DE102019006130A1 - LIGHT PROTECTION DEVICE WITH HIGH PRECISION OPTICS FOR GLARE-FREE LIGHT DEFLECTION - Google Patents
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Abstract
Die Innovation betrifft eine Lichtschutzvorrichtung bestehend aus Lamellen mit mindestens oberseitig verspiegelter Mikroprismenstruktur, wobei die Prismen eine Rillenstruktur parallel zu den Prismenkanten bilden und die Prismen in Horizontalposition Flanken F1im Winkel σ zur Horizontalen auf der Strahlungseinfallsseite aufweisen. Die Lamellen sind in einem Abstand D zueinander angeordnet. Zwischen den Lamellen ergibt sich eine Schattenlinie S im Winkel αs.Die einzelnen Prismen bilden im Querschnitt gleichschenkelige Dreiecke mit Winkeln σpzur Basis und sind symmetrisch ausgebildet. Die Basis der Dreiecke ist parallel zur Lamellenkontur angeordnet. Benachbarte Prismen sind symmetrisch zueinander angeordnet. Die Prismenstruktur wird in einem ersten Arbeitsschritt ohne Querschnittswölbung erzeugt, sodass die Prismenflanken F1in Winkeln σ = σpzur Horizontalen H ausgebildet sind. Bei Bestrahlung senkrecht zu den Prismenflanken F1entsteht zunächst ein unverzerrtes Spiegelbild. In einem weiteren Arbeitsschritt wird eine fokussierende Optik erzeugt, indem die Winkel σ der Prismenflanken F1zur Horizontalen von der Einstrahlungsseite her zum Innenraum hin zunehmen und die Winkel yzwischen den einzelnen Prismen in Anpassung an eine konkave Oberseitenauswölbung der Lamellen durch einen Auswölbungsvorgang reduzierbar sind.The innovation relates to a light protection device consisting of lamellae with a microprismatic structure mirrored at least on the upper side, the prisms forming a groove structure parallel to the prism edges and the prisms in the horizontal position having flanks F1 at an angle σ to the horizontal on the radiation incidence side. The slats are arranged at a distance D from one another. Between the lamellae there is a shadow line S at an angle αs. The individual prisms form isosceles triangles in cross-section with angles σp to the base and are symmetrical. The base of the triangles is arranged parallel to the lamellar contour. Adjacent prisms are arranged symmetrically to one another. The prism structure is produced in a first work step without cross-sectional curvature, so that the prism flanks F1 are formed at angles σ = σp to the horizontal H. When irradiated perpendicular to the prism flanks F1, an undistorted mirror image is initially created. In a further work step, focusing optics are created by increasing the angles σ of the prism flanks F1 to the horizontal from the irradiation side towards the interior space and the angles y between the individual prisms can be reduced by a bulging process to adapt to a concave top bulge of the lamellas.
Description
Die Innovation betrifft Lichtschutzvorrichtungen, die aus einer Vielzahl von Lamellen besteht mit einer Lichtumlenkung an metallisierten, dreidimensionalen Oberflächenstrukturen. Die dreidimensionalen Oberflächen bestehen im Lamellenquerschnitt aus dreiecksförmigen, parallel angeordneten Prismenlinien, die in Längsrichtung der Lamellen verlaufen. Die dreiecksförmigen Prismen weisen Flanken zum Strahlungseinfall und Flanken zum Innenraum auf.The innovation concerns light protection devices, which consist of a large number of slats with a light deflection on metallized, three-dimensional surface structures. The three-dimensional surfaces in the slat cross-section consist of triangular, parallel arranged prism lines that run in the longitudinal direction of the slats. The triangular prisms have flanks to the incidence of radiation and flanks to the interior.
In der
In der
Die
Der Nachteil der dort erläuterten Verfahren ist, die anorganische Sol-Gel-Beschichtung und die sägezahnähnliche Prismenkontur. Die einzelnen Prismen haben sehr unterschiedliche Konturen. Dies erfordert äußerst komplexe Werkzeuggeometrien, um Fresnel-Optiken zu bilden. In
Die
Alle Lamellen - ob im Strangpressverfahren, im Walzverfahren oder im Rollformverfahren hergestellt - zeichnen sich durch Rundungen mit ungezielten Lichtstreuungen an den Prismenspitzen aus, die es nicht ermöglichen, eine Präzisionsoptik zu erzeugen, um alle auf die Lamellen auftreffenden Strahlen wie gewünscht auszulenken. Eine hohe Präzision der Lichtführung ist jedoch erforderlich, damit die Lamellen blendfrei und in ihrer Licht- und Energieverteilung optimierbar sind. Bei Prismenstrukturen im Mikrobereich kommt es bei Kantenrundungen zu holographischen und Farbeffekten, was es durch die Forderung nach Scharfkantigkeit zu vermeiden gilt.All lamellas - whether manufactured using the extrusion process, the rolling process or the roll-forming process - are characterized by curves with untargeted light scattering at the prism tips, which do not make it possible to create precision optics in order to deflect all the rays that hit the lamellas as desired. A high level of precision in the light guidance is required, however, so that the slats are glare-free and their light and energy distribution can be optimized. In the case of prism structures in the micro range, holographic and color effects occur when the edges are rounded, which must be avoided by requiring sharp edges.
