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Vorrichtung für künstliche Beleuchtung, insbesondere Straßenbeleuchtung
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für künstliche Beleuchtung, insbesondere
Straßenbeleuchtung, zur Verteilung des Lichtes nach verschiedenen bestimmten Richtungen
mittels zweier die Lichtquelle umgebender, konzentrisch angeordneter Glasglocken
aus durchsichtigem gepreßten Glase, welche Anordnung an sich bekannt ist. Sie besteht
darin, daß die von einer künstlichen Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen mittels
Prismen, die auf den Oberflächen der konzentrischen Glasglocken senkrecht und waagerecht
angeordnet sind, so gelenkt werden, daß möglichst viele von ihnen zur Beleuchtung
bestimmter unterhalb der Lichtquellen liegender Flächen ausgenutzt werden, in der
Weise, daß diese Flächen möglichst stark und gleichmäßig beleuchtet werden, während
die übrigen Teile der unterhalb der Lichtquelle liegenden Flächen möglichst wenig
Licht erhalten. Zu dem Zweck wird die äußere Glocke auf ihrer Innenfläche entsprechend
den vorgeschriebenen Lichtrichtungen teilweise mit Gruppen senkrecht verlaufender
lichtrichtender Prismen und mit dazwischenliegenden glatten prismenlosen Flächen,
die innere Glocke auf ihrer Außenfläche mit ringsherum horizontal verlaufenden lichtrichtenden
Prismen bedeckt.
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Es sind bereits Straßenbeleuchtungsvorrichtungen bekannt, die die
Lichtstrahlen nach vorgeschriebenen Richtungen lenken, um vor allem den Fahrdamm
und die Fußsteige gut zu beleuchten.
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Die bekannten Vorrichtungen lösen diese Aufgabe in der Weise, daß
oberhalb der Lichtquelle ein Reflektor angeordnet wird, der möglichst alle Lichtstrahlen,
die oberhalb einer durch die Lichtquelle gelegten horizontalen Ebene verlaufen,
nach unten reflektiert, wobei der untere Teil der Beleuchtungsvorrichtung so ausgebildet
ist, daß entweder durch besondere als Reflektoren wirkende Spiegel oder durch die
Querschnittsforln der Lampenglocke selbst die gewünschte Verteilung der Lichtstrahlen
nach bestimmten Richtungen bewirkt wird.
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Der technische Fortschritt der vorliegenden Erfindung besteht -darin,
daß eine bessere Ausnutzung der Lichtquelle dadurch erzielt wird, daß überhaupt
ein größerer Teil; der ausgesandten Lichtstrahlen in gewünschter Weise beeinflußt
und eine gleichmäßigere Verteilung des Lichtes auf den zu beleuchtenden
Flächen
erreicht werden kann als bei den bekannten Vorrichtungen.
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Die Erfindung löst die Aufgabe in der Weise, daß die Beleuchtungskörpier
derart ausgebildet sind, daß der unmittelbar unterhalb der Lichtquelle liegende
Teil. des. Beleuchtungskörpers, dessen Größe sich nach der Ausdehnung der unmitte=lbar
zu beleuchtenden Bodenfläche und der Höhe der Beleuchtungsvorrichtung über dieser
Bodenfläche richtet, die Lichtstrahlen möglichst ungeschwächt und ungebrochen hindurchläßt,
während die übrigen Teilte des Beleuchtungskörpers die Lichtstrahlen in vorgeschriebenen
Richtungen zum Teil ungehindert hindurchlassen, zum Teil in waagerechten Ebenen
nach den vorgeschriebenen Richtungen hinlenk°n und sie in senkrechten Ebenen. so
nach unten richten und verteilen, daß die beleuchteten Flächen eine möglichst starke
und gleichmäßige Beleuchtung erhalten. Die Beleu=chtungskörper werden zweckmäßig
so ausgebildet, daß konzentrisch sich umschließende, die Lichtquelle rings umgebende
Glasglocken zur Anwendung kommen, deren Oberfläche an geeigneten Stellen mit denerforderlichen
lichtrichtenden (lichtbrechenden) Prismen bedeckt ist. Die Anwendung solcher konzentrisch
sich umschließender Doppelglocken ist an sich bekannt. Das Neue besteht, wie vorher
auseinandergesetzt, in der besonderen Anordnun=g und Ausbildung der Prismen, um
auf diese Weise eine besondere Lichtrichtung und Lichtverteilung zu erzielen. Die
innere Glasglocke ist zweckmäßig auf der seitlichen. äußeren Oberfläche mit herumlaufenden
lichtrichtenden Prismen bedeckt, die bei der normalen Lage des Beleuchtungskörpers
als horizontale, ringsherumlaufende Prismen erscheinen und die so ausgebildet sind,
daß sie alle Lichtstrahlen, die innerhalb der Glocke oberhalb einer durch die Lichtquelle
gelegten waagerechten Ebene verlaufen, derart brechen, daß sie nach unten hin abgelenkt
werden.. Die übrigen unterhalb der durch die Lichtquelle waagerecht gelegten Ebene
verlaufenden Lichtstrahlen, die an und für sich schon nach unten gerichtet sind,
werden durch die lichtrichtenden Prismen in bestimmter Weise verteilt. Der untere
Teil des inneren Schirmes, der unmittelbar unterhalb der Lichtquelle liegt, ist
dabei entweder vollkommen glatt gehalten oder mit lichtzerstreuenden Prismen oder
Riefungen versehen. Die äußere Glasglocke wird zweckmäßig auf ihrer inneren Fläche
mit vertikal von oben nach unten verlaufenden lichtrichtenden (lichtbrechenden)
Prismen versehen, die so ausgebildet sind, daß sie innerhalb waagerechter Ebenen
die Lichtstrahlen nach vorgeschriebenen Richtungen hinlenken, so daß entsprechend
den gewünschten Richtungen Lichtbündel entstehen, die möglichst geschlossen in der
gewünschten Richtung ausgestrahlt werden. Dabei werden zweckmäßig gewisse Teile
der Oberfläche glatt gehalten, um die in der Hauptbeleuchtungsrichtung ausgehenden
Lichtstrahlen ungehindert hindurchzulassen. _ Auf der Zeichnung ist die Erfindung
an Hand einer Reihe von Abbildungen dargestellt.
