DE10258482A1

DE10258482A1 - Fiber-optic lighting system to operate with sealed chamber filled with gas, e.g. for NMR equipment, has source of light and fiber-optic wave-guide

Info

Publication number: DE10258482A1
Application number: DE10258482A
Authority: DE
Inventors: Heinz-Jürgen Lokys
Original assignee: Lokys Heinz-Juergen Dipl-Ing
Current assignee: Lokys Heinz-Juergen Dipl-Ing
Priority date: 2002-12-10
Filing date: 2002-12-10
Publication date: 2004-07-08

Abstract

With its end (22) lying in a feeding range of light, a fiber-optic wave-guide (16) fits in a hermetically sealed chamber (26) that is defined by a source of light (12) and filled with a gaseous substance. The chamber also has a disk (38) made up of transparent material.

Description

Die Erfindung betrifft ein fiberoptisches Beleuchtungssystem mit einer Lichtquelle und einem Lichtleiter.The invention relates to a fiber optic Lighting system with a light source and a light guide.

Seit einigen Jahren entwickeln sich fiberoptische Beleuchtungssysteme zu einem immer bedeutsameren Teilgebiet der Beleuchtungstechnik. Das fiberoptische Beleuchtungssystem umfasst dabei immer einen Lichtleiter, der aus einer Vielzahl einzelner Lichtleitfasern bestehen kann. Durch eine geeignete Lichtquelle wird Licht in den Lichtleiter eingespeist und tritt je nach Verwendungszweck und Modifikation des Lichtleiters in vorgegebenen Bereichen wieder aus dem Lichtleiter aus. Unterschieden werden kann dabei zwischen Endlichtern und Seitenlichtern. Bei Endlichtern tritt das eingespeiste Licht am Ende des Lichtleiters wieder aus, während bei Seitenlichtern eine Oberfläche des Lichtleiters derart bearbeitet wurde, dass es zu einem seitlichen Lichtaustritt kommt.Have been developing for several years fiber optic lighting systems to an increasingly important sub-area of lighting technology. The fiber optic lighting system includes always an optical fiber that consists of a large number of individual optical fibers can exist. A suitable light source will light into the Optical fiber fed and occurs depending on the intended use and modification of the Light guide in predetermined areas out of the light guide out. A distinction can be made between tail lights and sidelights. In the case of end lights, the light fed in occurs at the end of the light guide out again while with sidelights a surface of the light guide was processed in such a way that it turned to a side Light emission comes.

Fiberoptische Beleuchtungssysteme haben den Vorteil, dass die Lichtquelle und der Austrittsort des Lichtes voneinander getrennt sind. Da der Lichtleiter in der Regel in seinen Dimensionen sehr viel kleiner als eine herkömmliche Lichtquelle ausgelegt ist, kann eine zufriedenstellende Beleuchtung auch noch bei sehr geringem Bauraum und komplexen Raumgeometrien sichergestellt werden. Weiterhin können mit einer einzigen Lichtquelle mehrere End- und Seitenlichter bedient werden. Zudem ist die Hitzeentwicklung an den Lichtaustrittspunkten äußerst gering, so dass hitzesensitive Gegenstände beleuchtet werden können und auch eine Beleuchtung in Bereichen installiert werden kann, in denen sonst Probleme aufgrund der Hitzeentwicklung zu erwarten wären. Da die Lichtleiter lediglich Licht emittieren und keine elektrischen Vorgänge stattfinden eignen sich fiberoptische Beleuchtungssysteme weiterhin für sicherheitsrelevante Beleuchtungssysteme. Zudem ist der Lichtleiter in der Regel metallfrei, so dass Spezialverwendungen, zum Beispiel in der Magnetometrie oder NMR-Technik, möglich sind.Fiber optic lighting systems have the advantage that the light source and the exit point of the Light are separated from each other. Because the light guide usually its dimensions are much smaller than a conventional one Light source is designed, can provide satisfactory lighting even with very little installation space and complex room geometries be ensured. You can also use a single light source multiple tail and side lights can be operated. In addition, the heat development extremely low at the light exit points, so that heat sensitive objects can be illuminated and lighting can also be installed in areas in which problems due to heat development would otherwise be expected. There the light guides only emit light and no electrical operations fiber optic lighting systems are still suitable for safety-relevant Lighting systems. In addition, the light guide is usually metal-free, so special uses, for example in magnetometry or NMR technology possible are.

