<Desc/Clms Page number 1>
Reflektorsystem zur Ausleuehtung eines langgestreckten, rechteckigen Feldes.
Bei Beleuchtung langgestreckt reehteckiger Felder von der Mitte über einer Schmalseite aus, Aufgaben, wie sie z. B. auftreten bei Autoscheinwerfern, Geräten für Beleuchtung von Gleisanlagen und Strassen, die nur in einer Richtung befahren werden, muss die Aufgabe gelöst werden, ein langgetrecktes Feld von etwa konstanter Breite auf eine sehr grosse Länge im Verhältnis zur Breite auszustrahlen.
Verwendet man verhältnismässig kleine Lichtquellen oder Glühlampen, Metalldampflampen u. dgl., dann ist ohne weiteres die Möglichkeit gegeben, bei einem grossen Umfassungswinkel des Lichtstroms diese Aufgabe derartig zu lösen, dass man mit Rücksicht auf die Länge des auszuleuchtenden Feldes zunächst das Gesamtlieht, das der Reflektor aufnimmt, parallel zur Achse eines Paraboloids austreten lässt. Bei flachem Auftreffwinkel erzeugt der dadurch erzielte enge Lichtkegel ein langgestrecktes elliptisches Beleuchtungsfeld. Bei dieser Methode bleiben die dem Gerät näher liegenden Feldpartien nur sehr schwach beleuchtet, da sie nur von direktem Licht bestrahlt werden.
Die Wirkung wird bekannterweise verbessert, indem man Streugläser vorsetzt, die entweder die Aufgabe haben, die
Gesamtstreuung eines Lichtkegels zu vergrössern, wodurch man die Feldbreite ändert und die Intensität innerhalb des Lichtkegels wesentlich heruntersetzt, oder aber nur in einer Ebene mit Hilfe von Linsenstreifen, die zwar das beleuchtete Feld etwas näher an den Aufstellungsort der Lichtquelle heranziehen, dafür aber eine grosse Erweiterung des Lichtfeldes über der Achse erzeugen, so dass ein wesentlicher Teil des Lichtes nicht mehr zur Ausleuehtung des Feldes ausgenutzt werden kann. Schliesslich sind als Vorsatz vor parabolische Geräte besonders optisch durchgebildete Vorsatzscheiben bekannt, die das Licht ausschliesslich nach dem Fusspunkt des Scheinwerfers zu ziehen sollen.
Diese Anordnungen haben sämtlich den Nachteil, dass sie eine zweimalige optische Beeinflussung des Lichts und damit mehrfache Lichtverluste mit sich bringen und mit zwei relativ teueren optischen Bestandteilen arbeiten müssen.
Bei grossen Lichtquellen ist mit Rücksicht auf die Abmessungen des Geräts insbesondere auch mit Rücksicht auf die Wärmeverhältnisse eine so grosse Umfassung des Lichtstroms wie bei kleinen Geräten nicht möglich. So arbeitet man bei Bogenlicht etwa oder auch bei Glühlampen hoher Leistungen mit Spiegeln von etwa parabolischer Grundform, deren Umfassungswinkel aber nur zirka 120-150 beträgt und somit nur einen sehr geringen Prozentsatz des Gesamtlichtstromes ausmacht. Wollte man einen grösseren Umfassungswinkel erzielen bei gleicher optischer Grundform, also bei Verwendung von Paraboloiden, müsste man zu praktisch sehr ungünstigen Abmessungen der Geräte kommen.
Ausserdem würden dann die nach besonderen optischen Gesetzen ausgeführten Abschlussgläser erhebliches Gewicht haben und erhebliche Kosten verursachen.
Vorliegende Erfindung löst die Aufgabe, ein langgestreckt rechteckiges Feld von der Mitte über einer Schmalseite des Rechtecks aus zu beleuchten, nach folgenden Gesichtspunkten : Es werden im Prinzip zwei Reflektorteile verwendet, wovon der eine hinter der Lichtquelle liegende in der Hauptsache von paraboliseher Grundform die entferntestliegenden Teile des Feldes beleuchtet. Innerhalb des Strahlengangs dieses Reflektors liegt vor der Lichtquelle ein zweiter Hauptteil derartig, dass er möglichst wenig Abschirmung für das Licht des hinter der Lichtquelle liegenden Hauptteils bringt und die Aufgabe hat, die näher liegenden Feldpartien des rechteckigen Feldes bei konstanter Feldbreite auszuleuchten. Der vor der Lichtquelle liegende Teil wird zu diesem Zweck als Zylinder von glockenförmigem Querschnitt ausgebildet.
Die zylindrische Form bringt ein Minimum an Lichtverlust für den nahezu parallelen Strahlengang des hinter der Lichtquelle liegenden Spiegelteils. Um konstante Feldbreite zu erzielen, wird die Querschnittsform derartig durchgebildet, dass die Teile des Zylinders,
<Desc/Clms Page number 2>
welche die der Leuchte zunächst liegenden Feldpartien zu bestrahlen haben, grössere Querstreuung bei der kürzeren Auftreffentfernung ergeben als die Zylinderteile für die weiter entfernt liegenden
Feldteile. Der Übergang der verschiedenen Querschnittsformen erfolgt stufenweise oder kontinuierlich.
An diesen zylindrischen Körper setzt sich nach unten ein Ausschnitt aus einem im Verhältnis zum ersten Hauptteil enger brennweitigen Paraboloid, dessen Achse gegen die Achse des hinter der Lichtquelle liegenden ersten Paraboloids derartig geneigt ist, dass sie das zu beleuchtende Feld in kürzerem Ab- stand trifft. Durch den vorgesetzten Paraboloidausschnitt würde ein Teil des Lichts des Hauptreflektors abgeschattet werden. In entsprechendem Bereich wird erfindungsgemäss vor dem Hauptparaboloid eine Kalotte vorgesehen, die das aufgenommene Licht nach dem zylindrischen Teil des vor der Licht- quelle liegenden Reflektors reflektiert, somit wird auch dieser Lichtanteil der Beleuchtung des Feldes wieder zugeführt.
