DE1125858B - Optisches System fuer Scheinwerfer, insbesondere Flugplatzbodenfeuer - Google Patents

Optisches System fuer Scheinwerfer, insbesondere Flugplatzbodenfeuer

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DE1125858B
DE1125858B DES71142A DES0071142A DE1125858B DE 1125858 B DE1125858 B DE 1125858B DE S71142 A DES71142 A DE S71142A DE S0071142 A DES0071142 A DE S0071142A DE 1125858 B DE1125858 B DE 1125858B
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Germany
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light
optical system
light exit
exit surface
reflective
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Dr Phil Walter Schroeder
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Sendlinger Optische Glaswerke GmbH
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Sendlinger Optische Glaswerke GmbH
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    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64FGROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B64F1/00Ground or aircraft-carrier-deck installations
    • B64F1/18Visual or acoustic landing aids
    • B64F1/20Arrangement of optical beacons
    • B64F1/205Arrangement of optical beacons arranged underground, e.g. underground runway lighting units
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64FGROUND OR AIRCRAFT-CARRIER-DECK INSTALLATIONS SPECIALLY ADAPTED FOR USE IN CONNECTION WITH AIRCRAFT; DESIGNING, MANUFACTURING, ASSEMBLING, CLEANING, MAINTAINING OR REPAIRING AIRCRAFT, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; HANDLING, TRANSPORTING, TESTING OR INSPECTING AIRCRAFT COMPONENTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B64F1/18Visual or acoustic landing aids
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
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  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Description

  • Optisches System für Scheinwerfer, insbesondere Flugplatzbodenfeuer Die Erfindung geht von einem optischen System für Scheinwerfer derjenigen Art aus, bei dem die Strahlenbündel die durch die im wesentlichen ebene Außenfläche des Systems definierte Lichtaustrittsfläche fast streifend verlassen, und beschäftigt sich in der Hauptsache mit der Aufgabe, einen wesentlichen Teil des Gesamtlichtstroms in diesen flachen Ausstrahlungswinkel zu richten. Für Scheinwerfersysterne mit dieser Ausstrahlungscharakteristik gibt es in der Technik verschiedene Anwendungsgebiete. An einem der wichtigsten, nämlich der Flugplatzbefeuerung, soll die Erfindung im nachstehenden im einzelnen erläutert werden.
  • In der Fluglandetechnik bzw. in der Flughafenbefeuerung werden als »Bodenfeuer« bezeichnete Positionsleuchten verwendet, die an den Rändern oder in der Mitte der Lande- und Zubringerbahnen in den Boden eingelassen sind und durch ihr Licht dem Flugzeugführer bei oder nach der Landung die Lage der von dem Flugzeug zu befahrenden Wege anzeigen. Bei in der Mitte angebrachten Bodenfeuern ist vorgesehen, daß die Räder des Flugzeuges über sie hinweggleiten; man spricht dann von überrollbaren Bodenfeuern. Um die überrollbarkeit zu gewährleisten, besitzt ein solches Bodenfeuer auf seiner Oberfläche ein sehr starkwandiges Glas, Abdeckglas Genannt, welches den Druck des darüberrollenden Flugzeugrades aushalten muß. Die gesamte optische Ausrüstung des Bodenfeuers ist unterhalb dieses Abdeckglases untergebracht und sendet ihr Licht durch das Abdeckglas hindurch.
  • Mit der Einführung des Düsenflugzeugverkehrs mit seinen wesentlich höheren Geschwindigkeiten hat sich die Konstruktion derartiger Bodenfeuer bedeutend erschwert. Während beim jetzigen Flugzeugverkehr das Abdeckglas etwa 5 bis 6 cm über die Startbahnoberfläche herausstehen kann, darf es bei der rasanten Landegeschwindigkeit der Düsenflugzeuge überhaupt nicht mehr über die Flur herausragen. Dabei wird noch zusätzlich gefordert, daß das abgestrahlte Licht schon bei einem Winkel von 31 gegen die Horizontale so stark ist, daß auch der schon gelandete Flugzeugpilot in der Nacht die Bahnbegrenzungen und auch die Bahnmitte gut erkennen kann. Der geringe Winkel von 3' erklärt sich - außer der hohen Geschwindigkeit bei und nach der Landung - dadurch, daß die Kanzeln der neuen Maschinen ziemlich niedrig sind. Das Bodenfeuer muß also bereits aus etwa 100 bis 150 m Entfernung unter einem sehr flachen Winkel für den Piloten erkennbar sein.
  • Die Hauptschwierigkeit, die sich dem optischen Konstrukteur entgegenstellt, besteht darin, daß man Lichtstrahlen nur unter sehr großen Reflexionsverlusten streifend aus einer planen Glasoberfläche in Luft austreten lassen kann. Der im Glasinnem zur Oberfläche kommende Lichtstrahl wird an der Glasoberfläche in zwei Teile zerlegt, ein geringer Teil tritt streifend zur Oberfläche aus dem Glas heraus, ein sehr großer Teil wird von der Glasoberfläche in das Innere des Glases zurückgespiegelt.
