DE2427182A1

DE2427182A1 - Lampenkoerper mit energiezufuhr durch lichtleitung

Info

Publication number: DE2427182A1
Application number: DE19742427182
Authority: DE
Inventors: Richard Gareis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-06-05
Filing date: 1974-06-05
Publication date: 1975-12-18
Also published as: US4012630A

Description

Zusatzpatentbesenreibung zur Offenlegungsschrift P 2237579.1 und P 2326394-7

Lampenkörper mit Energiezufuhr durch Lichtleitung

Erfinder: Richard G a r e i s , Techniker, 84 Eegensburg, Ziegetsdorferstr. 9

I. Im Verlauf der Entwicklung und der nun schon seit Jahren_ in praktischen Modellen erprobten, unter P 2237379*1 sowie unter P 2326394.7 angemeldeten und beschriebenen Erfindungen, konnten weitere wesentliche Verbesserungen von Leuchtkörperelementen sowie der dazu notwendigen Lichtkonzentrationsanordnungen verwirklicht werden.

. So verloren z.B. Stufenleuchtkorper wegen ihrer Rundumstrahlung, aufgestellt in Ecken mit dunklem Hintergrund (Wände, Vorhänge und dergl.) oder lichtdurchlässigem Hintergrund (Fenster und dergl.), bis zu 50 % der abgestrahlten Lichtenergie in diese nicht raumlichtausnützende und ungewünschte Richtung.

Um diese wirkungslos abgestrahlte Lichtenergie nicht nur zu verhindern, sondern auch zusätzlich in der gewünschten Richtung zu nutzen, wurde ein Stufenleuchtkorper entwickelt, der unabhängig vom Standort alle gewünschten Voraussetzungen erfüllt.

^£ 1. Auf Zeichnung A ist dieser Stufenleuchtkorper dargestellt, der vom Prinzip her zwar die wesentlichen Merkmale des unter P 2237379.1 (Zeichnung G) angemeldeten Stufenleuchtkörpers bein-

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haltet, aber den wesentlichen Unterschied aufweist, daß die von ihm erfolgte Lichtabstrahlung in eine bestimmte Richtung und in einen bestimmten Raumwinkel erfolgen kann. Die vom Hauptlichtleitstab (1) ankommende Lichtenergie wird den Stufenelementen (2, 3, 4-) sowie einem weitergehenden Lichtleitstab (14) so zugeführt, daß von der Gesamtlichtenergie jeweils ein annähernd gleichmäßiger Anteil auf die einzelnen Stufen bzw. den weiterführenden Lichtleitstab verteilt wird. Bewirkt wird dies durch die versetzten bzw. exzentrisch übereinander angeordneten Hohlkörper (5, 6, 7), deren Planflächen (11, 12, 13) dem Lichtdurchtritt entsprechend angepaßt und deren Reflexionsflächen (8, 9, 10) einen bestimmten Anteil der Lichtenergie in eine bevorzugte Richtung und in einen bestimmten Raumwinkel abstrahlen. Der Anteil der von den Reflexionsflächen abgestrahlten Lichtenergie von der Gesamtlichtenergie ist angenähert das Verhältnis der Reflexionsfläche zur Fläche des Hauptlichtleitstabes (1) (siehe A Blatt 2).

II. Bei Lampensystemen, die die Lichtenergiezufuhr und Lichtabstrahlung durch Lichtleitung betreiben, wird in der Regel die Lichtenergiezufuhr von der Lichtquelle in den Lichtleiter nach üblichen oder ähnlichen Methoden der Projektionstechnik verfahren. Wegen der Schwierigkeit, die abgestrahlte Lichtenergie konzentriert in den Lichtleiter zu bringen, finden deshalb fast-,ausschließlich punktförmig mit hoher Lichtenergie abstrahlende Halogenglühlampen Verwendung, die aber wegen ihrer bis an die Grenze belasteten Wendeltemperatur eine sehr kurze Lebensdauer (50 - 150 Stunden) besitzen. Trotzdem ist es lichtleitenden Lampensystemen nach dieser Methode mit einer angemessenen Lampenleistung (ca. 100 - 200 W), als Wohnleuchte betrieben, völlig unmöglich, z.B. einen Wohnraum

mit ca. 25 m auch nur annähernd hell auszuleuchten. Von einer Wirtschaftlichkeit wegen der kurzlebigen und sehr teuren Lichtquellen kann in diesem Zusammenhang nicht die Rede sein.

