DE3543292A1

DE3543292A1 - Lichtabdeckung, insbesondere platten- oder schalenfoermige leuchtenabdeckung

Info

Publication number: DE3543292A1
Application number: DE19853543292
Authority: DE
Inventors: Horst Schindler; Adriaan A Reekers
Original assignee: Norddeutsche Seekabelwerke GmbH
Current assignee: Cristallux-Werk Waldachtal 7244 Waldachtal GmbH
Priority date: 1985-12-07
Filing date: 1985-12-07
Publication date: 1987-06-11
Anticipated expiration: 2005-12-08
Also published as: JPS62140301A; IT8622573A0; US4825346A; IT1221772B; DE3543292C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Lichtabdeckung, insbesonde re platten- oder schalenförmige Leuchtenabdeckung aus transparentem Werkstoff.

Derartige Lichtabdeckungen sind bekannt. Sie dienen in erster Linie der Verblendung oder Verkleidung von Licht quellen, um das von einer Lichtquelle abgestrahlte Licht zu streuen und so für das menschliche Auge ange nehmer zu machen bzw. die Blendwirkung des Lichtes zu mindern. Zu diesem Zweck werden bei den bekannten Licht abdeckungen Pigmente in den transparenten Werkstoff ein gebracht. Die Pigmente ermöglichen eine diffuse Streuung des auftreffenden Lichtes und dadurch eine Min derung der Blendwirkung. Von Nachteil ist dabei jedoch, daß die Lichtausbeute einer derart abgedeckten Licht quelle stark verringert ist. Die Pigmente reflektieren nicht nur das Licht, sie absorbieren auch einen Teil der einfallenden Strahlung. Die Lichtabdeckung heizt sich entsprechend auf und die Lichtquelle muß größer dimensioniert werden. Ein weiterer gewichtiger Nachteil liegt darin, daß einem Werkstoff für eine Lichtab deckung ein zusätzlicher Werkstoff, nämlich Pigmente, hinzugemischt werden muß. Die Kosten in der Fertigung erhöhen sich dementsprechend.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Lichtabdeckung zur Verfügung zu stellen, die einen hohen Streuungsgrad bei zugleich hoher Lichtausbeute ge währleistet. Weiter ist es Aufgabe der vorliegenden Er findung, eine kostengünstige Fertigung zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die Augabe dadurch gelöst, daß wenigstens eine Schicht der Lichtabdeckung aus licht durchlässigem, geschäumtem Werkstoff besteht.

Die Makrostruktur eines geschäumten Werkstoffes ist als Vielzahl mehr oder weniger unregelmäßiger Bläschen er kennbar. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Bläschen in bzw. an einer Lichtabdeckung eine Brechung des einfallenden Lichtes bewirken, in dem die Lichtstrahlen an den Oberflächen der Bläschen je nach Einfallswinkel reflektiert oder gebeugt werden. Dadurch ist das auf der der Lichtquelle abgewandten Seite austreten de Licht in hohem Maße diffus und entsprechend blend frei. Dieser Effekt wird überraschenderweise erzielt, obwohl der geschäumte Werkstoff eine hohe Lichtdurch lässigkeit aufweist und insbesondere nicht mit lichtun durchlässigen Partikeln, nämlich Pigmenten, angerei chert ist. Aufgrund der hohen Lichtausbeute erhitzt sich die Lichtabdeckung in einem geringeren Maße und die Lichtquelle selbst kann kleiner dimensioniert wer den. Durch den Verzicht auf Farbpigmente werden außer dem die Herstellungskosten gesenkt.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Lichtabdeckung mehrere fest miteinander ver bundene Schichten auf, von denen wenigstens eine als Tragschicht aus starrem, lichtdurchlässigem, insbeson dere hochtransparentem Werkstoff und eine andere als ge schäumte Lichtverteilungsschicht ausgebildet ist. Die Tragschicht übernimmt in einem derartigen Schichtenver bund die Stützfunktion. Die Lichtverteilungsschicht kann dadurch sehr dünn gehalten werden, um so den Effekt der hohen Lichtausbeute noch weiter zu verstär ken. Zusätzlich zur Tragschicht können weitere Schich ten für verschiedene Zwecke mit den vorliegenden Schich ten verbunden werden. Vorteilhaft ist z. B. eine weite re Schicht mit einer zu Dekorationszwecken besonders profilierten Oberfläche.