  • Es kommt noch eine weitere Schwierigkeit hinzu: Im Gebiet des streifenden Lichtaustritts bewirkt eine Vergrößerung des Winkels, welchen der im Glas verlaufende Lichtstrahl mit dem Einfallslot bildet, um wenige Minuten eine Verschwenkung des Lichtstrahls außerhalb des Glases um einige Grade, also eine ganz minimale Schwenkung des Strahls im Glas bedeutet eine starke Schwenkung des Strahls außerhalb des Glases.
  • Aus den eben dargelegten Gründen vern-ded man es bisher. bei einem Bodenfeuer eine praktisch horizontale Lichtaustrittsfläche vorzusehen, und man hat daher jetzt Konstruktionen solcher Feuer auf den Markt gebracht, die darin bestehen, daß eine senkrecht nach oben gerichtete Parallelstrahlung von einem reflektierenden Kegel fast in die Horizontale abgelenkt wird. Um die Strahlen nun aus einem praktisch senkrecht zu ihnen stehenden Fenster austreten zu lassen, mußte man unter Flur liegende sehr lange Metallgitter vorsehen, so daß derartige Bodenfeuer nach Kenntnis des Erfinders einen Durchmesser von etwa 3 m haben.
  • Die Erfindung beschäftigt sich mit der Konstruktion eines optischen Systems für ein Bodenfeuer, welches den eingangs geschilderten neuen Ansprüchen genügt. Es soll ein starkes Licht in einen flachen Winkel vorzugsweise von 3' über die Horizontale senden, es soll nicht über die Fluroberfläche hinausragen, und die Strahlung der vorhandenen Lichtquelle soll weitgehend ausgenutzt werden. Gegenüber den bekanntgewordenen kompendiösen Vorrichtungen mit ihren riesigen Durchmessern soll die Größe des neuen Bodenfeuers nicht über die der seit Jahrzehnten im Gebrauch befindlichen hinausgehen.
  • Die Erfindung gibt unter anderem einen Weg an, wie man die Reflexionsverluste vermindern kann, und berücksichtigt auch die bei streifenden Lichtaustritten auftretende Winkelempfindlichkeit.
  • Bevor der Gegenstand der Erfindung im einzelnen beschrieben wird, sei noch auf folgendes hingewiesen: Man kennt Bodenfeuer, die ihr Licht praktisch in alle Richtungen rings um das Bodenfeuer her-um senden, und solche, die ihr Licht nur nach zwei meist entgegengesetzten Richtungen strahlen. Der erste Typ wird im nachfolgenden Rundumstrahler, der zweite Zweirichtungsstrahler genannt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf beide Arten von Bodenfeuern.
  • Der Gegenstand der Erfindung sowie weitere Einzelheiten werden an Hand der Fig. 1 bis 11 erläutert. In den Zeichnunaen stellen dar: Fig. 1 einen Teilmittelschnitt durch einen rundum strahlenden Scheinwerfer mit den Merkmalen der Erfindung, Fig. 2 eine ähnliche Darstellung einer abgewandelten Ausführungsform des gleichen Scheinwerfertyps, Fig. 3 einen ähnlichen Mittelschnitt durch eine noch andere Ausführungsform des gleichen Scheinwerfertyps, Fig. 4 eine Aufsicht auf den Scheinwerfer gemäß Fig. 3, Fig. 5 eine Unteransicht auf das optische System des Scheinwerfers gemäß Fig. 3, Fig. 6 einen Mittelschnitt ähnlich Fig. 3 eines Zweirichtungsstrahlers mit den Merkmalen der Erfindung, Fig. 7 eine Aufsicht auf den Strahler gemäß Fig. 6, Fig. 8 eine Unteransicht auf das optische System des Strahlers gemäß Fig. 6, Fig. 9 eine weitere Ausbildung der Erfindung, dargestellt an einem Teilmittelschnitt durch eine rundum strahlende Scheinwerferoptik, Fig. 10 die weitere Ausbildung der Erfindung, dargestellt an einem Teilmittelschnitt durch einen Zweirichtungsstrahler, Fig. 11 eine Unteransicht auf das optische System des Strahlers gemäß Fig. 10.
  • In allen Zeichnungen sind gleiche oder gleichwirkende Gegenstände und optisch wirksame Flächen mit gleicher Grundbezugsziffer versehen, wobei die Elemente des Zweirichtungsstrahlers durch eine um den Betrag 30 höhere Bezifferung gekennzeichnet wurden.
  • Der in den Figuren dargestellte Lichtaustrittswinkel von 30 gegenüber der Horizontale stellt nur eine bevorzugte Größe dar. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Winkelgröße beschränkt.
  • Die Fig. 1 zeigt das Prinzip des optischen Systems am Beispiel eines Rundumstrahlers im senkrechten Mittelschnitt. L ist die Lichtquelle, K ihr Glühlampenkolben. 1 ist ein starkwandiges, oben horizontales, unten eine Höhlung aufweisendes Abdeckglas; in seine untere Höhlung ragt die Glühlampe hinein, so daß also das Abdeckglas diese mit großer Apertur umschließt. Die die Lichteintrittsfläche bildende Höhlung weist einen konvexen, toroidischen Linsenring 3 auf, der im nachfolgenden als der erste Teil der Lichteintrittsfläche bezeichnet wird. Er ist so gestaltet und so zur Lichtquelle und zur die Lichtaustrittsfläche bildenden horizontalen Oberfläche 2 des Abdeckglases 1 ausgerichtet, daß er die auf ihn fallenden Lichtstrahlen durch Brechung in der Zeichnungsehene parallel in Richtung des Pfeiles 4 gegen die Oberfläche 2 des Abdeckglases 1 sendet. An dieser Oberfläche 2 werden sie so gebrochen, daß sie unter einem Winkel von 31 zu dieser Oberfläche in Luft austreten.
