DE1472494A1 - Reflektor und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Elastic Stop Nut Corp. of America 1472494 Union, N.T., USA 3Q, Juni 1965 Reflektor und Verfahren zu seiner Herstellung

Die Erfindung betrifft lichtreflektierende Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung derartiger Vorrichtungen.

Die bisher hergestellten rückstrahlenden bzw. Würfelkanten besitzenden lichtbrechenden Vorrichtungen (retro dire Aive or cube corner type light reflecting devices) sind im wesentlichen nur unter einem kleineren Einfallwinkel rückstrahlend, bei denen ein Reflexionsignal ausreichender Stärke nur in einem schmalen Abweichbereich vom Winkel des einfallenden Lichtstrahls relativ zur optischen Achse des Reflektors geliefert wird.

Derartige Vorrichtungen liefern bei jedem vorgegebenen Winkel des einfallenden Lichtstrahls eine maximale Intensität des zurückgeworfenen Lichts nur innerhalb eines schmalen Abweichungsberexchs von der Ausrichtung der Würfelkanten um die optische Achse des Reflektors herum.

Bei Verwendung in Autobahn - Sicherheits -oder Straßen-Richtungssignalen, in Straßensperranlampen oder in Automobil- und Lastwagen-Schlußlichtern und -Begrenzungslich-

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tern sowie in Rück- und Seitenreflektoren von Kraftwagen macht die unter kleinem Winkel rückstrahlende Charakteristik derartiger Würfelkantenreflektoren eine Dreh- bzw. Winkelausrichtung bzw. ein "Zielen" der Reflektoren innerhalb enger Winkelbegrenzungen relativ zu einer angenommenen Richtung und einer angenommenen Ausgangsentfernung des einfallenden Lichtstrahls erforderlich, um in der gewünschten Richtung ein Reflexionssignal annehmbarer Stärke zu liefern.

Zur Vermeidung dieser Nachteile beschäftigt sich die Erfindung in erster Linie mit-der Schaffung eines rückstrahlenden bzw. Würfelkanten-Reflektors solcher Form bzw. solchen Aufbaus, daß die Notwendigkeit für eine Ausrichtung zur Gewährleistung eines Reflexionssignals über einen weiten Abweichungsbereich vom Einfallwinkel des Lichtstrahls gegenüber der optischen Achse des Reflektors vermieden wird.

In der USA-Patentschrift 2 205 638 ist bereits vorgeschlagen, einen Reflektor dieser Art zweiseitig abstrahlend auszubilden, indem zu beiden Seiten einer Mittelebene Würfelkanten entgegengesetzter Ausrichtung vorgesehen werden.

Bei dieser mittengeteilten Reflektoranordnung sind die zu beiden Seiten der Mittelebene vorgesehenen Gruppen von Würfelkanten so ausgerichtet, daß sie ein maximales Reflexions-

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vermögen gegenüber einem von beiden Seiten der Durchmesserebene auf den Reflektor auftreffenden Lichtstrahl gewährleisten. Sin innerhalb eines Winkele von 20° gegenüber den Lot auf die Reflektor-Stirnfläche einfallender Iiichtstrahl wird von den zu beiden. Seiten der Mitteleben· vorgesehenen Würfelkanten im selben Ausmaß wie bei einem normalen Reflektor mit einfacher Ausrichtung zurückgeworfen; wenn sich jedoch der Einfallwinkel des Lichtstrahls gegenüber dem Lot auf die Reflektor-Stirnfläche in der einen Richtung der Mittelebene auf mehr als etwa 20° vergrößert, nimmt das von der auf der anderen Seite der Mittelebene befindlichen Würfelkantengruppe zurückgeworfene Lichtsignal schnell ab und wird praktisch Null.

Demsufolge beschäftigt sich die Erfindung mit der Aufgab·, eine unter einem weiten Winkel und mehrseitig abstrahlende Rückstrahler- bsw. WürfeIkanten-Reflexionsvorrichtung su schaffen, d.h. eine Vorrichtung, die innerhalb •ines weiten Abweichungsbereichs von der Ausrichtung des Reflektors ein Reflexionesignal praktisch konstanter Stärke su liefern vermag.

Die Würfelkanten der s.Zt. bekannten Reflektoren sind durch sechseckige Grenzlinien festgelegt, da die Würfelkanten direkt oder indirekt durch eeoheeokige Formglleder bzw. -zapfen mit einen Würfel festlegenden Flächen geformt werden, wie _tsie beispielsweise in der genannten U&A-Patentschrift 2 205

gezeigt sind.

Die einander benachbarten sechskantigen Formglieder können nicht einwandfrei zur Erzielung eines zufriedenstellenden Formens bzw. Gießens zusammengesteckt bzw. -gesetzt werden, es sei denn, daß ihre Würfel- bzw. Sechskant-Würfelflächen in gleicher Weise ausgerichtet sind. Sechskant-Würfelflächen unterschiedlicher Ausrichtung müssen daher mit Abstand voneinander angeordnet werden, beispielsweise durch einen ein "gespaltenes Zentrum" hervorrufenden nicht reflektierenden Bereich, wie es in der genannten USA-Patentschrift offenbart ist.

Die Erfindung befaßt sich daher weiter mit der. Lösung der Aufgabe, einen Reflektor zu schaffen, bei welchem die Würfelkanten durch rechteckige oder quadratische Grenzlinien festgelegt und die einander benachbarten Würfelkanten in mindestens vier verschiedenen Ausrichtlagen relativ zueinander ausgerichtet sind.

