DE3935762A1 - Leuchte fuer lichtleiter an naehmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchte nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Durch das DE-GM 37 14 710 ist eine Kompaktleuchte bekannt, die zum Beleuchten von Arbeitsplätzen dient und mit einem den Abstand zwischen der Lampe und dem zu beleuchtenden Platz überbrückenden Lichtleiter verbunden ist. Die Leuchte weist innerhalb eines Zentrierungszylinders eine mit einem hohlkegelförmigen Reflektor verbundene Lampe und eine Sammellinse auf, die die von der Lampe ausgehenden Lichtstrahlen auf das Lichteintrittsende des Lichtleiters bündeln sollen. Da ein hohlkegelförmiger Reflektor ein vergleichsweise großes divergierendes Strahlenbündel erzeugt, das einen verhältnismäßig großen Anteil nicht achsparalleler Lichtstrahlen enthält, und die Sammellinse nur achsparallele Lichtstrahlen im Brennpunkt vereinigt, kann daher die Sammellinse nur einen Teil der von der Lampe insgesamt ausgesandten Lichtstrahlen auf das Lichteintrittsende des Lichtleiters bündeln. Die anderen, nicht auf das Lichteintrittsende auftretenden Lichtstrahlen bewirken lediglich eine unnötige Erwärmung der Leuchte und bedingen dadurch einen verhältnismäßig schlechten Wirkungsgrad.

Eine deutliche Verbesserung des Wirkungsgrades ließe sich durch die Verwendung eines Parabolreflektors erzielen, jedoch bliebe auch in diesem Fall die Notwendigkeit bestehen, dem Reflektor eine Sammellinse zuzuordnen.

Es wurde auch schon die bekannte Gesetzmäßigkeit der Ellipse bei der Gestaltung von Reflektoren ausgenutzt, daß nämlich bei ellipsoidförmigen Reflektoren die im einen Brennpunkt des Ellipsoides ausgesandten Lichtstrahlen in Richtung des anderen Brennpunktes reflektiert werden, so daß keine Sammellinse benötigt wird. So ist z. B. durch die DE-OS 33 16 271 eine Anordnung für eine planare Optokopplung bekannt, bei der der Sender in einem Brennpunkt eines Ellipsoides und der Empfänger im anderen Brennpunkt angeordnet ist.

Bei diesen bekannten Einrichtungen besteht aber keine Möglichkeit, wahlweise ein oder mehrere Ausgänge vorzusehen und beispielsweise ein oder mehrere Lichtleiter anzuschließen.

Für das Beleuchten mehrerer voneinander entfernter Stellen ist zwar durch die DE-OS 28 14 962 eine Beleuchtungsvorrichtung bekannt, die aus einem eine Lampe enthaltenden Strahler, einer mit einer Sammellinse versehenen Lichtsammeleinrichtung, einem Verteiler und mehreren an den Verteiler angeschlossen biegsamen Lichtleitern besteht. Jedoch ist dieser Druckschrift nicht entnehmbar, auf welche Weise das von der Lampe ausgehende Licht zu der Sammellinse gelangt und wie innerhalb des Verteilers die Aufteilung des von der Sammellinse ausgehenden Lichtes erfolgt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine wahlweise mit einem oder mehreren Lichtleitern verbindbare Leuchte zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und trotzdem einen hohen Wirkungsgrad aufweist. Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Leuchte wird von der einem jeden Ellipsoid zugrundeliegenden Gesetzmäßigkeit ausgegangen, daß sich bei exakter Anordnung einer Lampe im einen Brennpunkt des Ellipsoides die von der Lampe ausgehenden Lichtstrahlen ohne Zuhilfenahme einer Sammellinse im anderen Brennpunkt vereinigen. Für den möglichst vollständigen Eintritt der im Brennpunkt gebündelten Lichtstrahlen in den oder die an die Leuchte angeschlossenen Lichtleiter werden erfindungsgemäß das Eintrittsende bzw. die Eintrittsenden des Lichtleiters bzw. der Lichtleiter in einem solchen Abstand vor oder hinter dem Brennpunkt angeordnet, daß das Eintrittsende bzw. die Eintrittsenden vollständig von dem vor dem Brennpunkt kegelförmig konvergierenden oder hinter dem Brennpunkt kegelförmig divergierenden Lichtstrahlenbündel getroffen wird bzw. werden und dabei sowenig Lichtstrahlen wie möglich ungenutzt vorbeigehen.