  • Ein anderer Teil der Strahlen der Lichtquelle L tritt durch die im nachfolgenden als der zweite Teil der Lichteintrittsfläche bezeichnete Bäche 5, die vorzugsweise eine Hohlkugelzone mit der Lichtquelle L als Mittelpunkt ist, in den Glaskörper 1 ein. Diese Strahlen gehen ungebrochen durch die Fläche 5 hindurch und gelangen auf den äußeren Seitenflächenteil 6 des Glaskörpers, der durch eine - nicht nütgezeichnete - Versilberung reflektierend und so gestaltet ist, daß er die auf ihn divergent auffallenden Strahlen in der Zeichnungsebene parallel richtet und in Richtung des Pfeiles 7 ebenfalls der Oberfläche des Glases 1 zuführt. Die Gestalt der Fläche 6 entsteht dadurch, daß ein Teil einer Parabel, deren Brennpunkt L und deren Mittelachse parallel zur Linie 7 sind, um die durch L gehende senkrechte Achse 8 rotiert.
  • Die Linien 4 und 7 bilden nun mit der horizontalen Lichtaustrittsfläche 2 solche Winkel, daß die Lichtstrahlen die Oberfläche des Glaskörpers unter einem Winkel von 3' gegen die Horizontale H verlassen. Alle optischen Vorgänge in der Zeichnungsebene spielen sich in gleicher Weise in allen Ebenen ab, die durch Rotation der Zeichnungsebene um die Achse 8 entstehen. Betrachtet man in der Zeichnungsebene die rechts und links von 8 liegenden Hälften einzeln, so erkennt man, daß die in Richtung 4 gehenden Strahlen, die vom ersten Teil der Lichteintrittsfläche kommen, sich mit den in Richtung 7 gehenden, vom zweiten Teil der Lichteintrittsfläche stammenden Strahlen kreuzen und nach entgegengesetzten Seiten aus der Ebene 2 austreten.
  • Erfindungsgemäß werden die vom zweiten Teil der Lichteintrittsfläche kommenden Strahlen gewissermaßen über die vom ersten Teil stammenden nach der Mitte zu herübergeklappt.
  • Diese Strahlenführung wird möglich, weil es sich bei dem Gegenstand der Erfindung um einen nach mindestens zwei entgegengesetzten Richtungen, im hier beschriebenen Beispiel sogar um einen nach allen Richtungen flach strahlenden Scheinwerfer handelt; sie hat den Vorteil, daß durch diese Übereinanderklappen der Strahlen eine wesentliche Verkleinerung des optischen Systems ermöglicht wird. Außerdem gibt die Umlenkung der äußeren Lichtstrahlen nach der Mitte der Lichtaustrittsfläche 2 hin dem austretenden Licht eine hohe Leuchtdichte, was für die Beobachtung aus der Nähe vorteilhaft ist. Die Mitte der Lichteintrittsfläche des Glaskörpers 1 kann gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung mit konzentrischen Riefen versehen sein, deren Flächen 9 und 10 so gestaltet sind, daß auch sie eine Umlenkung der auf sie auffallenden Lichtstrahlen derart bewirken, daß diese die Oberfläche 2 des Glases 1 ebenfalls unter einem Winkel von 31 zur Horizontalen verlassen. Auch hier kann natürlich eine Kreuzung der Lichtstrahlen vorgesehen werden. In der Fig. 1 sind die der Mittellinie 8 abgewandten Flächen der Riefen mit 9, die der Mittellinie 8 zugewandten mit 10 bezeichnet. Man kann die Riefen, wie in Fig. 1 angedeutet, so gestalten, daß sowohl die Flächen 9 als auch die Flächen 10 von Lichtstrahlen getroffen werden, wodurch ein zusätzliches Streulicht entsteht; man kann aber auch die Flächen 9 als Kegdstumpfmäntel nüt L als Mittelpunkt ausführen und die Lichtablenkung nur den Flächen 10 übertragen.
  • Auf der Unterseite des Abdeckglases 1 befindet sich eine Kreisringfläche 11, die vorteilhaft als Auflagefläche in der - nicht mitgezeichneten - Gehäusefassung verwendet werden kann, damit eine gute Abstützung des Glases gegenüber dem starken Druck des darüberrollenden Flugzeugrades gewährleistet ist. In an sich bekannter Weise kann am Rand des Abdeckglases 1 eine konische Ringfläche 12 vorgesehen sein, damit durch einen - nicht mitgezeichneten - metallischen Fassungsring das Abdeckglas 1 in der Armatur festgehalten werden kann.
  • Zwischen der Fläche 6 und der Fläche 12 liegt die Fläche 13. Man kann nun vorteilhaft die Fläche 13 ganz oder teilweise durch einen - nicht mitgezeichneten - Belag spiegelnd machen und derart ausgestalten, daß sie diejenigen Lichtstrahlen, die in Richtung des Pfeiles 4 im Inneren des Glases an die Oberfläche 2 gelangen und von ihr durch im Glasinneren stattfindende Oberflächenreflexion zurückgeworfen werden, in sich selbst zurückwirft. Diese Strahlung gelangt nun unter den gleichen Winkel, aber in entgegengesetzter Richtung zur Oberfläche 2 und wird dort wieder zum Teil durchgelassen und zum Teil reflektiert.