Vorteilhafterweise weist die Lichtverteilungsschicht erfindungsgemäß in einem mittleren Bereich zwischen ihren Außenflächen eine Vielzahl von Bläschen auf, und außerdem sind an die Außenflächen angrenzende Bereiche mit einer Stärke von jeweils 0,05 bis 0,1 mm nahezu bläschenfrei ausgebildet. Da die Außenflächen der Licht verteilungsschicht bläschenfrei und somit glatt ausge bildet sind, ist eine leichte Reinigung derselben ge währleistet. Ebenso ist es leicht möglich, eine weitere Schicht, die eine ebenfalls glatte Außenfläche auf weist, mit der Lichtverteilungsschicht zu verbinden.

Vorzugsweise sind die Bläschen in der Lichtverteilungs schicht länglich-flach ausgebildet und weisen eine Länge von 0,5 bis 2,0 mm, eine Breite von 0,1 bis 0,3 mm und eine mittlere Höhe von ca. 0,05 mm auf. Die Bläschen sind dabei mit ihrer Längsseite im wesentli chen parallel zur Längsausdehnung der Lichtverteilungs schicht ausgerichtet. Die Bläschen sollten möglichst klein sein, um eine hohe Diffusion der einfallenden Lichtstrahlen zu gewährleisten.

Die Stärke der Lichtverteilungsschicht sollte dünn be messen sein, um die vorhandene dünne Lichtausbeute nicht unnötig zu verringern. Außerdem ist eine dünne flexible Schicht in der Herstellung leichter zu verar beiten als eine dicke starre Schicht. Daher weist die Lichtverteilungsschicht bei der Erfindung eine Stärke von 0,5 bis 0,8 mm auf.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Licht verteilungsschicht aus geschäumtem Polystyrol. Polysty rol läßt sich gut extrudieren und ist daher problemlos in der Herstellung zu handhaben. Des weiteren läßt sich geschäumtes Polystyrol leicht durch den Einsatz von Azodicarbonamiden in Verbindung mit reinem Polystyrol herstellen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Trag schicht auf der einer Lichtquelle abgewandten Seite und die Lichtverteilungsschicht auf der der Lichtquelle zu gewandten Seite der Lichtabdeckung angeordnet. Die Trag schicht und/oder möglichlicherweise noch andere Schich ten können so die Lichtverteilungsschicht vor stören den, z. B. mechanischen oder wetterungsbedingten Ein flüssen schützen.

Ein besonderer Effekt ergibt sich, wenn die Tragschicht auf ihrer der Lichtquelle abgewandten Oberfläche aufge rauht bzw. profiliert ausgebildet ist. Eine möglicher weise speziell vorgesehene weitere Schicht zu Dekora tionszwecken kann durch diese Maßnahme eingespart wer den.

Vorteilhafterweise besteht die Tragschicht und/oder wei tere Schichten aus vorzugsweise glasklarem Polystyrol. Polystyrol ist problemlos extrudierbar und läßt sich leicht durch Druck und geringe Wärmezufuhr mit einer ebenfalls aus Kunststoff gefertigten Lichtverteilungs schicht verbinden.