Die bisher bekannten rückstrahlenden bzw. Würfelkanten aufweisenden Lichtreflexionsvorrichtungen kennzeichnen sich durch einen schnellen Intensitätsabfall des reflektierten Lichts bei zunehmendem Winkel zwischen einfallendem Lichtstrahl und optischer Achse des Reflektors.

• Ein anderes Erfindungsziel bezieht sich somit auf die Schaffung eines Rückstrahler- bzw. Würfelkantenreflektors,

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der eine verhältnismäßig hohe Intensität des zurückgeworfenen Lichts über einen weiten Abweichungsbereich von der Richtung des einfallenden Lichtstrahls gewährleistet.

Noch ein anderes Erfindungeniel besteht in der Schaffung eines Würfelkanten-Heflektors, dessen Würfelkanten in mindestens vier verschiedenen Sichtungen ausgerichtet sind, während dennoch die ganze Reflektorfläche durch reflektiertes Licht leuchtend erscheint.

Die Erfindung befaßt sich weiterhin mit der Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung zur Herstellung von Würfe lkanten-Reflekt or en, deren einander benachbarte Würfelkanten jeweils unterschiedlich ausgerichtet sind und keinen nicht reflektierenden Zwischenbereich bzw. -abstand zwischen sich aufweisen.

Ein anderes Erfindungsziel betrifft die Schaffung eines Verfahrens und einer Einrichtung zur Herstellung von Würfelkanten-Reflektoren mit mehreren unterschiedlichen Würfelkantenausrichtungen über die gesamte Reflektorfläche hinweg, so daß das Licht bei weitgehend abweichenden Richtungen der einfallenden Lichtstrahlen zurückgeworfen wird und die gesamte Reflektorfläche erleuchtet erscheint.

Ein weiteres Erfindungsziel bezieht sich auf die Schaffung eines Reflektors der genannten Art, bei welchem die Würfel-

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kanten in Gruppen angeordnet sind, von denen jede aus mehreren Würfelkanten unterschiedlicher Ausrichtung besteht.

Noch ein weitere» Erfindungsziel beschäftigt sich mit der Schaffung eines Würfelkanten-Reflektors, bei dem die Würfelkanten in mindestens awcht verschiedenen Ausrichtlagen angeordnet sind.

Es ist seit Jahren bekannt, daß sich beträchtliche Einsparungen in der Menge des zum Gießen eines Reflektors vorgegebener Größe verwendeten Kunststoffs erzielen lassen, wenn die Größe der zur Formung der Würfelkanten verwendeten Formsapfen bzw. -vorsprünge verringert werden kann.

Außerdem hat es sich gezeigt, daß beim Gießen von Reflektoren dieser Art in der der Fläche, welche die Würfelkanten aufweist, gegenüberliegenden Fläche des Reflektors eine Vertiefung gebildet wird und daß sich die Größe dieser Vertiefung unmittelbar mit der Größe der zur Formung der Würfelkanten verwendeten Zapfen ändert.

Demzufolge befaßt sich die Erfindung mit der Schaffung einer Einrichtung und eines Verfahrene zur Ermöglichung einer Verkleinerung der Formzapfen, welche direkt oder indirekt die Würfelkanten des gegossenen Reflektors ausbilden, so daß die Menge und somit die Kosten des zur Herstellung von Reflektoren dieser Art verwendeten Materials herabgesetzt werden

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können und die Ausbildung von Vertiefungen in der der Reflektorfläche, in welcher die Würfelkanten gebildet werden, gegenüberliegenden Fläche ausgeschaltet bzw. auf ein Mindestmaß verringert wird.

Formzapfen mit sechseckigem Querschnitt bringen ernstliche Einschränkungen bezüglich der möglichen Mindestgröße solcher Zapfen mit sich, welche so behandelt werden können, daß sie annehmbar genaue sechskantige Würfelflächen liefern.

Die vorstehenden sowie weitere Ziele, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich noch deutlicher aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Reflektors mit den Merkmalen der Erfindung, in stark, vergrößertem Maßstab,

Fig. 2 eine Ansicht einer der mehrteiligen Einheiten, aus denen der Reflektor gemäß Fig. 1 gebildet ist, von der Rückseite des Reflektors her gesehen, in noch weiter vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 einen lotrechten Schnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer mehrteiligen Zapfenanordnung zur Formung der mehrteiligen Re-

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flektoreinheit gemäß Fig. 2, in vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 eine Stirnansicht eines einen !Teil des Anordnung Gemäß Fig. 4 darstellenden einseinen Formzapfens,

Fig. 6 eine Seitenansicht des Formzapfens gemäß Fig. 5, in Richtung der Pfeile 6-6 gesehen,

Fig. 7 eine Seitenansicht des Formzapfens gemäß Fig. 5, in Richtung der Pfeile 7-7 gesehen,

Fig. θ eine stark vergrößerte Ansicht einer anderen der mehrteiligen Einheiten, aus denen der Reflektor gemäß Fig. 1 gebildet ist, von der Rückseite des Reflektors her gesehen,

Fig. 9 einen lotrechten Schnitt längs der Linie 9-9 Fig. 8, in weiter vergrößertem Maßstab,