  • Die reflektierten Strahlen durchsetzen den Toroidring 3, der sie auf die Lichtquelle konzentriert, und divergent die Lichtquelle L und können dann von einem kugelförmigen Fangspiegel, der bei der Beschreibung der Fig. 3 näher erläutert werden wird, wieder in sich selbst zurückgeworfen werden. Die Lichtstrahlen werden also immer wieder der Lichtaustrittsfläche 2 zugeworfen, und immer wieder wird ein Teil derselben durch die Fläche 2 aus dem Glaskörper 1 austreten. Auf diese Weise kann trotz der ungünstigen inneren Oberflächenreflexionsverhältnisse theoretisch der gesamte Lichtstrom, praktisch ein großer Teil desselben, zum streifenden Austritt aus der Glasfläche 2 gebracht werden. Der Lichtstrom tritt natürlich nach zwei entgegengesetzten Richtungen, aber unter dem gleichen Lichtaustrittswinkel aus der Fläche 2 aus, was aus den weiter oben dargelegten Gründen im Sinne der gewünschten Lichtausstrahlung liegt.
  • Es fällt auch in den Rahmen der Erfindung, die Fläche 13 so zu gestalten, daß eine Aufstreuung der im Glas zurückgeworfenen Lichtstrahlung erfolgt, wodurch die austretenden Strahlen ganz oder teilweise größere Lichtaustrittswinkel zur Horizontalen H aufweisen.
  • Statt eines spiegelnden Belages kann die Fläche 13 und übrigens auch die weiter oben erwähnte Fläche 6 - mit Dachkantprismenringen oder -streifen bedeckt sein, die in an sich bekannter Weise durch zweimalige Totalreflexion einen im Inneren des Glases auf sie fallenden Lichtstrahl parallel zu sich oder in einem gewünschten Winkel zurückwerfen; auch Tripelprismen wirken in ähnlicher Weise. In einer abgewandelten Ausbildung der Erfindung (s. Fig. 2) wird derjenige Teil der Oberfläche des Scheinwerfers, welcher von den Lichtstrahlen in Richtung 4 getroffen wird, etwas, und zwar vorzugsweise nicht mehr als lO', nach unten abgeschrägt. Im gezeichneten Beispiel beträgt die Abschrägung etwa 70 gegen die Horizontale H, so daß bei einem gewünschten Lichtaustrittswinkel von 3' gegen die Horizontale die austretenden Strahlen mit der Glasoberfläche an dieser Stelle einen Winkel von 101 bilden. Das hat den Vorteil, daß etwa die doppelte Lichtmenge aus diesem Flächenteil der Lichtaustrittsfläche herausgelangt, weil nach den Fresnelschen Formeln die innere Oberflächenreflexion mit steigendem Lichtaustrittswinkel gegen die Glasaustrittsfläche in Luft außerordentlich zurückgeht. In der Fig. 2 ist diese Schrägfläche mit 14 bezeichnet. Sie ist ein Kegelstumpfmantel. Natürlich ist die Richtung 4 in Fig. 2 etwas anders als in Fig. 1. Der Pfeil 15 in Fig. 2 hat die gleiche Richtung wie der Pfeil 4 in Fig. 1. Für die Konstruktion der Toroidfläche 6 gilt als Symmetrieachse des um 8 rotierenden Parabelstückes ebenfalls wieder eine durch L gehende Parallele zur Linie 7.
  • Die - nicht mitgezeichnete - eiserne Fassung des Bodenfeuers muß natürlich vom Ende der Fläche 14 ab in einem Winkel von 3' gegen die Horizontale ansteigen, damit wirklich alle Lichtstrahlen, die von 14 kommen, an dieser Fassungsfläche vorbeikönnen. Die Gestalt der Fläche 3 muß auch ersichtlicherweise sinngemäß auf die Gestalt der Fläche 14 abgestimmt sein. Das von der Fläche 13 in Fig. 2 in sich selbst reflektierte Licht verläßt die Fläche 14 unter einem Winkel von 10' und einem solchen von 17' in bezug auf die Horizontale. Man kann die spiegelnde Fläche 13 auch so stellen, daß dieser Winkel 31 zur Fläche 14, also 101 zur Horizontalen ist. Man kann auch durch entsprechende Krümmung der Fläche 13 eine Aufstreuung des austretenden Lichtes nach größeren Winkeln gegen die Horizontale erreichen und sogar womöglich im Extrem diese Fläche diffus reflektierend machen, wodurch dann das austretende Licht einen großen Winkelbereich erfüllt.
  • Da bei der Ausführungsforrn nach Fig. 1 die Oberfläche 2 in ihrer Gesamtheit und bei der Ausführungsform nach Fig. 2 in der Mitte eben ist, kann sie leicht geschliffen und poliert werden. Um eine erhöhte Ausbeute an austretendem Licht zu erreichen, kann man sie aber auch als Hohlkegelmantel ausbilden (s. Fig. 3, Fläche 16), wobei der Kegelwinkel mindestens 180 - 2 al (a = Ausstrahlungswinkel auf die Horizontale bezogen), im Ausführungsfalle also 1740 betragen muß, damit das Licht ungehindert mit 31 zur Horizontalen austreten kann.