Bei fiberoptischen Beleuchtungssystemen der vorgenannten Art besteht seit vielen Jahren das Bestreben, die eingespeisten Lichtleistungen immer weiter zu erhöhen. Bei Lichtleitern aus Kunststoff, insbesondere Acrylharzen, wird allerdings materialbedingt bereits eine Glasübergangstemperatur bei Temperaturen von etwa 80° Celsius erreicht. Gerade im Bereich einer Einkopplungsfläche des Lichtes in den Lichtleiter kann es demnach bei gesteigerten Lichtleistungen zu einer irreversiblen thermischen Schädigung des Lichtleiters kommen. Wird Glas als Werkstoff für die Lichtleiter eingesetzt, so werden zwar theoretisch höhere Temperaturen toleriert, denn die Schmelztemperatur der verwendeten Gläser liegt etwa im Bereich von 350°C, jedoch werden in der Regel Kunststoffkleber zur Fixierung der einzelnen Lichtleitfasern im Bereich der Hülse eingesetzt, die schon bei Temperaturen von > 100°C allmählich schmelzen und thermisch zersetzt werden.In the case of fiber optic lighting systems For many years, the aforementioned type has been endeavoring to feed in Increasing light output ever further. For plastic light guides, in particular Acrylic resins, however, already become a glass transition temperature due to the material at temperatures of around 80 ° Celsius reached. Especially in the area of a coupling surface of the light into the light guide can therefore become irreversible with increased light outputs thermal damage of the light guide. Glass becomes the material for the light guide theoretically higher temperatures are tolerated, because the melting temperature of the glasses used is approximately in the range of 350 ° C, however are usually plastic glue for fixing the individual optical fibers in the area of the sleeve used at temperatures of> 100 ° C gradually melt and be thermally decomposed.

Herkömmliche fiberoptische Beleuchtungssysteme weisen daher zur Vermeidung einer thermischen Schädigung z.B. eines Kunststoff-Lichtleiters eine Kühleinrichtung auf, die den Kunststoff-Lichtleiter im Einspeisebereich des Lichtes temperieren soll. Häufig werden auf Acrylharzen basierende Kunststoff-Lichtleiter eingesetzt, die Maximaltemperaturen von etwa 80°C überstehen können, ohne dass eine thermische Schädigung eintritt. Eine Vielzahl von technischen Lösungen aus dem Stand der Technik geht dabei von Kühleinrichtungen aus, bei denen das im Einspeisebereich des Lichtes liegende Ende des Lichtleiters von einem kühlenden Luftstrom umströmt wird.Conventional fiber optic lighting systems to avoid thermal damage e.g. a plastic light guide on a cooling device that the Temper the plastic light guide in the feed area of the light should. Frequently plastic light guides based on acrylic resins are used, the maximum temperatures of about 80 ° C can withstand without a thermal damage entry. A variety of technical solutions from the state of the art goes thereby of cooling devices in which the end lying in the feed area of the light of the light guide from a cooling Airflow is flowing around.

So ist aus der DE 196 03 025 C2 eine Beleuchtungsvorrichtung zur Einspeisung von Licht in Lichtleiter bekannt, die ein passives Kühlungssystem mit separaten Kammern für die Lichtquelle und die Lichtleitereinspeisung aufweist. Jede Gehäusekammer umfasst zumindest eine obere und eine untere Lüftungsöffnung. Durch die sich ergebene Kaminwirkung soll eine Luftkühlung ohne mechanische Lüftung oder Kühlung erreicht werden.So is from the DE 196 03 025 C2 a lighting device for feeding light into light guides is known, which has a passive cooling system with separate chambers for the light source and the light guide feed. Each housing chamber comprises at least an upper and a lower ventilation opening. The resulting chimney effect is to achieve air cooling without mechanical ventilation or cooling.

Die DE 197 15 388 A1 zeigt ein Beleuchtungssystem mit einer von einem Gehäuse umschlossenen Lichtquelle. Über geeignete Durchbrüche im Gehäuse können optische Koppeleinrichtungen, insbesondere Lichtwellenleiter, angeschlossen werden. Zwischen dem äußeren Gehäuse und der Lichtquelle ist eine Trennwand vorgesehen, die im Gehäuseinneren etwa parallel zur Innenwandung des Gehäuses verläuft. Der sich durch die Trennwand ergebene Innenraum wird zur Luftkühlung genutzt.The DE 197 15 388 A1 shows an illumination system with a light source enclosed by a housing. Optical coupling devices, in particular optical fibers, can be connected via suitable openings in the housing. A partition is provided between the outer housing and the light source, which runs approximately parallel to the inner wall of the housing inside the housing. The interior space created by the partition is used for air cooling.

Eine thermische Kontrolle der Lichteinspeisung in einen Lichtleiter soll gemäß der US 5,099,399 mit Hilfe einer entlang dem Lichtleiter geführten Luftkühlung erfolgen.A thermal control of the light feed into a light guide should be according to the US 5,099,399 with the help of air cooling guided along the light guide.

Schließlich wird In der US 4,922,385 eine Beleuchtungseinrichtung beschrieben, die zur Einspeisung von Licht in einen Lichtleiter dient. Zwischen der Lichtquelle und dem Lichtleiter wird ein hitzereflektierendes Fenster aus einem dichrotischen Material angeordnet. Das Ende des Lichtleiters liegt in einer speziellen Aufnahme, die mit zahlreichen Lüftungskanälen versehen ist.Finally, In der US 4,922,385 describes a lighting device that serves to feed light into a light guide. A heat-reflecting window made of a dichroic material is arranged between the light source and the light guide. The end of the light guide lies in a special holder, which is provided with numerous ventilation channels.