Fig.10 eine perspektivische Ansicht einer mehrteiligen Zapfenanordnung zur Herstellung der mehrteiligen Reflektoreinheit gemäß Fig. 8,

Fig«11 eine Stirnansicht eines einzelnen, ein Teil der Anordnung gemäß Fig. 10 bildenden Formzapfens,

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Fig. 12 eine Seitenansicht des Zapfens gemäß Pig. 11, in Richtung der Pfeile 12-12 gesehen,

Pig. 13 eine Seitenansicht des Formzapfens gemäß Fig. 11, in Richtung der Pfeile 13-13 gesehen,

Fig. 14 eine Seitenansicht des Formzapfens gemäß Fig. 11, in Richtung der Pfeile 14-14 gesehen,

Fig. 15 eine perspektivische Ansicht des Formzapfens gemäß Fig. 5,

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht des Formzapfens gemäß Fig. 11 und

Fig. 17 graphische Darstellungen, welche das Verhältnis der Intensität des Reflexionssignals beim erfindungsgemäßen Reflektor im Vergleich zu der von einem herkömmlichen einfach ausgerichteten Reflektor erhaltenen Signalintensität hei verschiedenen Einfallwinkeln veranschaulichen.

Wie insbesondere aus Fig. 1 hervorgeht, besteht der erfindungsgemäße Reflektor 20 aus einer Scheibe oder einem gegossenen Kunststoffkörper aus lichtdurchlässigem Material, an deren bzw. dessen Rückseite in einem von Linien 24, 26, und 30 umgrenzten Bereich eine Vielzahl von Reflexionsein-

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heiten 22 und in den außerhalb dieser Linien liegenden Randbereichen innerhalb des Umfangerands 39 der Scheibe bzw. des Körpers eine Vielzahl von Relexionseinheiten 32, 34·» 36 und 38 vorgesehen sind. Die Einheiten 32, 34, 36 und 38 besitzen jeweils gleichen Aufbau, jedoch sind die Einheiten 32 und 36 in der einen Richtung und die Einheiten 34 und 38 unter einem rechten Winkel zu den erstgenannten Einheiten orientiert.

Wie am besten aus den Fig. 8 und 9 ersichtlich ist, wird jede Reflexionseinheit 22, von der Rückseite des Reflektors her gesehen, durch vier Prismaelemente bzw. -teile 40, 42, 44 und 46 gebildet, die jeweils quadratischen Umriß besitzen und einander in der Prismenform identisch sind.

Beispielsweise weist das Prismaelement 40 drei von einer gemeinsamen Spitze 54 aus abwärts geneigte Flächen 48, und 52 auf, von denen sich die Flächen 48 und 50 längs einer Kante 56 schneiden, die von der Spitze 54 aus abwärts zu einer Ecke 57 der den Umriß des Elements 40 bildenden Vierkant-Grenzlinie verläuft. Die Flächen 50 und 52 schneiden sich längs der Kante 58, die von der Spitze 54 aus zu einem Punkt 60 an einer anderen Seite des Vierkantumrisses in einem vorbestimmten Abstand von der Ecke 61 des Umrisses verläuft. Die Flächen 48 und 52 schneiden sich längs der Kante 60, die ihrerseits von der Spitze 54 zu einem im selben vorbestimmten Abstand von der Ecke 63 des Umrisses

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an einer anderen Seite des Vierkant-Umrisses liegenden Punkt 62 verläuft. Die Flächen 48, 50 und 52 liegen praktisch im rechten Winkel zueinander und bilden einen Würfelabachnitt, wobei die Flächen 48, 50 und 52 unter demselben Winkel gegenüber der durch die Spitze 54 verlaufenden Wurfelacb.se geneigt sind.

Die Flächen 48 und 50 sind einander spiegelgleich und liegen symmetrisch zu beiden Seiten der Schnittkante 56» während die Fläche 52 symmetrisch zu einer die Kante 56 einschließenden Diagonale des Vierkant-Umrisses angeordnet ist. Die Prismenform des Elements 40 gemäß Fig. 8 ist als vollständig von der Zeichenebene aufwärts abstehend zu betrachten und bildet in dem darunterliegenden Kunststoff körper 64 gemäß Fig. 9 eine innere Würfelkante aus, welche die unter einem geringeren Winkel gegenüber der Würfelachse als dem Winkel der Totalreflexion (von etwa 20°) für den beim jeweiligen Reflektor verwendeten Kunststoff auf eine der Flächen bzw. Facetten der Würfelkante auftreffenden Lichtstrahlen total zu reflektieren vermag.

Die Prismaelemente 42, 44 und 46 sind jeweils genauso geformt wie das Element 40, jedoch um die Achse der inneren Würfelkante unter einem Winkel von 90° gegenüber dem benachbarten Element verdreht orientiert. Die Schnittkante zwischen den Flächen 48 und 50 des Elements 42 ist somit unt.er einem rechten Winkel gegenüber der Kante 56 zwischen den Flächen 48 und 50 des Elements 40 angeordnet.