  • In der Fig. 3 sind noch zwei zusätzliche Konstruktionselemente dargestellt, mit denen das neuartige optische System für Scheinwerfer ausgestattet werden kann. Wenn der Scheinwerfer farbiges Licht ausstrahlen soll, kann zwischen Lichtquelle L und Glaskörper 1 ein Farbglas vorgesehen werden. Im gezeichneten Beispiel ist das Farbglas 17 eine Hohlkugelkalotte, deren Mittelpunkt zweckmäßig die Lichtquelle L ist. Unterhalb der Lichtquelle kann ein vorzugsweise kugelförmiger Spiegel 18 angeordnet sein, der nach Art eines bekannten Fangspiegels die auf ihn fallenden Strahlen wieder der Lichtquelle zuwirft und damit nutzbar macht. Die Lichtquelle L kann Mittelpunkt dieses Fangspiegels sein, wobei auf die weiter oben gegebenen Erklärungen zur Wirkungsweise der Spiegelfläche 13 verwiesen wird. Es sind auch andere Formen des Fangspiegels 18, wie z. B. solche denkbar, die eine Streuung des Lichtes mit dem Ziel ergeben, an den Austrittswinkel von Y-' eine Lichtstrahlung mit zunehmend größer werdendem Lichtaustrittswinkel gegen die Horizontale in Luft anzuschließen. Auch eine Rippung, Noppung oder Mattierung des Spiegels 18 kann vorgesehen werden.
  • Fig. 4 zeigt das Abdeckglas 1 gemäß Fig. 3 in der Ansicht von oben, Fig. 5 in der Ansicht von unten. Die bisherige Beschreibung bezog sich auf ein rundum strahlendes Bodenfeuer.
  • Die Fig. 6 bis 8 stellen ein erfindungsgemäßes optisches System für einen Bodenfeuer-Scheinwerfer dar, der als sogenannter Zweirichtungsstrahler sein Licht unter den gleichen Winkeln zur Horizontalen wie das vorstehend beschriebene rundum strahlende Bodenfeuer, jedoch nur nach zwei praktisch entgegengesetzten Richtungen ' aussendet. Wie oben erwähnt, sind die Indizes für gleiche und gleichwirkende Teile gegenüber dem Rundumstrahler Fig. 1 bis 5 um 30 erhöht. Das optische System des Rundumstrahlers verhält sich zu dem eines Zweirichtungsstrahlers ebenso wie ein Ringtoroid zu zwei einander gegenüberliegenden sphärischen Linsen. Als Ausführungsform ist in den Fig. 6 bis 8 das optische System gemäß Fig. 3 bis 5 des Rundumstrahlers gewählt worden.
  • Das Abdeckglas mit mit 31 und der Kolben der Glühlampe mit K bezeichnet. Ein Teil der Lichtstrahlen tritt von der Lichtquelle L ausgehend durch die einander gegenüberliegenden Flächen 33 und 33'. welche dem ersten in Fig. 1 mit 3 bezeichneten Teil der Lichteintrittsfläche entsprechen und konvexe Linsenflächen sind. Sie richten die auffallenden Strahlen parallel und senden sie in Richtung der Pfeile 34 und 34' den Oberflächenteilen 44 und 44' unter einem solchen Winkel zu, daß sie diese Flächen unter Winkeln von 3' zur Horizontalen verlassen. In dem _gezeichneten Beispiel sind diese beiden Flächen Planflächen, die mit der HorizontaIebene Winkel von 7-- bilden.
  • Der zweite Teil der Lichteintrittsfläche besteht aus den beiden Flächen35 und 35'. die zweckmäßigerweise aus die Strahlen nicht ablenkenden Hohlkugelflächen mit L als Mittelpunkt bestehen. Die sie durchsetzenden Strahlen gelangen divergent auf die außen verspiegelten, als Paraboloide ausgebildeten Flächen 36 und 36', werden von dort parallel in Richtung der Pfeile37 und 37' reflektiert und den Oberflächen des Abdeckglases unter einem solchen Winkel zugeworfen. daß ein Austritt des Lichtes unter einem Winkel von zur Horizontalen erfol-t. Die Flächen 36 und 36' sind zwei Paraboloidteile mit L als Brennpunkt und mit Symmetrielinien, die durch L gehen und parallel zu den Pfeilen 37 und 37' verlaufen. In der inneren Mitte sind parallele Riefen mit den Flächen 39 und 40 solcher Formgebung vorgesehen. daß sie das auffallende Licht derart umlenk-en, daß es die Oberfläche des Abdeckglases ebenfalls unter einem Winkel von 3 -- zur Horizontalen verläßt. Einige Lichtstrahlen sind gestrichelt gezeichnet. über die Gestaltung dieser Riefen gilt sinngemäß das gleiche wie für die Riefen 9 und 10.
