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Glas mit prismatischen Wellen für Verglasung und Plattenbelag.
Um eine Zerstreuung des Lichtes oder aber eine Sammlung der Lichtstrahlen in bestimmter Richtung zu erzielen, sind schon verschiedene gestreifte, geriefte oder sonstige Glasarten als Fensterscheiben benützt worden. Insbesondere verwandte man Glasscheiben, die mit prismatischen Rippen versehen waren, zum Zweck. die von aussen kommenden Lichtstrahlen unter im voraus bestimmten Winkeln in das Innere der Räume zu werfen.
Diese verschiedenen Systeme haben jedoch wirklich befriedigende Wirkungen nicht ergeben.
Insbesondere hatten die Glasscheiben mit prismatischen Rippen, die an sich die vollkommensten waren, noch zahlreic. he Nachteile für sich. Damit die Lichtstrahlen wirklich in der gewünschten Richtung einfielen. musste in jedem Falle der Scheibe eine andere Stellung in der lotrechten Ebene gegeben werden ; die Bestimmung dieser Lage war sehr schwierig. Sodann musste die Scheibe im Winkel geschnitten werden, was mit Riicksicht auf die Rippen, die unter irgend welchem Winkel geschnitten wurden, ebenfalls mit grossen Schwierigkeiten verbunden war. Ein anderer,
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ausserdem hatte dies noch eine dcutlich sichtbare Wirkung zur Folge, indem sich dunkle Linien am Fusse der Prismen bildeten.
Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Oasscheibe, durch \clechc die vorerwähnten Nachteile vermieden sind. Dieses Glas ist im wesentlichen durch die besondere Beschaffenheit der prismatischen sinus-oder wellenförmigen Rippen gekennzeichnet, die sich auf der einen Seite der Scheibe befinden und die derart angeordnet sind, dass alle von aussen parallel unter einer bestimmten Neigung, z. B. unter 60 zur Wagrechten. einfallenden Lichtstrahlen, wagrecht und senkrecht zur Glasscheibe in das Innere des durch die Scheibe beleuchteten Raumes geworfen werden.
Diese Glasscheibe wird in der lotrechten Ebene immer in derselben Richtung angeordnet ; das Einsetzen der Glasscheiben bietet demnach keinerlei Schwierigkeiten.
Andererseits sind die wellenförmigen Prismen auf der Scheibe voneinander etwas entfernt. um die dunklen Linien zwischen denselben zu vermeiden.
Die Lichtstrahlen, die durch die Scheibe dringen und in das Innere des Raumes geworfen
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Teil dieses Stockwerks als auch die zur linken und rechten Seite an ihn angrenzenden Teile als Ausstrahlungspunkte in Frage kommen.
Diejenigen Strahlen, die auf das Fenster in Richtungen abweichend von der eben ins Auge
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Richtung in den Raum eindringen und ihren Teil zur Allgemeinbeleuchtung beitragen.
Die Scheibe kann aufgefasst werden als eine Platte mit parallelen Flächen, auf welcher die prismatischen Rippen aufgesetzt sind. In Wirklichkeit besteht natürlich die ganze Scheibe aus einem einzigen Stück.
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Die Wirkungsweise der Scheibe beruht auf dem Prinzip der totalen Reflexion, welche Lichtstrahlen beim Durchgang durch ein Prisma unter gewissen Bedingungen c. 'iden und auf der Tatsache, dass ein senkrecht zu einer der gleichen Flächen eines Prismas mit gleichschenklig dreieckigem Querschnitt einfallender Lichtstrahl-in das Prisma eindringt, und, wenn er an der Grundfläche des Prismas reflektiert wird, was bei genügender Grösse des Winkels an der Spitze des gleichschenkligen Dreiecks stattfindet, aus der anderen der beiden gleichen Flächen senkrecht zu ihr austritt.
Die oberste Fläche der Wellenrippen, welche die Eintrittsfläche der Lichtstrahlen bildet, ist eine zylindrische ; ein rechtwinkliger Schnitt durch diese Zylinderflächen ergibt Kreisbogen, die tangential ineinander übergehen und eine Linie ähnlich einer Sinusoide bilden. Die Erzeugenden der Zylinderflächen schliessen mit der Glasplatte einen Winkel von 600 ein. Diese Flächen schneiden die Glasplatte nach ineinander übergehenden Ellipsenbögen a a (Fig. 1 und 3). Die Übergangspunkte der Kreisbögen des rechtwinkligen Querschnittes durch die Zylinderflächen sind derart ge/ählt, dass die Tangenten an die Elipsenbögen in den gemeinsamen Ubergangspunkten einen Winkel von 450 mit der Wagrechten bilden.
