DE3644839A1 - Beleuchtungseinrichtung mit einem fluessigkeitslichtleiter - Google Patents
Beleuchtungseinrichtung mit einem fluessigkeitslichtleiterInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung
gemäß P 35 23 243.9.
Im Hauptpatent (derzeit noch Patentanmeldung P 35 23 243.9) ist eine
Beleuchtungseinrichtung mit einem Lichtleiter vorgeschlagen worden,
der einen Schlauch enthält, welcher zumindest an der Innenseite aus
einem Fluorkohlenstoffharz besteht und an einem Lichteintrittsende
sowie einem Lichtaustrittsende jeweils durch einen transparenten
Stopfen verschlossen ist und mit einer Flüssigkeit gefüllt ist. Die
Füllflüssigkeit enthält mindestens eine der Verbindungen Diethylen
glycol, Triethylenglycol und Tetraethylenglycol, wobei reinstes
Triethylenglycol bevorzugt wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt in erster Linie die Aufgabe
zugrunde, die nutzbare Lebensdauer einer solchen Beleuchtungsein
richtung zu erhöhen.
Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen unter Schutz
gestellten Maßnahmen gelöst, die einzeln oder in Kombination
Anwendung finden können.
Dadurch, daß am Lichteintrittsende ein optisches Element vorgesehen
ist, das Strahlung mit einer Wellenlänge unter etwa 320 Nanometer
sperrt, wird eine Verfärbung der Füllflüssigkeit verhindert, die bei
länger dauerndem Gebrauch eintreten kann, wenn die Strahlung von der
Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung einen nennenswerten UV-An
teil enthält, was z. B. bei Wolfram-Halogen-Glühlampen und elek
trischen Gasentladungslampen der Fall ist.
Durch das Fixieren des Lichtleiterschlauches bezüglich der als
Fenster dienenden Stopfen, z. B. durch Verkleben oder Verschweißen,
wird verhindert, daß die Fenster-Stopfen aus dem Lichtleiterschlauch
herausgleiten, was wegen der hohen Schmierfähigkeit der genannten
Füllflüssigkeits-Verbindungen geschehen kann.
Die Verwendung eines Lichtleiterschlauches aus einem fluorhaltigen
Terpolymerisat (TFB) oder Quarterpolymerisat, wie es z. B. unter dem
Handelsnamen "HOSTAFLON TFB" von der Firma Hoechst AG erhältlich
ist, insbesondere in Verbindung mit einem Schutz- oder "Korsett"-
Schlauch, der einen erheblichen radialen Druck auf den Lichtleiter
schlauch ausübt und z. B. aus Silikongummi bestehen kann, werden
eine hohe Biegsamkeit und eine weitgehende Unempfindlichkeit gegen
Knicke gewährleistet.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert, in der eine Beleuch
tungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zum Teil
geschnitten dargestellt ist.
Bei der in der Zeichnung etwas vereinfacht dargestellten Beleuch
tungseinrichtung handelt es sich um ein zahnärztliches Polymeri
sationsgerät zur Härtung von Zahnfüllungen aus einem Kunststoff, der
durch Bestrahlung mit Licht im sichtbaren Spektralbereich polymeri
sierbar ist. Die dargestellte Beleuchtungseinrichtung enthält eine
Lichtquelle (112) sowie einen Lichtleiter (114) von dem im wesent
lichen nur die Endteile dargestellt sind. Die Lichtquelle (112) hat
ein nur schematisch dargestelltes Gehäuse (116), in dem sich eine
Wolfram-Halogen-Lampe (118) befindet, die einen ellipsoidförmigen,
für Infrarotstrahlung durchlässigen "Kaltlichtspiegel" (120) auf
weist und beispielsweise eine handelsübliche 150 W-Projektionslampe
sein kann. Die Lampe (118) ist mit einer üblichen, nicht darge
stellten Stromversorgung verbunden.
Der Lichtleiter (114) enthält einen flexiblen Lichtleiterschlauch
(124), der mit einer transparenten, lichtleitenden Flüssigkeit (126)
gefüllt und am Lichteintrittsende sowie am Lichtaustrittsende
jeweils durch einen Stopfen (128) bzw. (130) aus transparentem
Material verschlossen ist.
Der Stopfen (128) kann aus Quarz bestehen, dessen Brechungsindex
gut mit dem Brechungsindex (etwa 1,46) von reinstem Triethylengly
col übereinstimmt, das vorzugsweise als Füllflüssigkeit (126)
verwendet wird. Um die Füllflüssigkeit gegen den schädlichen Einfluß
kurzwelliger Strahlung unter 320 Nanometer vorzugsweise unter 380
nm, zu schützen, ist am Lichteintrittsende des Stopfens (128) ein
UV-Sperrfilter (140) angeordnet. Das UV-Sperrfilter (140) kann ein
dielektrisches Vielfachschicht-Filter mit einem eigenen Träger sein.