Insbesondere aus Gewichtsgründen weist die Lichtab deckung vorteilhafterweise eine Gesamtstärke von etwa 3 bis 6 mm auf. Außerdem ist bei dieser Stärke eine ausreichende Festigkeit und somit mechanische Belastbar keit der Lichtabdeckung gewährleistet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Lichtabdeckung besteht darin, daß ein treibmittelhalti ger Kunststoff extrudiert und zu einem dünnen Flächenge bilde (Lichtverteilungsschicht) ausgewalzt bzw. kalan driert wird, daß eine weitere dünne, treibmittelfreie Schicht (Tragschicht) extrudiert, auf das Flächengebil de (Lichtverteilungsschicht) aufgetragen, wobei letzte res eine Temperatur unterhalb des Glaspunktes aufweist, und mit diesem durch Walzen insbesondere Quetschwalzen verbunden und anschließend kalandriert wird. Während des Kalandrierens bilden sich in der Lichtverteilungs schicht feine Bläschen, die sich in Walzrichtung aus richten. Das Quetschwalzen der Tragschicht mit der Lichtverteilungsschicht gewährleistet eine besonders innige Verbindung dieser beiden Schichten. Eine Verände rung der Stärke der Lichtverteilungsschicht sowie der Form der Bläschen wird vermieden, da die Lichtvertei lungsschicht bei einer Temperatur unterhalb des Glas punktes verarbeitet wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist einen ersten Extruder auf, der einer Walzeinrichtung zugeordnet ist, derart, daß die Walz einrichtung von dem ersten Extruder gespeist ist, wobei die Walzeinrichtung mit einem Quetschwalzenpaar verse hen ist, welches in Laufrichtung der Walzeinrichtung gesehen, dem ersten Extruder nachgeordnet ist, und min destens ein weiterer Extruder vorgesehen ist, der das Quetschwalzenpaar speist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsge dankens sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Lichtabdeckung sowie einer Vorrichtung zur Fertigung der Lichtabdeckung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schalenförmige Lichtabdeckung im Quer schnitt unter einer Lichtquelle;

Fig. 2 einen Ausschnitt einer Lichtabdeckung im Querschnitt bei vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 einen Ausschnitt einer geschäumten Lichtver teilungsschicht im Querschnitt bei nochmals vergrößertem Maßstab;

Fig. 4 eine Vorrichtung zur Fertigung der Lichtab deckung in stark vereinfachter Darstellung.

Gemäß Fig. 1 ist eine an einer Decke, Wand oder dgl. an geordnete Lichtquelle 40 mit einer Lichtabdeckung 10 versehen. Die Lichtabdeckung 10 ist schalen- bzw. kugel kalottenförmig ausgebildet und deckt im wesentlichen den Strahlungsbereich der Lichtquelle 40 ab. Die Licht quelle 40 und die Lichtabdeckung 10 bilden zusammen eine Lampe 41. Der Gestaltung der äußeren Form der Lichtabdeckung 10 sind dabei keine Grenzen gesetzt. Die Lichtabdeckung 10 kann aus beliebig geformten ebenen oder sphärischen Flächenabschnitten zusammengesetzt sein. In einer anderen, hier nicht gezeigten Ausfüh rungsform ist die Lampe 41 nicht unmittelbar an der Wand, Decke oder dgl. angeordnet sondern als Steh- oder Hängelampe ausgebildet.

Eine Lichtabdeckung 10 ist gemäß Fig. 2 aus zwei Schich ten, nämlich einer Lichtverteilungsschicht 11 und einer Tragschicht 12 aufgebaut. Beide Schichten sind innig miteinander verbunden. Die Lichtverteilungsschicht 11 ist gegenüber der Tragschicht 12 dünn ausgebildet mit einer Stärke von insbesondere 0,5 bis 0,8 mm. Demgegen über weist die Tragschicht 12 hier eine Stärke von ins besondere 2,5 bis 5,5 mm auf. Diese Gesamtstärke der Lichtabdeckung 10 ergibt sich aus der Summe der betei ligten Schichten. Die Tragschicht 12 ist an ihrer Ober fläche 13 aufgerauht bzw. profiliert. Die Rauh- oder Profiltiefe der Oberfläche 13 beträgt 0,5 bis 2,5 mm. Die Tragschicht 12 ist aus Kunststoff, vorzugsweise aus glasklarem Polystyrol gefertigt.