Welches bekannte Herstellungsverfahren für die bekannten Lichtlenkstrukturen auch immer gewählt wird, es erfordert für jede Lamellenbreite und/oder Lamellenabstände eigene Werkzeuge zur Prismenausformung.Whichever known manufacturing method is chosen for the known light-guiding structures, it requires separate tools for prism shaping for each lamella width and / or lamella spacing.
Die Aufgabe der Erfindung ist eine Prismenstruktur und ein Herstellungsverfahren zu entwickeln, das es ermöglicht, das Lamellenvormaterial in großen Arbeitsbreiten mit einer Mikrospiegelstruktur zu versehen, dieses anschließend in beliebige Lamellenbreiten zu spalten und ohne spezielle Anpassung der Mikrostruktur an spezifische Lamellenbreiten das gewünschte Lichtlenkverhalten an den einzelnen Lamellen zu erzielen.The object of the invention is to develop a prismatic structure and a manufacturing method that makes it possible to provide the lamellar pre-material with a micromirror structure in large working widths, then to split this into any desired lamellar widths, and without special adaptation of the microstructure to specific lamellar widths, the desired light control behavior to the individual To achieve slats.
Die Erfindung hat sich damit in der prismenspezifischen Gestaltung die Aufgabe gestellt, komplexe Prismengeometrien, wie diese in der
Die Lösung der Aufgaben erfolgt gemäß dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches sowie der Herstellungsansprüche.The tasks are solved according to the characterizing part of the main claim and the manufacturing claims.
Unter Prismen sind einzelne Dreiecke zu verstehen, die parallel zu den Lamellenkonturen feine Linien bilden und die oberseitig verspiegelt sind. Die Innovation sieht vor, eine Prismenstruktur einzudrücken und/oder aufzudrucken. σp ist der Winkel der besonnten Prismenflanken zur Lamellenbasis. σH ist der Winkel der besonnten Prismenflanken zur Horizontalen, der infolge der Lamellenwölbung variiert.Prisms are to be understood as single triangles that form fine lines parallel to the slat contours and that are mirrored on the top. The innovation provides for a prism structure to be impressed and / or printed on. σ p is the angle between the sunlit prism flanks and the base of the lamella. σ H is the angle of the sunlit prism flanks to the horizontal, which varies due to the curvature of the lamellae.
Der Innovation liegt die Idee zu Grunde, völlig unabhängig von den Lamellenbreiten eine einheitliche Prismenkontur zu entwickeln, die dennoch immer die gleichen, optischen Wirkungen entwickelt, sodass die Möglichkeit besteht, aus einem Muttercoil mit Mikrospiegelprismen beliebige Lamellenbreiten abzuspalten und diese für Jalousien mit unterschiedlichen Lamellenbreiten, Lamellenwölbungen und Lamellenabständen einzusetzen.The innovation is based on the idea of developing a uniform prism contour, completely independent of the slat widths, which nevertheless always develops the same optical effects, so that it is possible to split off any slat widths from a mother coil with micromirror prisms and use these for blinds with different slat widths, Use lamellar curvatures and lamellar spacing.
Im Unterschied zu dem bekannten Gesetz, dass optische Strukturen beliebig vergrößert oder verkleinert werden können, bleiben die Prismenstrukturen in der Innovation größenkonstant - dies trotz proportionaler Vergrößerung und Verkleinerung der Lamellenpaare bzw. deren Abstände D und deren Radien r bzw. Auswölbungen.In contrast to the well-known law that optical structures can be enlarged or reduced as desired, the prismatic structures in the innovation remain constant in size - despite the proportional enlargement and reduction of the pairs of lamellae or their spacing D and their radii r or bulges.