Der vorgenannte Stand der Technik hat den entscheidenden Nachteil, dass die Kühleinrichtungen jeweils auf offenen Systemen beruhen, d. h. die zur Kühlung verwendete Luft zirkuliert nicht in einem geschlossenen System, sonder steht frei mit der Außenumgebung in Kontakt. Bei dieser Art der Kühlung lagern sich im Laufe der Zeit Schmutz- und Staubpartikel auf dem Kunststoff-Lichtleiter ab, die allmählich die Menge an in den Lichtleiter eingekoppelten Lichtes mindern. Zudem wird das nicht in den Lichtleiter eingekoppelte Licht von den Schmutzpartikeln absorbiert und die entstehende Wärme erhitzt den Lichtleiter, so dass dieser schlimmstenfalls verbrennen kann.The aforementioned prior art has the decisive disadvantage that the cooling devices are each based on open systems, ie the air used for cooling does not circulate in a closed system, but is freely in contact with the outside environment. With this type of cooling, dirt and dust particles are deposited on the plastic light guide over time, gradually increasing the amount of light coupled into the light guide reduce it. In addition, the light that is not coupled into the light guide is absorbed by the dirt particles and the heat generated heats the light guide so that it can burn in the worst case.

Die im Stand der Technik bekannten Luftkühler dienen häufig auch einer Kühlung der Lichtquelle, wobei zumeist der Luftstrom über die Lichtquelle zum Lichtleiter geleitet wird. Da herkömmliche Lichtquellen in nicht vernachlässigbarem Ausmaß Wärme produzieren, ist die Umgebungstemperatur im Bereich des Lichtleiters merklich erhöht und eine schnelle und wirksame Kühlung dieses Bereiches wird erschwert. Zudem liegt ein Betriebsoptima der verwendeten Lichtquellen in der Regel bei Temperaturen, die den Einsatz herkömmlicher Lichtleiter ausschließen würden. Daher sind die herrschenden Temperaturen sowohl für die Lichtquelle als auch den Lichtleiter nicht optimal, so dass Betriebssicherheit und Lebensdauer der Komponenten in der Regel gemindert ist.The known in the prior art air cooler often serve also cooling the light source, usually the air flow via the light source to the light guide is directed. Because conventional Light sources in non-negligible Amount of heat produce the ambient temperature in the area of the light guide is noticeable elevated and fast and effective cooling this area is difficult. In addition, there is an operating optimum of the light sources used usually at temperatures that the Use conventional Would exclude light guides. Therefore are the prevailing temperatures for both the light source and the light guide is not optimal, so that operational safety and service life the components are usually reduced.

Andere Lösungsansätze des Standes der Technik sehen vor, das im Einspeisebereich des Lichtes liegende Ende des Lichtleiters mit einer Flüssigkühleinrichtung zu vor thermischer Beschädigung zu schützen.Other prior art approaches provide that the end of the Optical fiber with a liquid cooling device to before thermal damage to protect.

Eine derartige Flüssigkühlung im Bereich des Lichtleiters einer Beleuchtungseinrichtung ist beispielsweise aus der WO 01/29600 und der DE 195 15 031 A1 bekannt. Beide Dokumente zeigen einen vor der Einkopplungsebene des Lichtleiters angeordneten Hohlraum, der mit einer transparenten Flüssigkeit befüllt ist, die zur Kühlung dient. Die Kühlflüssigkeit zirkuliert in dem Hohlraum bzw. angeschlossenem Zuleitungssystem und wird über ein sekundäres Kühlsystem temperiert.Such a liquid cooling in the area of the light guide of a lighting device is for example from WO 01/29600 and DE 195 15 031 A1 known. Both documents show a cavity which is arranged in front of the coupling plane of the light guide and is filled with a transparent liquid which is used for cooling. The coolant circulates in the cavity or the connected supply system and is tempered by a secondary cooling system.

Weiterhin ist aus der DE 195 12 350 A1 eine Vorrichtung zum Einspeisen von Licht in Lichtleitern bekannt, die einen zumindest den Eingangsabschnitt des Lichtleiters umschließenden Kühler umfasst. Ein flüssiges Kühlmittel umströmt die Lichteintrittsstirnfläche des Lichtleiters. Die Einzelfasern des Lichtleiters sind so zusammengefasst, dass Freiräume verbleiben durch die das Kühlmittel treten kann.Furthermore, from the DE 195 12 350 A1 a device for feeding light into light guides is known, which comprises a cooler enclosing at least the input section of the light guide. A liquid coolant flows around the light entry face of the light guide. The individual fibers of the light guide are combined in such a way that free spaces remain through which the coolant can pass.