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Die Flächen 48 und 50 jedes Elements sind nicht nur symmetrisch zur Kante 56 herum angeordnet, sondern sind auch kongruent, so daß die Fläche 48 des Elements 42 eine in derselben Ebene liegende Fortsetzung der Fläche 50 des Elements 40 bildet, während die Spitβe des Elemente 42 praktisch mit der Spitze 60 des Elements 40 zusammenfällt und die Ecken 57 und 63 der Elemente 40 bzw. 42 ebenfalls zusammenfallen. Die Flächen 52 der Elemente und 42 treffen sich an einem gemeinsamen Punkt 66, welcher den Mittelpunkt bzw. die Spitze der Reflexionseinheit 22 bildet und um welchen herum alle die die Würfelkanten bildenden Flächen der Einheit symmetrisch angeordnet sind. Ersichtlicherweis β hat die unter einem rechten Winkel gegenüber dem Element 42 verdrehte Ausrichtung des Elements 44 auf ähnliche Weise zur Folge, daß die die Würfelkanten bildenden Flächen des Elements 44 dieselben Stellungen gegenüber den die Würfelkanten bildenden Flächen des Elements 42 wie

einnehmen, letztere gegenüber den die Würfelkanten bildenden Flächen des Elements 40 einnehmen. Gleichermaßen bewirkt die um 90° verdrehte Lage des Elements 46 gegenüber dem Element 44, daß die die Würfelkante bildenden Flächen bzw· Facetten dieser Elemente dieselben Relativstellungen einnehmen wie die die Würfelkanten bildenden Flächen der Elemente 40 und 42.

Wie aus den Fig. 8 und 9 ersichtlich ist, legt jede Reflexionseinheit 22 vier innere Würfelkanten bzw. Trieder fest, d.h.

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Reflexionselemente, deren benachbarte Elemente um 90° relativ zueinander angeordnet sind. Infolge dieser "Vierseiten-Ausrichtung" der die Einheit 22 bildenden Reflexionselemente werden ungeachtet der Einfallrichtung alle unter einem innerhalb des Brechungsbereichs auf die Fläche der Reflektoranordnung auftreffenden Lichtstrahlen durch ein oder mehrere der Elemente 40, 42, 44 oder 46 unter einem vorbestimmten Beobachtungswinkel reAiv zum einfallenden Lichtstrahl zur Lichtquelle zurückgeworfen.

Die sich in den Sandbereichen der Reflektoranordnung befindlichen Reflexionseinheiten 32, 34, 36» und 33 besitzen jeweils identische Form bzw. Aufbau. In den Pig. 2 und 3 ist der Aufbau der Reflexionseinheit 32 veranschaulicht, doch besitzen die Reflexionseinheiten 34, 36 und 38 ersichtlicherweise dieselbe Form bzw. Aufbau.

Gemäß den Fig. 2 und 3 besteht jede Reflexionseinheit 32, von der Rückseite der Vorrichtung her gesehen, aus vier Prismaelementen bzw. -teilen 70, 72, 7^ und 76, die jeweils quadratischen Umriss besitzen und in ihrer Prismenform einander identisch sind.

Das Element 70 weist beispielsweise drei Flächen 78, 80 und 82 auf, die von einer gemeinsamen Spitze bzw. Scheitel 84 aus abwärts geneigt sind. Die Flächen 80 _r und 82 schneiden sich längs einer Kante 86, die sich von der Spitze 84 zu

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einem an der einen Seite des quadratischen Umrisses in der Mitte zwischen den Ecken 90 und 92 liegenden Punkt 88 erstreckt. Die Flächen 80 und 82 liegen symmetrisch Su beiden Seiten der Kante 86 und sind einander kongruent. Die Fläche 78 ist, symmetrisch um eine Verlängerung der Linie 86 herum angeordnet und schneidet die Flächen 80 und 82 längs Linien 94.bzw. 96, welche ihrerseits, unter einem Winkel von 120° zur Kante 86 angeordnet sind und gegenüberliegende Seiten des quadratischen Umrisses an Funkten 98 bzw. 100 schneiden, welche gleiche Abstände von den Scken 102 und 104 besitzen.

Die Flächen 78, 80 und 82 verlaufen praktisch im rechten Winkel zueinander und bilden einen Teil eines Würfels bzw. Kubus; sie sind unter demselben Winkel gegenüber der durch die Spitze 84 verlaufenden Innenachse des Würfels geneigt.

Das Element 72 ist in derselben Richtung orientiert wie das Element 70; infolge der Symmetrie und Kongruenz der die Würfelkante bildenden Flächen der Elemente 70 und 72 fällt die Ecke 90 des Elements 72 mit der Ecke 92 des Elements 70, die Ecke 104 des Elements 72 mit der Ecke 102 des Elements end die Spitze 100 des Elements 72 mit der Spitze 98 des Elemente 70 zusammen. Die Flächen 78 der beiden Elemente 70 und 72 liegen in einer gemeinsamen geneigten Ebene und bilden jeweils eine Fortsetzung der anderen.

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Di· Elemente 74 und 76 sind in derselben Richtung orientiert, aber unter einem Winkel von 180° gegenüber den die Würfelkanten bildenden Elementen 70 und 72 um die Achse der inneren Würfelkante bzw. -ecke verdreht; infolgedessen liegen die Flächen 73 der Elemente 74 und 76 entgegengesetzt zur Richtung der Flächen 78 der Elemente ?0 und 72.

Die Flächen 80 der Elemente 74- und 76 erstrecken sich von der ltittelebene der Einheit durch die Überschneidungspunkte 88 und 90 bis 92 entgegengesetzt zur Richtung der Flächen 80 der Elemente 70 und 72_t schneiden jedoch die Flächen 82 der Elemente 70 und 72* Auf ähnliche Weise verlaufen die Flächen 82 der Elemente 74 und 76 von der Mittelebene aus entgegengesetzt zur Richtung der Flächen 82 der Elemente 70 und 72, schneiden jedoch die Flächen 80 der Elemente 70 und 72.