Die Lösung dieser Aufgabe zeigt sich in
Der Winkel σp der Prismenkathete und der Reflexionswinkel yan einer Prismenflanke in
Genau diese überraschende Erkenntnis nutzt die Innovation in der optischen Gestaltung der Reflexionskontur an einer Jalousielamelle, um die Werkzeuge zur Prismenausformung, die Herstellungsverfahren, als auch die Logistik und Lagerhaltung von Vormaterial zu vereinfachen. Die innovative Methode, die Prismenkontur zu erzeugen in Kombination mit dem neuen Herstellverfahren, bietet die Möglichkeit, Prismenfolien mit einer Vielzahl identischer Prismen in beliebigen Arbeitsbreiten herzustellen, diese in beliebige Streifenbreiten zu trennen und auf beliebige Lamellenbreiten zu applizieren, um im Endeffekt völlig unterschiedliche Behänge mit Lamellenbreiten von z.B. 12 mm bis 100 mm Breite mit unterschiedlicher Auswölbung herzustellen und dennoch für alle unterschiedlichen Behänge identische optische und energetische Eigenschaften zu erzielen. Es lassen sich sogar Verbünde von prismenstrukturierten Folien auf Lamellenkörpern in sehr großen, wirtschaftlichen Arbeitsbreiten herstellen, in voller Arbeitsbreite metallisieren und später in beliebige Lamellenbreiten aufspalten oder in Streifen geschnittene Folien werden schmalen Lamellen aufkaschiert.It is precisely this surprising finding that the innovation uses in the optical design of the reflection contour on a blind slat to simplify the tools for forming prisms, the manufacturing process, as well as the logistics and storage of primary material. The innovative method of generating the prism contour in combination with the new manufacturing process offers the possibility of producing prism foils with a large number of identical prisms in any working widths, separating them into any stripe widths and applying them to any lamella widths in order to ultimately include completely different hangings Produce slat widths of, for example, 12 mm to 100 mm width with different bulges and still achieve identical optical and energetic properties for all different hangings. It is even possible to produce composites of prism-structured foils on lamellar bodies in very large, economical working widths, metalize them in full working width and later split them into any desired lamellar widths, or foils cut into strips can be laminated onto narrow lamellas.
Die Lamellenkontur selbst wird wie üblich mittels Rollensatzpaaren in die schmalen Lamellen eingeformt. Nur durch die spezifische Konturauswölbung der Lamellen und nicht wie bei Stand der Technik durch die Gestaltung der einzelnen Prismen und/oder durch spezifische Lamellenkippwinkel, erhalten die einzelnen Lamellen mit identischen Prismen die eigentliche Reflexionsoptik zur gewünschten Führung der reflektierten Strahlen, z.B. in der Art oder ähnlich einer Fresnel-Optik. Bisher galt es, die exakte Prismenkontur je nach Lamellenbreite bzw. die Lamellenkippwinkel neu zu berechnen bzw. anzupassen. Durch die Auswölbung ändern sich in der Innovation nur die Winkel yzwischen den Prismen. Dies ist leicht möglich, weil die Prismen auf eine sehr dünne, flexible Folie gedruckt sind.The lamellar contour itself is molded into the narrow lamellas as usual by means of pairs of sets of rollers. The individual lamellas with identical prisms receive the actual reflective optics for the desired guidance of the reflected rays, e.g. in the type or similar, only through the specific curvature of the lamellas and not, as in the prior art, through the design of the individual prisms and / or through specific lamella tilt angles a Fresnel optic. Up to now it was necessary to recalculate or adapt the exact prism contour depending on the slat width or the slat tilt angle. Due to the bulge, only the angles y between the prisms change in the innovation. This is easily possible because the prisms are printed on a very thin, flexible film.
Die Innovation sieht vor (
Im Gegensatz zum Stand der Technik in der
Nicht nur die Prismen selbst sind symmetrisch, auch sind zwei benachbarte Prismen symmetrisch zueinander. Durch die spätere Konturgebung der Lamellen bleiben die Prismenwinkel erhalten, es ändern sich die Winkel yder benachbarten Prismen zueinander. Diese werden durch die konkave Ausformung kleiner. Bei Prismen in Mikrogröße betragen die Winkeländerungen zwischen benachbarten Prismen nur Bruchteile von Winkeln γ. Je breiter die Lamellen sind, umso geringer sind die Winkeländerungen y zwischen den einzelnen Prismen.Not only are the prisms themselves symmetrical, two adjacent prisms are also symmetrical to each other. Due to the later contouring of the lamellas, the prism angles are retained, the angles of the adjacent prisms change to one another. These are smaller due to the concave shape. In micro-sized prisms, the angle changes between adjacent prisms are only fractions of angles γ. The wider the lamellas, the smaller the angle changes y between the individual prisms.