Mit der Erfindung "Lampenkörper mit Energiezufuhr durch Lichtleitung" wurden deshalb schon vor Jahren völlig_:\andere Wege beschritten, die mit einem vielfachen Wirkungsgrad der Lichtkonzentration sowie unter Verwendung nicht punktförmig abstrahlender

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und langlebiger (6000 - 9000 Stunden) Lichtquellen alle Voraussetzungen erfüllen, Lampenkörper mit Energiezuführung durch Lichtleitung als Wohnleuchten zu betreiben.

Bereits in P 2257379.1 wurde diese Entwicklung aufgezeigt und in P 2326394.7 mit entsprechenden fdeen ab Seite 11 (III) ausführlich beschrieben, dargestellt und angemeldet.

Ein besonderer Vorteil von lichtleitenden Lampensystemen ist es aber, diese ohne besonderen Mehraufwand mehrfarbig zu betreiben, wobei wegen der Art des Systems weder an der Lichtquelle noch am Lampenkörper selbst Veränderungen notwendig sind. Bei üblichen Methoden bewirkt in der Regel das Zwischenschalten von Farbfiltern, daß das von einer Lichtquelle ausgehende Licht nur in einer bestimmten Richtung ein- oder mehrfarbig auf einen Lichtleiter bzw. auf gebündelte Lichtleiter direkt abgestrahlt wird. Durch Verwendung von Lichtkonzentrationsanordnungen in dieser Erfindung ergeben sich jedoch weitaus vielfältigere und wirkungsvollere Möglichkeiten der IParbfilteranwendung.

2. Auf Zeichnung B wird so eine Möglichkeit durch eine entsprechende Farbfilteranordnung dargestellt.

Die verwendete Lichtkonzentrationsanordnung ist der unter P 2237379 in Zeichnung R und S angeführten ähnlich und unterscheidet sich nur dadurch, daß,bedingt durch den größeren Lichtquellenabstand, zusätzlich Sammellinsen vorgeschaltet sind.

Die von der Lichtquelle (1) ausgehende Lichtenergie wird nach dem Durchtritt der Wärmeschutzgläser (2) von den Sammellinsen (3, 4j 5) gebündelt, über die Farbfilter (7) an die Teilkreis- bzw. Stabprismen (8, 9), sowie dem Hauptlichtleitstab (10) weitergeleitet und von diesem direkt, sowie von (8, 9) über weitereLichtleitstäbe den Leuchtkörperelementen zugeführt. Das drehbare Farbfilterrad (6) ist dabei so gestaltet, .daß die innen.:angeordneten Sammellinsen in unmittelbarer Nähe der Lichtquelle eine größtmöglichste Ausnutzung der von ihr abgestrahlten Lichtenergie gewährleisten.

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Durch, diese Anordnung können auf diese Weise zumindest drei, in der Regel aber wegen des länglichen Gasentladungsraumes der Lichtquelle (1) (Quecksilberdampflampe) fünf oder auch sieben Leuchtkörperelemente mit verschiedenfarbigem Licht versorgt werden.

Mit Zeichnung G wird eine Lichtkonzentrationsanordnung dargestellt , die ideale Anwendungsmöglichkeiten für mehrere Leuchtkörperelemente der Erfindung "Lampenkörper mit Energiezufuhr durch Lichtleitung" bietet. Sie ist zusammengesetzt aus Elementen von Lichtkonzentrationsanordnungen, wie sie in P 2326394-·7 mit Zeichnung E, S und T angeführt und angemeldet wurden. Es ist ohne weiteres zu erkennen, daß diese Anordnung eine auf kleinstem Raum größtmöglichste Ausnutzung der Lichtenergie,sowie über die Farbfilter eine konzentrierte und einwandfrei getrennte vielfarbige Lichtzufuhr in einen gemeinsamen, jedoch aufgeteilten Hauptlichtleiter gestattet.