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Die Abb. i und 2 zeigen rein schematisch die Beleuchtungsverhältnisse
bei einer Straße an zwei Kreuzungen.
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Abb. i zeigt die Anordnung der Lichtquelle über den Straßenl"reQungen
und die ausgehenden Lichtstrahlen in Richtung der Hauptstraße in .einer senkrechten
Ebene.
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Abb. 2 zeigt die Anordnung gemäß Abb. i schematisch im Grundriß-.
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Abb.3 zeigt .einen Beleuchtungskörper gemäß der Erfindung in teilweiser
Ansicht und teilweisem Schnitt.
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Abb. q. zeigt einen waagerechten Schnitt nach der Linie q.-q. der
Abb. 3 mit den ausgesandten Lichtstrahlen, Abb.5 einen gleichen waagerechten Querschnitt
nach der Linie 5-5 der Abb. 3.
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Die Abb, 6 und 6 a zeigen senkrechte Schnitte durch etwas anders ausgebil=dete
Beleuchtungskörper.
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Abb.7 zeigt eine Ansicht auf einen Beleuchtungskörper, von unten gesehen.
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Abb. 8, 9, io zeigen Querschnitte nach den Schnittlinien 8-8, 9-9,
io-io der Abb. 6.
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Abb. i i zeigt im Querschnitt einen Beleuchtungskörper anderer Ausführungsfarm
zur Beleuchtung von Landstraßen.
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Die Beleuchtung von Plätzen und Straßen im Freien unterscheidet sich
von der Beleuchtung von Innenräumen dadurch, daß im ersten Falle aus Sparsamkeitsgründen
die Lichtquellen gewöhnlich in viel größerem Abstand voneinander angeordnet sind
als im letzteren. Die Beleuchtung wird sehr wenig durch Reflexion von anderen Gegenständen
unterstützt, und mit Rücksicht auf den verhältnismäßig großen Abstand ist die Art
der Verteilung des direkten Lichtes "von der Quelle von viel größerer Bedeutung.
Die Verwendung von lichtrichtenden Glasprismen hat sich als besonders vorteilhaft
erwiesen, weil auf diese Weise auch divergierendes Licht herangezogen und die Bodenfläche
so beleuchtet werden kann, daß in allen Punkten: eine im wesentlichen gleichförmige
Beleuchtung erreicht wird.
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Ein typischer Fall von Außenbeleuchtung ist derjenige, wo Strecken
von ungefähr i oo m Länge von Lichtquellen beleuchtet werden, die über dem Mittelpunkt
von Straßenkreuzungen angeordnet sind. In einem solchen. Falle sollten
die
Lichtquellen wenigstens 7 m oberhalb der Straßenfläche angeordnet sein.
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Abb. i und 2 zeigen schematisch in Ansicht und Draufsicht eine solche
typische Beleuchtungsanordnung. L, L' sind zwei benachbarte Lichtquellen.
Die Ecken A-A bezeichnen die Grenzen der Straßenoberfläche, die vorzugsweise beleuchtet
werden maß. Um eine möglichst gleichmäßige Beleuchtung der Straßenoberfläche auf
der Strecke S-N (Abb. i ) zu sichern, müßte die fntensität des von der Lichtquelle
L in der Richtung L-N ausgesandten Lichtes vielmal größer sein als diejenige
in Richtung L-S (Abb. i). Um eine zufriedenstellende Gleichmäßigkeit der Beleuchtung
zu sichern, muß- die Intensität der Beleuchtung in Richtung L-N wenigstens zweimal
so groß sein wie diejenige in Richtung L-S.
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Die bisher verwendeten Refraktoren für Straßenbeleuchtung ergeben
eine Lichtverteilung, die zu einer senkrechten Achse symmetrisch ist und den ganzen
Bereich innerhalb eines Kreises mit dem Radius M-P (Abb.2) beleuchtet. In solchen
Fällen ist das Licht, welches in den Bereich der Ecken A-A-Q-R (Abb.2) fällt, zum
größten Teil verschwendet, weil hier eine schwache Beleuchtung (sehr niedriger Art)
im Vergleich zu derjenigen der Straßenfläche im allgemeinen vollkommen genügen wird.
Alles Licht, welches innerhalb des Kreises mit dem Radius M-S (Abb. 2) fällt, ist
nützlich. Es ist klar, daß diejenigen Lichtstrahlen, die einen größeren Winkel als
M-L-S (Abb. i) mit der Senkrechten L-M bilden, in erster Linie nur -dann nützlich
sind, wenn sie die Straßenoberfläche treffen, d. h. wenn die Lichtstrahlen (Abb.
i und 2) von der Lichtquelle L in vier symmetrischen Segmenten ausgestrahlt werden,
die rechtwinklig zueinander stehen. Je weiter die Strahlen, die von L ausgehen,
auf der Straßenoberfläche zwischen L und N
(Abb. i) reichen, um so
kleiner ist das Segment auf dem Beleuchtungskörper, durch das sie hindurchgehen
müssen, um die Breite der Straßenoberfläche zu beleuchten, d. h. mit anderen Worten,
um so kleiner ist der Zentriwinkel am Mittelpunkt L, der der Straßenbreite entspricht.
Je größer also der Winkel M-L-N in einer Vertikalebene ist, um so kleiner ist der
zugehörige Zentriwinkel, gemessen in der waagerechten Ebene.