Die vorgenannten Lösungen sehen teilweise vor, eine transparente Kühlflüssigkeit zwischen der Einkopplungsebene des Lichtleiters und der Lichtquelle anzuordnen. Jede Flüssigkeit hat aber auch eine Eigenabsorption, so dass die in den Lichtleiter eingekoppelte Lichtintensität gemindert werden wird. Weiterhin werden Modifikationen am Lichtleiter selbst vorgenommen, die eine industrielle Massenfertigung erschweren und damit zu deutlich höheren Herstellungskosten führen. Ferner ist der technische Aufwand zur Realisation flüssigbasierter Kühlsysteme deutlich höher als bei luftbasierten Kühlsystemen, da hier spezielle Pump- und Zuleitungssysteme integriert werden müssen. In der Regel ist damit auch der Bauraumbedarf auch erhöht.See the above solutions partly before, a transparent coolant between the coupling level to arrange the light guide and the light source. Any liquid but also has an inherent absorption, so that the one coupled into the light guide Light intensity will be diminished. Furthermore, modifications to the light guide made themselves that complicate industrial mass production and thus significantly higher Manufacturing costs lead. Furthermore, the technical effort to implement liquid-based Cooling systems clearly higher than with air-based cooling systems, because special pump and supply line systems are integrated here have to. As a rule, the space requirement is also increased.

Der vorliegenden Endung liegt die Aufgabe zugrunde, ein fiberoptisches Beleuchtungssystem zu schaffen, das in einfacher und kostengünstiger Weise eine Erhöhung der Lichtleistung der Lichtquelle ermöglicht, ohne dass eine thermische Schädigung des Lichtleiters zu befürchten ist. Weiterhin soll die Lebensdauer des Systems erhöht werden.The present ending is the Task to create a fiber optic lighting system, that in simple and inexpensive Way an increase the light output of the light source allows, without a thermal Damage to the To fear light guide is. The life of the system should also be increased.

Die Aufgabe wird durch das fiberoptische Beleuchtungssystem mit einer Lichtquelle und einem Lichtleiter mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Das erfindungsgemäße fiberoptische Beleuchtungssystem zeichnet sich dadurch aus, dass der Lichtleiter mit seinem im Einspeisebereich des Lichtes liegenden Ende in einer hermetisch geschlossenen, von der Lichtquelle abgegrenzten und mit einem gasförmigen Medium gefüllten Kammer angeordnet ist, die Kammer eine aus einem transparenten Material bestehende Scheibe aufweist und der Kammer eine Kühleinrichtung zugeordnet ist, die das gasförmige Medium in der Kammer kühlt.The task is through the fiber optic Lighting system with a light source and a light guide with solved the features mentioned in claim 1. The fiber optic according to the invention Lighting system is characterized by the fact that the light guide with its end lying in the feed area of the light in one hermetically sealed, separated from the light source and with a gaseous Medium-filled chamber arranged is, the chamber is made of a transparent material Has disc and the chamber is assigned a cooling device, which is the gaseous Medium cools in the chamber.

Es hat sich gezeigt, dass mit dieser relativ einfachen konstruktiven Maßnahme eine deutlich verbesserte Kühlleistung gegenüber den herkömmlich vorgeschlagenen luftbasierten Konstruktionen besteht. Weiterhin kann in die hermetisch geschlossene Kammer kein Staub und dergleichen eindringen, so dass die Lebensdauer des Gesamtsystems deutlich erhöht wird.It has been shown that with this relatively simple constructive measure a significantly improved cooling capacity across from the conventional proposed air-based structures. Farther can no dust and the like in the hermetically sealed chamber penetrate, so that the life of the overall system is significantly increased.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, die Scheibe, die zwischen der Lichtquelle und dem Lichtleiter liegt, aus einem dichroitisch beschichteten Material zu formen. Das dichroitisch beschichtete Material soll dabei den Infrarot-Anteil des von der Lichtquelle emittierten Lichtes beim Durchtritt in die Kammer mindern oder bestenfalls völlig wegnehmen. Hierdurch können die während des Betriebes im Einspeisebereich des Lichtes herrschenden Temperaturen weiter gemindert werden, ohne dass die in der Anwendung wichtigen sichtbaren Spektralbereiche merklich gedämpft werden.In a preferred embodiment the invention further provides for the disc, which between the Light source and the light guide lies, from a dichroic coated Shaping material. The dichroic coated material is said to the infrared portion of the light emitted by the light source reduce or take away completely at best when entering the chamber. This can the while the temperature prevailing in the feed area of the light be further reduced without the important in the application visible spectral ranges are significantly attenuated.

Alternativ oder in Ergänzung zu vorgenannter Variante ist vorgesehen, die Scheibe als Doppelscheibe mit thermischer Isolierung auszuführen. Hierdurch soll die Übertragung von Wärme aus dem Bereich der Lichtquelle in das geschlossene Kammersystem behindert werden.Alternatively or in addition to the aforementioned variant is provided, the disc as a double disc to be carried out with thermal insulation. This is supposed to be the transfer of warmth from the area of the light source into the closed chamber system be hindered.