Stattdessen kann man jedoch auch eine dielektrische Vielfachschicht
anordnung, die die schädliche, kurzwellige Strahlung sperrt, auf die
lichteintrittsseitige und/oder lichtaustrittsseitige Stirnfläche des
lichtquellenseitigen Stopfens (128) aufdampfen und/oder den Stopfen
(128) aus einem Glas oder Kunststoffmaterial machen, das bei der
Schichtdicke des Stopfens für die kurzwellige Strahlung im wesent
lichen undurchlässig ist, z. B. einem Glas mit einem Brechungsindex
von etwa 1,6, wie Schwerflint-Glas (SF-Glas). Bei Verwendung der
Beleuchtungseinrichtung zum Polymerisieren von durch Licht im blauen
Spektralbereich härtbaren Dentalkunststoffen kann der Durchlaßbe
reich des Filters ca. 380 bis 500 nm betragen, das Filter braucht
dabei nur bis etwa 800 nm zu sperren, da dann die erwähnten
Füllflüssigkeiten genügend absorbieren.
Da Triethylenglycol sowie auch Diethylenglycol und Tetraethylengly
col sehr gute Schmiermittel sind und dazu neigen, in den Zwischen
raum zwischen den Lichtleiterschlauch (124) und den Stopfen (128)
einzudringen, besteht die Gefahr, daß der Stopfen (128) aus dem
Lichtleiterschlauch (124) herausgeschoben wird, insbesondere wenn
sich die Füllflüssigkeit (126) beim Gebrauch erwärmt. Um dieses zu
verhindern, ist der Lichtleiterschlauch (124) durch eine Kleber
schicht (142), vorzugsweise aus einem Kleber mit niedrigem Bre
chungsindex, wie einem Silikonkleber, mit dem Stopfen (128) ver
klebt. Bei der dargestellten Ausführungsform ist eine Metallhülse
(144) vorgesehen, die das Filter (140) haltert und einerseits mit
dem Stopfen (128) mittels eines Silikonklebers (142), der einen
ausreichend niedrigen Brechungsindex hat als auch mit dem Lichtlei
terschlauch (124) mittels eines Klebers, der an dem Lichtleiter
schlauch (124) haftet, z. B. einem Epoxyharz, fest verbunden ist.
Der Lichtleiterschlauch (124) ist mit einem Kompressions-, Korsett
oder Schutzschlauch (146) umgeben, der aus einem flexiblen, ela
stischen Material besteht und so bemessen ist, daß er einen
erheblichen radialen Druck auf den Lichtleiterschlauch (124) ausübt.
Der Innendurchmesser des Schutzschlauches (146) ist im entspannten
Zustand mindestens 10%, vorzugsweise mindestens 20 oder 30% kleiner
als der Außendurchmesser des Lichtleiterschlauches und ist vorzugs
weise auf diesen mit Vorspannung direkt aufgezogen. Zwischen dem
Lichtleiterschlauch und dem Schutzschlauch kann sich auch eine
Zwischenschicht, z. B. aus einem Kleber oder einem hygroskopischen
Material befinden. Der Schutzschlauch (146) ist vorzugsweise dunkel,
insbesondere schwarz eingefärbt, alternativ kann er auch eine
innere, dunkel, schwarz eingefärbte Schicht und eine äußere, hell,
insbesondere weiß eingefärbte Schicht enthalten.
Der Lichtleiterschlauch (124) besteht vorzugsweise aus einem Copoly
meren des Vinylidenfluorids mit mindestens einem weiteren fluorhal
tigen Monomeren. Solche Terpolymere und Quarterpolymere sind bekannt
und im Handel erhältlich, z. B. als Terpolymerisat unter dem
Handelsnamen "HOSTAFLON TFB" der Firma Hoechst AG (25 Gewichts-%
Vinylidenfluorid, 15 Gewichts-% Hexafluorpropylen und 60 Gewichts-%
Tetrafluorethylen). Lichtleiterschläuche aus solchen Materialien
haben nicht nur einen niedrigen Brechungsindex von weniger als 1,39
bis herunter zu 1,355, sondern auch eine niedrige Kristallinität, so
daß sie sehr transparent und flexibel sind. Eine Verringerung der
Transmission des Lichtleiters (114) durch Knicke und dementsprechen
de Unstetigkeiten in der Innenwand des Lichtleiterschlauches (124)
werden durch den vom Schutzschlauch (126) ausgeübten radialen Druck
weitgehend verhindert bzw. schnell ausgeheilt.
Die Füllflüssigkeit (126) kann noch einen Zusatz einer Verbindung,
z. B. eines aromatischen Alkohols, wie Benzylalkohol, enthalten, um
den Brechungsindex zu erhöhen.