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Abb. 3 zeigt eine Ansicht und einen Schnitt durch einen Beleuchtungskörper
im Aufriß, und Abb. q. und 5 zeigen schematisch Querschnitte nach den Linien 4.-¢
und 5-5 der Abb.3 im Grundriß. Abb.3 zeigt einen Beleuchtungskörper, der bestimmt
ist, das bei den bisherigen Anordnungen im Bereich der Ecken Q-IR-A-A verschwendete
Licht von diesen Stellen fernzuhalten und es zur Verstärkung der Beleuchtung auf
der Straßenoberfläche zwischen den Grenzen A-A-A-A zu verwenden. In Abb. 3 ist i
o die Lichtquelle,. die als Punkt angenommen ist. i i ist ein Refraktor, welcher
auf der gesamten Außenfläche waagerechte Prismen 12 hat und durch eine äußere Glocke
13 umschlossen ist. Die beiden Glocken sind an der Fuge 1:1 zusammengeschlossen
und werden .durch eine überfangsmutter 15 gehalten. Ein Teil der Innenfläche des
Mantels 13 hat senkrechte brechende oder lichtrichtende Prismen ,I3. Der Verlauf
der typischen Lichtstrahlen ist in den Abb. 3, q. und 5 dargestellt, und die sich
daraus ergebende Verteilung des Lichtes ist in den Abb. i und 2 gezeigt.
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Der Refraktor i i ist in senkrechter Richtung in drei Teile oder Zonen
unterteilt" welche eine verschiedene prismatische Einrichtung aufweisen. Die Lichtstrahlen,
welche auf den obersten Teil auffallen (Abb. 3), werden von dem inneren Refraktor
meinem Bündel übertragen, etwas divergierend in senkrechten Ebenen zwischen den
Richtungsgrenzen L -N' und L'-T der Abb. i. Die auf den mittleren Teil (Abb.3)
auffallenden Lichtstrahlen werden durch den inneren Refraktor in einem Bündel übertragen,
etwas divsrgierend in senfechten Ebenen zwischen den Richtungsgrenzen L'-T und L'-U
(Abb. i). Die auf den untersten Teil auffallenden Lichtstrahlen werden in stark
divergierenden Richtungen in senkrechten Ebenen zwischen den Grenzen L'-U und L'-M'
(Abb. i ) übertragen.
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Nach Abb. 4. weist die Glasglocke 13 vier in gleichem Abstand angeordnete
glatte symmetrische Segmente mit einem Zentriwinkel 16-10-17 auf, welche dem Licht
gestatten, ohne seitliche Abweichung nach den Oberflächen zwischen den Grenzen i-1-.2-2
(Abb. 2) zu gelangen. Das Licht wird durch jedes der vorgenannten Segmente in diesem
Bereich gleichmäßig verteilt.
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Das Segment 17-18 (Abb. q.) besitzt einen Zentriwinkel 17-io-18, der
etwa gleich ist dem Winkel 16-1o-17. Dies Segment hat senkrechte Prismen von gleichmäßiger
Winkeligkeit auf der Innenfläche, die so bemessen ist, daß die von dem glatten Segment
16-17 abgewandten Prismenoberflächeneine seitliche Ablenkung der Lichtstrahlen von
der Hälfte des Winkels 16-10-17 bewirken. Das Licht von diesem Segment wird daher
auf die Oberfläche zwischen den Grenzen o-0-3-3 (Abb. 2) geschickt. Da die Prismen
die gleiche Winkligkeit in bezug auf den Mittelpunkt i o haben, so wird das Licht
in diesem Bereich gleichmäßig verteilt.
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Das Segment i 8- i 9 (Abb. q.) besitzt einen Zxntriwinkel 18-1 o-19,
der etwa gleich ist einer Hälfte des Winkels 16'-10-17, und hat senkrechte
Prismen
auf der Innenseite von solch einer Winkligkeit, daß die am weitesten von dem glatten
Segment 16-17 entfernten Oberflächen eine seitliche Ablenkung der Lichtstrahlen
verursachen, welche gleich ist denn Winkel 16-10-I7. Das Licht von diesem Segment
wird auf die Oberfläche zwischen den. Grenzen 2-2-3-3 in Abb: 2 geworfen und über
jeden Bogen in diesem Bereich gleichmäßig verteilt.
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Das Segment 19-2o in Abb. 4 hat einen Zentriwinkel 19-10-2o, der .etwa
gleich ist einer Hälfte des Winkels 16-,0-,7. Es hat senkrechte Prismen auf der
Innenseite, die von solcher Winkligket sind, daß die von dem glatten Segment 16-17
abgewandten Oberflächen eine seitliche Ablenkung der Lichtstrahlen verursachen,
welche eineinhalb mal so groß ist wie der Winkel 16-10-17. Das Licht von diesem
Segment wird auf der Oberfläche in den Grenzen 2-2-3-3 der Abb. 2 geworfen und über
jeden Bogen in diesem Bereiche gleichmäßig verteilt.
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Das Segment 20-21 (Abb. 4) hat einen Zentriwinkel20-IO-21, der etwa
gleich ist der Hälfte des Winkels 16-1O-17. Es isst mit senkrechten Prismen auf
der Innenseite versehen, die von solcher Winkligkeit sind, daß die von dem glatten
Segment 16-17 abgewandten Oberflächen eine seitliche Ablenkung der Lichtstrahlen
bewirken, die dreimal so groß ist wie der Winkel 16-10-17. Das Licht von diesem
Segment wird auf die Oberfläche zwischen den Grenzen o-0-1-1 (Abb. 2) geworfen und
gleichmäßig über jeden Bogen in diesem Bereich verteilt.
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Das Segment 16-22 (Abb. 4) ist im. jeder Beziehung genau gleich dem
Segment 17-18 mit der Ausnahme, daß die Prismenflächen in umgekehrter Stellung sind,
so daß das Licht auf die Oberfläche in den Grenzen 0-0-7-7 (Abb.2) geworfen wird.
