imported>Succu: /* Geschichte */ "von dem" → "vom"; BTW: wo genau?

2026-01-12T21:05:48Z

Geschichte: "von dem" → "vom"; BTW: wo genau?

Neue Seite

[[Datei:Bogenlampe Lichtbogen v2.jpg|mini|Die Elektroden einer Bogenlampe im Betrieb]]
Eine '''Kohlebogenlampe''', kurz auch '''Bogenlampe''' genannt, ist eine [[Leuchtmittel|elektrische Lichtquelle]] mit einem in Luft brennenden [[Lichtbogen]] zwischen zwei [[Elektrode]]n aus [[Graphit]]. Es war die erste elektrische Lampe, die über längere Zeiträume helles Licht abgeben konnte, und somit die erste in Serie produzierte elektrische Lampe.

== Geschichte ==
[[Datei:Staite-Petrie Lamp 1847.png|mini|Bogenlampen-Nachstellmechanismus nach Staite und Petrie]]
[[Datei:Kohlebogen Scheinwerfer.jpg|mini|Ein Kohlebogenscheinwerfer bei Filmaufnahmen 1964]]
Die erste Kohlenbogenlampe wurde vom Briten [[Humphry Davy]] um 1802 entwickelt. Die Elektroden waren horizontal ausgerichtet und der sich bildende Lichtbogen wurde durch die aufsteigende heiße Luft nach oben hin gebogen. Auf dieser Beobachtung basiert die Bezeichnung ''Lichtbogen'' und die im englischen übliche Bezeichnung {{lang|en|''arc-lamp''}}.<ref name="slingo" /> Da Anfang des 19. Jahrhunderts noch keine leistungsfähigen [[Elektrischer Generator|elektrischen Generatoren]] verfügbar waren und der Abbrand der Kohlestäbe nur einen kurzen Betrieb im Bereich weniger Minuten erlaubte, blieb die Kohlenbogenlampe in den folgenden Jahrzehnten ohne wesentliche praktische Bedeutung.

Wird die Lampe mit Wechselstrom betrieben, so brennen beide Kohlen gleichmäßig ab. Bei Betrieb mit Gleichstrom erfolgt jedoch der Abbrand der positiven Kohle etwa doppelt so schnell wie derjenige der negativen; zum Ausgleich wies die positive Kohle üblicherweise den doppelten Querschnitt auf.<ref>{{Lueger-1904 |Lemma=Bogenlampen |BK-Nummer=1 |Band=2 |Seite=169 |SeiteBis=174 |zenoID=2000597805X}}</ref>

In den 1840er Jahren entwickelten [[William Edwards Staite]] und [[William Petrie]] eine Reihe von verbesserten Bogenlampen. Unter anderem wurde der Abbrand der Kohleelektroden durch eine mechanische Konstruktion, welche den Kohlestab kontinuierlich nachschob, kompensiert. Damit konnte die Betriebsdauer von nur wenigen Minuten durch entsprechend lange Kohlestäbe deutlich gesteigert werden. Um die Nachschiebung zu erleichtern, wurden die Elektroden in vertikaler Richtung montiert. Wegen des komplexen Aufbaus der Nachführung beschränkte sich der praktische Einsatz auf wenige Installationen in England.<ref name="McNeil1990" />

Die erste kommerziell erfolgreiche Kohlebogenlampe, die „[[Jablotschkowsche Kerze]]“, wurde von dem Russen [[Pawel Jablotschkow]] entwickelt. Die Lampe war so ausgeführt, dass die komplizierte Mechanik zur Nachführung der Kohleelektroden entfiel. Jablotschkow verwendete für die Stromversorgung einen damals neuartigen [[Zénobe Gramme#Funktionsprinzip des Grammeschen Rings|Generator von Gramme]], welcher gemeinsam mit der Bogenlampe auf der [[Weltausstellung Paris 1878]] vorgestellt und von [[Zénobe Gramme]] vermarktet wurde.<ref name="wood1" />