Als vorteilhaft hat sich ferner erwiesen, wenn die Kühleinrichtung ein in der Kammer angeordnetes Peltier-Element umfasst. Das Peltier-Element kann in seinen Abmessungen besonders einfach dem jeweiligen fiberoptischen Beleuchtungssystem angepasst werden und zeichnet sich durch seinen geringen Energieverbrauch aus. Eine Kühlleistung des Peltier-Element muss dem jeweiligen Beleuchtungssystem angepasst werden. Es hat sich dabei gezeigt, dass Kühlleistungen im Bereich von 10 bis 25 Watt ausreichend sind, um bei Lichtleistungen von bis zu 250 Watt die Kammertemperatur des Lichtleiters nicht über 80°C ansteigen zu lassen.It has also proven to be advantageous if the cooling device comprises a Peltier element arranged in the chamber. The dimensions of the Peltier element can be easily adapted to the respective fiber-optic lighting system and is characterized by its low energy consumption. A cooling capacity of the Peltier element must be adapted to the respective lighting system. It has been shown that cooling capacities in the range of 10 to 25 watts are sufficient to achieve light outputs of up to 250 watts not to let the chamber temperature of the light guide rise above 80 ° C.

Die Kühleinrichtung umfasst ferner vorzugsweise ein Umluftsystem zur Konvektion des gasförmigen Mediums in der Kammer. Die Konvektion des gasförmigen Mediums innerhalb der geschlossenen Kammer verbessert die Kühlung. Auf diese Weise kann die Kühlleistung bei gleicher Auslegung des Kühlelementes noch weiter gesteigert werden.The cooling device further comprises preferably a circulating air system for convection of the gaseous medium in the chamber. The convection of the gaseous medium within the closed chamber improves cooling. That way the cooling capacity with the same design of the cooling element be further increased.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist auf einer der Lichtquelle zugewandten Seite der Scheibe eine Reinigungsvorrichtung für die Scheibe vorgesehen. Hierdurch soll auf der Scheibe anhaftender Schmutz und Staub entfernt werden, um dauerhaft eine hohe Lichtleistung des fiberoptischen Beleuchtungssystems sicherzustellen. Nach einer besonders einfachen und damit auch kostengünstigen Variante umfasst die Reinigungsvorrichtung einen Scheibenwischer.In a further preferred embodiment of the Invention is on one side of the pane facing the light source a cleaning device for the Disc provided. This is to prevent dirt adhering to the disc and dust can be removed to permanently provide high light output of the fiber optic lighting system. After a the particularly simple and therefore also inexpensive variant comprises Cleaning device a wiper.

Weiterhin umfasst das fiberoptische Beleuchtungssystem in einer bevorzugten Variante eine Auswert- und Steuereinheit, die den Betrieb der Reinigungsvorrichtung und/oder der Kühleinrichtung steuert. Durch die Steuerung der Betriebsaktivitäten der vorgenannten Komponenten soll der gesamte Energieverbrauch gemindert werden und eine Lebensdauer der Komponenten durch verringerte Abnutzung verlängert werden. So kann insbesondere mittels der Steuereinheit die Reinigungsvorrichtung beim Einschalten der Lichtquelle aktiviert werden. Denkbar ist auch einen festen Zeitzyklus vorzugeben, der die Aktivitäten der Reinigungsvorrichtung bestimmt.It also includes fiber optics Lighting system in a preferred variant an evaluation and Control unit that operates the cleaning device and / or controls the cooling device. By controlling the operational activities of the aforementioned components the total energy consumption should be reduced and a lifetime of components can be extended due to reduced wear. So in particular by means of the control unit the cleaning device when switching on Light source can be activated. A fixed time cycle is also conceivable pretend of the activities the cleaning device determines.

Für die Steuerung der Kühleinrichtung ist es besonders günstig, wenn ein Temperatursensor im Bereich der Kammer angeordnet ist. Anhand der gemessenen Kammertemperatur lassen sich dann die Aktivitäten des Umluftsystems und des eigentlichen Kühlerelementes steuern. Auf diese Weise kann eine optimale Betriebstemperatur bei geringem Energieverbrauch in der Kammer sichergestellt werden.For the control of the cooling device it’s particularly cheap if a temperature sensor is arranged in the area of the chamber. Based on the measured chamber temperature, the activities of the Control air circulation system and the actual cooler element. On this way, an optimal operating temperature with low energy consumption be ensured in the chamber.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Die einzigeThe invention is explained below of an embodiment and the associated drawings explained in more detail. The only one

1 zeigt in einer Prinzipskizze den Aufbau eines fiberoptischen Beleuchtungssystems. 1 shows in a schematic diagram the structure of a fiber optic lighting system.