Aufgrund des hierdurch bedingten hohen Wirkungsgrades der Leuchte lassen sich bedarfsweise mehrere Stellen an einer Nähmaschine mit Hilfe einer einzigen Leuchte ausreichend mit Licht versorgen, wobei es sich außer dem Beleuchten des Stichbildebereiches ferner um das Erzeugen von als Orientierungs- bzw. Ausrichthilfe dienenden Lichtmarkierungen oder um das Realisieren einer an verdeckt liegender Stelle anzuordnenden Lichtschranke z. B. für die Fadenüberwachung handeln kann.

In den Unteransprüchen sind weitergehende Ausgestaltungen zweier verschiedener Versionen der erfindungsgemäßen Leuchte angegeben.

Eine weitere Version könnte darin bestehen, daß das Gehäuse und/oder der Reflektor parallel zur Längsachse der Leuchte geteilt ist. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, das Gehäuse und/oder den Reflektor aus zwei identischen Hälften aufzubauen.

Die Erfindung ist anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung der Leuchte;

Fig. 2 eine Ansicht auf den mittleren Teil einer ins Leuchteninnere weisenden Trägerplatte für drei Lichtleiter und

Fig. 3 eine Schnittdarstellung des zweiten Ausführungsbeispieles der Leuchte.

Ausführungsbeispiel 1

Die Leuchte weist ein Gehäuse 1 auf, das sich aus zwei Teilen 2 und 3 zusammensetzt. Die Innenseite des Gehäuseteiles 2 hat die Form eines halben rotationssymmetrischen Ellipsoides 4 und weist eine Licht reflektierende Oberfläche auf, so daß das Gehäuseteil 2 einen Ellipsoidreflektor bildet. An der Außenseite des Gehäuseteiles 2 sind eine Vielzahl von Kühlrippen 5 vorgesehen.

Die Innenseite des Gehäuseteiles 3 hat die Form eines Kegelstumpfes 6 und eine beliebig ausgebildete Oberfläche, d. h. die Oberfläche kann reflektierend oder nicht reflektierend sein. An der Außenseite des Gehäuseteiles 3 sind ebenfalls eine Vielzahl von Kühlrippen 7 vorgesehen.

Die beiden Gehäuseteile 2 und 3 sind durch nicht dargestellte Schrauben lösbar miteinander verbunden, wobei sie in der Weise zueinander zentrisch ausgerichtet sind, daß ein ringförmiger Ansatz 8 des Gehäuseteiles 2 in eine ringförmige Aussparung 9 des Gehäuseteiles 3 eingreift.

An der äußeren Stirnseite des Gehäuseteiles 2 ist durch mehrere Schrauben 10 ein flacher topfförmiger Aufsatz 11 angeschraubt, der einen Sockel 12 für eine Halogenglühlampe 13 trägt. Die Länge des Sockels 12 ist derart bemessen, daß sich die Mitte der Glühwendel 14 der eingesetzten Lampe 13 genau im zugeordneten Brennpunkt 15 des Ellipsoides 4 befindet. Aufgrund der geometrischen Form eines Ellipsoides vereinigen sich alle von dem Brennpunkt 15 ausgehenden und an der Fläche des Ellipsoides 4 reflektierten Lichtstrahlen in einem durch die Form und Größe des Ellipsoides 4 exakt festgelegten zweiten Brennpunkt 16. Zur Verdeutlichung dieser Gesetzmäßigkeit sind in Fig. 1 fünf unter unterschiedlichem Winkel ausgesandte Lichtstrahlen L1 bis L5 eingezeichnet, die sich nach der Reflexion am Ellipsoidreflektor im Brennpunkt 16 schneiden und hinter dem Brennpunkt 16 wieder divergieren.

An der äußeren Stirnseite des Gehäuseteiles 3 ist durch mehrere Schrauben 17 eine Trägerplatte 18 angeschraubt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Trägerplatte 18 drei Stufenbohrungen 19 auf, von denen in Fig. 1 nur eine sichtbar ist. Die drei Stufenbohrungen 19 verlaufen unter jeweils gleichem Winkel zur Längsachse 20 des Gehäuses 1. In die Stufenbohrungen 19 ist je ein Ende eines Lichtleiters 21 eingesetzt.