Ebenso ist das Segment 22-23 (Abb. 4) gleich dem Segment 18-19 und wirft das Licht
auf die Oberfläche in den Grenzen 1-1-7-7 (Abb. 2). Das Segment 23-24 (Abb. 4) ist
gleich dem Segment 19-2o und wirft das Licht auf die Oberflächen in den Grenzen
I-1-7-7, und das Seg-Inent 24-25 (Abb.4), welches gleich ist dem Segment 20-2I,
wirft das Licht auf die Oberfläche in den Grenzen o-0-2-2 (Abb. 2).
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Es entsteht so ein breites Strahlenbündel, welches den gesamten Bereich
3-3-7-7 (Abb. 2) bedeckt, der in bezug auf die Achsre M' iN (Abb.2) und 1o-26
(Abb.4) symmetrisch ist. Die Anordnung von senkrechten Pri6menflächen in bezug auf
die Achsen 10-27, 10-28 und 1O-29 (Abb.4) ist ganz gleich der Anordnung der Prismen-Rächen
in bezug auf die Achse 1o-26. Es ergibt sich daher einbreites Strahlienbündel symmetrisch
zu jeder der Achsen M'-P', M'-V und M'-W (Abb. 2), ganz gleich dem Strahlenbündel
in bezug auf Achse M'-N, welches den Bereich 3-3-7-7
(Abb.2) beleuchtet.
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Es ist aus Abb. 4 deutlich zu .ersehen, da.ß von den Prismenflüchen
in den. Segmenten 18-19, 19-20 und 20-21 und 22-23, 23-24
und
24-25 die .einen die Lichtstrahlen nach der Achse 10-26 hin, die anderen
nach den Achseln 10-29 und 10-27 lenken, die Prismenflächen dagegen in. den Segmenten
17-i8 und 16-22, welche annähernd in Richtung eines Radius und somit annähernd parallel
zu den auf sie treffenden Lichtstrahlen liegen, üben keine lichtrichtende Wirkung
nach den Achsen 10-26 oder 1o-29 hin aus und können als unwirksam angesehen werden.
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Zur besseren Darstellung ist in Abb. 4 die Bahn der typischen Lichtstrahlen
durch den Quadranten 27-10-28 und .ebenso durch denjenigen Teil, der Quadranten
29-1o-28 dargestellt, welcher zur Erzeugung des Strahlenbündels in Richtung der
Achse 1o-28 beiträgt.
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Abb. 5 zeigt einen waagerechten Querschnitt nach Linie 5-5 der Abb.
3. Das Segment 30-3I des äußeren Mantels 13 mit dem Winkei 30-10-31 ist von
glattem Glas und überträgt das Licht, welches es vom inneren Refraktor empfangen
hat, ohne seitliche Ablenkung auf die Oberfläche in den Grenzen 8-8-9-9 (Abb. 2).
Das Segment 31-32 (Abb. 5) hat einen Winkel 31-10-32, der etwa gleich ist der Hälfte
des Winkels 30-1O-31. Es hat senkrechte Prismen auf der Innenseite von solcher Winkligkeit,
daß die am weitesten von dem glatten Segment 3o-31 entfernten. Oberflächen der einzelnen
Prismen eine seitliche Ablenkung bewirken, welche gleich ist dem halben Winkel.
3 o- i o-3 I. Das Licht wird von diesem Segment auf eine Oberfläche in den Grenzen
o-U-9-9 (Abb. 2) geworfen und über jeden Bogen. in diesem Bereich gleichmäßig verteilt.
Das Segment 30-33 (Abb. 5) ist ganz gleich dem Segment 31-32, und die von dem glatten
Segment 30-31 am weitesten entfernten Oberflächen der einzelnen Prismen dienen zur
Beleuchtung der Oberfläche in den Grenzen 8-8-o-U (Abb. 2).
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Hieraus ergibt sich ein breites Strahlenbündel, welches den Bereich
8-8-9-9 (Abb. 2) bedeckt und symmetrisch ist mit Bezug auf die Achse M'-N (Abb.
2) und 1o-34 (Abb. 5). Die Anordnung von PrismenoberfIächen mit Bezug auf die Achsen
10-35, 10-37 und 10-36 ist ganz gleich der Anordnung mit Bezug auf die Achse 1o-34.
Es ergibt sich daher ein breites Strahlenbündel symmetrisch zu jeder der Achsen
M'-P', M'-V und M'-W (Abb. 2), ganz gleich dem Strahlenbündel auf Achse M'-N, welches
den Bereich 8-8-9-9 beleuchtet.
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In Abb.5 ist der Verlauf der typischen
Lichtstrahlen
in dem ganzen Quadranten 35-10-37 und ebenso in dem Quadranten 37-1O-35 eingezeichnet,
welcher zu dem Strahlenbündel auf Achse 1o-37 beiträgt.
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In Abb. 3 ist derjenige Teil des Mantels 13, welcher unterhalb der
waagerechten Ebene 38-39 liegt, auf seiner Innenfläche glatt. Die gesamte von dem
Innenrefraktor durch diesen Teil des Mantels 13 aufgenommene Lichtmenge wird
ohne seitliche Ablenkung auf die kreisförmige Fläche mit Radius M'-U (Abb. 2) übertragen.
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In Abb. ? fallen die Grenzen der Segmentbereiche 3-3-7-7 und 8-8-9-9
und der kreisförmige Bereich mit Radius M'-U praktisch mit den Grenzen der Straßenoberfläche
A-A-A-A zusammen, und innerhalb dieser Grenzen ist eine wesentlich gleichförmige
Beleuchtung gesichert. Da die Lichtquelle praktisch nicht ein Punkt ist, wird das
Licht am Rande der Segmente nicht scharf abgeschnitten sein. Es ist außerdem genügend
zerstreut reflektiertes und refraktierees Licht vorhanden, um innerhalb solcher
Bereiche wie der Ecke R-A-A-Q eine schwache Beleuchtung zu liefern.