Beim Einbau in die Lampe (41), ist die Lichtverteilungs schicht 11 der Lichtquelle (40) zugewandt. Die Licht verteilungsschicht 11 ist ebenfalls aus Kunststoff, vor zugsweise aus Polystyrol gefertigt, dem ein Schaumtreib mittel beigefügt wurde. Als Schaumtreibmittel eignen sich besonders gut Azodicarbonamide mit einer Teilchen größe insbesondere von 5 µm.

Fig. 3 zeigt die geschäumte Struktur der Lichtvertei lungsschicht 11. Die Bläschen 14 sind durch Beigabe des Schaumtreibmittels entstanden. Die Beigabe eines Schaum treibmittels mit einer anderen Teilchengröße ist mög lich, sie erzeugt aber eine andere Schaumstruktur. Die Bläschen 14 weisen vorzugsweise eine Länge von 0,5 bis 2,0 mm eine Breite von 0,1 bis 0,3 mm und eine mittlere Höhe von ca. 0,05 mm auf. Durch Außenflächen 15 und 16 begrenzte Bereiche 17 und 18 sind mit einer Stärke von jeweils 0,05 bis 0,1 mm nahezu bläschenfrei ausgebil det.

Es sind auch Lichtabdeckungen mit mehr als zwei Schich ten denkbar. So kann auf der Oberfläche 13 der Trag schicht 12 z. B. noch eine Dekorationsschicht angeord net sein. In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel (Fig. 2) ist die Oberfläche 13 der Tragschicht 12 profi liert bzw. aufgerauht ausgebildet und übernimmt dadurch zugleich Dekorationsfunktionen.

Eine Vorrichtung zur Fertigung der Lichtabdeckung 10 ist in Fig. 4 zu sehen. Ein Kühl- und Glättwalzenkalan der 19 mit den Walzen 20, 21, 22, 23, 24, 25 wird von einem Extruder 26 gespeist. Das Extrudat (die Lichtver teilungsschicht 11) wird in Richtung des Pfeiles 27 ge fördert. Der Extruder 26 ist vorteilhafterweise mit einer Breitschlitzdüse 28 versehen, die in ihren Ab messungen zur Breite der Walze 20 paßt. Am Ende (in För derrichtung gesehen) des Kalanders 19 ist ein Quetsch walzenpaar 29 mit den Walzen 30 bzw. 31 angeordnet.

Das Quetschwalzenpaar 29 wird von einem Extruder 32 ge speist, dessen Düse 33 mit ihren Abmessungen an die Form der Walzen 30 und 31 angepaßt ist.

Im Anschluß an das Quetschwalzenpaar 29 ist ein Walzen abzug 34 angeordnet, bestehend aus den Walzen 35, 36, 37. Der Kühl- und Glättwalzenkalander 19 bildet zusam men mit dem Walzenabzug 34 eine Walzeinrichtung 39.

Die Lichtabdeckung wird in folgenden Schritten auf der oben beschriebenen Vorrichtung gefertigt:

Ein Kunststoff, z. B. Polystyrol, wird mit einem Treib mittel, z. B. Azodicarbonamid, versetzt und über den Extruder 26 bzw. die Breitschlitzdüse 28 dem Kalander 19 zugeführt. Der extrudierte Kunststoff wird zu einem Flächengebilde mit etwa 0,5 bis 0,8 mm Stärke ausge walzt. Während dieses Vorganges (dem Auskalandrieren) wird der Glaspunkt des extrudierten Kunststoffes unter schritten, und es bilden sich feine, flache, unregel mäßige und geschlossenporige Bläschen 14. Diese Bläschen 14 weisen eine von einer Kugel abweichende Ge stalt auf, was durch den Walzvorgang ursächlich bedingt ist. Die Bläschen 14 sind in Walzrichtung ausgerichtet und weisen eine gegenüber der Breite verminderte Höhe auf. Die Höhe der Bläschen 14 bezeichnet die Ausdehnung parallel zur Stärke des Flächengebildes.

