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Rückstrahlende Signaltafel mit einer Mehrzahl aus einer Objektiv-und
einer Kollimatorlinse bestehenden Linsenelementen Die fortgesetzt zunehmende Verkehrsdichte
von Straßenfahrzeugen und ihre ständig wachsende Geschwindigkeit fordern die Verwendung
von Leuchtzeichen zur Ankündigung von Schwierigkeiten auf der Straße. Hierzu werden
allgemein rückstrahlende Einrichtungen benutzt, .welche dazu dienen, die Ankündigungstafeln
auf den Straßen oder an Schienensträngen durch fremdes Licht, z. B. das von den
Scheinwerfern der Fahrzeuge herrührende, aufleuchten zu lassen.
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Rückstrahlende Einrichtungen, welche als Lichtquelle die Scheinwerfer
von Kraftfahrzeugen, die Innenbeleuchtung für Wagen usw. ausnutzen, sind bereits
mehrfach bekannt geworden. Alle diese Einrichtungen erfordern aber immer größer
werdende Oberflächen, und man ist daher gezwungen, kleinere Elemente in Form runder
Scheiben oder viereckiger, sechseckiger und ähnlicher Körper, die auch die Form
des Zeichens selber haben können, zu vereinigen, wenn man nicht die Herstellungskosten
erheblich rascher zunehmen lassen will als die Abmessungen.
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Die den Gegenstand der Erfindung bildende Signaltafel ermöglicht es
dagegen, unverhältnismäßig mehr Elemente auf einer bestimmten Oberfläche zu vereinigen,
als es bisher mit den bekannten Einrichtungen geschehen konnte.
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Die Erfindung betrifft solche lichtreflektierenden Schilder, deren
Elemente aus einer Objektivlinse und einer Kollimatorlinse zusammengesetzt sind,
und ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verwendung gelangenden
Kollimatorlinsen ihre größtmögliche Breite in derjenigen Richtung haben, in welcher
die stärkste Ausnutzung des rückstrahlenden Feldes aufrechterhalten «erden soll,
während in der dazu senkrechten Richtung die mittlere Linsenbreite halb so groß
ist wie die entsprechende Abmessung der Objektivlinsen. Auf diese Weise können bei
einer Gruppierung derartiger Linsenelemente die Objektivlinsen so weit einander
genähert werden, daß sie einander tangieren; hierdurch wird der Ausnutzungskoeffizient
sehr hoch.
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Bei der Gruppierung derartiger Linsenelemente auf einer Signaltafel
kann die Anordnung ferner so getroffen werden, daß sich unter jeder Objektivlinse
außer ihrer zugehörigen Kollimatorlinse noch die äußeren Enden der vier benachbarten
Kollimatorlinsen befinden, wodurch die Sichtbarkeit bei Tage erhöht wird.
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Die Kollimatorlinsen können die Form
von Rechtecken,
von beliebigen Vielecken, Sechsecken, Rauten oder selbst von Ovalen haben.
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Ein weiteres Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß die Objektivlinsen,
die Kontur von Vierecken oder Vielecken besitzen, die ohne Flächenverlust aneinandergesetzt
werden können.
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Schließlich- besteht noch ein weiteres Kennzeichen der Erfindung darin,
daß bei solchen Signaltafeln, die unter einem merklichen Winkel zur Senkrechten
angeordnet sind, die ihrer größten Abmessung entsprechende Axialebene jeder Kollimatorlinse
über oder unter die zu ihr parallele Axialebene der Objektivlinse gelegt wird, derart,
daß ein Lichtbündel von mittlerer Höhe, welches durch die Objektivlinse durchtritt,
sich stets in der :Mitte der kleinen Abmessung der Kollimatorlinse abbildet.
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In den beiliegenden Zeichnungen sind neben bekannten Signaltafeln
mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Fig. i ist eine Seitenansicht eines Linsenelementes bekannter Ausführung.
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Fig. 2 und 3 sind Seitenansicht bzw. Längsschnitt eines ähnlichen
Linsenelementes, das jedoch im Hinblick auf seine bessere Ausnutzung etwas abgeändert
ist.
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Fig. 4 zeigt eine Gruppierung von Linsenelementen nach Fig. i.
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Fig. 5 zeigt eine Gruppierung von Linsenelementen nach Fig. 2 und
3.
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Die Fig.6, 7 und 8 zeigen ein Linsenelement nach der Erfindung, und
zwar in Draufsicht und im Längsschnitt durch seine zwei aufeinander senkrechten
Hauptebenen.
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Fig. ) zeigt eine Gruppierung von Linsenelementen nach Fig.
6, 7 und B.
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Fig. io, ii, ia und i3 sind Draufsicht, Schnitt in Richtung der LinieA-A
der Fig. io bzw. B-B der Fig. io und Rückansicht einer weiteren Ausführungsform
einer solchen Gruppierung.