Ein in 1 in einer Prinzipskizze dargestelltes fiberoptisches Beleuchtungssystem 10 umfasst eine Lichtquelle 12, die Licht im sichtbaren Spektralbereich emittiert. Die Lichtquelle 12 kann beispielsweise eine herkömmliche Halogenlampe oder Entladungslampe mit einer Lichtleistung von etwa 250 Watt oder mehr sein. Über eine geeignete Optik 14 wird das emittierte Licht auf einen Lichtleiter 16 fokussiert und dort eingekoppelt.An in 1 fiber optic lighting system shown in a schematic diagram 10 includes a light source 12 that emits light in the visible spectral range. The light source 12 can be, for example, a conventional halogen lamp or discharge lamp with a light output of approximately 250 watts or more. About a suitable optics 14 the light emitted is on a light guide 16 focused and coupled there.

Das Beleuchtungssystem besteht aus zwei Modulen mit einer erster Einheit 18, die Lichtquelle 12 beinhaltet, und einer zweiten Einheit 20, die ein im Einspeisebereich des Lichtes liegendes Ende 22 des Lichtleiters 16 umschließt. Die beiden Einheiten 18 und 20 werden durch eine Wandung 24, auf die im Weiteren noch näher eingegangen wird, voneinander getrennt. Das Ende 22 des Lichtleiters 16 liegt demnach in einer hermetisch geschlossenen, von der Lichtquelle 12 abgegrenzten und mit einem gasförmigen Medium gefüllten Kammer 26.The lighting system consists of two modules with a first unit 18 , the light source 12 includes, and a second unit 20 which is an end lying in the feed area of the light 22 of the light guide 16 encloses. The two units 18 and 20 are through a wall 24 which will be discussed in more detail below. The end 22 of the light guide 16 therefore lies in a hermetically sealed, from the light source 12 delimited chamber filled with a gaseous medium 26 ,

In der Regel wird der Lichtleiter 16 mit seinem Ende 22 in einer Hülse 28 eingespannt. Die Hülse 28 dient zur Arretierung des Endes 22 in einer vorbestimmten Position. Der Lichtleiter 16 besteht im konkreten Ausführungsbeispiel aus einem Kunststoff, insbesondere aus Acrylharz.Usually the light guide 16 with its end 22 in a sleeve 28 clamped. The sleeve 28 serves to lock the end 22 in a predetermined position. The light guide 16 consists in the specific embodiment of a plastic, especially acrylic resin.

In der Kammer 26 ist ferner ein Peltier-Element 30 angeordnet, das der aktiven Kühlung des gasförmigen Mediums dient. Weiterhin befindet sich ein Ventilator 32 in der Kammer 26, der eine Konvektion des gasförmigen Mediums in der Kammer 26 ermöglicht. Die beiden Komponenten 30 und 32 sind Bestandteil einer Kühleinrichtung 33. Ein Temperatursensor 34 erfasst eine Kammertemperatur im Bereich des Endes 22 des Kunststoff-Lichtleiters 16 und übermittelt diese an eine verbundene Auswerte- und Steuereinheit 36.In the chamber 26 is also a Peltier element 30 arranged, which serves the active cooling of the gaseous medium. There is also a fan 32 in the chamber 26 which is a convection of the gaseous medium in the chamber 26 allows. The two components 30 and 32 are part of a cooling device 33 , A temperature sensor 34 detects a chamber temperature in the area of the end 22 of the plastic light guide 16 and transmits this to a connected evaluation and control unit 36 ,

Auch das Peltier-Element 30 und der Ventilator 32 sind über geeignete Signalleitungen kommunikativ mit der Auswerte- und Steuereinheit 36 verbunden.Even the Peltier element 30 and the fan 32 are communicative with the evaluation and control unit via suitable signal lines 36 connected.

In der Wandung 24 der Kammer 26 ist eine Scheibe 38 vorgesehen, die aus einem transparenten Material besteht und die den Durchtritt des von der Lichtquelle 12 emittierten Lichtes in Richtung einer Einkupplungsfläche 40 des Kunststoff-Lichtleiters 16 erlaubt. Die Scheibe 38 kann insbesondere aus einem dichroitisch beschichteten Material bestehen, das den Infrarot-Anteil des von der Lichtquelle 12 emittierten Lichtes beim Durchtritt in die Kammer 26 mindert. Denkbar ist auch, die Scheibe 38 als Doppelscheibe auszuführen, um die thermische Isolierung der Kammer 26 gegenüber der Einheit 18 zu verbessern.In the wall 24 the chamber 26 is a disc 38 provided, which consists of a transparent material and which the passage of the light source 12 emitted light in the direction of a coupling surface 40 of the plastic light guide 16 allowed. The disc 38 can in particular consist of a dichroic-coated material that contains the infrared portion of the light source 12 emitted light when entering the chamber 26 decreases. The disk is also conceivable 38 run as a double pane to provide thermal insulation of the chamber 26 towards unity 18 to improve.