An der Lichtaustrittsseite des Lichtleiters (140) ist der Lichtlei
terschlauch (124) in einer gebogenen Metallhülse (148) angeordnet.
Der Lichtleiterschlauch (124) ist auch hier mit einem kurzen geraden
Stopfen (130) verschlossen, der durch einen Silikonkleber mit der
Metallhülse (148) verklebt ist, während der Lichtleiterschlauch
durch einen Epoxyharzkleber mit der Metallhülse verklebt ist. Das
Lichteintrittsende des Lichtleiters ist mit einem Kunststoff-Griff
stück (150) umgeben, mit dem der Lichtleiter bequem in eine
entsprechende Fassung (152) des Gehäuses (116) eingesteckt werden
kann. Am Lichtaustrittsende ist ein Griffstück (154) vorgesehen, das
mit der Metallhülse (148) verbunden, z. B. verklebt ist. Am
Griffstück (154) kann eine Knickschutztülle (156) vorgesehen sein.
Da der in der beschriebenen Weise mit dem Schutzschlauch (146)
umgebene Lichtleiterschlauch (124) aus den genannten Ter- oder
Quarterpolymeren, insbesondere TFB, wesentlich flexibler und leich
ter tordierbar ist als die bekannten Lichtleiter dieser Art, ist es
nicht nötig, eine Drehkupplung zwischen dem Lichtleiter und dem
gebogenen Lichtaustrittsende vorzusehen, die bei den bekannten
Lichtleitern erforderlich war und beträchtliche Lichtverluste zur
Folge hatte.
Der lichtaustrittsseitige Stopfen (130) kann aus Quarz bestehen, da
er keine Filterfunktion auszuüben braucht.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel läßt sich selbstverständlich in
der verschiedensten Weise abwandeln. Die Füllflüssigkeit (126) kann
beispielsweise einen als Filter dienenden Farbstoff oder einen
fluoreszierenden Farbstoff enthalten.
Claims (11)
1. Beleuchtungseinrichtung mit einem Lichtleiter, der einen Licht
leiterschlauch (124) enthält, der zumindest an seiner Innenseite aus
einem Fluorkohlenstoffharz besteht, an einem Lichteintrittsende
sowie einem Lichtaustrittsende jeweils durch einen transparenten
Stopfen (128, 130) verschlossen ist und mit einer Diethylenglycol
und/oder Triethylenglycol und/oder Tetraethylenglycol enthaltenden
Flüssigkeit (126) gefüllt ist, nach Patent (-Anmeldung P) 35 23 243,
dadurch gekennzeichnet, daß am Lichteintrittsende ein optisches
Element (128, 140) vorgesehen ist, das Strahlung mit einer Wellen
länge unter etwa 320 Nanometer sperrt.
2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das optische Element ein Dünnschicht-Interferenzfilter (140)
enthält.
3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Dünnschicht-Interferenzfilter auf den lichteintrittsseitigen
Stopfen aufgebracht ist und einen Durchlaßbereich von etwa 380 bis
etwa 500 nm hat.
4. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch
gekennzeichnet, daß das optische Element den am Lichteintrittsende
befindlichen Stopfen (128) enthält, der aus einem Glas oder
Kunststoffmaterial besteht, welches bei der Schichtdicke des Stop
fens (128) für Strahlung unterhalb von etwa 320 Nanometer im
wesentlichen undurchlässig ist.
5. Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiterschlauch (124) bezüg
lich des Stopfens (128, 130) durch Kleber fixiert ist.
6. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kleber, zumindest soweit er mit dem Stopfen in Berührung
kommt, aus einem Silikonkleber besteht.
7. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiterschlauch (124) aus einem
Copolymeren aus Vinylidenfluoridmonomer und mindestens einem weite
ren fluorhaltigen Monomer besteht.
8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß der Lichtleiterschlauch (124) auf im wesent
lichen seiner ganzen Länge mit einem Schutzschlauch (146), der einen
erheblichen radialen Druck auf den Lichtleiterschlauch (124) ausübt,
umgeben ist.
9. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schutzschlauch aus Silikongummi besteht.
10. Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtleiterschlauch am lichtaus
trittsseitigen Ende des Lichtleiters (114) in einem gekrümmten Rohr
(148) angeordnet ist, mit dem der gerade Stopfen verbunden,
insbesondere verklebt ist.
11. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß der Lichtleiterschlauch (24), das Rohr (148) und der sich
am Lichtaustrittsende befindliche Stopfen (130) fest mit einem
Griffstück (154) verbunden sind.
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| DE19863644839 DE3644839A1 (de) | 1985-06-28 | 1986-12-22 | Beleuchtungseinrichtung mit einem fluessigkeitslichtleiter |
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| Publication Number | Publication Date |
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Country Status (1)
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