-
Die
Erfindung betrifft eine transparente Platte, die vorgesehen ist,
insbesondere in eine Fensteröffnung
eines Gebäudes
eingebaut zu werden, und es ermöglicht,
die natürlich
einfallenden Lichtstrahlen derart neu auszurichten, dass die Helligkeit
in dem Gebäude
vergleichmäßigt wird.
-
Die
Erfindung wird speziell für
ein Gebäudefenster
beschrieben, in welches die transparente Platte derart eingebaut
wird, dass die natürlich
einfallenden Lichtstrahlen zur Decke des Raums in diesem Gebäude neu
ausgerichtet werden, wobei die Erfindung jedoch nicht auf diesen
Typ einer Verwendung beschränkt
ist und ein beliebiger Typ einer Öffnung, die in einem Gebäude ausgeführt und
in der Lage ist, eine transparente Platte aufzunehmen, ebenfalls
im Erfindungsumfang enthalten ist.
-
Ein
bekanntes Verfahren, um die Qualität des natürlichen Lichts in einem Raum
zu verbessern, besteht darin, die natürlich einfallenden Lichtstrahlen durch
eine Verglasung derart abzulenken, dass wenigstens ein Teil davon
zur Decke des Raumes reflektiert wird, die sie wieder zum Inneren
des Raums reflektiert. So wird die Qualität des natürlichen Lichts im gesamten
Raum verbessert, indem die Verteilung der Lichtstrahlen, insbesondere
in den Bereichen des Raums, die vom Fenster entfernt sind, modifizirt
wird.
-
Herkömmlicherweise
bestehen die Mittel, die angewendet werden, um die einfallenden
Lichtstrahlen durch eine Verglasung abzulenken, entweder in der
Verwendung von Prismen, die aus einem transparenten Material hergestellt
sind und den einfallenden Lichtstrahl brechen, oder in der Verwendung
von Metalloberflächen,
die den einfallenden Lichtstrahl reflektieren.
-
Insbesondere
ist es bekannt, Glasscheiben zu verwenden, wovon eine Seite derart
beschuffen ist, dass sich eine Reihe von Prismen gebildet hat. Solche
Glasscheiben mit prismatischer Oberfläche erlauben es jedoch nicht,
die Lichtstrahlen mit einem Winkel von größer als 45° abzulenken, wobei es sich gezeigt
hat, dass oftmals eine Ablenkung der Sonnen strahlen mit einem Winkel
von über
45° erforderlich
ist, damit diese zur Decke des Raums gerichtet werden können.
-
Darüber hinaus
bieten solche Glasscheiben mit prismatischer Oberfläche als
Fenster eine Durchsicht durch die Verglasung, die verzerrt ist,
und lässt sich
die Glasoberfläche,
welche die Reihe von Prismen besitzt, schwierig reinigen.
-
Weiterhin
ist es bekannt, Metallreflektoren einzusetzen, die in eine Glasscheibe
in Form einer Jalousie integriert sind. Solche Metallreflektoren
sind jedoch nicht völlig
zufrieden stellend. Dabei ist der Reflexionswinkel des Lichtstrahls
stark vom Einfallswinkel des Lichts abhängig, und sind die reflektierenden
Oberflächen
schwierig zu reinigen und haben einen großen Platzbedarf.
-
In
dem amerikanischen Patent
US
4 989 952 ist eine flache Platte aus einem transparenten
Kunststoff vorgeschlagen worden, die eine Vielzahl von durch einen
Laser erzeugten Einschnitten besitzt, die parallel sind und voneinander
mit einen regelmäßigen Abstand
beabstandet sind, wobei diese Einschnitte senkrecht zur Platte derart
hergestellt werden, dass die Platte auf wenigstens einen Teil der
Dicke in Parallelepipede unterteilt wird. Dabei werden die Einschnitte
mittels einer an dieser Platte befestigten transparenten dünnen Folie
vor Staub geschützt.
-
Unter
optischen Gesichtspunkten ist eine solche Lösung jedoch nicht völlig zufrieden
stellend. Um eine Spiegelreflexion der einfallenden Lichtstrahlen
zu erhalten, ist es notwendig, dass die Innenseiten der durch einen
Laser hergestellten Einschnitte vollkommen glatt sind. Dabei ist
es bekannt, dass es das Einschneiden eines Kunststoffs durch einen
Laser nicht erlaubt, eine optisch vollkommen glatte Fläche zu erhalten,
da unter der Einwirkung des Lasers der Kunststoff schmilzt und es
nicht erlaubt, einen sauberen und glatten Schnitt zu erhalten. Es
hat sich daher als notwendig erwiesen, eine zusätzliche Stufe durchzuführen, um
die Innenflächen
der Einschnitte optisch zufrieden stellend zu machen. Eine solche zusätzliche
Stufe ist jedoch kontraproduktiv und aufgrund der Größe der Einschnitte
nicht immer einfach zu realisieren.
-
In
WO 94/25792 ist eine optische Komponente gelehrt, die zwei plane
Elemente umfasst, auf welchen Elementarflächen angeordnet sind, die in der
Lage sind, das einfallende Licht zu reflektieren und/oder zu brechen.