In der Einheit 18 ist ferner eine Reinigungsvorrichtung 42 schematisch angedeutet. Die Reinigungsvorrichtung 42 befreit – in noch näher erläuterter Weise – die Scheibe 38 auf Seiten der Lichtquelle 12 von Schmutz und Staub. Dazu umfasst die Reinigungsvorrichtung 42 gemäß einer besonders einfachen Ausführungsform einen Scheibenwischer, der über die Scheibe 38 gleiten kann (hier nicht dargestellt). Die Reinigungsvorrichtung 42 ist über eine Signalleitung mit der Auswerte- und Steuereinheit 36 verbunden.In unity 18 is also a cleaning device 42 indicated schematically. The cleaning device 42 frees - in a manner explained in more detail - the disc 38 on the part of the light source 12 of dirt and dust. For this purpose, the cleaning device includes 42 According to a particularly simple embodiment, a windshield wiper, which over the window 38 can slide (not shown here). The cleaning device 42 is via a signal line with the evaluation and control unit 36 connected.

Im Folgenden wird der Betrieb des fiberoptischen Beleuchtungssystems 10 nach dem vorliegenden Ausführungsbeispiel näher erläutert: Bei Inbetriebnahme des Beleuchtungssystems 10, d.h. Einschalten der Lichtquelle 12, wird mittels der Auswerte- und Steuereinheit 36 ein Aktivierungssignal an die Reinigungseinrichtung 42 übermittelt. Infolgedessen wird für ein vorgegebenes Zeitintervall die Scheibe 38 auf Seiten der Lichtquelle 12 mittels der Reinigungsvorrichtung 42 gereinigt. In der Auswerte- und Steuereinheit 36 kann ferner ein Zeitgeber integriert sein, der im Zusammenspiel mit in der Auswerte- und Steuereinheit 36 hinterlegten Steuerroutinen eine Aktivität der Reinigungsvorrichtung in Abhängigkeit von der Zeit regelt. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass alle fünf Stunden eine Reinigung der Scheibe 38 erfolgt. Die zur Steuerung notwendigen Steuerroutinen werden in der Auswerte- und Steuereinheit 36 hinterlegt. Die nähere Ausgestaltung derartiger Auswerte- und Steuereinheiten 36 ist dem Fachmann hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt, so dass auf eine ausführlichere Beschreibung aus Gründen der Kürze verzichtet wird.The following is the operation of the fiber optic lighting system 10 according to the present embodiment explained in more detail: When starting up the lighting system 10 , ie switching on the light source 12 , is by means of the evaluation and control unit 36 an activation signal to the cleaning device 42 transmitted. As a result, the disc becomes for a predetermined time interval 38 on the part of the light source 12 by means of the cleaning device 42 cleaned. In the evaluation and control unit 36 A timer can also be integrated, which in interaction with the evaluation and control unit 36 stored control routines regulates an activity of the cleaning device depending on the time. For example, it can be provided that the pane is cleaned every five hours 38 he follows. The control routines necessary for control are in the evaluation and control unit 36 deposited. The detailed design of such evaluation and control units 36 is well known to the person skilled in the art from the prior art, so that a more detailed description is omitted for the sake of brevity.

Mit Inbetriebnahme des Beleuchtungssystems 10 wird über den Temperatursensor 34 die Temperatur in der Kammer 26 erfasst und an die Auswerte- und Steuereinheit 36 als Temperatursignal weitergeleitet. Anhand des laufend übermittelten Temperatursignals steuert die Auswerte- und Steuereinheit 36 nun die Aktivitäten des Ventilators 32 und des Peltier-Elementes 30. Dazu sind in an sich bekannter Weise Steuerroutinen in der Auswerte- und Steuereinheit 36 hinterlegt. Die nähere Ausgestaltung derartiger Auswerte- und Steuereinheiten 36 ist dem Fachmann hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt, so dass auf eine ausführlichere Beschreibung aus Gründen der Kürze verzichtet wird.With commissioning of the lighting system 10 is via the temperature sensor 34 the temperature in the chamber 26 recorded and sent to the evaluation and control unit 36 forwarded as a temperature signal. The evaluation and control unit controls on the basis of the continuously transmitted temperature signal 36 now the activities of the fan 32 and the Peltier element 30 , For this purpose, control routines are in the evaluation and control unit in a manner known per se 36 deposited. The detailed design of such evaluation and control units 36 is well known to the person skilled in the art from the prior art, so that a more detailed description is omitted for the sake of brevity.

In der Regel treten bei Kunststoff-Lichtleitern 16 auf Basis von Acrylharzen thermische Schädigungen erst bei Temperaturen von über 80°C ein. Kurz nach Inbetriebnahme werden Temperaturen von 20°C oder niedriger gemessen. Bei derart niedrigen Temperaturen kann auf eine Aktivierung des Peltier-Elementes 30 und/oder des Ventilators 32 verzichtet werden. Auf diese Weise lässt sich der Energieverbrauch senken und die betriebsbedingte Abnutzung der beiden Komponenten 30, 32 verringern.Usually occur with plastic light guides 16 based on acrylic resins, thermal damage only occurs at temperatures above 80 ° C. Shortly after commissioning, temperatures of 20 ° C or lower are measured. At such low temperatures, the Peltier element can be activated 30 and / or the fan 32 to be dispensed with. In this way, energy consumption and operational wear of the two components can be reduced 30 . 32 reduce.