Mit Leuchtkörperelementen, wie in P 2237379*1 unter Zeichung B und C und in P 2326394.7 unter' Zeichnung E, F, H und K angemeldet, kombiniert, ergibt sich damit eine Intensität der farbigen Lichtabstrahlung, wie sie durch andere Methoden kaum zu erreichen und sicherlich nach weniger zu überbieten ist.

Die hier von der Lichtquelle (1) divergent abgestrahlte Lichtenergie tritt nach Durchtritt des zylinderförmigen Wärmeschutzglases (2) horizontal in die Ringprismen bzw. ringförmig angeordneten Stabprismen (3, 4-) ein, wird von deren unteren •Reflexionsflächen (5, 6) vertikal an die oberen Reflexionsflachen (7, 8) weitergeleitet und von diesen ,umgelenkt durch den dazwischen angeordneten zylinderförmigen Farbfilterring, dem Lichtkonzentrations- bzw. Lichtverteilerkopf (10) zugeführt. Vom Lichtverteilerkopf (10) (siehe Blatt 3), dessen Innenreflexionsflächen (11) der Anzahl der aufgeteilten Ring- bzw. Stabprismen (3, 4) (siehe Blatt 2) entsprechen, wird die zugeführte Lichtenergie, von diesen wiederum umgelenkt, vertikal durch einen eventuell darüber angeordneten kreisscheibenförmigen Farbfilter (12) in den aufgeteilten

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Hauptlichtleitstab (13) konzentriert abgestrahlt. Der ebenfalls zum aufgeteilten Hauptlicbtleitstab gehörende Innenlichtleitstab (15) wird mit der von der Lichtquelle (1) abgestrahlten Teillichtenergie über die Sammellinse (14·) durch die !Planfläche des Lichtverteilerkopfes (10) mit gebündeltem Licht versorgt. Die Aufteilung des Hauptlichtleitstabes in mehrere Stäbe hat lediglich den Zweck, das ihm exakt zugeführte farbige Licht an das Leuchtkörperelement ebenso exakt weiterzugeben, um von diesem mit entsprechender Wirkung in-den Raum abgestrahlt zu werden.

Die Gestaltung dieser Lichtkonzentrationsanordnung gestattet aber nicht nur eine außergewöhnlich hohe Ausnutzung der von der Lichtquelle abgestrahlten Lichtenergie in eine bestimmte Richtung, sondern löst auch gleichzeitig auf einfachste Weise die sonst so schwierigen Wärmeprobleme. Die großen freien Zwischenräume, z.B. bei einer kreisförmigen Stabprismenanordnung, sowie die einwandfreie Thermik nach oben, gewährleisten eine intensive Zirkulation und Wärmeabfuhr nach draussen. Aus Schnitt Blatt 2 und Draufsicht Blatt 3 ist dies deutlich zu erkennen.

Auf Zeichnung D wird ein Springbrunnen-Leuchtkörperelement dargestellt, das die besonderen Vorteile der vorangegangenen und mit Zeichnung C geschilderten Lichtkonzentrationsanordnungen verwertet.

Es ist eine Abwandlung des in P 2326394-.7 mit Zeichnung K angeführten und angemeldeten Leuchtkörperelementes mit Springbrunneneffekt.

Von der im Gehäuse (1) untergebrachten Lichtkonzentrationsanordnung wird die exakt in farbiges Licht aufgeteilte Lichtenergie konzentriert, einmal den Lichtleitstäben (2, 3, 4, 5 und 6) und zum anderenmal auch den im Wasserauffangbecken (16) befindlichen Lichtabstrahlern (17, 18, 19, 20, Blatt 2) zugeführt und vom letzterem vorzugsweise durch Totalreflexion direkt in das Wasser des Auffangbeckens abgestrahlt. Dunch Lichtleitung in den Lichtleitstäben {2, 3, 4, 5) erfolgt eine Zuführung der Lichtenergie an die scheibenförmigen Stufenleuchtkörperelemente (7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14),

