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Spiegel für eine punktförmige Lichtquelle Die Spiegel, die man bisher
in Verbindung mit ptmktförmigen oder angenähert punktförmigen Lichtquellen benutzte,
waren zumeist zur Beleuchtung kreisförmiger Felder geeignet; die Wahl der Spiegelform,
die sich in der Regel einer Umdrehungsfläche anglich, wurde durch Rücksichten auf
die Lichtverteilung innerhalb des zu beleuchtenden Feldes bestimmt. Man hat auch
bereits Versuche unternommen, durch Abwandlung solcher bekannten Spiegelformen die
Form des Leuchtfeldes zu beeinflussen. Diese Versuche, die sich im allgemeinen auf
empirische Bestimmung der Spiegelform erstreckten, haben jedoch nur unvollkommene
Ergebnisse, insbesondere in bezug auf die Lichtverteilung innerhalb des Leuchtfeldes,
gezeitigt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Spiegelformen für eine punktförmige
oder angenähert punktförmige Lichtquelle zur Beleuchtung eines länglichen Feldes
anzugeben, und besteht darin, daß die spiegelnde Fläche eine mit Bezug auf zwei,
und zwar nur zwei sich in der Achse des austretenden Lichtstrahlenbündels rechtwinklig
schneidende Ebenen symmetrische Grundform hat und durch eine Schar ebener oder gekrümmter
Flächen in stufenförmig aneinandergereihte Zonen unterteilt ist, denen Zonen des
zu beleuchtenden Feldes zugeordnet und die so geformt sind, daß die Beleuchtung
von Zone zu Zone des beleuchteten Feldes nach einem bestimmten Gesetze zu- oder
abnimmt. Insbesondere wird häufig gefordert werden, daß die Beleuchtung des Feldes
gleichmäßig sei, wobei unter gleichmäßiger Beleuchtung zu verstehen ist, daß entweder
die Flächenhelle des Feldes selbst oder die Normalbeleuchtung, d. h. die Flächenhelle
der Flächeneinheit, senkrecht zur Strahlrichtung für alle Zonen dieselbe- ist.
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Die Zuordnung der Zonen des Feldes zt. denen des Spiegels ist willkürlich;
man wird sie jedoch zweckmäßig so wählen, daß be nachharte Zonen des Feldes benachbarten
Zonen des Spiegels entsprechen. Man hat auch die ,Möglichkeit, die einzelnen beleuchteten
Zonen einander teilweise überlagern zu lassen.
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Ist die Lage, d. h. die Ausstrahlungsrichtung und die Größe der Zonen
des Spiegels durch die genannten Rücksichten bestimmt, dann kann man innerhalb der
dadurch gezogenen Grenzen noch immer über ihre Farm verfügen und sie so wählen,
daß die Beleuchtung auch innerhalb der Zonen des Feldes einem bestimmten Gesetze
unterworfen, also beispielsweise über die ganze Fläche jeder beleuchteten Zone gleichmäßig
ist. Ob man direktes und gespiegeltes Licht gleichzeitig benutzen oder etwa nur
gespiegeltes Licht verwenden will, ist bei der Bestimmung der einzelnen Zonen des
Spiegels zu berücksichtigen. Die Abblendung des direkten f-ichtes geschieht zweckmäßig
durch einen I-Ii!fsspiegel, der auch halbdurchlässig sein kann, und der das auf
ihn fallende Licht auf den Hauptspiegel zurückwirft. Ebenso wird Räck-
Sicht
darauf zu nehmen sein, ob es sich nur um einmal oder um mehrfach gespiegeltes Licht
handelt, oder ob beide Arten der Spiegelung gleichzeitig auftreten:. Dabei steht
es außerdem frei, die verschiedenen Arten der Beleuchtung sich auf dem ganzen Felde,
einem Teile desselben oder gar nicht überlagern zu lassen.
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Die einzelnen Zonen des Spiegels brauchen nicht mechanisch gesonderte
Teile zu sein; sie können durch Flächenstücke verbunden sein, die aber im wesentlichen,
dem Zusammenhalt, nicht jedoch der Lichtverteilung dienen. Ein Teil des Spiegels
kann auch mit Rücksicht auf andere Gründe nach- anderen Gesichtspunkten geformt
sein, während der restliche Teil des Spiegels mit seinen Zonen die Beleuchtung so
beeinflussen kann, daß die geforderte gesetzmäßige Lichtverteilung sich auf dem
Felde ergibt.