Zwischenprodukt nach dem Auskalandrieren und der Bläschenbildung ist die Lichtverteilungsschicht 11. Nach dem Passieren der letzten Walze 25 des Kalanders 19 wird die Lichtverteilungsschicht 11 dem Quetschwal zenpaar 29 zugeführt. Die oberhalb des letzteren ange ordnete Düse 33 speist das Quetschwalzenpaar 29 mit hochtransparentem Polystyrol. Während des Passierens eines Zwischenraumes 38 zwischen den Walzen 30 und 31 geht der extrudierte Kunststoff mit der über die Walze 31 zugeführten Lichtverteilungsschicht 11 eine innige Verbindung ein. Die Temperatur der Lichtverteilungs schicht 11 liegt dabei unterhalb des Glaspunktes.

Auf dem Walzenabzug 34 wird die nun aus zwei Schichten bestehende Bahn weiter abgekühlt und die Verbindung zwischen beiden Schichten noch vertieft. Die auf der Lichtverteilungsschicht 11 jetzt befindliche Schicht ist die Tragschicht 12. Die Walze 30 ist zur Erzielung eines besonderen Oberflächeneffekts auf der Tragschicht profiliert bzw. aufgerauht ausgebildet. Die durch die Walze 30 erzielte Profiltiefe in der Oberfläche 13 der Tragschicht 12 beträgt etwa 0,5 bis 2,5 mm.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird die hier aus zwei Schichten bestehende Bahn entsprechend den Ab messungen eines Endproduktes, z. B. einer Lampenschale, zerteilt und geformt. Das Formen erfolgt beispielsweise durch Tiefziehen.

Bezugszeichenliste 10 Lichtabdeckung
11 Lichtverteilungsschicht
12 Tragschicht
13 Oberfläche
14 Bläschen
15 Außenfläche
16 Außenfläche
17 Bereich
18 Bereich
19 Kalander
20 Walze
21 Walze
22 Walze
23 Walze
24 Walze
25 Walze
26 Extruder
27 Pfeil
28 Breitschlitzdüse
29 Quetschwalzenpaar
30 Walze
31 Walze
32 Extruder
33 Düse
34 Walzenabzug
35 Walze
36 Walze
37 Walze
38 Zwischenraum
39 Walzeinrichtung
40 Lichtquelle
41 Lampe

Claims

1. Lichtabdeckung (10), insbesondere platten- oder schalenförmige Leuchtenabdeckung aus transparentem Werk stoff, gekennzeichnet durch wenigstens eine Schicht aus lichtdurchlässigem, geschäumtem Werkstoff.

2. Lichtabdeckung (10) nach Anspruch 1, gekennzeich net durch mehrere, fest miteinander verbundene Schich ten, von denen wenigstens eine als Tragschicht (12) aus starrem, lichtdurchlässigem, insbesondere hochtranspa rentem Werkstoff und wenigstens eine andere als ge schäumte Lichtverteilungsschicht (11) ausgebildet ist.

3. Lichtabdeckung (10) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, gekennzeichnet durch zwei fest miteinander verbunde ne, unterschiedlich starke, lichtdurchlässige Schich ten, wobei die dünnere Schicht geschäumt ausgebildet und auf der einer Lichtquelle (40) zugewandten Seite der Lichtabdeckung (10) angeordnet ist.

4. Lichtabdeckung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtverteilungs schicht (11) in einem mittleren Bereich zwischen ihren Außenflächen (15, 16) eine Vielzahl von Bläschen (14) aufweist und das an die Außenflächen (15, 16) angrenzen de Bereiche (17, 18) mit einer Stärke von jeweils 0,05 bis 0,1 mm nahezu bläschenfrei ausgebildet sind.

