-
Stufenlinse für Signaleinrichtung Die Erfindung geht von einer Stufenlinse
für Signaleinrichtungen derjenigen Art aus, bei der die der Lichtquelle abgekehrte,
konvexe Außenfläche glatt und die der Lichtquelle zugekehrte, abgestufte Innenflüche
mit Streuelementen besetzt ist, und bezweckt eine derartige Ausgestaltung einer
solchen Stufenlinse, daß sie innerhalb eines weiten Streuwinkels auf ihrer Gesamtfläche
ausgeleuchtet erscheint.
-
Es ist bereits ein optisches Signal, insbesondere für Eisenbahnsicherungen,
mit einer Stufenlinse bekannt, bei dem die seitliche Streuung durch auf der Innenseite
der Linse angeordnete, schräg zur optischen Achse verlaufende Flächen in solcher
Weise hervorgerufen wird, daß in jedem Winkelbereich die Leuchtintensität des Signals
annähernd dieselbe bleibt. Ein solches optisches Signal besitzt die schwerwiegende
Unvollkommenheit, da.ß es in den seitlichen Sichtbereichen nicht auf der Gesamtfläche,
sondern nur streifenweise ausgeleuchtet erscheint, weil jedem Winkelbereich nur
einige Streuelemente zugeordnet sind. Außerdem ist dieses Signal nur für Beobachter
sichtbar, die sich entweder in der Symmetrieachse oder auf der einen oder auf der
anderen Seite von ihr befinden.
-
Es ist fernerhin bekannt, für Signalzwecke Stufenlinsen zu verwenden,
die auf ihrer Außenfläche Streuelemente beispielsweise in Form von Längszylinderriefen
tragen. Derart gestaltete Stufenlinsen verschmutzen leicht und lassen sich schwer
reinigen, so daß aus beiden Gründen nur verhältnismäßig breite Zylinderlinsen zulässig
sind, die infolgedessen wieder den Nachteil ergeben, da,ß sie bei schräger Betrachtung
(las Signal nur streifenweise ausgeleuchtet erscheinen lasen.
-
Es ist schließlich bekannt, Signalleuchten mit einer Ahschlußscheibe
zu versehen, die einerseits ein System von schmalen Zylinderriefen und andererseits
ein Gewirr von schmalen Prismenstreifen trägt. Die Zylinderlinsen bewirken eine
Lichtstreuung über die gesamte Scheibenfläche hinweg, und die Prismen rufen einen
insbesondere für einen sich bewegenden Beobachter auffälligen Glitzereffekt hervor.
Eine solche Abschlußscheibe ist zwar vom signaltechnischen Standpunkt aus günstig,
vom konstruktiven Standpunkt aus aber als zusätzlicher Bauteil nachteilig.
-
Durch die Erfindung wird eine Stufenlinse für Signaleinrichtungen
geschaffen, die von den Nachteilen der bisherigen Stufenlinsen frei ist und die
optische Wirkung der bisher benötigten, zusätzlichen Abschlußscheibe gibt.
-
Die Erfindung betrifft daher eine Stufenlinse für Signaleinrichtungen,
bei der die der Lichtquelle abgekehrte, konvexe Außenfläche glatt und die der Lichtqttelle
zugekehrte, abgestufte Innenfläche mit Streuelementen besetzt ist, und ist dadurch
gekennzeichnet daß die Stufenflächen der in an sich bekannter Weise als flachge-,völbte
Bikonvexlinse ausgebildeten Stufenlinse in ihrer Grundform Kugelflächen vom gleichen
Radius bilden und mit mehreren, untereinander gekreuzten Systemen aus je unter sich
parallelen und über den Stufenlinsenquerschnitt versetzungsfrei aneinanderschließenden,
schmalen Zylinderlinsen für die Seitenstreuung und aus sehr schmalen Prismen oder
Zylinderlinsen für den Glitzereffekt besetzt sind.