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In der in Abb. 3 dargestellten Ausführungsform ergibt der untere Teil
wesentlich gleiche Intensitäten an allen Stellen. Es ist klar, daß dieser Teil.
des Mantels 13 mit symmetrischen, senkrechten Nuten auf seiner ganzem Innenfläche
versehen sein kann, welche geeignet sind, Licht seitlich gleichmäßig auszubreiten.
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In Fällen, wo es erwünscht ist, die glatten Flächen in Segmenten wie
16-17 (Abb. 4.) zu unterteilen, kann dies dadurch geschehen, daß man eine Gruppe
von gleichen Nuten oder Riefen verwendet, ohne dadurch die ZVirkung der Vorrichtung
zu beeinträchtigen, vorausgesetzt, daß die Nuten klein und flach genug sind, um
nur eine geringe Ablenkung zu verursachen, wobei in der gesamten Anordnung diese
Abweichung berücksichtigt wird. In einzelnen Fällen wird es in der Tat erwünscht
sein, eine leichte Krümmung für alle Prismenflächen vorzusehen.
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Die in den Abb. i und 2 gezeigte Aufgabe ist nur ein Beispiel aus
der großen Anzahl von Fällen der Außenbeleuchtung, bei denen es vorteilhaft ist,
ausgebreitete Lichtbündel von begrenzten Winkeln in der waagerechten Ebene zu erzeugen,
tun begrenzte Bereiche zu beleuchten, in denen die hauptsächliche Beleuchtung nötig
ist.
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Abb. 6 ist ein senkrechter Querschnitt, Abb. 7 eine Draufsicht, und
die Abb. 8, 9 und I o sind waagerechte Querschnitte einer Refraktoreinheit zur Beleuchtung
gerader Teile von Verkehrsstraßen. Die Beleuchtungskörper werden in geeigneter Weise
an den Enden der Straßen oder in weiten Abständen angeordnet. Besondere Vorkehrungen
müssen naturgemäß für die Straßenbiegungen getroffen werden.
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Der dargestellte Refraktor ist für eine Straße bestimmt, welche etwa
13 m breit ist, wobei die Lichtquellen etwa 8m über der Straße und in Abständen
von etwa 130 m angeordnet sind. Die Lampen sollen auf der in bezog auf den
Isrümmungsmittelpunkt äußeren Seite einer jeden Straßenbiegung angebracht werden.
Ebenso wie in dem in Abb. I dargestellten Falle kann der zu beleuchtende Bereich
in Ringsektoren geteilt werden, bei denen die Lichtquelle den Mittelpunkt bildet.
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Der in den Abb. I und 2 dargestellte Fall erfordert eine vierfache
symmetrische Anordnung von Strahlenbündeln, während bei gewöhnlicher Straßenbeleuchtung
ein zweifaches Strahlenbündel nötig ist. Die Achsen der verschiedenen Strahlenbündel
in den beiden Hauptrichtungen müssen einerseits in der geraden Linie liegen, welche
zwischen der besagten Lichtquelle und den benachbarten gezogen wird, anderseits
muß eine besondere Lichtausbreitung vorhanden sein, um Straßenbiegungen mit dem
geringst möglichen Verlust zu beleuchten.
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Abb. 6 ist ein Querschnitt in der senkrechten Ebene nach Linie 82-93
der Abb. 7, parallel zur Hauptrichtung der Straße, und Abb.6a ist ein ähnlicher
Querschnitt, welcher .eine Einzelheit des Beleuchtungskörpers darstellt. I o ist
die als ein Punkt angenommene Lichtquelle. 4o ist ein Refraktor oder Schirm, welcher
auf dem Hauptteil seiner Außenfläche mit waagerechten Prismen 41 versehen und von
einem äußeren Mantel 42 umschlossen ist. Ein Teil der Innenfläche des Mantels 42
hat senkrechte, refraktierende Prismen 43. Die beiden Gläser sind an der Fuge 44
zusammengeschliffen und durch eine L berfangmutter 45 zusammengehalten. Das Licht
von der Lichtquelle wird durch den Teil 46-47 des Refraktors 40 in einem etwas divergierenden
Strahlenbündel in senkrechten Ebenen zwischen den Richtungsgrenzen 46-48 und ,f7-4.9
ausgesandt. Von der Lichtquelle wird durch den Teil 47-5o des Refraktors 4o Licht
in einem Strahlenbündel ausgeschickt, welches in senkrechten Ebenen zwischen den
Richtungsgrenzen 47-49 und 5o-51 divergiert. Das durch den Teil 5o-52 des Refraktors
40 von der Quelle ausgeschickte Licht divergiert in senkrechten Ebenen zwischen
dan Richtungsgrenzen 50-51 und 52-53, während das vom Teil 52-54. ausgehende Licht
in stark divergierenden Richtungen in senkrechter Ebene zwischen den Grenzen 52-53
und 1o-54 ausgesandt wird.