  • Die Oberfläche des Abdeckglases kann ähnlich wie beim Rundumstrahler eben gestaltet sein oder abgeschrägte Seitenflächen oder eine keilförmige Ausbildung der Mittelfläche aufweisen. Das in Fig. 6 dargestellte Beispiel zeigt ein Abdeckglas mit abgeschrägten, planen Seitenflächen 44 und 44', die mit der Horizontalen Winkel von etwa 7' bilden, so daß das Licht unter einem Lichtaustrittswinkel von 10 -- 7 = -i' zur Horizontalen austritt, um eine Verringerung der inneren Oberflächenreflexionsverluste und damit eine erhöhte Leuchtkraft zu erreichen. Die Mittelflächen 46 und 46' bilden miteinander einen Winkel von etwa 1741, der den Strahlen einen ungehinderten Austritt von Y' zur Horizontalen ermöglicht. Auf die Winkelstellung der Flächen 44 und 44' müssen natürlich die Mittelachsen der Paraboloide 36 und 36' abgestimmt sein.
  • Die Flächen 42 und 42" dienen ähnlich wie die Fläche 12 zum Festhalten des Glaskörpers im Gehäuse. 41 und 41' sind zwei Abstützflächen, 47 ist ein etwa benötigtes Farbglas, 48 ein aus einer Kugel mit dem Mittelpunkt L herausgeschnittener Fangspiegel -, der auffallende Strahlen wieder der Lichtquelle zuwirft. Für diesen Spiegel gilt das gleiche, was über die Ausbilduno, und Variation des Spiegels 18 gesagt wurde.
  • Fig. 7 zeigt eine Ansicht des Abdeckglases 20 von oben und Fig. 8 eine solche von unten.
  • Es sei noch darauf hingewiesen, daß auch bei dieser Ausführungsform des Bodenfeuers durch Ausstattung der Flachen 43 und 43' mit lichtreflektierender Wirkung ein wesentlicher Vorteil erreicht werden kann. Vorzugsweise werden diese Bächen Ebenen sein; es sind aber auch zylindrische Gestaltungen denkbar, wenn eine Auffächerung der das Bodenfeuer verlassenden Strahlung gewünscht wird. Es wird hier auf das Über die Fläche 13 Gesagte verwiesen.
  • Aus Stabilisierungs- ünden können bei den Zwei-, gr richtungsstrahlem an den Längsseiten SeitenwändeS und S' vorgesehen werden. wie sie in Fig. 8 dargestellt sind. Das Glas liegt dann nicht nur auf den Flächen 41 und 41', sondern auch auf den mit ihnen zweckmäßig eine Ebene bildenden Unterseiten von S und S' auf.
  • Glaskörper gemäß den Fig. 1 bis 8 können mit einem Preßstempel erzeugt werden, der die Flächen 13, 6, 11, 5, 3, 9 und 10 gemäß Fig. 1 als Negativ enthält. Diese Flächen haben dann stets die gleiche Stellung zueinander, und die bei der Herstellung solcher Körper unvermeidliche Dickentoleranz wirkt sich nur durch einen verschieden großen Abstand dieser Flächen von der Oberfläche 2 aus, was für die Wirksamkeit des optischen Systems praktisch bedeutungslos ist.
  • Es hat nun herstellungsmäßig Vorteile, nur die gegenseitige Zuordnung einerseits der Flächen 13 und 6 und andererseits der Flächen 5, 3, 9 und 10 konstant zu halten. Das bedeutet aber -, daß der Ab- stand der zweiten Gruppe von der ersten bei den einzelnen Preßlingen innerhalb der Preßtoleranz unter-C schiedlich -roß sein kann, was das optische Zusammenwirken z. B. der Flächen 5 und 6 beeinträchtigen könnte.
  • Durch die nachfolgend beschriebene weitere Ausbildung der Erfindung wird eine erleichterte Preßmöglichkeit geschaffen und trotzdem das exakte Zusammenarbeiten aller optischen Teile aufrechterhalten. Diese besonders günstige Ausbildung des Gegenstandes der Erfindung ist in den Fig. 9 bis 11 dargestellt, wobei sich die Figl. 9 auf einen Rundumstrahler ähnlich Fig. 3 bis 5 und die Fig. EI Lind 11 auf einen Zweirichtungsstrahler ähnlich Fi-. 6 bis 8 beziehen.
  • In Fig. 3 ist, wie früher berichtet, der zweite Teil der Lichteintrittsfläche eine Kugellzene 5, die die von der Lichtquelle L kommenden Lichllstrahlen unbeeinflußt auf die spiegelnde Fläche 6 gelangen läßt, von der sie parallel gerichtet und in Richtung 7 der Fläche 16 zugeworfen werden. Demgegenüber ist bei der Ausführungsform nach Fig. 9 an Stelle der Kugel-zone 5 ein konvexer Toroidring 19 vorgesehen, der die auffallenden Lichtstrahlen parallel richtet und als paralleles Bündel der spiegelnden Kegelstumpffläche 20 zuwirft, die sie ihrerseits in Richtung 7 der Fläche 16 zuführt. In Fig. 9 haben also gegenüber Y-ig. 3 Lichteintrittsfläche und spiegelnde Fläche ihre optischen Funktionen vertauscht. Es ist aus preßtech.-nischen Gründen vorteilhaft, der Toroidfläche 19 eine solche Gestalt zu -eben, daß sie an der der Fläche 3 anliegenden Zone 21 ihren kleinsten Durchmesser hat, weil dadurch eine gute Preßbarkeit gewährleistet ist und die Aufsetzfläche 11 genügend breit wird.