Die Lichtleiter 21 bestehen aus einem mit einer Ummantelung 22 versehenen Glasfaserbündel 23 und weisen eine das Ende der Ummantelung 22 aufnehmende Hülse 24 auf. Die der Lampe 13 zugekehrte Stirnseite des Glasfaserbündels 23 bildet das Lichteintrittsende 25 des Lichtleiters 21. Der Abstand der Lichteintrittsenden 25 der drei Lichtleiter 21 zum zugeordneten Brennpunkt 16 ist so gewählt, daß die Lichteintrittsenden 25 innerhalb der in Fig. 2 durch einen strichpunktierten Kreis umrissenen Querschnittsfläche 26 des hinter dem Brennpunkt 16 kegelförmig divergierenden Lichtstrahlenbündels liegen und dabei einerseits einen möglichst geringen gegenseitigen Abstand haben und andererseits den Rand der Querschnittsfläche im wesentlichen tangieren. Auf diese Weise entspricht die Gesamtfläche der drei Lichteintrittsenden 25 im wesentlichen der Querschnittsfläche 26 des hinter dem zweiten Brennpunkt 16 vorhandenen Lichtstrahlenbündels bzw. Lichtkegels in der Ebene der drei Lichteintrittsenden 25.

Die Ausrichtlage der Lichtleiter 21 innerhalb der Trägerplatte 18 läßt sich mit Hilfe je eines die Hülse 24 festklemmenden Gewindestiftes 27 festhalten.

In das Gehäuseteil 3 ist ein Infrarotfilter 28 eingesetzt, das mit Hilfe eines Gewinderinges 29 festgehalten wird.

Im Betrieb der Leuchte werden diejenigen Lichtstrahlen, die von der Lampe 13 ausgehend auf die ellipsoidförmige Innenfläche des Gehäuseteils 2 fallen, zum Brennpunkt 16 hin reflektiert. Sie treffen sodann auf die Lichteintrittsenden 25 und treten in die Lichtleiter 21 ein, die sie schließlich zu den zu beleuchtenden Stellen weiterleiten. Das Infrarotfilter 28 bewirkt, daß nur sogenanntes kaltes Licht in die Lichtleiter 21 eintritt.

Diejenigen Lichtstrahlen, die von der Lampe 13 unter einem flachen Winkel zur Längsachse 20 ausgehen und auf die kegelstumpfförmige Fläche des Gehäuseteils 3 auftreffen, werden je nach der Reflexionsfähigkeit dieser Fläche mehr oder weniger intensiv reflektiert und ergeben aufgrund der geometrischen Form dieser Fläche ein stark divergierendes Strahlenbündel, von dem nur einige wenige Lichtstrahlen durch den Brennpunkt 16 hindurchgehen. Sofern von diesem Strahlenbündel einige Lichtstrahlen auf die Lichteintrittsenden 25 auftreffen, geschieht dies unter einem solch flachen Winkel bezüglich der Fläche der Lichteintrittsenden 25, daß diese Lichtstrahlen infolge Totalreflexion gar nicht in die Lichtleiter 21 eintreten können. Aus diesem Grund kann die Innenseite des Gehäuseteiles 3 beliebig geformt sein.

Da die weitaus meisten der von der Lampe 13 ausgesandten Lichtstrahlen nach der Reflexion an der ellipsoidförmigen Innenfläche des Gehäuseteils 2 in die Lichtleiter 21 eintreten, wird insgesamt ein sehr hoher Wirkungsgrad erzielt. Hätte die Innenseite des Gehäuseteils 3 ebenfalls die Form eines Ellipsoides, so würden zwar die dort reflektierten Lichtstrahlen wie auch die am Gehäuseteil 2 reflektierten Lichtstrahlen den Brennpunkt 16 schneiden, jedoch würden sie wegen der Totalreflexion an der Fläche der Lichteintrittsenden 25 nicht oder wenn ja dann nur in abgeschwächter Form in die Lichtleiter 21 eintreten können. Aufgrund dieser Umstände würde die Maßnahme, die Innenseite des Gehäuseteils 3 ebenfalls als Ellipsoid auszubilden, den Wirkungsgrad der Leuchte nicht, zumindest aber nicht wesentlich verbessern.

Ausführungsbeispiel 2

Die Leuchte enthält einen Reflektor 40, dessen Innenseite die Form eines im wesentlichen geschlossenen Ellipsoides 41 hat. Der Reflektor 40 ist aus einem rechten Reflektorteil 42 und einem linken Reflektorteil 43 zusammengesetzt. Beide Reflektorteile 42 und 43 sind aus Blech geformte Preßteile, deren ellipsoidförmige Innenseiten mit einer nicht dargestellten Licht reflektierenden Beschichtung versehen sind. Die Reflektorteile 42, 43 weisen an den einander zugekehrten Enden quer abstehende Flanschteile 44 bzw. 45 auf, die durch Löten oder Kleben fest miteinander verbunden sind. Am rechten Reflektorteil 42 ist ein nach außen gerichteter ringförmiger Ansatz 46 und am linken Reflektorteil 43 ein ebenfalls nach außen gerichteter ringförmiger Ansatz 47 ausgebildet.