Ersichtlicherweise legt jede Reflexionseinheit 32 im Körper des Reflektors vier innere Würfelkanten fest, von denen sich jede, wie die durch das Element 70 gebildete neben einer Würfelkante derselben Richtungsorientierung, wie die durch das Element 72 gebildete, und ebenso neben * einer Kante, wie der durch das Element 76 gebildeten, befindet .

* Es ist zu beachten, daß die Reflexionseinheit 32 und die

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Einheit 36 bei der Reflektoranordnung 20 gemäß Fig. 1 so orientiert sind, daß sich die aufeinander ausgerichteten bzw. in derselben Ebene liegenden Würfelflächen 78 benachbarter Elemente 70 und 72 gemäß Fig. 1 in waagerechter Richtung erstrecken, während die in derselben Ebene liegenden Flächen 78 benachbarter Elemente 70 und 72 der Einheiten 34- und 36 gemäß Fig. 1 lotrecht orientiert sind.

Aus Fig. 1 ist ersichtlich, daß der Reflektor aus einem Hauptbereich mit einer Vielzahl von Reflexionseinheiten 22, von denen jede vier in vier verschiedenen Richtungen orientierte innere Würfelkanten festlegt, und mehreren Randbereichen besteht, welche eine Vielzahl von Reflexionseinheiten 32, 34| 36 und 38 enthalten, von denen jede" vier innere Würfelkanten festlegt, von denen jeweils zwei in derselben und zwei in entgegengesetzter Richtung orientiert sind. Außerdem ist zu beachten, daß die Einheiten 34- und 38 der oberen und unteren Randbereiche unter einem rechten Winkel gegenüber den Einheiten 32 und 36 der seitlichen Randbereiche angeordnet sind, so daß die durch jede Reflexionseinheit 34 und 38 gebildeten inneren Würfelkanten eine Reihe von vier inneren Würfelkanten bilden, die unter einem Winkel von 90° gegenüber den durch jede der Einheiten 32 und 36 gebildeten Kanten orientiert sind. Ersichtlicherweise umfaßt somit die Reflektoranordnung gemäß Fig. 8 eine Vielzahl von in acht verschiedenen Richtungen orientierten Würfelkanten .

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Außerdem ist es ersichtlich, daß die durch die Reflexionseinheiten 32, 34, 36 und 38 gebildeten inneren Würfelkanten bei der Anordnung gemäß Fig. 1 am Rand des Hauptabschnitts nicht immer (in einer ober- und unterhalb der Zeichenebene liegenden Ebene) mit den Kanten der durch die Einheiten 22 gebildeten Würfelecken zusammenfallen können. Hierdurch werden anscheinend nicht reflektierende Zwischenräume längs der Rückseite des Reflektors festgelegt, die Jedoch erfindungsgemäß durch die sehr geringe Größe der Reflexionseinheiten auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden. Es kann darauf hingewiesen werden, daß es die erfindungsgemäße Form der Reflexionseinheiten möglich macht, Formglieder zur Herstellung derartiger Einheiten mit sehr geringer Größe herzustellen.

Selbstverständlich braucht der Reflektor 20 nur aus Reflexionseinheiten 22 oder nur aus Einheiten des Typs 32, 34-, 36 und 38 zu bestehen. Im letzterem Fall können die Reflexionseinheiten beispielsweise alle auf dieselbe Weise orientiert sein wie die Einheiten 32 und 36 oder die Einhe it en 34- und 38.

Gemäß den Fig. 10 bis 14 kann eine Formzapfeneinheit bzw. -gruppe zur Herstellung einer Reflektoreinheit 22 vier quadratischen Querschnitt besitzende Zapfen 108, 110, 112 und 114· aufweisen, von denen jeder mit mehreren den Flächen 48, 50 und 52 jedes Elements der Einheit 22 entsprechenden

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Flächen 116, 118 bzw. 120 versehen ist. Die Flächen 116, 118 und 120 sind an der Stirnfläche jedes Vierkantzapfens derart geschliffen, daß sie zwecks Bildung eines Teils eines Würfels praktisch im rechten Winkel zueinander verlaufen. Die Flächen 116, 118 und 120 sind unter vorbestimmten Winkeln gegenüber der Zentralachse des Zapfens geneigt und schneiden sich an einem auf dieser Zapfenachse liegenden Punkt 122.

Die vier Zapfen 108 bis 114 werden anschließend gemäß Fig. zu einer Gruppe bzw. Einheit zusammengesetzt, in welcher jeder Zapfen gegenüber dem benachbarten Zapfen um 90° verdreht ist.

Aus Fig. 10 ist ersichtlich, daß sich die Flächen der benachbarten Zapfen an deren Verbindungsstelle an jedem Punkt schneiden und somit keine Unterbrechung der die Würfelkanten bildenden Flächen bei den jeweils eine Einheit bildenden Zapfen vorhanden ist. Obgleich in den Zeichnungen nicht dargestellt, ist es ebenfalls ersichtlich, daß zwischen den die Würfelflächen bildenden Flächen der Zapfen benachbarter Einheiten bzw. Gruppen keinerlei Unterbrechungen bzw. Unregelmäßigkeiten vorhanden sind.