Die Flanken F1 und F2 der innovativen Prismenstrukturen werden vorzugsweise mit ca. σp = 45° ± 3° Neigungswinkeln zur Basis ausgebildet, ohne die Innovation auf diese Winkelangaben einzuschränken (
Eine besonders vorteilhafte Optik ergibt sich, - wie in
Diese Entblendungsfunktion ist in der
Nur Einstrahlung < 30° fällt in
Es gibt zwei Möglichkeiten die Mikrostruktur zu erzeugen: Entweder wird ein Drucklack mittels eines Tiefdruckzylinders auf eine Trägerfolie prismenförmig übergeben und auf der Folie verankert oder es wird in einen flüssigen Lack mittels einer Hochdruckwalze geprägt. Beide Verfahren erfordern eine UV-Aushärtung.There are two ways of creating the microstructure: Either a printing varnish is transferred to a carrier film in a prismatic shape using a gravure cylinder and anchored on the film, or it is embossed into a liquid varnish using a high-pressure roller. Both methods require UV curing.
Polymerisierende Drucklacke werden flüssig aufgetragen und härten in Bruchteilen von Sekunden unter UV-Licht oder Elektronenbestrahlung zu harten und strapazierfähigen Oberflächen aus und können in Schichtdicken sogar < 5 µm 3D-Strukturen wirtschaftlich abbilden. Vorzugsweise wird ein polymerisierender Drucklack auf eine transparente, UV-durchlässige Folie aufgebracht, wobei die UV-Aushärtung durch UV-Bestrahlung erfindungsgemäß über die Folienrückseite erfolgt. Die technische Herausforderung besteht in der scharfkantigen Ausbildung der einzelnen Prismenlinien, wobei der Lack bzw. die Prismenstruktur//Prismenkontur zu 100 % an die Flachfolie abgegeben werden muss und damit die Kontur des Tiefdruckzylinders zu 100 % abbildet und die Spitzen der Prismen ebenfalls exakt ausbildet. Die mit der Forderung nach Scharfkantigkeit verbundene Herausforderung ist die 100 %-ige Lackablösung vom Tiefdruckzylinder, was realisiert wird, indem die Aushärtung durch UV-Strahlung von unten durch die Folie erfolgt, ohne die Strukturwalze selbst durch Bestrahlung zu berühren bzw. schon an der Walze auszuhärten. Dies ist ein wesentlicher Aspekt der innovativen Herstellungstechnologie.Polymerizing printing varnishes are applied in liquid form and cure in fractions of a second under UV light or electron beam radiation to form hard and hard-wearing surfaces and can economically reproduce 3D structures in layer thicknesses of even <5 µm. A polymerizing printing varnish is preferably applied to a transparent, UV-permeable film, the UV curing taking place according to the invention by means of UV radiation on the back of the film. The technical challenge lies in the sharp-edged formation of the individual prism lines, whereby 100% of the lacquer or the prism structure // prism contour has to be transferred to the flat film and thus reproduces the contour of the gravure cylinder 100% and also forms the tips of the prisms exactly. The challenge associated with the requirement for sharp edges is the 100% paint detachment from the gravure cylinder, which is achieved by curing by UV radiation from below through the film, without touching the structure roller itself by irradiation or even on the roller to harden. This is an essential aspect of innovative manufacturing technology.
Dieses neue Verfahren ist noch nie zur Herstellung von Spiegel-Prismen in Mikrogröße eingesetzt worden, insbesondere nicht für die Herstellung von Lichtschutzvorrichtungen wie Jalousielamellen. Auch die nachträgliche Verspiegelung der innovativen Mikrostruktur in einem Bedampfungs-/Sputteringsprozess ist unbekannt. Üblich ist bislang, die glatte Unterseite zu bedampfen und vorderseitig in die flache Folie zu prägen (Nanoprintverfahren). Hiermit werden jedoch aufgrund von Kantenrundungen in der geprägten Folie farbliche, holographische und Prismeneffekte erzielt, die es vorliegend zu vermeiden gilt.This new process has never been used to manufacture micro-sized mirror prisms, especially not for the manufacture of light protection devices such as blinds. The subsequent mirroring of the innovative microstructure in a vaporization / sputtering process is also unknown. Up to now, it has been customary to vaporize the smooth underside and emboss it into the flat film on the front side (nanoprinting). In this way, however, due to the rounded edges in the embossed film, colored, holographic and prismatic effects are achieved which are to be avoided in the present case.