  • Die Fig. 10 und 11 zeigen die soeben beschriebene Ausbildung der Erfindung für einen Zweirichtungsstrahler, wobei wiederum gegenüber Fig. 9 für entsprechende Teile um 30 höhere Bezugsziffern verwendet wurden und als Vorbild der Zweirichtungsstra#hler ole iß Fig. 6 bis 8 gewählt wurde. Die Kugelflächen ,' rn.ä 35 und 35' der Fig. 6 bis 8 sind bei der Ausbildungsform nach Fig. 10 und 11 durch zwei Konvexlinsen 49 und 49' ersetzt, die die zwei auf sie fallenden divergenten Strahlenbündel der Lichtquelle L parallel richten. Diese parallelen Bündel gelangen über die spiegelnden Planflächen 50 und 50' zu den Flächen 46 und 46'.
  • Auch bei dem Zweirichtungsstrahler gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung besorgen also die beiden Lichteintrittsflächen die Parallelrichtung der auftreffenden Strahlen.
  • Durch die in den Fig. 9 bis 11 dargestellte Ausführung der Erfindung wirken sich die durch das Preßverfahren bedingten Dickenschwankungen nur in Parallelverschiebungen der zur Oberfläche gehenden Strahlen aus, die praktisch ohne Bedeutung sind.
  • Die bereits mehrfach erwähnten, durch das Herstellungsverfahren des Glaskörpers 1 bedingten Dikkentoleranzen verlangen ersichtlicherweise die Mög- lichkeit einer Fokussierung der Lichtquelle L längs der Linie 8, um die Lichtrichtungen 4 und 7 sowie 34 und 37 zu gewährleisten. Es sei in diesem Zusammenhang nochmals darauf hingewiesen, daß ein wirkungswichtiges Merkmal der Erfindung darin besteht, daß sich die in Richtung 4 verlaufenden Lichtstrahlen mit den in Richtung 7 verlaufenden kreuzen. Wenn nämlich z. B. bei der Ausführungsform nach Fig. 1 durch andere Gestaltung des Spiegels 6 die Lichtstrahlen »7« zu den Lichtstrahlen »4« verlaufen würden, müßte der Durchmesser des Scheinwerfers viel größer sein, und außerdem wäre eine Fokussierung des Feuers unmöglich, weil dann z. B. beim Ab- senken der Lichtquelle die durch den Toroidring 3 parallel gerichteten Strahlen steiler, die vom Spiegelring 6 reflektierten Strahlen jedoch flacher werden würden.
  • Die erfinderische Erkenntnis besteht darin, daß bei Kreuzung der Lichtstrahlen eine Fokussiermöglichkeit der Lichtquelle gegeben ist, weil eine Verlagerung der Lichtquelle gleichsinnige Richtungsänderungen beider Strahlen 4 und 7 bewirken. Es besteht also keine Gefahr, daß etwas durch Heben oder Senken der Lichtquelle die Strahlen »4« zwar einreguliert, die Strahlen »7« jedoch zum Verschwinden gebracht werden.
  • Durch die Erfindung ist ein außerordentlich klein dimensioniertes optisches Gebilde geschaffen worden, das trotz der unvermeidbaren Oberflächenreflexion im Inneren des Glaskörpers selbst bei flachen Lichtaustrittswinkeln eine hohe Leuchtdichte hervorbringt, was nach dem Riccoschen Gesetz gerade für Scheinwerfer, die aus der Nähe gesehen werden sollen, wesentlich ist. Fernerhin werden nur gut preßbare Glaskörper benötigt, und der Glaskörper besitzt eine Standfläche, die ihm eine selbst bei hoher Belastung ausreichende Festigkeit erteilt.
  • Wenn auch die Erfindung im vorstehenden Falle an dem Anwendungsbeispiel der Flugplatzbefeuerung beschrieben worden ist, ist sie für den Fachmann ersichtlicher-weise auch für andersartige Anwendungszwecke geeignet, bei denen die Aufgabe vorliegt, das Licht flach zur Oberfläche austreten zu lassen oder eine ausgedehnte ebene Fläche möglichst streifend zu erhellen, ohne daß die Lichtquelle wesentlich über die zu beleuchtende Fläche hinausragt. Solche Aufgaben treten beispielsweise bei Flugzeugkennlichtern, die möglichst in der Tragfläche versenkt sein müssen, in der Reklametechnik usw. auf.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Optisches System für Scheinwerfer, insbesondere Flugplatzbodenfeuer, mit die Lichtaustrittsebene fast streifend, vorzugsweise unter einem Austrittswinkel (x von etwa 3' verlassendem Strahlenbündel, mit im wesentlichen ebener Lichtaustrittsfläche und die Lichtquelle mit großer Apertur umschließender hohler Lichteintrittsfläche, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Glaskörper mit spiegelnden Mantelflächenabschnitten aufweist, ein erster Teil der Lichteintrittsfläche derart brechend ausgestaltet und zur Lichtaustrittsfläche ausgerichtet ist, daß das auf diesen ersten Teil auffallende Licht parallel gerichtet und direkt der Lichtaustrittsfläche zugeführt wird, und ein zweiter Teil der Lichteintrittsfläche und spiegelnde Abschnitte der Mantelfläche derart ausgestaltet und zur Lichtaustrittsfläche ausgerichtet sind, daß das auf diesen zweiten Teil auffallende Licht nach Spiegelung an der spiegelnden Mantelfläche der Lichtaustrittsfläche parallel und gekreuzt zum ersten Lichtbündel zuaeführt wird.