Die derart gestaltete Fläche bietet abwechselnd ihren konkaven und ihren konvexen Teil nach oben dar. Durch eine zur Fläche der Glasplatte in geeignetem Abstand parallel verlaufende
Ebene wird diese Zylinderfiache längs eines Linienzuges b b der mit demjenigen a a übereinstimmt und ebenfalls aus Ellipsenbögen besteht geschnitten ; diese Schnittlinie bildet die Begrenzungslinie der Fläche.
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der wagrechten Ebene einen Winkel von 600 ein.
Die untere Fläche der Wellenrippe ist dadurch festgelegt, dass die Strahlen, welche die Eintrittsfläche senkrecht durchdrungen haben, eine totale Reflexion auf ihr erleiden und hierauf senkrecht auf die Glasplatte geworfen werden müssen. Diese untere Fläche, die ebenfalls die Linie b b enthält, ergibt sich folgendermassen : In Fig. 5 ist durch die Tangente a d an die Kurve a a und die hierzu senkrechte Erzeugende a b der oberen Fläche die Tangentialebene an letztere gegeben. Die parallel zueinander in der senkrecht zu der Tangentialebene liegenden Ebene abc c einfallenden Strahlen c c dringen ohne Ablenkung durch die obere Fläche der Wellenrippe ein da sie ja senkrecht auf sie auftreffen.
Wird nun angenommen, dass die gesuchte untere Fläche der Wellenrippe die Strahlenebene c c unter einem rechten W inkel längs der Strecke beschneidet,
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Wenn nun in einem senkrechten Schnitt nach einer Erzeugenden a b die Strecke a e gleich a b genommen wird und so in jedem Punkt der Kurve b b die Linie b P. festgelegt wird, so bilden
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schneidet die Ebene der planparallelen Platte längs der Kurve e e.
Ein rechtwinkliger Schnitt durch die Prismen an den Kuppen lu der Rippen ergibt eine gleichseitige dreieckige Querschnittsfigur ; der Winkel an der Spitze misst. 60".
In allen anderen Schnitten ist der Winkel an der Spitze des gleichschenkligen Dreiecks a b e grosser als 600, was ohne weiteres aus einer graphischen Konstruktion hervorgeht. Die Strahlen c c erleiden jedoch alle eine totale Reflexion. In den Kuppen der Wellenrippen ist der Krümmungsradius der Ellipsen a a grösser als
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Fläche ergeben.
Wenn man die Wellenrippen zusammenrückt, so würden die EintrittsflÅachen und die reflektierenden Flächen ineinander eingreifen Um dabei die reflektierende Fläche ganz zu erhalten, müsste ein Teil der Eintrittsfläche weggelassen werden, was übrigens keinen Nachteil zur Folge hätte, da dieser Teil der Eintrittsfläehe an und für sich keine Lichtstrahlen empfängt, wie aus Fig. 6 hervorgeht, Einer derartigen Ausführung der Scheibe steht also nichts im Wege ; es ist jedoch vorzuziehen, zwischen den Wellenrippen einigen Raum zu lassen, wie in Fig. 1 und 3 dargestellt ist.
Die andere Fläche der Glasplatte, die derjenigen, auf welcher die Wellenrippen angeordnet sind. gegenüber liegt, kann eben sein (Fig. 2) oder aber zu zylindrischen Linsen k (Fig. 7) mit plankonvexer Wölbung umgeformt werden, deren Erzeugenden senkrecht zu der Hauptrichtung der prismatischen Wellenrippen verlaufen und demnach lotrecht sind ; diese Linsen zerstreuen das Licht in das Innere des Raumes. In gewissen Fällen kann man endlich auf derselben
Seite der Glasplatte die prismatischen Wellenrippen und die Linsen übereinanderlagern.
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Im Vorstehenden würde vorausgesetzt, dass die in den Raum zu reflektierenden Strahlen von aussen unter einem Winkel von 600 zur Wagrochtün auffallen ; es ist jedoch ohne weiteres klar, dass dieser Wert nicht durchgängig gilt und dass die Scheibe so angeordnet werden kann, dass sie auch Lichtstrahlen von anderer Richtung in der gewünschten Weise ablenkt. Der Grundgedanke der Anordnung der Eintritts-und reflektierenden Fläche wird jedoch in allen Fällen derselbe bleiben.
Die oben beschriebenen Anordnungen sind lediglich als Ausführungsbeispiele aufzufassen ; die Formen, Abmessungen und die Ausführung der Einzelheiten können natürlich wechseln, ohne dass an dem Grundgedanken der Erfindung etwas geändert würde.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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treffend-n Lichtetrahlen genau senkrecht zur Scheibenfläche weitersenden, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Fläche der Wellenrippen eine abwechselnde konkav und konvex gewellte Zylinderfläohe mit Erzeugenden von 600 Neigung gegen die Glasplatte ist, während die untere Fläche eine Regelfläche bildet, die alle senkrecht zur oberen Fläche einfallenden Lichtstrahlen wagrecht reflektiert und in dieser Richtung in den zu beleuchtenden Raum sendet.