In einer weiteren Entwicklung ist vorgesehen, auf der Folienrückseite eine thermoplastische oder wärmereaktivierbare Beschichtung online aufzubringen, die dazu dient, die Folie zwischen beheizbaren Walzen mittels eines Aufschmelzungsprozesses mit dem Lamellenkörper zu vereinen. Hierfür kommen z.B. PVC- oder Acryllacke in Frage oder leicht aufschmelzbare Folien als Zwischenlage. Die spezielle, fokussierende Optik wird nachgeordnet durch die Lamellenwölbung erzielt.Another development provides for a thermoplastic or heat-reactivatable coating to be applied online to the rear of the film, which serves to unite the film between heatable rollers with the lamellar body by means of a melting process. For this purpose, e.g. PVC or acrylic lacquers or easily meltable foils as an intermediate layer come into question. The special, focussing optics are achieved downstream by the curvature of the lamellae.
Die Prismen selbst können auf sehr dünne Folien < 30 µm oder sogar 6 bis 12 µm, z.B. aus PET oder PMMA, Triton, PVC oder PC mit einem verankernden Drucklack oder z.B. auf einer stärkeren Transferträgerfolie mit transferierbarem Drucklack aufgebracht werden. Die Transferträgerfolie wird nach dem Prismentransfer abgezogen und wiederverwendet. All diese Verfahren erlauben hoch präzise Mikro- oder sogar Nanostrukturen zu erzeugen, die eine außerordentlich genaue Lichtumlenkung garantieren, sehr dünn und damit weniger brüchig sowie sehr sparsam im Materialverbrauch im Vergleich zu Sol-Gel-Beschichtungen sind.The prisms themselves can be made on very thin foils <30 µm or even 6 to 12 µm, for example PET or PMMA, Triton, PVC or PC can be applied with an anchoring printing varnish or, for example, on a stronger transfer carrier film with transferable printing varnish. The transfer carrier foil is peeled off after the prism transfer and reused. All of these processes allow high-precision micro- or even nanostructures to be created, which guarantee extremely precise light deflection, are very thin and therefore less brittle and very economical in terms of material consumption compared to sol-gel coatings.
Weitere Erläuterungen erfolgen anhand der Figurenbeschreibungen. Es zeigen
-
1 eine flache Lamelle mit identischen Prismen, -
2 .1 und 2.2 eine typische Prismenausformung, -
3 und4 ein Lamellenpaar eines Jalousiebehanges mit exemplarischer Lichtführung, -
5 die geometrischen Grundlagen der Lamellenausformung, -
6 Bestimmung der Tangentenneigung und der Radien zur Lamellenausformung, -
7 Bestimmung der Lamellenkontur im Verhältnis zum Lamellenabstand.
-
1 a flat lamella with identical prisms, -
2 .1 and 2.2 a typical prism shape, -
3rd and4th a pair of slats of a blind with exemplary lighting, -
5 the geometric basics of lamellar formation, -
6th Determination of the tangent inclination and the radii for shaping the lamellae, -
7th Determination of the slat contour in relation to the slat spacing.
Die Zusammenführung der Lamellen
In der Herstellung der Prismen weisen alle Prismen die gleiche Kontur auf wobei sich vorliegend beispielhaft ein Winkel yvon 90° ergibt. Die fokussierende Lamellenkontur wird durch eine Reduktion des Winkels yerzeugt wie in
Die Katheten- bzw. Prismenflanken F betragen in einer wirtschaftlichen Größenordnung zwischen 2 µm und 60 µm, sodass sich ein Gesamtaufbau der Kaschierfolie von nur 10 bis 50 µm ergibt. Andere Abmessungen und Foliendicken sind jedoch möglich. Eine ideale Optik ergibt sich bei einer Neigung der Prismenflanken von σp = 45° zur Basis.The cathetus or prism flanks F are in an economic order of magnitude between 2 µm and 60 µm, so that the overall structure of the laminating film is only 10 to 50 µm. However, other dimensions and film thicknesses are possible. An ideal optic results from an inclination of the prism flanks of σ p = 45 ° to the base.