  2. 2. Optisches System nach Anspruch 1 für einen rundum abstrahlenden Scheinwerfer, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil der Lichteintrittsfläche aus einem konvexen Toroidring (3), der zweite Teil der Lichteintrittsfläche aus einer Kugelzone (5) mit der Lichtquelle (L) als Mittelpunkt und die spiegelnde Mantelfläche aus einem Toroidring (6) besteht, der durch Rotation eines Parabelbogens mit der Lichtquelle (L) als Brennpunkt um die Symmetrieachse (8) des optischen Systems entsteht (Fig. 1 bis 5). 3. Optisches System nach Anspruch 1 für einen rundum abstrahlenden Scheinwerfer, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil der Lichteintrittsfläche aus einem konvexen Toroidring (3), der zweite Teil der Lichteintrittsfläche ebenfalls aus einem konvexen Toroidring (19) und die spiegelnde Mantelfläche (20) aus einem Kegelstumpf besteht (Fig. 9). 4. Optisches System nach Anspruch 1 für einen in zwei etwa diametral gegenüberstehende enge Sektoren abstrahlenden Scheinwerfer, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil der Lichteintrittsfläche aus zwei einander gegenüberstehenden Konvexlinsen (33, 33'), der zweite Teil der Lichteintrittsfläche aus zwei Kugelflächen (35, 35') mit der Lichtquelle (L) als Mittelpunkt und die spiegelnde Mantelfläche aus zwei einander gegenüberstehenden Paraboloiden (36, 36') besteht (Fig 6). 5. Optisches System nach Anspruch 1 für einen in zwei etwa diametral gegenüberstehende enge Sektoren abstrahlenden Scheinwerfer, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil der Lichteintrittsfläche aus zwei einander gegenüberstehenden Konvexlinsen (33, 33'), der zweite Teil der Lichteintrittsfläche aus zwei einander gegenüberstehenden Konvexlinsen (49, 49') und die spiegelnde Mantelfläche aus zwei einander gegenüberstehenden Planflächen (50, 50') besteht (Fig. 10). 6. Optisches System nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der von den dioptrisch parallel gerichteten Strahlen getroffene Teil der Lichtaustrittsfläche im Außengebiet der Lichtaustrittsfläche angeordnet ist und einen konvexen Kegelmantel (14) mit einem Kegelwinkel von mindestens 160 -- bildet (Fig. 2, 3 und 9). 7. Optisches System nach einem der Ansprüche 1, 2, 3 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der von den kathoptrisch parallel gerichteten Strahlen getroflene Teil der Lichtaustrittsfläche im inneren Gebiet der Lichtaustrittsfläche angeordnet ist und einen HoWkegel (16) mit einem Kegelwinkel von nicht weniger als 180'#-2a bildet (Fig. 3 und 9). 8. Optisches System nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der von den dioptrisch parallel gerichteten Strahlen getroffene Teil der Lichtaustrittsfläche (44, 44') im Außengebiet der Lichtaustrittsfläche angeordnet ist und mit der optischen Achse (8) des Systems einen Winkel von höchstens etwa 100' bildet (Fig. 6 und 10). 9. Optisches System nach einem der Ansprüche 1, 4, 5 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der von den kathoptrisch parallel gerichteten Strahlen getroffene Teil der Lichtaustrittsfläche im inneren Gebiet der Lichtaustrittsfläche angeordnet ist und ein Hohlprisma (46, 46') mit einem Prismenwinkel von nicht weniger als 180'- - 2 a bildet (Fig. 6 und 10). 10. Optisches System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht von parallel zu richtenden Strahlen durchsetzte zentrale Teil der Lichteintrittsfläche mit optisch streuenden Elementen, z. B. kippen besetzt ist. 11. Optisches System nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Strahlen der Lichtquelle nicht direkt getroffene Teil der Mantelflächen (13, 43, 43') spiegelnd ausgestaltet ist. 1,2. Optisches System nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet -, daß die spiegelnden Elemente aus Dachkantprismen bestehen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0283440A2 (de) * 1987-03-16 1988-09-21 Meta-Fer Holding S.A. Flugfeldbeleuchtung mit einer in einem Gehäuse angeordneten Lichtquelle
US4803608A (en) * 1985-12-19 1989-02-07 Duracell Inc. Rear lights for bicycles and other vehicles

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4803608A (en) * 1985-12-19 1989-02-07 Duracell Inc. Rear lights for bicycles and other vehicles
EP0283440A2 (de) * 1987-03-16 1988-09-21 Meta-Fer Holding S.A. Flugfeldbeleuchtung mit einer in einem Gehäuse angeordneten Lichtquelle
EP0283440A3 (de) * 1987-03-16 1989-11-02 Meta-Fer Holding S.A. Flugfeldbeleuchtung mit einer in einem Gehäuse angeordneten Lichtquelle
US4910649A (en) * 1987-03-16 1990-03-20 Meta-Fer Ag Airfield light having a light source arranged in a house

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