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Abb. 8 ist ein Querschnitt nach der waagerechten
Ebene
8-8 der °Abb. 6, -und sie isst typisch für denjenigen Teil des kombinierten Refraktors,
welcher zwischen 46-48 und 47-49 der Abb.6 liegt. In Abb.8 ist das Segment 55-56
des Mantels 42 auf beiden Flächen glatt, und sein Winkel 55-1o-56 gestattet, daß
das vom inneren Refraktor 40 ausgehende Licht ohne seitliche Ablenkung in einem
breiten Strahlenbündel ausgeht, welches symmetrisch zur Achse 1o-67 ist. Die Segmente
55-57r 57-58 und 58-59 haben Winkel, welche wesentlich gleich sind dem halben Winkel
55-1o-56. jedes dieser Segmente hat senkrechte Prismen gleichmäßiger Winkligkeit
mit Bezug auf den Mittelpunkt i o. Die von der Achse 1o-67 abgekehrten Oberflächen
aller dieser Prismen verursachen eine seitliche Ablenkung der Lichtstrahlen nach
der Achse i o-67 hin. Die Ablenkung, die das Segment 55-57 hervorruft, ist gleich
dem halben Winkel 55-1o-56, und die Ablenkung seitens des Segments 57-58
ist gleich ,dem Winkel 5 5- i o-5 6. Die Ablenkung seitens des Segments 58-59 ist
11/-gmal so groß wie der Winkel 5 5- i o- 5 6. Jedes dieser Segmente wird daher
ein breifies Strahlenbündel aussenden, das in seitlicher Richtung im allgemeinen
übereinstimmt mit dem halben Strahlenbündel 55-1o-67 des Segments 55-56 Das Segment
59-6o hat eine Öffnung, die im wesentlichen gleich ist einer Hälfte des Winkels
55-1o-56 und eine Ablenkung erzeugt, die i3/4mal so groß wie der Winkel 55-1o-56
ist. Dieses Segment wird daher ein breites Strahlenbündel bis zum äußeren Rande
des kombinierten Hauptstrahlenbündels aussenden. Das Segment 56-61 ist ähnlich dem
Segment 55-57 und das Segment 61-62 ist ähnlich dem Segment 57-58, mit der Ausnahme,
daß die Prismenflächen mit entgegengesetzter Neigung zur Achse angeordnet sind,
so daß die resultierenden, ausgebreiteten Strahlen in seitlicher Ablenkung im wesentlichen
übereinstimmen mit dem halben Strahlenbündel. 55-1o-56 vorn Segment 55-56. Das Segment
62-63 ist ähnlich dem Segment 58-59 mit der Ausnahme, daß die Prismenflächen mit
entgegengesetzter Neigung zur Achse angeordnet sind, und daß die Öffnung 11/2mal
so breit ist, so daß das sich ergebende Strahlenbündel. im wesentlichen an seinem
inneren Rande mit 1o-67 zusammenfällt, aber an seinem äußeren Rande über
die seitliche Richtungsgrenze 1o-56 hinausgeht.
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Das Segment 63-64 hat senkrechte Prismen von solcher Winkligkeit,
daß das sich ergebende Strahlenbündel zwischen der Richtungsgrenze 1o-56 und der
äußeren Richtungsgrenze des Strahlenbündels von Segment 62-63 liegt. Die Segrnente
6o-65 und 64-66 haben Prismen der gleichen Winkligkeit, ab r mit entgegengesetzter
Neigung zur Achse angeordnet. Diese ergeben die- größtmögliche. Ablenkung. Das von
diesen Teilen ausgesandte Lichtbündel deckt die äußeren Ränder des Hauptstrahlenbündels,
breitet sich aber über dessen Grenzen aus.
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Die senkrechten 'Prismen auf dem Mantel 42 sind symmetrisch mit Bezug
auf die Achse 1o-66 angeordnet, so daß um die. Achse 10-7o herum ein kombiniertes
Strahlenbündel erzeugt wird, das ganz gleich ist clean kombinierten Strahlenbündel
um die Achse i o-67.
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Abb.9 ist ein Querschnitt nach 9-9 der Abb. 6 und typisch für den
Teil des kombinierten Refraktors, welcher zwischen 4,7-49 und 5o-51 der Abb.6 liegt.
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Das 71-72 ist ähnlich dem Segment 55-56 in Abb. 8 insofern,
als es aus glattem Glas besteht, hat aber eine größere Öffnung, und die Vergrößerung
der Öffnung ist auf der nach Punkt 7z gerichteten Seite besonders auffallend.
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DieSeg-mente71-73,73-74und74-76 (Abb. 9) bewirken seitliche Ablenkungen,
die mit Bezug auf Grad und Richtung ähnlich sind wie diejenigen der Segmente 55-57,
57-58 und 58-59 der Abb.8. In jedem Falle indessen sind die Öffnungen dieser S.ebgmente
etwas größer in Abb.9 als die Öffnungen der entsprechenden Segmente in Abb. B.
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Das Segment 72-79 (Abb. 9) sorgt für seitliche Ablenkung, die betreffs
Grad und Richtung gleich derjenigen, welche durch das Segment 61-62 (Abb. 8) bewirkt
wird, aber von viel größerer Öffnung ist.
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Das Segment 79-81 der Abb. 8 bewirkt eine seitliche Ablenkung, die
betreffs Grad und Richtung ähnlich ist wie diejenige des Segments 64-66 der Abb.
8, doch ist sie etwas größer in der Öffnung.
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Das Segment76-8o (Abb.9) bewirkt eine seitliche Ablenkung, ähnlich
betreffs Grad und Richtung derjenigen des Segments 6o-65 der Abb. B. In Abb. 9 sind
keine Segmente, welsche den Segmenten 59-6o, 56-61, 62-63 und 63-64 der Abb. 8 entsprechen.
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Abb. i o ist ein Querschnitt nach der Linie i o- i o der Abb. 6 und
typisch für den Teil des kombinierten Refraktors, welcher zwischen 5o-51 und 52-53
der Abb. 6 liegt. Das Segment 84-85 (Abb. i o) ist gleich dem Segment 71-72 (Abb.9)
insofern, als es aus glattem Glas besteht; es hat aber einen größeren Winkel, und
die Vergrößerung des Winkels ist auf der nach dem Punkt 8 5 gerichteten Seite am
auffallendsten.
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Die Segmente 84-86, 86-87 und 87-89 bewirken seitliche Ablenkungen,
die betreffs Grad und Orientierung ähnlich sind wie diejenigen der Segmente 71-73
73-74 und 74-76
der Abb. 9, aber von etwas größerem Winkel.
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Das Segment 85-91 -(Abb. 1o) bewirkt eine
seitliche
Ablenkung, die betreffs Grad und Orientierung ähnlich ist derjenigen der Segnlente
79-8i der Abb. 9 und von kleinerem Winkel.