-
J Die Anordnung der Streuelemente auf der der Lichtquelle zugekehrten,
abgestuften Innenfläche hat bei dei erfindungsgemäßen Ausgestaltung dieser Streuelemente
als feinverteiltes System aus schmalen Zylinderlinsen, gegebenenfalls mit schmalen
Prismen, den herstellungstechnischen Vorteil, daß man die feinunterteilte Oberflächenverformung
mit normalen Preßwerkzeugen herstellen kann, ohne den lichtwirtschaftlichen Nachteil
in Kauf nehmen zu müssen, daß an den unvermeidbaren Oberflächenrauhigkeiten eine
Totalreflexion auftritt, die bei Anbringung der gleichen Streuelemente auf der Linsenaußenfläche
unvermeidbar wäre. Durch die Einsparung der bisher erforderlichen, geriffelten Abschlußscheibe
werden erstens die Reflexionsverluste an den Glasflächen dieser Zusatzscheibe erspart,
und weiterhin wird die Möglichkeit gegeben, auf den bisher bei zusätzlichen Abschlußscheiben
erforderlichen Parabolspiegel hinter dei Lichtquelle zu verzichten. Infolgedessen
ist das Signal mit der Stufenlinse nach der Erfindung praktisch frei von sogenannten
Phantombildern, die d'urc'h eingestrahltes und vom Parabolspiegel zurückgeworfenes
Fremdlicht, z. B. Sonnenlicht, hervorgerufen werden und dem Beobachter fälschlicherweise
das Signal beleuchtet erscheinen lassen.
-
In der nachstehenden Beschreibung und den Zeichnungen ist die Erfindung
an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert, ohne auf dasselbe
beschränkt zu sein. Es zeigt Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Stufenlinse mit den :Merkmalen
der Erfindung, von der Lichtquellenseite leer gesehen, und Fig. 2 einen Ouerschnitt
durch die Stufenlinse nach Fig. 1.
-
Die in den Figuren dargestellte Stufenlinse hat den an sich bekannten
Grundaufbau. Sie besteht aus einem schalenförmigen Glaskörper mit Auflagerand 1,
der Lichtquelle abgekehrter, konvexer Außenfläche 2 und der Lichtquelle zugekehrten,
stufenmäßig versetzten Innenflächen 3, 4, 5, 6 und 7. Diese Stufenflächen 3 bis
7 bilden Kugelflächen von gleichem Radius r7, deren Mittelpunkte F173 bis M7 auf
der optischen Svmmetrieachse 8 der Signalleuchte um die Stufenhöhe nach außen versetzt
liegen (s. Fig. 2). Die axial verlaufenden Verbindungsflächen 9 zwischen den Stufenlinsen
3 bis 7 sind die üblichen, optisch praktisch unwirksamen Entformungsflächen, denen
man aus bekannten, preßtechnischen Gründen vorzugsweise eine leichte Konizität erteilt.
Die Außenfläche 2 ist je nach den Forderungen, die an die Abbildungsgüte des Systems
gestellt werden, in an sich bekannter Weise sphärisch oder asphärisch gekrümmt.
-
Wie insbesondere aus Fig. 1 ersichtlich ist, traben die Innenflächen.
eine zusätzliche, feinunterteilte Profilierung aus mehreren, untereinander gekreuzten
Systemen aus je unter sich parallelen und über den Stufenlinsenquerschnitt versetzungsfrei
aneinanderschließenden, schmalen Zylinderlinsen und aus sehr schmalen Prismen oder
Zylinderlinsen. In Fig. 1 sind vier solcher Systeme schematisch dargestellt. Das
Hauptsystem besteht aus den Stufenlinsenquerschnitt vollständig ausfüllenden, aneinanderschließenden,
schmalen Zylinderlinsen 10, die in der dargestellten lotrechten Anordnung die Seitenstreuung
des Signallichts ergeben. Dieses Grundsystem 10 wird von mehreren gröber unterteilten
Zerstreuungslinsensystemen gekreuzt, von denen in der Zeichnung aus Gründen besserer
übersicht nur vier Gruppen 11, 12, 13 und 14
dargestellt sind. Jede
dieser Gruppen besteht aus mehreren schmalen, durch größere Abstände voneinander
getrennten Halbzylinderli.nsen oder Prismen. Dieses Gewirr von etwa linienförmigen
optischen Elementen hat im Zusammenwirken mit dem Streulinsensystem 10 die bekannte
Wirkung, einem sich bewegenden Beschauer den Eindruck eines Glitzerns der Signalfläche
zu vermitteln, weil die durch die additive Wirkung der sich kreuzenden Streuelemente
auftretenden Helligkeitsmaxima für verschiedene Beobachtungsorte von verschiedenen
Orten der Signalscheibe herrühren.
-
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Stufenlinse erfolgt zweckmäßigerweise
mit Hilfe einer Preßform, deren die Stufenflächen erzeugender Teil in an sich bekannter
Weise aus einem System konzentrischer, zueinander je um Stufentiefe axial versetzter
Zylinderelemente besteht, deren formgebende Stirnseiten die Grundform einer Kappe
und der anschließenden Ringsegmente ein und derselben Kugelfläche besitzen, wobei
diese Stirnseiten im vorliegenden Fall der Erfindung entsprechend profiliert sind.