Gemäß den Fig. 4 bis 7 können die zur Herstellung der Reflexionseinheiten 32, 34, 36 und 38 verwendeten Zapfeneinheiten vier Vierkantzapfen 124, 126, 128 und I30 aufweisen,

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die einander in Form und Konstruktion identisch sind und von denen jeder, wie beispielsweise der Zapfen 124, am einen Ende mit Flächen 132, 134· und 136 versehen ist, welche den Flächen 78» 80 bzw. 82 jedes Elements der Reflexionseinheit 32 entsprechen.

Die Flächen 132, 1J4- und 136 sind derart am Ende jedes Formzapfens angeschliffen, daß sie sich an einem Punkt 138 schneiden, welcher auf der Zentralachse des Zapfens liegt, wobei die Zapfenflächen unter einem Winkel von 90° relativ zueinander geschliffen sind. Die Fläche 132 verläuft längs der einen Seite des quadratischen Querschnitt besitzenden Zapfens 124, während die Flächen 134 und 136 längs der anschließenden beiden Seiten des Zapfens 124 verlaufen und sich längs einer in der Mitte zwischen diesen Seiten liegenden Linie 140 schneiden und_/falls sie verlängert würden, die Fläche 132 schneiden würden.

Die Zapfen 124 bis 130 sind derart in der Formzapfengruppe angeordnet, daß die Flächen 132 der Zapfen 124 und 130 in einer gemeinsamen-Ebene liegen, jedoch in entgegengesetzte Richtung weisen wie die miteinander fluchtenden Flächen 132 der Zapfen 126 und 128. Die Zapfen 126 und sind in der Gruppe entgegengesetzt zu den Zapfen 124 und 130 orientiert.

Das Schleifen der Vierkantzapfen, um an ihren Enden die die beschriebenen Würfelkanten bildenden Flächen auszubilden,

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kann dadurch erfolgen, daß jeder Zapfen in ein entsprechendes Werkstück-Halte- und -Ausrichtwerkzeug eingesetzt wird, welches die Zapfen mit ihrer Achse in der gewünschten waagerechten und lotrechten Winkellage gegenüber der Fläche einer Schleifscheibe zu halten vermag, um zunächst die eine Würfelfläche unter dem gewünschten Neigungswinkel zu formen, woraufhin das Werkzeug über einen genau geregelten Winkelbereich verdreht wird, um die beiden anderen Würfelflächen auszubilden.

Die Formzapfen werden anschließend in Gruppen von jeweils vier Stück, wie die Gruppe 107 gemäß Fig. 10 oder die Gruppe 123 gemäß Fig. 4, zusammengesetzt. Nach dem Zusammensetzen einer ausreichenden Anzahl von Zapfen können diese in einen Halter eingesetzt werden, woraufhin eine Elektroform oder sonstige Gießform von den die Würfelkanten bildenden Zapfenflächen angefertigt werden kann. Je nach Wunsch kann dann eine Anzahl von derartigen Formen bzw. Formabschnitten von einer beliebigen Menge von Zapfengruppen angefertigt werden und da die Zapfen sowie die einzelnen Formzapfengruppen mit quadratischem Umriss angeordnet sind, können die verschiedenen Elektroformabschnitte ohne weiteres auf rechteckigen oder quadratischen Umriss zurechtgeschnitten bzw. zugerichtet und ohne Unregelmäßigkeiten der die Würfe lkant en bildenden Flächen der Anordnung in den Formraum einer beliebigen Kunststoff-Gießmaschine eingesetzt werden, um den Eeflektor auf übliche Weise und unter den üb-

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lichen Bedingungen herzustellen.

Ersichtlicherweise bilden bei diesem Verfahren zur Herstellung eines Reflektors die Würfel-Formflächen eines Zapfens die Würfelkantenflächen eines Reflexionselements der Reflektorvorrichtung.

Fig. 17 zeigt eine Reihe typischer Kurven, welche die Stärkenabweichung des Reflexionssignals veranschaulichen, wenn ein einfach orientierter Würfelkanten-Reflektor um eine zur optischen Achse seiner Würfelkanten parallele Achse über verschiedene Winkelstellungen gedreht bzw. ausgerichtet wird. Zum Vergleich zeigt diese Figur außerdem die Abweichung der Reflexionssignalstärke beim Drehen bzw. Verlagern einer vierfach orientierten Reflektorvorrichtung mit den Merkmalen der Erfindung über verschiedene Winkelstellungen. Wie durch die Kurve A gemäß Fig. I7 dargestellt, ändert sich bei einem unter einem Winkel von etwa 20° einfallenden Reflexionssignal dessen Stärke bei einer einfach orientierten Vorrichtung bei Änderung des Orientierungswinkels über einen weiten Bereich hinweg, doch bleibt die Stärke des Reflexionssignals über den ganzen Orientierungsbereich des Reflektors hinweg von annehmbarer Größe.

Wie durch die Kurve B gemäß Fig. I? angedeutet, bleibt die Stärke des Reflexionssignals unter einem Einfallwinkel

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von 20° bei der erfindungsgemäßen vierfach orientierten Reflektorvorrichtung im wesentlichen konstant.