Am 1. März 1879 verwendete [[Werner von Siemens|Werner Siemens]] (ab 1888 von Siemens) eine von ihm entwickelte elektrische Bogenlampe erstmals zum Zwecke der [[Straßenbeleuchtung]] an seinem Haus. Bei dieser ''Differential-Bogenlampe'' konnten die Kohlestäbe, zwischen denen der Lichtbogen brannte, automatisch nachreguliert und mehrere Lampen an einen [[Elektrischer Generator|Generator]] angeschlossen werden.<ref>[http://www.siemens.com/press/pool/de/events/2011/corporate/2011-05-Linderhof/picturesheet_meilensteine.pdf Pressebilder: Meilensteine der Elektrotechnik in Bayern bis 1924.] (PDF) [[Siemens AG]].</ref> Die Stadt Berlin ließ kurze Zeit später im Zentrum an der Kreuzung [[Unter den Linden]] und [[Friedrichstraße]] die [[Gasbeleuchtung]] durch Kohlebogenlampen ersetzen.<ref>{{Internetquelle |url=http://www.maerkischeallgemeine.de/cms/beitrag/11443998/1174144/RUeCKBLICK.html |titel=Rückblick – Vor 130 Jahren – Berlin elektrisch beleuchtet |werk=Märkische Allgemeine |datum=2009-02-28 |offline=1 |archiv-url=https://web.archive.org/web/20091121082157/http://www.maerkischeallgemeine.de/cms/beitrag/11443998/1174144/RUeCKBLICK.html |archiv-datum=2009-11-21 |abruf=2014-07-24}}</ref> Der neu errichtete [[München Hauptbahnhof|Münchner Centralbahnhof]] erhielt 1879 eine damals neuartige Beleuchtungsanlage mit Differential-Bogenlampen von [[Siemens & Halske]]. Er gilt somit als der erste elektrisch beleuchtete Bahnhof in Deutschland.<ref>Wilhelm Füßl, Andrea Lucas, Matthias Röschner: ''Galerie der Schönheiten''. In: ''Kultur & Technik: Zeitschrift des Deutschen Museums Munchen'' 4/2016, {{ISSN|0344-5690}}</ref>

In den folgenden Jahren ersetzten die helleren Kohlebogenlampen die Gaslampen an ausgewählten Straßen, wie zum Beispiel im Jahr 1882 am [[Potsdamer Platz]] und der [[Leipziger Straße (Berlin)|Leipziger Straße]] sowie im Jahr 1888 am [[Pariser Platz]] und [[Unter den Linden]] in Berlin.<ref>{{Literatur |Autor=[[Josef Stübben]] |Titel=Der Städtebau |Sammelwerk=[[Handbuch der Architektur]] |Band=9. Halbband |Ort=Darmstadt |Datum=1890 |Seiten=355–359 |Online=[https://diglib.tugraz.at/download.php?id=5b03de545b847&location=browse diglib.tugraz.at] |Abruf=2019-12-31}}</ref> Mit der Entwicklung der „Intensivflammenbogenlampen“ konnte die Helligkeit weiter gesteigert werden, um zentrale Plätze ausleuchten zu können. Im Jahr 1905 wurden die [[Bogenlampen-Kandelaber vom Potsdamer Platz]] mit einer Lichtpunkthöhe von 18 m errichtet, ähnlich hohe [[Kandelaber]] wurden am [[Brandenburger Tor]] aufgestellt.<ref>{{Literatur |Autor=Herbert Liman |Titel=Mehr Licht |Verlag=Haude & Spener |Ort=Berlin |Datum=2000 |ISBN=3-7759-0429-8 |Seiten=34ff}}</ref>

Im Auftrag der [[AEG]] entwarf [[Peter Behrens]] im Jahr 1907 die schlichte, rein von der Funktion bestimmte Gestaltung der ''Sparbogenlampe'', die in den folgenden Jahren weiter entwickelt wurde.<ref>[http://www.aeg-ie.com/download/web_aeg_historie_de.pdf Die kleine Chronologie] (PDF) [[AEG]]; abgerufen am 9. März 2020</ref>

[[Heinrich Beck (Ingenieur)|Heinrich Beck]] erfand 1906 die „regelwerklose Bogenlampe“, was zur Gründung der ''Deutschen Beck-Bogenlampengesellschaft'' in Frankfurt am Main führte. Nachdem sich Beck bereits 1909 aus dem operativen Geschäft zurückgezogen hatte und sich seinen Anteil hatte auszahlen lassen, gelang ihm 1912 im neu gegründeten Physikalisch-technischen Laboratorium in [[Meiningen]] die Konstruktion des seinerzeit leistungsstärksten Marine-Scheinwerfers (siehe auch [[Suchscheinwerfer]]). Nachdem sich die [[Kaiserliche Marine|deutsche Marine]] nicht zu einem Einsatz dieser Technologie hatte entschließen können, wurde der Beckscheinwerfer im August 1914 in New York im Beisein des Erfinders getestet.