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Fig. 14., 15 und 16 sind weitere Ausführungsformen .von Gruppierungen.
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Fig. 17 ist ein Schnitt in Richtung der Linie B-B der Fig. 10.
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Fig.18 zeigt eine viereckige Platte mit einer großen Zahl von Linsenelementen,
auf der mit strichpunktierten Linien weitere Ausführungsformen angedeutet sind,
welche zur Herstellung eines Leuchtmosaiks oder einer großen Oberflächentafel besonders
geeignet sind.
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Fig. i zeigt den Typ der am häufigsten angewendeten Weitwinkellinse.
Eine solche Linse hat ein \utzfeld von sehr großer Winkelweite, das ihre Verwendung
unabhängig von dem Winkel ermöglicht, den ihre Achse mit der der Beleuchtung in
der Ebene des stärksten Feldes macht. Ein solches Linsenelement besteht bekanntlich
aus einer Halbkugel i, die auf eine zweite Halbkugel 2, von ungefähr doppelt so
großem Durchmesser aufgesetzt oder mit dieser einteilig verbunden ist. Dieses Linsenelement
stellt somit einen Drehkörper für die Achse X'-Y dar. Es besteht aus einem einfarbigen
Glas. Je nach der Verteilung, die man für das reflektierte Licht zu erhalten wünscht,
können statt der Halbkugeln ähnliche Körper, z. B. Rotationsparaboloide, Ellipsoide
oder Konchoide, verwendet werden oder andere Drehkörper, die die Strahlen nach einem
bestimmten Gesetz reflektieren.
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Die Fig. 4 stellt eine Gruppierung solcher Linsenelemente dar, bei
der diese nebeneinander auf einer Tafel angeordnet sind. Bekanntlich muß der Durchmesser
der unteren Halbkugel, die einen Silberbelag enthält, doppelt so groß sein wie der
Durchmesser der Objektivlinse.
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Es sei nun d der Durchmesser der Objektivlinse. Dann ist zur Gruppierung
von neun derartigen Linsenelementen eine Tafelfläche von 32,784 d2 erforderlich,
während die nutzbare Oberfläche nur
oder ungefähr ; d= beträgt. Der Ausnutzungkoeffizient der ausgefüllten Oberfläche
beträgt also 7 :32,784. oder ungefähr 21 °/o.
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N ach den Fig. 2 und 3 wird der Platz, den das Linsenelement nach
Fig. i in Anspruch nimmt, dadurch vermindert, daß sein unterer versilberter Teil
bzw. die Kollimatorlinse durch zwei parallele Tangentialebenen der Objektivlinse
gewissermaßen weggeschnitten ist. Hierdurch wird eine etwas dichtere Gruppierung
ermöglicht, wie Fig. 5 zeigt.
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Hierbei beträgt für die gleiche nutzbare Fläche von d. h. von ungefähr
7 d=, die beanspruchte
Tafelfläche ungefähr 17,58 d=. Daher ist der Ausnutzungskoeffizient ungefähr
4o °I, Nun erfordern die Betriebsbedingungen für rückstrahlende Signaltafeln, die
als Verkehrszeichen an öffentlichen Wegen aufgestellt werden: i. daß das Nutzfeld
in der waagerechten Ebene möglichst groß ist, 2. daß das Nutzfeld der senkrechten
Ebene den größten Neigungen entspricht, die auf der Straße vorkommen, 3. daß die
Leuchtfläche völlig ausgenutzt wird. Auf Grund dieser Bedingungen ist das rückstrahlende
Element nach den Fig. 6, 7, 8 entwickelt worden, bei dem die Dicke der Kolliinatorlinse
in senkrechter Richtung gleich dem halben Durchmesser der Objektiv linse ist.
Auf
diese Weise erhält man ein waagerechtes Feld mit einer Winkelweite von mehr als
id.o, und ein senkrechtes Feld mit einer Winkelweite von 30°, das vollkommen für
die Verkehrsstraßen ausreicht, da dort Steigungen von -a5 °(o in den von Kraftfahrzeugen
befahrenen Strecken sehr selten sind.
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Dieses neue Linsenelement läßt sich auf einer Tafel nun so gruppieren,
wie es in der Fig.9 und folgenden dargestellt ist. Die Objektivlinsen sind dabei
sehr nahe aneinander angeordnet und können sich erwünschtenfalls selbst tangieren.
Unter jeder Objektivlinse befindet sich die ihr entsprechende Kollimatorlinse und
über bz«-. unter ihr noch ein Teil der unmittelbar benachbarten linken und rechten
Kollimatorlinse.
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Die von einer \; utzfläche von 7d-' in Anspruch genommene
Tafelfläche beträgt hierbei nur noch 8,9i d=; der Ausnutzungskoeffizient beträgt
dementsprechend mehr als 850;'o.