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Für die Wahl der die spiegelnde Fläche unterteilenden Schar ebener
oder gekrümmter Flächen bestehen zahlreiche Möglichkeliten. Man: könnte beispielsweise
eine Schar konaxialer Kegel, denen Spitzen auf einer Geraden, z. B. der Achse des
ausgestrahlten Lichtbündels liegen oder in einem auf dieser Achse gelegenen Punkte
zusammenfallen, mit kreisförmigem Querschnitte anwenden. Wegen des Auftretens von
Raumkurven als Begrenzung der Zonen des Spiegels, der selbst keinen konaxialen Umdrehungskörper
bildet, ist jedoch sowohl die Berechnung wie auch die Herstellung des Spiegels einfacher,
wenn man eine Schar ebener Flächen zugrunde legt. Ein besonders zweckmäßiger :Aufbau
des Spiegels ergibt sich, wenn die spiegelnde Fläche durch eine Schar Ebenen unterteilt
ist, die einander parallel sind, oder durch ein Büschel von Ebenen, die sich in
eine- gemeinsamen Geraden schneiden, auf der die Lichtquelle liegt. Im erstgenannten
Falle entstehen auf der Spiegelfläche Zonen, die den Breitenzonen einer Kugel entsprechend
angeor,inet sind, während sich im zweiten Falle Flächenzweiecke ergeben, die im
besonderen entweder von den Längskreisen einer Kugel entsprechenden Kurven begrenzt
sind, weine. die gemeinsame Gerade die Achse des ausgestrahlten Lichtstrahlenbündels
ist, oder vom Aquator ausgehend aneinandergereiht sind, wenn die Gerade auf der
Achse des ausgestrahlten Lichtstrahlenbündels senkrecht steht. Es ist selbstverständlich,
daß Rücksichten auf mancherlei Umstände, wie die Form der zu beleuchtenden Fläche,
das vorgeschriebene Beleuchtungsgesetz o. dgl., auch noch zu einer vollständig anderen
Wahl der Flächenschar führen können.
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In der Zeichnung sind drei Formen des neuen Spiegels als Ausführungsheispiele
der Erfindung im Aufriß und im S--itenriß, im letzteren teilweise im Schnitt, dargestellt.
Abb. i und a zeigen einen durch untereinander parallele Ebenen, Abb. 3 und q. einen
durch ein Büschel von Ebenen unterteilten Spiegel, deren gemeinsame Gerade die Achse
des ausgestrahlten Lichtstrahlenbündels ist, und Abb. 5 und 6 einen Spiegel der
letztgenannten Art, bei dem jedoch die gemeinsame Gerade des Ebenenbüschels auf
de: Achse des ausgestrahlten Lichtstrahlenbündels senkrecht steht. Abb. 7 gibt schematisch
die Anordnung einer mit dem neuen Spiegel. in der Form des dritten Beispiels ausgerüsteten
Lichtquelle zur Beleuchtung einer Straße im Grundriß an.
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Beim ersten Beispiele (Abt. z und :2) besteht der Spiegel aus einer
Reihe Zonen a1, a2, a3 . . ., die selbst Teile von Kegelfläcben bilden, deren
Achsen bei Anordnung einer Lichtquelle b in der gezeichneten Lage mit der Achse
c des vom Spiegel ausgestrahlten Lichtstrahlenbündels zusammenfallen uni deren einander
parallele, zur Achse c senkrechte Querschnitte d ovale Form haben. Im zweiten Beispiel
(Abt. 3 und d.) ist der Spiegel in sektorenartige Zonen e1, e2, c3 ...
unterteilt.
Die Lage einer mit diesem Spiegel zu benutzenden Lichtquelle f ist auf der Achse
des ausgestrahlten Lichtstrahlenbündels angegeben, welche mit g bezeichnet ist.
In beiden Fällen ist angenommen, daß sowohl direktes als auch gespiegeltes Licht
gleichzeitig zur Beleuchtung eines senkrecht zu den Achsen c bzw. g angeordnet zu
denkenden Feldes Verwendung finden soll.
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Der Spiegel des dritten Beispiels (Abt. 5 bis 7) ist zur gleichmäßigen
Normalbeleuchtung eines angenähert rechteckigen Feldes allein mit gespiegeltem Lichte
gedacht. Das direkt^ Licht einer Lichtquelle h wird durch einen Hilfsspiegel i von
der Form eines Kugelzweiecks dem Hauptspiegel zugeführt, soweit es diesem nicht
unmittelbar zustrahlt. Die Lichtquelle h, zugleich der Kugehnittelpunkt des Hilfsspiegels
i, liegt wiederum auf der Achse des vom Hauptspiegel ausgestrahlten Lichtstrahlienbündels,
die mit h bezeichnet ist. Der Hauptspi;eg.el besteht aus Zonenll, 11, lg.
. ., die durch ein Büschel Ebenen in', m2, n23. .. begrenzt sind, deren gemeinsame
Gerade die Achse des ausgestrahlten Lichtstrahlenbündels in der Lichtquelle ?a senkrecht
schneidet. Den Zonen l1, 12, 13. . . des Spiegels sind Zonen izl,
n2, n3 ... des zu beleuchtenden Feldes zugeordnet, dessen Form annähernd
rechteckig ist. Die Anordnung einer mit dem neuen Spiegel ausgerüsteten Lichtquelle
k zur Beleuchtung einer von zwei Häuserreihen o1 und o2 begrenzten. Straße p hat
zweckmäßig in der in Abb. 7 dargestellten
Art über der Straßenmitte
zu erfolgen, bei welcher die längere Seite des Feldes in der Richtung der Straße
p liegt. Man wird derartige Spiegel in einfacher Weise an die Häuserreiihen o' und
o verbindenden, die Straße p überquerenden Drahtseilen q so aufhängen, daß die Leuchtfelder
benachbarter Spiegel aneinanderstoßen oder sich um einen geringen Betrag übergreifen.