Der Reflektor 40 ist von einem Gehäuse 48 umgeben, das sich aus einem rohrförmigen, an den Flanschteilen 44, 45 abstützenden Mittelteil 49 und zwei die Enden des Mittelteils 49 übergreifenden Deckeln 50 und 51 besteht. Das Mittelteil 49 und die beiden Deckel 50, 51 sind durch Löten oder Kleben fest miteinander verbunden. Im Mittelteil 49 sind mehrere nicht dargestellte Kühlöffnungen vorgesehen.

Der Reflektor 40 stützt sich mit dem ringförmigen Ansatz 46 an der Wand einer nicht näher bezeichneten zentrischen Bohrung des Deckels 50 ab. Der linke Deckel 51 weist eine nach einwärts geformte zylindrische Auswölbung 52 auf, die eine Öffnung 53 enthält. Der Durchmesser der zylindrischen Auswölbung 52 ist derart bemessen, daß sich der Reflektor 40 mit dem ringförmigen Ansatz 47 auf der Auswölbung 52 abstützt. Da sich der Reflektor 40 an drei Stellen am Gehäuse 48 abstützt, ist seine Lage innerhalb des Gehäuses 48 exakt festgelegt.

An der Außenseite des rechten Deckels 50 ist mit Hilfe mehrerer am Deckel 50 befestigter Gewindebolzen 54 und Hutmuttern 55 ein topfförmiger Aufsatz 56 angeschraubt, der einen Sockel 57 für eine Halogenglühlampe 58 trägt. Die Länge des Sockels 57 ist derart bemessen, daß sich die Mitte der Glühwendel 59 der eingesetzten Lampe 58 genau im zugeordneten Brennpunkt 60 des Ellipsoides 41 befindet.

Aufgrund der geometrischen Form eines Ellipsoides vereinigen sich alle von dem Brennpunkt 60 ausgehenden und an der Fläche des Ellipsoides 41 reflektierten Lichtstrahlen in einem durch die Form und Größe des Ellipsoides 41 exakt festgelegten zweiten Brennpunkt 61. Zur Verdeutlichung dieser Gesetzmäßigkeit sind in Fig. 3 vier unter unterschiedlichem Winkel ausgesandte Lichtstrahlen L6 bis L9 eingezeichnet, die sich nach der Reflexion im Brennpunkt 61 schneiden und hinter dem Brennpunkt 61 wieder divergieren.

An der äußeren Stirnseite des Deckels 51 ist durch mehrere am Deckel 51 befestigte Gewindebolzen 62 und Hutmuttern 63 eine Trägerplatte 64 angeschraubt. Beim zweiten Ausführungsbeispiel weist die Trägerplatte 64 nur eine Stufenbohrung 65 auf. In die Stufenbohrung 65 ist ein Ende eines Lichtleiters 66 eingesetzt.

Der Lichtleiter 66 besteht aus einem mit einer Ummantelung 67 versehenen Glasfaserbündel 68 und weist eine das Ende der Ummantelung 67 aufnehmende Hülse 69 auf. Die der Lampe 58 zugekehrte Stirnseite des Glasfaserbündels 68 bildet das Lichteintrittsende 70 des Lichtleiters 66. Der Abstand des Lichteintrittsendes 70 zum zugeordneten Brennpunkt 61 ist so gewählt, daß die Fläche des Lichteintrittsendes 70 im wesentlichen der Querschnittsfläche 71 des hinter dem zweiten Brennpunkt 61 vorhandenen Lichtstrahlenbündels bzw. Lichtkegels in der Ebene des Lichteintrittsendes 70 entspricht.

Die Ausrichtlage des Lichtleiters 66 innerhalb der Trägerplatte 64 läßt sich mit Hilfe eines die Hülse 69 festklemmenden Gewindestiftes 72 festhalten.

In die Auswölbung 52 ist ein Infrarotfilter 73 eingesetzt, das mit Hilfe eines Federringes 74 festgehalten wird.

