur der Wendel nicht ganz so hoch und diese steckt die eine oder andere Erschütterung besser weg, die sonst zum Bruch geführt hätte. Dennoch fallen sehr viele Leuchtmittel bei der Fokussierung aus, da sich die Leuchtmittelschlitten beim Linsenscheinwerfer verkanten und dadurch stoßförmige Erschütterungen entstehen. Gerade bei Führungen Metall auf Metall ist ein verstärktes Verkanten zu beobachten, insbesondere wenn die Hitze im Scheinwerfer im Laufe der Jahre die Metalloberflächen verändert hat. So kann eine Rangfolge erstellt werden von Führungen mit hohem Verkantungsrisiko, die nach dem Feder-Nut-Prinzip umgesetzt sind. Darauf folgt eine Patte, die einfach über den Boden verschoben wird und durch einen Schlitz nach unten eine Verbindung herstellt und gehalten wird. Besser sind jedoch Führungen über massive Stäbe, die zudem oftmals weniger Toleranzen in der optischen Achse ermöglichen. Optimal wird es auch bei jahrelangem Betrieb, wenn der Übergang vom Metallführungsstab zum Leuchtmittelschlitten mit einem Teflongleitring realisiert wird. So sind auch keine weiteren Wartungsmaßnahmen wie Pudern oder Ähnliches nötig, um dauerhaftes Gleiten zu ermöglichen.

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Spindel schiebt schlitten
Feder-Nut-Prinzip und Metall auf Metall. Ist der Schlitten noch sehr kurz, ist ein Verkanten sehr wahrscheinlich (Bild: Herbert Bernstädt)

 

 

Blech wird mit schraube fixiert
Platte auf Platte mittels Nut geführt. Immerhin mit Teflongleitern. (Bild: Herbert Bernstädt)

 

Detail Antrieb schlitten
Stahlstift zugleich Schneckengewinde und Führung Metall auf Metall (Bild: Hedrbert Bernstädt)

 

Lampenschlitten Antrieb
Stahlstift mit Teflongleitlager (Bild: Herbert Bernstädt)

Aber auch wenn Scheinwerfer neu sind, kann konstruktionsbedingt, wie z.B. bei einem Spindelgewinde-Leuchtmittel, belastendes Ruckeln auftreten. Wenn z.B. der Scheinwerfer ziemlich nach unten gerichtet ist und man den Schlitten von Spot nach Flood verfahren will, kann ein rhythmisches Ruckeln auftreten. Eine der preiswertesten Verstellmöglichkeiten, aber auch diejenige mit dem größten Verkantungspotenzial ist eine Trägerplatte, die in Führungsnuten entlang gleitet und durch eine Andruckschraube in Position fixiert wird. Abgesehen davon wird beim Andrehen der Schraube oftmals auch die Fokussierung verstellt. Diese Lösung kommt nur für sehr beschränkte Budgets oder Festinstallationen, wo keine weiteren Fokussierungen vorgenommen werden, in Betracht. Außerdem kann diese Mechanik nur bei theatertypischen Scheinwerfern angewendet werden, da eine Anbindung für eine Stangenbedienbarkeit des Fokus mit dieser Lösung nicht machbar ist.

Bodenplatte MiniSpotlight
Fokussierung mittels Schlittenverschieben und Andruckschraubfixierung (Bild: Herbert Bernstädt)

 

BAsis eine Linsenscheinwerfers
Auch hier wird mittels Anpressschraube der Fokus fixiert, jedoch erfolgt die Führung des Leuchtmittelschlittens spielfrei über Stahlstangen und Teflongleiter (Bild: Herbert Bernstädt)

Anstatt die Fokussierung mittels Schraube zu fixieren, können mechanische Widerstände diesen Schraubvorgang überflüssig machen. Auch hier gibt es unterschiedliche Varianten, bei denen man den Drehwiderstand sogar noch einstellen kann – was gerade bei Überkopfbetrieb gerne gesehen wird, da sich dann der Schlitten vom Eigengewicht herunterarbeitet in Folge der nicht ausbleibenden Erschütterungen.

Eine Verstellmöglichkeit ist die Hebelmechanik. Dabei wird die Drehbewegung des Verstellreglers mit einem Gestänge und Hebelübersetzung in eine lineare Bewegung umgesetzt. Diese mechanischen Hebelwerke findet man heute nur noch sehr selten. Wir können aber an diesem Beispiel schon erkennen, dass der Trägerschlitten für die Leuchtmittel-Spiegel-Konstruktion bereits auf zwei Metallstangen geführt wird. Bitte bei diesem Beispielbild die Ausführung der zweiten Führungsstange als Gewindestange zu entschuldigen, da es sich um einen „provisorisch“ reparierten Scheinwerfer handelt. Man kann erkennen, dass mit diesem Hebelgestänge nur ca. eine halbe Umdrehung reicht, um den gesamten Fokusbereich zu verfahren. Das ist ein Vorteil, wenn man diese Ausführung statt mit einem Bedienknauf mit einer Bedienglocke für Stangenbedienung versieht. Denn dann hat man sehr schnell den Fokus verstellt. Im Theater wäre diese Fokusverstellung jedoch nicht fein genug zu verstellen.

Im Basement einer Studio-Fresnel
Hebelmechanik, ideal für Schnellverstellung bei Stangenbedienung (Bild: Herbert Bernstädt)

Am weitesten verbreitet ist der Spindelantrieb. Er kann recht einfach realisiert werden, indem man um eine Metallstange eine Drahtspindel legt oder eben mit einer massiven Spindel. Auch hier ist der Vortrieb bzw. die Steilheit der Spindel entscheidend, ob man sehr feinfühlig fokussieren kann, was bei Stangenbedienung evtl. „totkurbeln“ bedeutet.

Zeigt Spindel in ienem Fresnel
Spindel aus Vollmaterial für lange Lebensdauer (Bild: Herbert Bernstädt)

 

Antrieb einfache Spindel
Einfacher Spindelantrieb (Bild: Herbert Bernstädt)

 

Feingewinde Antrieb
Hochwertiger Spindelantrieb für exakte Fokussierung (Bild: Herbert Bernstädt)

 

Eine weitere Steigerung der Antriebsmechanik ist ein Seil-gezogener Schlitten. Mit diesem System ist es möglich, das Leuchtmittel völlig ruckelfrei zu verstellen.

Stahlseilantrieb Desisti
Ausschnitt eines Seilantriebes zur Schlittenverstellung des Leuchtmittels (Bild: Herbert Bernstädt)
Grafik des Scheinwerfers
Linsentubus-Verstellung via Treibzahnstange, angetrieben über Stellschraube (Bild: Herbert Bernstädt)

Für Theaterscheinwerfer, die von Hand fokussiert werden, ist es nur wichtig, ob die Bedienung der Fokussierung von vorne, hinten, oben oder unter dem Scheinwerfer erfolgt –denn je nachdem, wo der Scheinwerfer platziert wird (z.B. auf der Beleuchterbrücke) ist eine Bedienung von hinten oder seitlich angenehm, während eine Bedienung von unten unangenehm ist. Geräte, die von unten oder von vorne fokussiert werden, haben dagegen einen Vorteil, wenn sie auf Stativen eingesetzt werden. So sind einige Mechaniken so gefertigt, dass sie sowohl von vorne (Linsenseite) wie von hinten bedient werden können. Bei einigen Typen können die Handgriffe sogar gegen Bedienglocken für Stangenbedienbarkeit ausgetauscht werden.

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