Bei Beginn des [[Erster Weltkrieg|Ersten Weltkriegs]] versuchte Heinrich Beck, nach Deutschland zurückzukehren, wurde jedoch im Ärmelkanal von der [[Royal Navy]] gefangen genommen und bei Liverpool interniert. Vor die Wahl gestellt, entweder als Kriegsgefangener in Großbritannien zu bleiben oder in die damals noch neutralen USA zurückzukehren, entschied er sich für letzteres und verkaufte seine Patente schließlich an [[General Electric|General Electric (GE)]], nachdem entsprechende Verkaufsverhandlungen mit Sperry Gyroscope gescheitert waren. Zwischen 1917 und 1919 musste er sich zusammen mit GE in einem aufwändigen Patentverletzungsprozess gegen ein offensichtliches [[Plagiat]] von [[Elmer Ambrose Sperry]] zur Wehr setzen, das 1917 als angebliche Eigenentwicklung auf den Markt gekommen war. Der GE/Beckscheinwerfer wurde ab 1917 auf allen [[Kriegsschiff]]en der [[US-Marine]] eingesetzt.

Aufgrund der Bestimmungen des [[Versailler Vertrag]]es war es nach dem Ersten Weltkrieg in Deutschland nur noch [[Siemens-Schuckert]] und der [[AEG]] erlaubt, Scheinwerfer herzustellen. Das Institut in Meiningen wurde nach der Rückkehr von Heinrich Beck und seiner Familie im Jahr 1921 in die AEG eingegliedert. Dort arbeitete Heinrich Beck dann zusammen mit seinen beiden Söhnen bis zu seinem Tod 1937 an einer Verbesserung seiner Erfindung, die schließlich während des [[Zweiter Weltkrieg|Zweiten Weltkriegs]] als [[Flak]]-Scheinwerfer zum Einsatz kam.

Der Beck- oder Hochintensität-Kohlenbogen war weltweit ''die'' Lichtquelle in [[Kinoprojektor]]en bis in die 1960er-Jahre hinein. Die leuchtenden Farben von [[Technicolor (Verfahren)|Technicolor]] hängen damit zusammen.

== Aufbau und Funktionsweise ==
[[Datei:AbgebrannteKohlenKohlebogenlampe.jpg|mini|Abgebrannte kupferummantelte „Kohlen“ aus der Lampe eines [[Filmprojektor|Kinofilmprojektors]]]]
[[Datei:Arc lamp-afterglow 2 PNr°0038.jpg|mini|Nachglühende Elektroden in einer Kohlebogenlampe eines Filmprojektors]]
In einer Kohlebogenlampe befinden sich zwei stabförmige, justierbare [[Elektrode]]n aus [[Graphit]], im üblichen Sprachgebrauch „Kohlen“ genannt. Hergestellt werden sie durch [[Sintern]] bei 1200 °C aus [[Kohle]] und Bindemitteln. Um den elektrischen Widerstand zu reduzieren und Wärme von der Brennzone besser abzuleiten, werden sie auch mit Metall, beispielsweise Kupfer, umhüllt.

Gezündet wird die Kohlebogenlampe durch kurzzeitiges Zusammenführen der Elektroden: Durch [[Widerstandsheizung]] in der kleinen Kontaktstelle und die hohe [[Elektrische Feldstärke|Feldstärke]] beim Trennen bildet sich ein [[Lichtbogen]], der die Elektroden auf etwa 3000 °C erhitzt.