Es zeigt sich, dass sich die Lamellenkörper in ihrer Breite B1 zu B2 sowie in ihrem Abstand D1 zu D2 sowie in der Auswölbung erheblich unterscheiden. Trotzdem gelingt es erfindungsgemäß mit einer einzigen Prismenkontur, die sich in ihrer Form und Größe der einzelnen Prismen nicht unterscheiden, dennoch eine identische Lichtführung reflektierter Lichtstrahlen zu erzielen, sofern das Verhältnis h/B bzw. D/B erhalten bleibt. Dies ist der Fall, wenn die Prismenflanken mindestens an den Kanten und in der Lamellenmitte gleiche Winkel σ1, und σ2 zur Horizontalen aufweisen.It can be seen that the lamellar bodies differ considerably in their width B 1 to B 2 and in their distance D 1 to D 2 and in the bulge. Nevertheless, it is possible according to the invention with a single prism contour, which do not differ in their shape and size of the individual prisms, to achieve identical light guidance of reflected light beams, provided the ratio h / B or D / B is maintained. This is the case when the prism flanks have the same angles σ 1 and σ 2 to the horizontal at least at the edges and in the center of the lamella.
Für gleiche Sonneneinfallswinkel ergeben sich z.B. an den Lamellenkanten und in der Lamellenmitte in beiden
- Man bildet in
7 einen Kreisausschnitt im Winkel β und bestimmt hiermit die Lamellenbreite B mittels eines Tangentenwinkels β/2 in den Lamellenkanten. Die Lamellenkontur und die Lamellenbreite werden vorliegend durch einen Kreisbogenabschnitt bestimmt, dessen Radius r beliebig groß gewählt werden kann.
- One trains in
7th a section of a circle at an angle β and thereby determines the lamella width B by means of a tangent angle β / 2 in the lamellae edges. The lamellar contour and the lamellar width are determined in the present case by a circular arc segment, the radius r of which can be selected as large as desired.
Eingezeichnet sind jeweils 45° Prismen in den Lamellenkanten, deren Basis im Winkel β/2 angestellt ist und die Lamellen somit unabhängig von der Lamellenbreite immer das gleiche optische Verhältnis gewährleisten. Die Lamellenabstände D untereinander ändern sich proportional zur Lamellenbreite und werden vorzugsweise durch den Winkel αs der Schattenlinie S bestimmt, damit die Spiegelung der Retroreflexion in einer Außenscheibe nicht zwischen den Lamellen in den Innenraum eindringen und dort einen Nutzer blenden kann. Die dem Strahlungseinfall ausgesetzte Prismenflanke an der innenraumseitigen Lamellenkante wird idealerweise im rechten Winkel zur Schattenlinie S ausgebildet, wodurch auch der Neigungswinkel αs bestimmt ist.45 ° prisms are drawn in each of the slat edges, the base of which is set at an angle β / 2 and the slats therefore always ensure the same optical ratio regardless of the slat width. The lamellar spacing D change proportionally to the width of the slats and are preferably determined by the angle α s of the shadow line S so that the reflection of the retroreflection in an outer pane cannot penetrate the interior between the slats and dazzle a user there. The prism flank exposed to the incidence of radiation on the lamella edge on the inside is ideally formed at a right angle to the shadow line S, whereby the angle of inclination α s is also determined.
Ein optimaler Lamellenabstand ergibt sich durch D = B x tan αs An optimal lamella spacing results from D = B x tan α s
Die Segmenthöhe h variiert ebenfalls proportional zur Lamellenbreite und bestimmt sich zu h = B/2 x tan (β/4).
Die Lamellenschnittbreite b bestimmt sich zu b = β/360° x 2r x π
Ist eine Lamellenbreite B vorgegeben, so bestimmt sich de Radius r der Lamellenkontur r = B/2 x sin (β/2).The segment height h also varies proportionally to the lamella width and is determined by h = B / 2 x tan (β / 4).
The lamellar cutting width b is determined by b = β / 360 ° x 2r x π
If a lamella width B is specified, the radius r of the lamella contour r = B / 2 x sin (β / 2) is determined.
Abweichungen von rechnerisch ermittelten Maßen sind fertigungsbedingt zu tolerieren. Ein Kreisbogen mit einer Lamellensymmetrie ermöglicht eine sehr gute Annäherung an eine Fresnel-Optik.Deviations from calculated dimensions are to be tolerated due to production. A circular arc with a lamellar symmetry enables a very good approximation of a Fresnel optic.
In allen Zeichnungen sind die Prismen um ein Vielfaches vergrößert dargestellt. In der Realität handelt es sich um Nano- bzw. Mikrogrößen der Prismenflanken. Diese bilden Minifragmente eines Kurvenverlaufes und ermöglichen je nach Ausformung des Lamellenkörpers, jede beliebige Geometrie durch Anpassung der Winkel ypräzise abzubilden. Die Prismenfragmente ergänzen sich in ihrer minimalen Größe zu einer kontinuierlichen Optik, indem sich die Winkel yzwischen den Prismen durch eine minimale Verkleinerung der gewünschten Lamellenwölbung anpassen.In all drawings, the prisms are shown enlarged many times over. In reality, these are nano or micro sizes of the prism flanks. These form mini-fragments of a curve progression and, depending on the shape of the lamellar body, enable any geometry to be reproduced precisely by adjusting the angle. The prism fragments complement each other in their minimal size to form a continuous optic in that the angles y between the prisms adapt to the desired curvature of the lamellae by a minimal reduction in size.