Sobald die Temperatur eine bestimmte Schwelle, beispielsweise 25°C, überschreitet wird von der Auswerte- und Steuereinheit 36 ein Aktivierungssignal dem Peltier-Element 30 übermittelt und mit der Kühlung des gasförmigen Mediums begonnen. Wenn die Temperatur weiter ansteigt, so kann, beispielsweise nach dem Überschreiten eines zweiten Schwellwertes bei 40°C, zusätzlich der Ventilator 32 aktiviert werden. Ferner kann auch eine Kühlleistung des Peltier-Elementes 30 in Abhängigkeit von der herrschenden Temperatur gesteuert werden, wobei die Kühlleistung mit steigender Kammertemperatur erhöht wird.As soon as the temperature exceeds a certain threshold, for example 25 ° C, the evaluation and control unit 36 an activation signal to the Peltier element 30 transmitted and started with the cooling of the gaseous medium. If the temperature continues to rise, the fan can additionally, for example after exceeding a second threshold value at 40 ° C 32 to be activated. Furthermore, a cooling capacity of the Peltier element can also be achieved 30 can be controlled depending on the prevailing temperature, the cooling capacity being increased with increasing chamber temperature.

Mit Hilfe der Auswerte- und Steuereinheit 36 können nicht nur die Aktivitäten des Ventilators 32 und des Peltier-Elements 30 gesteuert werden, sondern es ist auch möglich, deren Aktivitäten zu überwachen. Tritt eine Fehlfunktion auf oder fällt eine der Komponenten 30, 32 gar vollständig aus, so kann dies beispielsweise über ein akustisches Signal der für die Wartung zuständigen Person mitgeteilt werden und/oder es kann eine Notabschaltung des Beleuchtungssystems 10 erfolgen.With the help of the evaluation and control unit 36 can not only the activities of the fan 32 and the Peltier element 30 controlled, but it is also possible to monitor their activities. If a malfunction occurs or one of the components falls 30 . 32 even completely off, this can be communicated, for example, via an acoustic signal to the person responsible for maintenance and / or an emergency shutdown of the lighting system 10 respectively.

Claims

Fiber-optic lighting system with a light source and a light guide, characterized in that (a) the light guide ( 16 ) with its end lying in the feed area of the light ( 22 ) in a hermetically sealed, from the light source ( 12 ) delimited chamber filled with a gaseous medium ( 26 ) is arranged, (b) the chamber ( 26 ) a disc made of a transparent material ( 38 ) and (c) the chamber ( 26 ) a cooling device ( 33 ) assigned to the gaseous medium in the chamber ( 26 ) cools.

Fiber-optic lighting system according to claim 1, characterized in that the cooling device ( 33 ) one in the chamber ( 26 ) arranged Peltier element ( 30 ) includes.

Fiber-optic lighting system according to claim 2, characterized in that the Peltier element ( 30 ) has a power of 10 to 25 watts.

Fiber-optic lighting system according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the cooling device ( 33 ) a circulating air system for convection of the gaseous medium in the chamber ( 26 ), especially a fan ( 32 ).

Fiber-optic lighting system according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that the disc ( 38 ) in the chamber ( 26 ) consists of a dichroic coated material, which contains the infrared portion of the light source ( 12 ) emitted light when entering the chamber ( 26 ) reduces.

Fiber-optic lighting system according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the disc ( 38 ) is a double pane with thermal insulation.

Fiber-optic lighting system according to one or more of Claims 1 to 6, characterized in that on one of the light sources ( 12 ) facing side of the disc ( 38 ) a cleaning device ( 42 ) for the disc ( 38 ) is provided.

Fiber-optic lighting system according to claim 7, characterized in that the Reini supply device ( 38 ) includes a wiper.

Fiber-optic lighting system according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that an evaluation and control unit ( 36 ) is provided, the operation of the cleaning device ( 42 ) and / or the cooling device ( 33 ) controls.

Fiber-optic lighting system according to claim 9, characterized in that the evaluation and control unit ( 36 ) the cleaning device ( 42 ) when switching on the light source ( 12 ) activated.

Fiber-optic lighting system according to claim 9, characterized in that the evaluation and control unit ( 36 ) the cleaning device ( 42 ) activated depending on time.

Fiber-optic lighting system according to claim 9, characterized in that the evaluation and control unit ( 36 ) the cooling device ( 33 ) depending on one of a temperature sensor ( 34 ) in the chamber ( 26 ) measured chamber temperature controls.

Fiber-optic lighting system according to claim 9, characterized in that the evaluation and control unit ( 36 ) for monitoring an operating state of the cooling device ( 33 ) and / or cleaning device ( 42 ) serves.