Bis in die 1920er Jahre gab es nur ''Reinkohlelampen'', bei denen die Elektroden den Großteil des Lichtes liefern. Das [[Plasma (Physik)|Plasma]] des Bogens ist zwar mit etwa 10.000 °C viel heißer, aber nahezu transparent. Eine solche Kohlebogenlampe ist daher im Wesentlichen ein [[Wärmestrahlung|thermischer Strahler]], der ein leicht gelbliches Licht abgab. Die [[Lichtausbeute]] und [[Farbtemperatur]] wurden mit der Entwicklung der Beck-Kohlen deutlich erhöht: [[Seltene Erden]] ([[Yttrium]], [[Cer]]-Fluorid u. ä.), entweder als [[Docht]] in der Mitte der „positiven Kohle“ oder feinverteilt dem gesamten Elektrodenmaterial zugesetzt, emittieren im Plasma [[sichtbares Licht]]. Das dichte [[Spektrallinie|Linienspektrum]] besitzt außerdem einen erheblichen [[Ultraviolett]]anteil.

Kohlebogenlampen lassen sich sowohl für [[Gleichspannung]] als auch für [[Wechselspannung]] auslegen. Als Brennspannung genügen 25 bis 50 Volt, so dass die Geräte in den damals üblichen 110-Volt-[[Gleichstromnetz]]en verwendbar waren. Die Spannungsdifferenz wird für den notwendigen [[Vorwiderstand]] (bei Wechselspannung eine [[Vorschaltdrossel]]) benötigt.

Bei Gleichspannung brennt der Lichtbogen gleichmäßiger, allerdings brennen die Elektroden dann unterschiedlich schnell ab: Elektronenbeschuss erzeugt auf der [[Anode]] (positiven Elektrode) einen Krater, während die positiven [[Ion]]en die [[Kathode]] kegelförmig abtragen. Die Anode heizt sich auch stärker auf als die Kathode. Wegen dieser erhöhten Belastung ist sie oft massiver ausgeführt als die Kathode. Für größtmögliche Helligkeit sollte die Anode im [[Fokus|Brennpunkt]] des [[Hohlspiegel|Reflektors]] der Lampe angeordnet sein.

Bogenlampen erfordern, wie jede [[Entladungslampe]], eine [[Vorwiderstand|Strombegrenzung]]. Bei Gleichspannungsbetrieb wurde dies durch einen [[Widerstand (Bauelement)|Widerstand]] und bei Wechselspannung durch eine [[Drossel (Elektrotechnik)|Drossel]] realisiert.

=== Nachstellen der Kohlen ===
[[Datei:Differentialbogenlampe Hefner-Alteneck.jpg|mini|200px|Schematische Darstellung einer Differential-Bogenlampe (nach [[Friedrich von Hefner-Alteneck|Hefner-Alteneck]]). Im oberen Teil ist der Nachstellmechanismus zu erkennen.]]

Weil die Kohlen während des Betriebs abbrennen, ist das Nachschieben der beiden Kohlestifte erforderlich. Ist dieses bei so genannter Reinkohle (Kohlematerial mit relativ wenigen Beimischungen von die Leuchtkraft verstärkenden Salzen) dem Bediener noch von Hand möglich (etwa zweimal pro Minute), muss bei Einsatz von so genannter Effektkohle (Kohlematerial mit relativ hohen Anteilen leuchtkraftverstärkender Salze) der Kohlevorschub automatisiert werden: Ein Uhrwerk- oder Schrittmotor bewegt die beiden Kohlestifte während des Lampenbetriebs kontinuierlich aufeinander zu.

In FlaK-Scheinwerfern wurde die automatische Nachstellung über einen [[Bimetallrelais|Bimetallschalter]] realisiert, auf den mit einer Linse das Leuchtzentrum abgebildet wurde. Bei fortschreitendem Abbrand aktivierte dieser einen Stellmotor.

Um eine gleichmäßige Ausleuchtung der Kinobildwand zu erreichen, muss der [[Filmvorführer|Vorführer]] die genaue Brennlage während der Vorführung überprüfen und nachregeln. Durch unterschiedliche Zugverhältnisse des Abzugkamins, der die entstehenden Rauchgase ins Freie leitet (Sommer/Winter), können die Kohlen schief abbrennen, was durch die Lageregelung der Achse der Minuskohle auszugleichen ist. Ungleichmäßig schneller Abbrand der Kohlestifte, beispielsweise durch unterschiedliche Restfeuchte beim Lagern, lässt den Kohleabstand bei kontinuierlicher Nachsteuerung größer oder kleiner werden bzw. den Pluskrater aus dem Spiegelbrennpunkt auswandern, was ebenfalls von Hand nachgeregelt werden muss.