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Die Ausbildung der Linsenelemente gemäß der Erfindung hat den folgenden
Vorteil: i. Vergrößerung der Lichtstärke je Oberflächeneinheit, da der Ausnutzungskoeffizient
von 21 oder 4o'/, der bekannten Ausführungen auf 85 "o und mehr steigt; z. dadurch,
daß unter einer Objektivlinse nicht nur ihre zugehörige Kolliinatorlinse liegt,
sondern auch vier Enden der benachbarten rechten und linken Kollimatorlinse, wird
eine Sichtbarkeit bei Tageslicht erreicht, die bei den bekannten Ausführungen nicht
möglich war.
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Dieses kommt daher, daß die von der Sonne und auch von den Wolken
herrührende Beleuchtung nicht mehr die zur Objektivlinse gehörende Kollimatorlinse
erreicht, sondern die Wölbungen der benachbarten Kollimatorlinse; hierdurch «wird
eine Diffusion des Lichtes in allen Richtungen herbeigeführt, welche die Signaltafel
bei Tage sehr gut sichtbar macht und dabei aber ihre Sichtbarkeit bei Nacht in vollem
Umfange bewahrt.
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Die Fig. io bis 13 zeigen eine kreisrunde Platte 3 aus Glas oder farblosem
bzw. farbigem Kristall von der in Fig.9 dargestellten Art, welche in einer Fassung
d. befestigt ist und damit leicht auf Tafeln aus Blech, Holz, Zement oder ähnlichen
Stoffen aufgesetzt werden kann, «wie sie allgemein zum Tragen von Signaltafeln verwendet
werden.
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Fig. 18 zeigt eine weitere Tafel ohne Unterlage, die eine größere
Zahl von Linsenelementen enthält. Die strichpunktierten Linien geben dort die Begrenzungen
an, um vieleckige Stücke zu erhalten, welche dann unmittelbar für diese Form ausgebildet
werden können.
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L: m mit der Tafel nach Fig. 18 fortlaufende Leuchtflächen zu bilden,
brauchen nur oben. unten und an den Seiten gleichartige Tafeln angefügt zu werden,
die mittels Schrauben oder einer anderen geeigneten Befestigungsart gehalten werden
können.
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Die in senkrechter Richtung unter die Tafel nach Fig. 18 anzufügende
Platte muß um iSo° gedreht werden, damit die vorstehenden Teile 5 in die Ausnehmungen
6 zu liegen kommen.
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Die Fig.14. und 15 zeigen abgeänderte Ausführungsformen der Erfindung.
Die Objekti@-linsen haben darin ihre gegenseitige Lage beibehalten, jedoch sind
die Kollimatorlinsen nicht mehr rechteckig, sondern rautenförmig wie in Fig.14 oder
sechseckig wie in Fig. 15 oder oval, derart, daß sich die Kollimatorflächen ohne
Flächenverlust genau aneinanderfügen lassen, während die Objektivlinsen tangential
oder im wesentlichen tangential zueinander verbleiben.
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Die Fig. 16 und 17 zeigen eine weitere Ausführungsform, nach der die
kugeligen, paraboloidalen oder ähnlichen Objektivlinsen so ausgeformt sind, daß
sie von oben ein in den ursprünglichen Grundkreis der kugeligen oder paraboloidalen
Linsen eingeschriebenes Viereck darstellen. Die hollimatorlinsen werden dabei wie
in Fig.6, 7 und 8 oder 14. und 15 angeordnet. Hierdurch ist es möglich, alle Objektivlinsen
ohne Flächenverlust aneinanderzusetzen.
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Der vieleckige Umriß dieser Linsen kann selbstverständlich kleiner
sein als der, der in den vorerwähnten Kreis eingeschrieben ist.
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In zahlreichen Fällen bietet diese Ausbildung der Linsen einen wesentlichen
Vorteil, selbst wenn die Formen zu ihrer Herstellung etwas komplizierter ausfallen,
da sich mit ihnen ein Ausnutzungskoeffizient von beinahe ioo % erreichen
läßt.
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Ferner ist es in einzelnen Fällen vorteilhaft, die der größten Abmessung
entsprechende AYialebene der Kollimatorlinse über oder unter die durch den Mittelpunkt
der Objektiv linse gehende Parallelebene zu legen, besonders dann, wenn die Signaltafel
einen merklichen Winkel mit der Senkrechten bildet. Auf diese Weise wird erreicht,
daß auf alle Fälle ein Lichtbündel von mittlerer Höhe das der Objektivlinse durchquert,
sich in der Mitte der Höhe, d. h. der kleinen Abmessung der versilberten Oberfläche
der Kollimatorlinse, abbildet.
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Es wird hervorgehoben, daß in allen Fällen die Tafeln aus zwei aneinanderliegenden
plan konvexen Tafeln bestehen können.