Wie durch die Kurve C gemäß Fig. 17 dargestellt, ändert sich die Stärke des zurückgeworfenen Signals bei einem Einfallwinkel von 30° bei einer einfach orientierten Vorrichtung wiederum über praktisch denselben weiten Bereich wie im Fall der Kurve A, doch ist die Stärke des Reflexionssignals nunmehr über einen weiten Bereich der Abweichung vom Orientierungswinkel des Reflektors hinweg unannehmbar.

Bei aus Buchstaben oder anderen Zeichen mit Reflektorknöpfen bestehenden Autobahn- bzw. Straßensignalen würde eine derart große Abweichung der Leuchtkraft bzw. Helligkeit der von den verschiedenen Reflektorknöpfen eines vorgegebenen Buchstabens (wie durch die Kurven A und C angedeutet) zurückgeworfenen Signale diesen Buchstaben o. dgl. Zeichen unlesbar machen.

Obgleich in Fig. 17 nicht dargestellt, ist es ersichtlich, daß der herkömmliche einfach orientierte Reflektor bei einem 30° übersteigenden Einfallwinkel in keiner Orientierungsstellung des Reflektors eine für ein Straßensignal ausreichende Reflexionssignalstärke liefert; ein Einfallwinkel von 30° wird daher im allgemeinen als Grenzwinkel betrachtet.

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Fig. 17 zeigt weiterhin durch die Kurve D die Abweichung der Reflexionssignalstärke bei einem Einfallwinkel von 30° bei Änderung des Orientierungswinkels eines Beflektors mit erfindungsgemäß vierfach orientierten Reflexionseinheiten 22 gemäß den Fig. 1, 3 und 9· Aus der Kurve D ist es ersichtlich, daß, allgemein gesprochen, nur eine geringe Stärkenabweichung des zurückgeworfenen Signals auftritt, wenn der Orientierungswinkel des Reflektors geändert wird, und daß die Mindeststärke des zurückgeworfenen Signals einwandfrei oberhalb des Werts liegt, der erforderlich ist, um Straßen-Richtungssignale, Sicherheitssignale und dgl. leicht erkennbar zu machen.

Bei kleinerem Einfallwinkel als 20° ist die Größe der Reflexionssignalstärke bei jeder vorgegebenen Orientierung eines vierfach orientierten Reflektors größer als der durch die Kurve B angegebene Wert und ebenfalls praktisch konstant. Anhand der Kurven B und D läßt sich sagen, daß eine vierfach orientierte Vorrichtung eine praktisch konstante Stärke des zurückgeworfenen Signals liefert, die praktisch unabhängig vom Orientierungswinkel ist, obgleich sich ihre Größe mit dem Einfallwinkel ändert.

Falls ein äußerst konstanter Wert der Reflexionssignalstärke bei Änderungen des Orientierungswinkels und größerem Einfallwinkel als 30° gewünscht wird, erweist sich die acht-

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fach orientierte Reflektorkonstruktion gemäß Fig. 1 als besonders vorteilhaft.

Aus der vorangehenden Beschreibung ist es ersichtlichj daß ein Würfelkanten-Reflektor mit den Merkmalen der Erfindung die Notwendigkeit für eine Ausrichtung der Reflektorvorrichtung ausschaltet und über einen weiten Abweichungeber eich der Richtung des einfallenden Lichtstrahls gegenüber der optischen Achse des Reflektors ein Reflexionssignal praktisch konstanter Intensität gewährleistet.

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Claims (1)

1. Pat entans prUche

   1..Gegossener WUrfelkanten-Reflektor aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß seine Reflexionsfläche eine Vielzahl von aneinander anstoßende, durch im rechten Winkel zueinander verlaufende Grenzlinien begrenzte Würfelkantengruppen aufweist, von denen jede durch mehrere unterschiedlich orientierte totalreflektierende Reflexionseinheiten von WUrfelkantenform gebildet sind.

   2. Gegossener WUrfelkanten-Reflektor; dadurch gekennzeichnet, daß seine Reflexionsfläche eine Vielzahl von totalreflektierenden Reflexionseinheiten von WUrfelkantenform aufweist, die zwecks Hervorbringung eines Weitwinkel-Reflektors in mindestens vier verschiedenen Richtungen orientiert sind.

   5. WUrfelkanten-Reflektor», dadurch gekennzeichnet, daß seine reflektierende Rückseite eine Vielzahl von Reflexionseinheiten mit durch im reohten Winkel zueinander verlaufender Grenzlinien gebildeten inneren WUrfelkanten aufweist, wobei einander benachbarte Einheiten jeweils eine andere Orientierung um ihre Achse besitzen.

   4. Reflektor, dadurch gekennzeichnet, daß seine gesamte Reflexionsfläche von einer Vielzahl aneinander anstoßender Reflexionseinheiten bedeckt ist, die jeweils quadratischen Grundriss und einen einwärts gerichteten Trieder besitzen, und daß sich bei mindestens einigen dieser Einheiten zwei Triederflächen in einer Kante der Einheit schneiden.

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   5. Reflektor, dadurch gekennzeichnet, daß seine gesamte Reflexionsfläche von einer Vielzahl aneinander anstossender Reflexionseinheiten bedeckt ist, die jeweils * quadratisohen Grundriss und einen einwärts gerichteten Trieder besitzen, und daß sich bei mindestens einigen dieser Einheiten zwei Trlederflächen nach der einen Seite der Einheit erstrecken und mit einer ähnlichen Schnittlinie einer benachbarten Einheit koplanar sind.