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wobei es von den Reflexionsflächen der Innenhohlkörper vorzugsweise durch Totalreflexion in das darüber laufende Wasser oder direkt in den Raun vielfarbig abgestrahlt wird. Der zentral angeordnete Lichtleitstab (6) versorgt durch eine Bohrung das Dpringbrunnen-Leuchtkörperelement mit zirkulierendem Wasser,wobei die von ihn, zusätzlich nach oben an das Leuchtkörperelement (15) geleitete Lichtenergie von diesem in den Raum bzw. in das vom überlauftopf herabrinnende Wasser abstrahlt. Vom Wasseranschluß (21) kann aber auch ebenso durch ein zentrales Verteilerstiick jedes einzelne Scheibenele&ent (7, 8, 9, 10) gleichzeitig mit Wasser versorgt werden, wenn die Lichtleitstäbe, wie bei (3) angedeutet, zusätzlich mit einer Bohrung versehen sind. Lichtverluste treten mit der Wasserzufuhr in den Lichtleitstäben nicht auf, da das Wasser physikalisch annähernd die gleichen lichtleitenden Eigenschaften besitzt wie das Material des Lichtleitstabes.

Mit der auf dieser Zeichnung dargestellten Gesamtanordnung kann über den zylinderförmigen IParbfilterring (23) insgesamt 8-fach verschiedenfarbiges Licht Jedem einzelnen Scheibenleuchtkörperelement (7, 8, 9, 10) sowie jedem im Wassereiniaufbecken befindlichen Lichtabstrahler (17, 18, 19, 20) zugeführt und von diesen ebenso vielfarbig durch das Wasser oder in den Raum abgestrahlt werden. Durch Drehen des Farbfilterringes (23) wechselt im gleichen Verhältnis die Lichtabstrahlung von jedem der acht Leuchtkorperelemente die Farbe.

Mit der Grundplatte (22) ist ohne Schwierigkeit eine absolute Trennung des Springbrunnen-Leuchtkörperelementes vom elektrischen Teil (hier Lichtkonzentrationsanordnung) möglich und so ist damit auch eine völlige Gefahrlosigkeit während des Betriebes gegeben.

Ein wesentlicher Vorteil der Gesamtanordnung besteht auch darin, daß mit Verwendung einer Lichtquelle von ca. I50 - 200 W-

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eine so intensive Lichtabstrahlung erreicht wird, daß mit helleren Farbtönen ein normaler Wohnraum von ca. 20 - 25 cp praktisch mit Wasserlichtspielen angenehm hell ausgeleuchtet werden kann.

(Richarc

Gareis)

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Claims

Patentansprüche

1. Beleuchtungskörper, bei dem das Licht einer Lichtquelle über einen aus lichtleitendem Material hergestellten Lampenkörper mit von Hohlkörpern bzw. -räumen gebildeten Reflexionsflachen abgestrahlt wird, nach Patent ... (P 22 37 379.1-33), dadurch gekennzeichnet, daß um die Lichtquelle eine aus lichtleitendem Material hergestellte und aus Ring- bzw. ßtabprismen aufgebaute Lichtkonzentrationseinrichtung vorgesehen ist, die das konzentrierte Licht an den Lampenkörper abgibt.

2. Beleuchtungskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtkonzentrationseinrichtung eine filteranordnung aufweist, die aus einer Vielzahl von zu einem Ring zusammengefassten Farbfiltern besteht, wobei die Filteranordnung entweder radial bzw. exentrisch um die Lichtquelle oder um einen zentralen Lichtverteilerkopf der Lichtkonzentrationseinrichtung angeordnet ist. >

3. Beleuchtungskörper nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der ßtabprismen der Anzahl der Farbfilter in der Ringförmigen Farbfilteranordnung entspricht.

4. Beleuchtungskörper nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein scheibenförmig ausgebildeter Farbfilter über dem Lichtverteilerkopf bzw. zwischen diesem Kopf und dem Lampenkörper angeordnet ist.

5. Beleuchtungskörper nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtkonzentrationseinrichtung eine Sammellinse aufweist, die die vertikal von der Lichtquelle abgestrahlte Lichtenergie über den Lichtverteilerkopf einem

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Lichtleitstrahl des Lampenkörpers konzentriert zuführt.

6. Beleuchtungskörper nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß der Lampenkörper als Springbrummen ausgebildet ist.

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