5. Lichtabdeckung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bläschen (14) in der Lichtverteilungsschicht (11) länglich-flach ausge bildet sind, und daß die Bläschen (14) eine Länge von 0,5 bis 2,0 mm, eine Breite von 0,1 bis 0,3 mm und eine mittlere Höhe von ca. 0,05 mm aufweisen.

6. Lichtabdeckung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtverteilungs schicht (11) eine Stärke von 0,05 bis 0,8 mm aufweist.

7. Lichtabdeckung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtverteilungs schicht (11) aus geschäumtem Polystyrol besteht.

8. Lichtabdeckung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragschicht (12) auf der einer Lichtquelle (40) abgewandten Seite und die Lichtverteilungsschicht (11) auf der der Licht quelle (40) zugewandten Seite angeordnet ist.

9. Lichtabdeckung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragschicht (12) auf ihrer der Lichtquelle abgewandten Oberfläche (13) aufgerauht bzw. profiliert ausgebildet ist.

10. Lichtabdeckung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragschicht (12) und/oder weitere Schichten aus vorzugsweise glasklarem Polystyrol bestehen.

11. Lichtabdeckung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch eine Gesamtstärke von etwa 3 bis 6 mm.

12. Verfahren zur Herstellung einer Lichtabdeckung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn zeichnet,

- daß ein treibmittelhaltiger Kunststoff extrudiert und zu einem dünnen Flächengebilde (Lichtverteilungs schicht (11) ausgewalzt bzw. kalandriert wird,
- daß eine weitere dünne, treibmittelfreie Schicht (Tragschicht 12) extrudiert und auf das Flächenge bilde (Lichtverteilungsschicht 11) aufgetragen wird, wobei letzteres eine Temperatur unterhalb des Glas punktes aufweist, und mit diesem durch Walzen, insbe sondere Quetschwalzen zu einer Bahn verbunden und anschließend kalandriert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich net, daß nach dem Kalandrieren Teile der Bahn unter Bil dung einer Abdeckung, insbesondere durch Tiefziehen, verformt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch ge kennzeichnet, daß die Tragschicht (12) und/oder weitere Schichten aus vorzugsweise glasklarem Polystyrol gefer tigt werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, da durch gekennzeichnet, daß die auf das Flächengebilde (Lichtverteilungsschicht 11) aufgetragene Schicht während des Walzvorganges profiliert wird und die Trag schicht (12) bildet.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, da durch gekennzeichnet, daß für die Lichtverteilungs schicht (11) ein treibmittelhaltiger Kunststoff verwen det wird, der als Treibmittel Azodicarbonamide enthält.

17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, da durch gekennzeichnet, daß ein Treibmittel verwendet wird, dessen Teilchengröße etwa 5 µm beträgt.

18. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet,

- daß ein erster Extruder (26) einer Walzeinrichtung (39) zugeordnet ist, derart, daß die Walzeinrich tung (39) von dem ersten Extruder (26) gespeist ist,
- daß die Walzeinrichtung (39) mit einem Quetschwalzen paar (29) vesehen ist, wobei das Quetschwalzenpaar (29), in Laufrichtung der Walzeinrichtung gesehen, dem ersten Extruder (26) nachgeordnet ist,
- daß mindestens ein weiterer Extruder (32) vorgesehen ist, der das Quetschwalzenpaar (29) speist.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeich net, daß eine Walze (30) des Quetschwalzenpaares (29) profiliert ausgebildet ist, so daß eine Oberfläche (13) des Walzgutes nach Passieren des Quetschwalzenpaares (29) ein entsprechendes Profil aufweist.

20. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch ge kennzeichnet, daß der erste Extruder (26) mit einer Breitschlitzdüse (28) versehen ist.