   6. Reflektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheiten in benachbarten Reihen angeordnet sind, wobei die beiden bezeichneten Ebenen jedes Trieders entsprechende Ebenen eines benachbarten Trieders schneiden.

   7. Reflektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß einige der Reihen senkrecht auf den übrigen Reihen stehen.

   8. Reflektor nach Anspruch 5j 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei mindestens einigen Einheiten die Schnittlinie von zwei Triederflachen eine Kante der Einheit schneidet.

   9. Reflektor», dadurch gekennzeichnet, daß seine Reflexionsfläche eine Vielzahl von benachbarten Sätzen aneinander stoßender Reflexionseinheiten mit einem einwärts gerichteten Trieder aufweist, wobei einige der Trieder zwei Flächen besitzen, deren Schnittlinie die eine Kante der Einheit schneidet, und andere Trieder zwei Flächen besitzen,

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   deren Sohnlttlinle die eine Seite der Einheit schneidet und In derselben Ebene liegt wie eine entsprechende Schnittlinie eines benachbarten Trleders.

   10. Reflektor nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet« daß die Trieder der zvreltgenannten Art in Reihen angeordnet sind, von denen einige auf den Übrigen Reihen senkrecht stehen.

   11. Reflektor nach Anspruch 9 oder 10« dadurch gekennzeichnet, daß die Trieder der erstgenannten Art zwischen parallelen Reihen von Triedern der zweitgenannten Art eingefügt sind.

   12. Reflektor naoh Anspruch 9* 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen aller Einheiten parallel zur Reflektoraohse verlaufen.

   13. WUrfelkanten-Reflektor, dadurch gekennzeichnet, daß er mehrere identische Gruppen von WUrfelkanten-Reflexions flachen aufweist, die Jeweils aus einer Vieliahl von WUffei· kanten-Reflexionseinhelten bestehen, von denen jede um 90° gegenüber der ihr benachbarten Einheit orientiert ist.

   14. WUrfelkanten-Reflektor aus Kunststoff nach Anspruch 15* dadurch gekennzeichnet, daß jede der aneinander anstos- .senden WUrfelkanten-Einhelten durch im rechten Winkel zueinander verlaufende Grenzlinien begrenzt ist.

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   15. Gegossener WUrfelkanten-Reflektor aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daß seine Reflexlonsfläehe eine Gruppe von aneinander anstoßenden, identischen Reflexionseinheiten, die jeweils aus einer Vielzahl von VfUrfelkanten-Reflexionseinheiten bestehen, von denen Jede um 90° gegenüber der ihr benachbarten Einheit orientiert ist, und eine Gruppe von aneinander anstossenden Reflexionseinheiten aufweist, die jeweils aus einer Vielzahl von WUrfelkanten-Reflexionseinheiten bestehen, wobei Jeder Einheit auf der einen Seite jeweils eine in derselben Richtung orientierte Einheit und auf einer rechtwinkelig hierzu liegenden Seite eine ua 18O° verdreht orientierte Einheit benachbart ist.

   16» Qegoeeener Reflektor aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, daf er mehrere benachbarte Gruppen von Reflex!onselnheiten aufweist, von denen jede aus vier jeweils in eine andere Richtung orientierten Inneren WUrfeikanten be-βtent.

   17# Oegoeeener Reflektor aus Kunststoff, dadurch gefce*3nzelch->net, da£ er eine Anzahl von Identischen Gruppen zu vier eimr&rt* gerichteten WUrfelkanten-Reflexionseinheiten, von d«nen jede in einer anderen Richtung orientiert 1st, und eine zweite Anzahl von identischen Gruppen zu vier einwärts gerichteten WOtffelicanten-Reflexionseinheiten aufweist, von 4eoen zwei in der einen und zwei in der entgegengesetzten Sichtung orientllftrf™/ ***^

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   18. Verfahren zur Herstellung von Würfelkanten-Reflektoren, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Enden von rechtwinkligen Zapfen mit Würfelkantenflächen versehen werden, danach diese Zapfen zu einer Vielzahl von aneinanderstoßenden identischen Gruppen zusammengesetzt werden, innerhalb derer die Würfelkantenflachen benachbarter Zapfen in verschiedener Richtung orientiert sind, und sodann aus den Endflächen dieser Anordnung eine Gießform hergestellt und in eine Kunststoff-Gießmaschine eingesetzt wird und schließlich der Reflektor hergestellt wird.

   19. Verfahren zur Herstellung von Würfelkanten-Reflektoren, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Enden von rechtwinkligen Zapfen mit Würfelkantenflächen versehen werden, wobei die eine durch die Schnittlinie von zwei Würfelkantenflächen gebildete Kante von einem Punkt der Längsachse des Zapfens zu einer Ecke des Zapfens verläuft, danach diese Zapfen in der Weise zusammengesetzt werden, daß die Würfelflächen einander benachbart sind und daß andere identische Gruppen gebildet werden, die jeweils aus mehreren Würfelkantenflächen bestehen, die jeweils um 90° gegenüber der benachbarten Würfelkante um die Achse der Würfelkante verdreht sind, sodann eine das negative Abbild dieser Zapfenanordnung darstellende Gießform hergestellt und in eine Kunststoff-Gießmaschine eingesetzt wird und schließlich von dieser Form ein Reflektor hergestellt wird, dessen Reflexionsfläche der Würfe lkant enf lache der zusammengesetzten Zapfenanordnung entspricht. 909828/0495