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Das Segment 89-9z (Abb. i o) bewirkt eine seitliche Ablenkung, die
betreffs Grad und Orientierung ähnlich ist derjenigen des Segments 76-8o (Abb. 9)
und von kleinerem Winkel. In Abb. io ist kein denn Segment 7z-79 der Abb.9 entsprechendes
Segment vorhanden.
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In den Abb. 8, 9 und i o ist der Verlauf der typischen Lichtstrahlen
in Quadranten 6-1o-93 und 93-1o-6 gezeigt. Von den senkrechten Prismen der dargestellten
Art wird die im wesentlichen unwirksame Oberfläche, d. h. die Prismenoberfläche,
die etwa parallel zu den Lichtstrahlen liegt, trotzdem einen Teil des Lichtes auffangen
und scharf von der gewünschten Strahlenrichtung ablenken. Der Verlauf der typischen
Lichtstrahlen, welche auf diese unwirksamen Prismenoberflächen auftreffen, ist in
Abb.8 bei 1o-94-.q 5-96 gezeigt. Diese nach entgegengesetzter Richtung abgelenkten
Strahlen können durch senkrechte Schilde 97, 98 aus weißem Porzellan, emailliertem
Stahl oder anderem Material aufgefangen werden, welche eine glänzende weiße Oberfläche
haben (Abb.6, 7, 8, 9 und io). Diese Schilde können von einem geeigneten Gehäuse
gleichen Materials getragen werden, welches bei 9o (Abb.6) dargestellt ist und welches
seinerseits von dem Gestell des Beleuchtungskörpers getragen wird, welches in der
Zeichnung nicht dargestellt ist.
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Diese senkrechten Schilde können nun in waagerechten Ebenen so geformt
sein, daß sie einen bedeutenden Teil der äußeren Strahlen der Strahlenlyündel von
den Segmenten 6o-65 und 6q.-66 (Abb. 8) auffangen und einen großen Teil davon in
der Richtung des kombinierten Hauptstrahlenbündels reflektieren. Auf diese Weise
kann Licht, welches sonst außerhalb des wirksamen Bogens liegen würde, teilweise
nutzbringend gerichtet werden. Der Verlauf der spiegelnd durch das Schild zurückgeworfenen
Strahlen ist in den Abb.8, 9 und i o dargestellt.
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Die in unerwünschter Richtung abgelenkten Strahlen, wie z. B. die
Gruppen 95-96 (Abb.8), werden die Schilde unter kleinen Einfallwinkeln treffen und
im allgemeinen zerstreut zurückgeworfen werden. Ein Teil dieses zerstreuten Lichtes
wird dazu beitragen, die Straße ähnlich wie bei der Lichtquelle zu beleuchten, und
die Schilde werden als glänzender Hintergrund dienen, um die Kontraste zwischen
dem leuchtenden Refraktor und der umgebenden Dunkelheit abzuschwächen.
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In den Abb.6 und 7 erstreckt sich der untere Teil 77 der Prismenglocke
46 durch die öflnung des Mantels 42. _Seine Innenfläche 77 ist zum Teil mit konzentrischen
Prismen 1o6 bedeckt. Der Rest der Innenfläche von 77 weist zwei Gruppen von radialen
Prismen 107 und 1o8 auf, welche das Licht nach aufwärts und gegen die Straßenseiten
ablenken, wie dies durch die Richtungslinien i o9 angedeutet ist.
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Der ganze Beleuchtungskörper, wie dargestellt, wird, wenn er richtig
angeordnet ist, -eine starke und gleichmäßige Beleuchtung über eine gerade oder
eine mäßig gekrümmte Verkehrsstraße zu verhältnismäßig niedrigen Kosten infolge
des weiten Abstandes zwischen den Lichtquellen ergeben. Wenn scharfeKurven vorkommen,
können die Lichteinheiten näher beieinander angeordnet und die Lichtquellen so erhöht
werden, daß die senkrechte Neigung der Strahlen verringert wird.
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Der in den Abb. 6 und io dargestellte Beleuchtungskörper ist dazu
bestimmt; Straßen mit bedeutender Krümmung zu belleuchten. Wenn er für lange Strecken
verhältnismäßig gerader Straßen verwendet wird, so wird eine bedeutende Verschwendung
von Licht deshalb stattfinden, weil die Zerstreuung der Strahlen teilweise unnötig
breit ist. Diesem Umstande kann abgeholfen werden durch eine Verrilngerung der wirksamen
lichtdurchlässigen glatten Segmente -im obersten Teil des äußeren Mantels.
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Abb. i i zeigt in waagerechtem Querschnitt eine solche Abänderung
des Straßenbeleuchtungskörpers von einem solchen Punkt gesehen, daß sie genau mit
Abb.8 verglichen werden kann. Die in Abb. i i gezeigte Ausführungsform ist besonders
bestimmt für eine gerade Straße, etwa 13 m breit, auf welcher die Lichtquellen etwa
iom über der Straße und in Abständen von etwa i2om angeordnet sind. Das erforderliche
Strahlenbündel wird dann annähernd halb so breit sein wie das nach der Ausführungsform
der Abb.8.
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In Abb. i i ist i o die Lichtquelle, 115 ein innerer Refraktor und
I16 ein äußerer Mantel. Das Segment 117-118 ist auf beiden Seiten glatt und besitzt
einen Winkel I 17- 10-118, weicher gestattet, daß das Licht vom inneren
Refraktor I 15 ohne seitliche Ablenkung durchgeht in einem mäßig breiten Strahlenbündel
symmetrisch zur Achse i o- i i 9.