Zum Zünden des Lichtbogens führt der Vorführer die Kohlestifte per Handrad auf Berührung zusammen und wieder auseinander. Nach 30 bis 60 Sekunden brennt der Kohlenbogen lichttechnisch stabil.

== Anwendung ==
Kohlebogenlampen waren lange Zeit die intensivsten künstlichen Lichtquellen mit [[Elektrische Leistung|elektrischen Leistungen]] über 10 [[Kilowatt]]. Sie wurden in [[Scheinwerfer]]n (zum Beispiel als [[Projektor|Projektionslampen]], auch als [[Flak-Scheinwerfer]] und Show-Anwendungen; „[[Scheinwerfer#„Lichtdome“ zur Propaganda|Lichtdom]]“), in der [[Spektroskopie]] und der [[Mikroskopie]], insbesondere der [[Mikrofotografie|Mikrophotographie]], eingesetzt. Im Regelfall ist ein [[Wärmeschutzfilter]] notwendig, um die sehr intensive [[Ultraviolett|UV]]- und [[Infrarotstrahlung]] zu reduzieren. Die sehr kleine Lichtquelle der Elektrode hilft, den bestmöglichen [[Abbildungsstrahlengang]] herzustellen (siehe [[Köhlersche Beleuchtung#Köhlersche Beleuchtung|Köhlersche Beleuchtung]]). Heutzutage werden Kohlebogenlampen in jeder Hinsicht von [[Xenon-Gasentladungslampe]]n übertroffen, die keinen Abbrand zeigen.

Kohlebogenlampen waren in vielen Städten die erste elektrische Beleuchtung. Die Leipziger Firma Körting & Mathiesen entwickelte und produzierte ab 1889 Bogenlampen für Straßen- und Saalbeleuchtung, bevor sie ab 1897 auch Bogenlampen-Scheinwerfer baute.

Wegen des Abbrands der Elektroden und der dadurch notwendigen mechanischen Abstandsregulierung sind Kohlebogenlampen wartungsintensiv und werden, trotz ihrer einfachen Konstruktion, nur noch für Sonderaufgaben eingesetzt. Noch heute werden Kohlebogenlampen aufgrund ihrer optischen Eigenschaften beispielsweise in Experimentalvorlesungen zur Herstellung von Schattenprojektionen verwendet. In der quantitativen [[Spektroskopie]] hat der Kohlebogen darüber hinaus lange Zeit für einen großen Wellenlängenbereich ([[Infrarot]] bis [[Ultraviolett]]) als Strahlungsstandard gedient.

== Literatur ==
*{{Literatur
|Autor=Johannes Abele
|Titel=Die Lichtbogenlampe
|Verlag=Deutsches Museum
|Ort=München
|Datum=1995
|ISBN=3-924183-31-7}}

== Weblinks ==
{{Commons|Arc lamp|Kohlebogenlampe}}

== Einzelnachweise ==
<references>
<ref name="slingo">
{{Literatur
|Autor=William Slingo, Arthur Brooker
|Titel=Electrical Engineering for Electric Light Artisans
|Verlag=Longmans, Green and Co
|Ort=London
|Datum=1900
|Seiten=607}} {{OCLC|264936769}}
</ref>
<ref name="McNeil1990">
{{Literatur
|Autor=Ian McNeil
|Titel=An Encyclopedia of the History of Technology
|Verlag=Routledge
|Ort=London
|Datum=1990
|ISBN=0-415-01306-2
|Seiten=360–365}}
</ref>
<ref name="wood1">
{{Literatur
|Autor=David O. Woddbury
|Titel=A Measure for Greatness Edward Weston
|Verlag=McGraw-Hill Book Company
|Datum=1949
|Seiten=83
|Online={{archive.org |measureforgreatn001419mbp |Blatt=}}}}
</ref>
</references>

[[Kategorie:Elektrische Leuchte]]
[[Kategorie:Filmtechnik]]
[[Kategorie:Straßenbeleuchtung]]

Kohlebogenlampe - Versionsgeschichte

imported>Succu: /* Geschichte */ "von dem" → "vom"; BTW: wo genau?