Der kalottenförmige Ansatz an den ersten Hauptreflektor kann entweder mit diesem aus einem Stück gefertigt oder auch vor den Reflektor als selbständiger Teil vorgesetzt werden. Um die Gleichmässigkeit in der Längsrichtung des Feldes noch zu verbessern, kann der erste Hauptreflektor zusammengesetzt werden aus Abschnitten aus konfokalen Paraboloiden, deren Achsen in der Ebene der Mittelachse des zu beleuchtenden Feldes gegeneinander geneigt sind.
Besonders für grosse Liehtquellen bietet diese prinzipielle Anordnung den Vorteil, dass für die
Ventilation des Geräts zwischen dem ersten und zweiten Hauptteil genügender Raum zur Verfügung bleibt. Den bekannten Einrichtungen gegenüber, die nur mit einem Hauptreflektor arbeiten, wird eine fast doppelt so grosse Ausnutzung des Lichtstroms erzielt, wobei nur ein ganz geringer Anteil des Lichts einer doppelten Reflexion unterworfen wird. Bei Liehtquellen geringerer Ausdehnung und geringerer
Leistung kann der erste Hauptreflektor von relativ geringerem Parameter genommen werden, so dass gleichzeitig ein Umfassungswinkel von etwa 180 erzielt wird. Erster und zweiter Hauptteil können aus einem Glaskörper gefertigt werden.
An Hand eines Ausführungsbeispieles soll das Wesen der Erfindung nochmals kurz zusammen- gefasst werden : Fig. 1 stellt eine Ansieht des Reflektors von vorne dar. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch diesen in der Symmetrieebene. Gleiche Bezeichnungen stellen gleiche Teile in beiden Figuren dar.
In Fig. 2 ist 1 die Lichtquelle. Von ihr fallen die Lichtstrahlen auf ein Rotationsparaboloid 2 mit der Achse 3. Die reflektierten Strahlen 4, 5 und 6 dieses Paraboloids werden parallel zur Achse 3 zurückgeworfen. An das Paraboloid 2 schliesst sich ein Rotationsparaboloid 7 an mit der um f'J. Grad gegen die Achse ; ; geneigten Achse 8. Die Strahlen 9 und 10 werden von dem Paraboloid 7 parallel zur Achse 8 reflektiert. Innerhalb der Strahlen 4,5, 6 und 9 und 10 liegt der glockenförmige Zylinder 11.
Die Strahlen werden so reflektiert, dass der Strahl 12 (herkommend von dem hinteren Teil des Zylinders), den vorderen Teil des zu beleuchtenden Feldes trifft, während Strahl 13 auf das Feld in grösserer Ent- fernung stösst. Der hintere (also der Glühlampe zunächst liegende) Teil des Zylinders hat die Quer-
EMI2.1
unten ein kurzbrennweitiges Paraboloid 16 mit der Achse 17 an, die den Winkel ss mit der Achse 3 des Paraboloids 2 bildet. Die Strahlen 18, 19 verlassen das Paraboloid 16 parallel zu seiner Achse 17. Durch das Paraboloid 16 wird ein Teil des Paraboloids 7 abgedeckt. Um den in diesen Raumwinkel fallenden Lichtstrom zu erfassen, wird die Kalotte 20 eingefügt, die die Strahlen auf den Zylinder 11 reflektiert und somit für die Beleuchtung des Feldes nutzbar macht.
Diese Kalotte kann entweder vor das Paraboloid 7 vorgesetzt oder mit diesem aus einem Stück gefertigt werden. Zweckmässigerweise werden Paraboloide 2 und 7 aus einem Stück gemacht, desgleichen Zylinder 11 und Paraboloid 16.
Fig. 3 und 4 stellen eine andere Ausführungsform dar, besonders für Lichtquellen kleinerer Leistung und geringer Wärmeentwicklung. Fig. 3 ist eine Ansicht von vorn. Fig. 4 stellt einen Schnitt durch die Symmetrieebene dar. Als Bezeichnungen sind die gleichen wie bei Fig. 1 und 2 gewählt.
Der Unterschied gegenüber der Ausführungsform gemäss Fig. 1 und 2 besteht darin, dass die Paraboloide 2 und 7 eine kürzere Brennweite erhalten und der Umfassungswinkel1800 beträgt. Dadurch wird es möglich, den ganzen Reflektor bei Fertigung aus Glas aus einem Stück herzustellen. Der halbmondförmige Teil 21 und die Verbindungsflächen 22 zwischen Zylinder 11 und Paraboloid 16 bleiben dabei unverspiegelt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Reflektorsystem zur Ausleuehtung eines langgestreckten, rechteckigen Feldes von der Mitte einer Schmalseite dieses Feldes aus, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektorsystem aus zwei Hauptteilen verschieden optischer Grundform besteht, wobei der eine Hauptteil in Richtung des zu beleuchtenden Feldes gesehen hinter der Lichtquelle angeordnet ist und die entfernter liegenden Feldpartien beleuchtet und einem zweiten, vor der Lichtquelle angeordneten, im Strahlengang des Reflektors des ersten Hauptteiles liegenden Hauptteil weiter möglichst geringer Abschattung des von ihm ausgehenden Lichtstroms, der die näher liegenden Feldpartien direkt beleuchtet.