Für die innovativen Mikrostrukturen gilt: Je kleiner die Prismen gewählt sind, umso genauer wird der gewünschte Kurvenverlauf der Reflexionsoptik durch die Struktur abgebildet und die gewünschten Eigenschaften der Jalousien mittels präziser Kontrolle der Reflexionen erreicht und umso geringer ist der Anpassungswinkel yzwischen den einzelnen Prismen.The following applies to the innovative microstructures: the smaller the prisms are selected, the more precisely the desired curve shape of the reflection optics is mapped by the structure and the desired properties of the blinds achieved by means of precise control of the reflections and the smaller the adjustment angle y between the individual prisms.
Deshalb ist die Größe der Prismen mit Flanken < 60 µm, vorteilhafterweise < 5 µm von elementarer Bedeutung für die Präzision der Lichtführung. Dies gilt insbesondere auch für die Kantenausbildung der Dreiecks- bzw. Prismenspitzen. Bei Prismen in Mikro- oder Nanogröße ergeben sich bei präziser Produktion nur minimalste Kantenrundungen, die keine Blendung beim Nutzer im Innenraum auslösen und eine vollständigere Energieabweisung zugunsten eines minimalen Gesamtenergiedurchgangs und zugunsten der Minderung von Kühllasten der Gebäude ermöglichen.Therefore, the size of the prisms with flanks <60 µm, advantageously <5 µm, is of elementary importance for the precision of the light guidance. This also applies in particular to the edge formation of the triangular or prism tips. With prisms in micro or nano size, precise production results in only minimal rounded edges that do not cause any glare for the user in the interior and enable a more complete rejection of energy in favor of a minimal total energy passage and in favor of the reduction of cooling loads in the building.
Die Prismenfolien werden im Hochvakuum metallisiert. Für die Metallisierung wird Reinstaluminium oder zur Verhinderung der Oxidation und zur Reflexionsverstärkung werden additive Siliciumoxyd-Schichten oder sogar Silberlegierungen eingesetzt. Farbgestaltungen sind durch metallische Zusätze oder auch Goldauflagen möglich.The prism foils are metallized in a high vacuum. Ultra-pure aluminum is used for metallization, or additive silicon oxide layers or even silver alloys are used to prevent oxidation and to increase reflection. Color designs are possible through metallic additives or gold plating.
Da es bei Rückreflexionen in die Fassade zu Spiegelungen in der Außenverglasung kommt, die dann auf die Unterseite der Lamellen treffen, ist es sinnvoll, auch die Lamellenunterseiten zu verspiegeln und/oder mit Spiegelprismenauflagen auszurüsten, die die auftreffende Strahlung in die Scheiben zurück reflektieren. Empfehlenswert sind mindestens helle Beschichtungen, z.B. reinweiß.Since reflections back into the facade lead to reflections in the outer glazing, which then hit the underside of the slats, it makes sense to also mirror the undersides of the slats and / or equip them with mirror prism supports that reflect the incident radiation back into the panes. At least light coatings, e.g. pure white, are recommended.
Die
Je nach Radius r werden unterschiedliche Prismenkippwinkel und die Tangentenneigungswinkel t1 bis t5 in den Lamellenkanten gezeigt. Die Prismenflanken sind mit M1 bis M5 gekennzeichnet, um die Zugehörigkeit zu zeigen. Folgt man der Anforderung nach Blendfreiheit infolge Spiegelung in einer Außenverglasung, wird die Schattenlinie S1 bis S5 im rechten Winkel zur besonnten Prismenflanke des Prismas an der Lamellenkante zum Innenraum angeordnet, sodass sich die Winkel der Schattenlinien a1 bis α5 in Abhängigkeit vom Lamellenradius r und dem Mittelpunkt M1 bis M5 ergeben.Depending on the radius r, different prism tilt angles and the tangent inclination angles t 1 to t 5 are shown in the lamella edges. The prism flanks are marked with M 1 to M 5 to show the affiliation. If one follows the requirement for glare-free due to reflection in external glazing, the shadow line S 1 to S 5 is arranged at a right angle to the sunlit prism flank of the prism on the edge of the louvre to the interior, so that the angles of the shadow lines a 1 to α 5 depend on the louvre radius r and the center point M 1 to M 5 .