Im Betrieb der Leuchte werden diejenigen Lichtstrahlen, die von der Lampe 58 ausgehend auf die ellipsoidförmige Innenfläche des Reflektorteils 42 fallen, zum Brennpunkt 61 hin reflektiert. Sie treffen sodann auf das Lichteintrittsende 70 und treten in den Lichtleiter 66 ein, der sie schließlich zu der zu beleuchtenden Stelle weiterleitet. Das Infrarotfilter 73 bewirkt, daß nur sogenanntes kaltes Licht in den Lichtleiter 66 eintritt.

Diejenigen Lichtstrahlen, die von der Lampe 58 unter einem flachen Winkel zur Längsachse 75 ausgehen und auf die ellipsoidförmige Innenfläche des Reflektorteils 43 fallen, werden zwar ebenfalls zum Brennpunkt 61 hin reflektiert, jedoch treffen sie unter einem solch flachen Winkel auf die Fläche des Lichteintrittsendes 70, daß sie infolge Totalreflexion nicht in den Lichtleiter 66 eintreten können.

Claims (13)

1. Leuchte mit einem eine Lampe und einen Reflektor aufnehmenden Gehäuse und wenigstens einem mit einem Lichteintrittsende in das Gehäuse hineinragenden Lichtleiter zum Übertragen der Lichtstrahlen an eine zu beleuchtende Stelle, vorzugsweise die Arbeitsstelle einer Nähmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (2; 40) die Form wenigstens eines Teiles eines Ellipsoides (4; 41) hat, die Lampe (13; 58) im ersten Brennpunkt (15; 60) und das Lichteintrittsende (70) des Lichtleiters (66) bzw. die Lichteintrittsenden (25) mehrerer Lichtleiter (21) in einem solchen Abstand zum zweiten Brennpunkt (16; 61) einstellbar angeordnet ist bzw. sind, daß die Querschnittsfläche (26; 71) des vor bzw. hinter dem zweiten Brennpunkt (16; 61) vorhandenen Lichtkegels in der Ebene des Lichteintrittsendes (70) bzw. der Lichteintrittsenden (25) entweder der Fläche des Lichteintrittsendes (70) eines einzelnen Lichtleiters (66) oder im wesentlichen der Summe der Flächen der Lichteintrittsenden (25) mehrerer Lichtleiter (21) entspricht.

2. Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung mehrerer Lichtleiter (21) diese unter gleichem Winkel zur Längsachse (20) des Gehäuses (1) anbringbar sind.

3. Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe (13; 58) und der bzw. die Lichtleiter (21; 66) von je einem am Gehäuse (1; 48) lösbar befestigten Träger (11, 18; 56, 64) gehalten sind.

4. Leuchte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (18; 64) für den bzw. die Lichtleiter (21; 66) austauschbar ist und für jede Anordnungsvariante der verwendeten Lichtleiter ein eigener Träger vorgesehen ist.

5. Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des Gehäuses (1) als Reflektor ausgebildet ist.

6. Leuchte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) quer zur Längsachse (20) geteilt ist und im Bereich der Teilungsebene eine Aufnahme für einen Filter (28) aufweist.

7. Leuchte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Lampe (13) aufnehmende Gehäuseteil (2) ein halbes Ellipsoid bildet und an der Innenseite eine stark reflektierende Oberfläche aufweist und der andere Gehäuseteil (3) von beliebiger geometrischer Form ist und an der Innenseite eine beliebig ausgebildete Oberfläche aufweist.

8. Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) mit Kühlrippen (5, 7) versehen ist.

9. Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leuchte einen Reflektor (40) und ein dieses umschließendes Gehäuse (48) aufweist.

10. Leuchte nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (48) gegenüber dem Reflektor (40) einen Abstand aufweist und mit Lüftungsöffnungen versehen ist.

11. Leuchte nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (40) und das Gehäuse (48) jeweils aus mehreren fest miteinander verbundenen Blechformteilen (42, 43; 49, 50, 51) besteht, wobei der Reflektor (40) an mehreren Stellen des Gehäuses (48) formschlüssig abgestützt ist.

12. Leuchte nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß an dem der Lampe (58) gegenüberliegenden Ende des Gehäuses (48) eine zur Aufnahme eines Filters (73) dienende Auswölbung (52) vorgesehen ist.

13. Leuchte nach den Ansprüchen 1 bis 5 oder 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse und/oder der Reflektor parallel zur Längsachse der Leuchte geteilt ist bzw. sind und aus identisch aufgebauten Hälften besteht.