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Die Segmente 117-119, 118-12o haben einen Winkel, der im wesentlichen
gleich ist dem Winkel 117-10-118, und sie sind mit senkrechten Prismen gleichförmiger
Winkligkeit mit Bezug auf den Mittelpunkt i o, aber von entgegengesetzter Orientierung
ausgestattet, welche Ablenkungen ergeben, die gleich dem Winkel sind. Die resultierenden
abgelenkten Strahlenbündel von jedem dieser Segmente werden- daher im wesentlichen
bezüglich
Breite und Richtung mit dem Strahlenbündel iibereinsanlmen,
das vorn. Segment 117-1I8 ausgeht. Die Bauart und Wirkung der Segmente 119-12I und
120-I22 ist ähnlich, mit der Ausnahme, da.ß die Prismen. von solcher Winkligkeit
sind, daß sie eine Ablenkung ergeben, welche gleich ist zweimal dem Winkel 1 I 7-
I o- I i B. Die resultierenden abgelenkten Strahlen werden im wesentlichen mit den
Strahlen vom Segment I 17-118 übereinstimmen. In gleicher Weise sind
die Prismen in den Segmenten 121-123 und 122-12q. von solcher Winkligkeit, daß sie
eine Ablenkung gleich dreimal dem Winkel I I7-10-1 I 8 erzeugen, und die resultierenden
abgelenkten Strählen werden im wesentlichen übereinstimmen mit denjenigen vom Segment
'17-1'8. In gleicher Weise sind die Prismen in den Segmenten 123-I25 und 12q.-126
von solcher Winkligkeit, daß die erzeugte Ablenkung gleich viermal dem Winkel 117--10-I
18 ist, und die abgelenkten Strahlen sind im wesentlichen übereinstimmend mit den
Strahlen vom Segment 1I7-118.
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Das Segment I25-127 empfängt Licht vom; inneren Refraktor I15, welchem
eine geringe Vorablenkung durch die Prismen 128 auf der Innenseite des Refraktors
115 gegeben worden ist. Die Prismen im Segment 125-127 sind von einer solchen Winkligkeit,
daß sie in Verbindung mit den Prismen 128 eine kombinierte seitliche Ablenkung ergeben,
welche gleich ist tilnfmal dem Wickel 117-10- I I 8, und das abgelenkte Strahlenbündel
stimmt im wesentlichen überein mit demjenigen vom Segment 117-118. -Das Segment
126-129 ist ganz gleich dem Segment 125-127, mit Ausnahme des Umstandes, daß es
von entgegengesetzter Orientierung ist.
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Das Segment 127-13o empfängt Licht von dem inneren Refraktor I15,
welchem durch die Prismen 131 auf der Innenfläche des inneren Refraktors 115 eine
Vorablenkung gegeben worden ist. Die Prismen in diesem Segment sind von solcher
Winkligkeit, daß sie in Verbindung mit den Prismen 131 eine gesamte seitliche Ablenkung
gleich wachsmal dem Winkel I17-10-1 I8 bewirken. Der Winkel des Segments 127-13o
beträgt I1/2mal soviel wie der Winkel 117-I18, und die innere Grenze des abgesenkten
Strahles wird daher in der Richtung mit der Linie I o- I I 8 zusammenfallen,
aber die äußere Grenze des abgelenkten Strahles wird sich über die Richtung der
Grenze I0-117 hinaus erstrecken.
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Das Segment 129-132 ist ähnlich dem Segment 127-130, mit der Ausnahme,
daß es von entgegengesetzter Orientierung und von gleichem Winkel wie 117-118 ist,
weshalb die abgelenkten ' Strahlen im wesentlichen mit denjenigen vom -Segment i
17-118 übereinstimmen werden. Das Segment 13o-133 hat Prismen größerer Winkligkeit,
welche Licht auf den Metallschirm 13¢ werfen. Dieser Metallschirm ist so geformt,
daß dieses Licht im wesentlichen parallel zur Linie I o-1 i 8 zurückgeworfen wird..
In gleicher Weise sendet das Segment 13 2-13 5 Licht auf den Metallschirm 136. Dieser
MetaUschim ist so geformt;, daß er dieses Licht in der Hauptrichtung 10-117 zurückwirft.
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Der Verlauf- der typischen Lichtstrahlen von jedem der Segmente ist
angegeben. Der in Abb. 11 gezeigte Schnitt ist vergleichbar mit dem Schnitt nach
Abb.8.
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Die Anordnung der Segmente von senkrechten Prismen kann wesentlich
abgeändert werden, um den Änderungen Reehnung zu tragen, welche infolge der Abmessung
der Lichtquellen auftreten, und um den verschiedenen Beleuchtungsbedingungen Rechnung
zu tragen; .aber bei einer Beleuchtung der allgemeinen Art, wie sie in den Abb.
I und 2 gezeigt ist, ergibt sich unter allen Umständen ein besonderer Vorteil aus
der Verwendung von aufeinanderfolgenden Segmenten mit Prismen der gleichen Winkligkeit
gegenüber der einzelnen zylindrischen, divergierend wirkenden Fresn-ellins,enform,
da verhältnismäßig wenig Werkzeuge bei der Herstellung von Glasformen verwendet
werden, weil Unregelmäßigkeiten in der seitlichen Verteilung der bloßen Lichtquelle
infolge des übereinand.ergreifens von' Strahlen aufgehoben werden, die von verschiedenen
seitlichen Vorsprüngen der Lichtquelle gesammelt werden, und weil seitlic ie und
senkrechte Verzerrungen der Ablenkung besser berücksichtigt werden können, wenn
der Einfallwinkel mit Bezug auf den Prismenrand anders als normal ist. Die Vergrößerung
in der seitlichen Ausbreitung des Strahlenbündels bei kleinen Winkeln ist von bestimmtem
Wert, weil der seitliche Winkel, durch welchen die Beleuchtung hauptsächlich erfolgt,
um so größer. wird, je näher man an die Lichtquelle kommt.
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Es ist klar, daß Höhe und Abstand der Beleuchtungskörper beliebig
anders gewählt werden können als beschrieben.-