Die exakte Auswölbung der Lamellen variiert mit den Mittelpunkten, z.B. M1, M3, M5 und ist in den gestrichelten Kurven b1 bis b3 zu erkennen. Die sich ergebende Segmenthöhe h ist umso kleiner, umso größer der Radius r ausgebildet ist. Gleichzeitig gilt, je kleiner der Radius, umso flacher die Schattenlinie S1 bis S5 und umso geringer die Lamellendistanz D5 bis D1. Die erkennbaren Variationen der Lamellenbreiten B sind bei Mikroprismen jedoch vernachlässigbar.The exact bulge of the lamellas varies with the centers, for example M 1 , M 3 , M 5 and can be seen in the dashed curves b 1 to b 3 . The resulting segment height h is smaller, the larger the radius r is formed. At the same time, the smaller the radius, the flatter the shadow line S 1 to S 5 and the smaller the lamella distance D 5 to D 1 . The discernible variations in the width of the lamellae B are, however, negligible in the case of microprisms.
In
Wenn die Lamellen um eine Achse x symmetrisch ausgebildet sind, gestalten sich die Prismenneigungswinkel ebenfalls symmetrisch. Durch die Winkelangabe der Lamellenkontur in den Endpunkten ist die Mikrostruktur auch von einem Jalousiebauer leicht z.B. mit einer Schablone zu kontrollieren.If the lamellas are symmetrical about an axis x, the prism inclination angles are also symmetrical. By specifying the angle of the slat contour in the end points, the microstructure can also be easily checked by a blind builder, for example with a template.
Alle Prismen sind vorliegend im Winkel von σp = 45° ausgebildet. Dies ist jedoch nicht Bedingung. Optimale Ergebnisse sind auch noch mit Prismenwinkeln σp von 30° bis 50° erzielbar.In the present case, all prisms are designed at an angle of σ p = 45 °. However, this is not a requirement. Optimal results can also be achieved with prism angles σ p of 30 ° to 50 °.
Um eine optimale Reflektionsoptik einer konkav/konvexen Lichtauslenklamelle unter Berücksichtigung einer Blendfreiheit in der Außenverglasung bei Montage der Jalousien hinter Glas im Innenraum zu realisieren, bestehen folgende Abhängigkeiten: Für ein Verhältnis von
Lamellendistanz D zu Lamellenbreite B
Slat distance D to slat width B
Die Tangenten t in den Kanten der Lamellenkörper sind bei horizontaler Lamellenlage 15° ± 5° zur Horizontalen geneigt.The tangents t in the edges of the lamellar bodies are inclined 15 ° ± 5 ° to the horizontal when the lamellae are in a horizontal position.
Hierbei ergibt sich eine Stichhöhe h des ausgewölbten Lamellenkörpers im Verhältnis zur Lamellenbreite b
Um den Lamellenkörper richtig auszuformen, wird ein optimales Verhältnis des Radius r zur Lamellenbreite b von
Als Richtwert für die Lamellenkontur gilt: Je größer die Distanz D im Verhältnis zur Lamellenbreite B gewählt wird, d.h. umso größer der Winkel αs der Schattenlinie S gewählt wird, umso flacher kann der Prismenwinkel σp an der zum Innenraum gelegenen Lamellenkante bestimmt werden. Für ein Verhältnis D/B = 0,55 und einer Schattenlinie von 30° beträgt der Prismenwinkel im Bereich der Lamellenkante auf der Einstrahlungsseite σ = 30°, um Blendungen bei Rückreflexion in die Verglasung weitgehend zu vermeiden.The following applies as a guide for the lamellar contour: The greater the distance D is selected in relation to the lamellar width B, i.e. the larger the angle α s of the shadow line S is selected, the flatter the prism angle σ p can be determined at the lamella edge facing the interior. For a ratio D / B = 0.55 and a shadow line of 30 °, the prism angle in the area of the lamella edge on the irradiation side is σ = 30 ° in order to largely avoid glare when it is reflected back into the glazing.
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- DE 102014005480 [0002, 0010]DE 102014005480 [0002, 0010]
- DE 102013019295 A1 [0003, 0006, 0010]DE 102013019295 A1 [0003, 0006, 0010]
- EP 1212508 B1 [0004, 0010, 0024]EP 1212508 B1 [0004, 0010, 0024]
- EP 0005929 PCT [0020]EP 0005929 PCT [0020]
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