-
Deshalb
liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, eine Platte bereitzustellen,
die vorgesehen ist, insbesondere in eine Fensteröffnung eines Gebäudes eingebaut
zu werden, es ermöglicht,
die natürlich
einfallenden Lichtstrahlen mit einem Winkel von über 45° derart abzulenken, dass diese
zur Decke des Raums neu ausgerichtet werden, und so die Qualität der Beleuchtung
in dem Raum verbessert und durch sie eine Sicht geboten wird, die
nicht verzerrt ist, und welche problemlos gereinigt und schnell und
leicht ohne einen abschließenden
Arbeitsgang der Bearbeitung des Oberflächenzustandes der Einschnitte
verwendet werden kann.
-
Erfindungsgemäß wird somit
eine transparente Platte nach Patentanspruch 1 vorgeschlagen.
-
Die
in der Oberfläche
der Glasscheibe vorhandenen Rillen werden durch die Erzeugung von Rissen
hergestellt, deren Tiefe gesteuert wird. Ihre Innenfläche ist
optisch glatt und erlaubt so eine Totalreflexion der natürlich einfallenden
Lichtstrahlen.
-
Entsprechend
einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Abwandlung verlaufen die
Rillen im Wesentlichen senkrecht zur Ebene der Glasscheibe.
-
Vorzugsweise
sind die Rillen gleichmäßig auf
der Oberfläche
der Glasscheibe verteilt.
-
Entsprechend
einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Abwandlung ist die Glasscheibe
Bestandteil einer Verbundplatte und ist die Tiefe der Rillen gleich
der Dicke der Glasscheibe. Auf diese Weise werden die Rillen direkt
im Verbund hergestellt, und wird die Tiefe des Lasereinschnitts
der Rillen vorteilhafterweise durch das Vorhandensein der Zwischenfolie
der Verbundplatte gesteuert, wobei der Rest der Glasscheibe durch
diese Zwischenfolie an seiner Stelle gehalten wird.
-
Entsprechend
einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform
ist das Verhältnis
von Tiefe der Rillen zu Abstand zwischen zwei davon 0,5 bis 2 und
vorzugsweise 1 bis 2. Auf diese Weise wird die Anzahl der natürlich einfallenden
Lichtstrahlen optimiert, die neu ausgerichtet werden sollen.
-
Entsprechend
einer bevorzugten erfindungsgemäßen Abwandlung
ist die transparente Platte ein Bestandteil eines Mehrscheiben-Isolierglases.
Auf diese Weise befindet sich die Fläche der die Rillen aufweisenden
Platte mit der Gasfüllung
des Mehrscheiben-Isolierglases in Berührung und ist so vor Staub
und Feuchtigkeit geschützt.
Außerdem
erlaubt eine solche Abwandlung die Herstellung eines Mehrscheiben-Isolierglases,
das isolierende Eigenschaften mit den Vorteilen einer die Helligkeit
in einem Raum verbessernden Glasscheibe verbindet.
-
Die
transparente Platte erlaubt es, wie weiter oben erläutert, die
einfallenden Lichtstrahlen mit einem Winkel von über 45° derart abzulenken, dass sie zur
Decke des Raums neu ausgerichtet werden und so die natürliche Helligkeit
im Raum verbessert wird. Eine solche Platte erlaubt es auch, eine
verzerrungsfreie Durchsicht zu erhalten.
-
Weitere
vorteilhafte erfindungsgemäße Merkmale
und Einzelheiten werden anhand der folgenden Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die 1, 2, 3 und 4 näher erläutert, wobei
-
1 einen vertikalen Schnitt
durch eine erfindungsgemäße Platte,
-
2 einen vertikalen Schnitt
durch einen anderen Typ einer erfindungsgemäßen Platte,
-
3 einen vertilalen Schnitt
durch einen Raum eines Gebäudes,
in welchem die erfindungsgemäße Platte
als Fenster eingebaut ist, und
-
4 einen vertikalen Schnitt
durch eine Zweifach-Isolierscheibe, in welche die erfindungsgemäße Platte
eingebaut worden ist, zeigt.
-
Weiterhin
ist festzustellen, dass aus Gründen
der Verdeutlichung in den Figuren die Maßstäbe zwischen den einzelnen dargestellten
Elementen nicht streng eingehalten worden sind.
-
In 1 ist ein Teil eines vertikalen
Schnitts durch eine erfindungsgemäße Platte 1 gezeigt.
-
In
dieser Darstellung besteht die Platte 1 aus einer Glasscheibe 2,
aus welcher eine Reihe von Rillen 3 durch ein Laserschneidverfahren,
beispielsweise das im europäischen
Patent EP-B-0 633 867 beschriebene Verfahren, herausgeschnitten
worden ist.
-
Die
Rillen 3 haben beispielsweise bei einer Gesamtdicke der
Glasscheibe 2 von 2 mm eine Tiefe von 0,8 mm. Die Rillen 3 sind
horizontal in Bezug auf die allgemeine Ebene der Glasscheibe 2 parallel
zueinander und mit einem Abstand von beispielsweise 0,5 mm, d. h.
einem Verhältnis
von Tiefe/Abstand von 1,6, angeordnet.
-
In
dieser Darstellung verlaufen die Rillen 3 senkrecht zur
allgemeinen Ebene der Glasscheibe 2 und werden von den
zwei Innenflächen 4 und 5 gebildet.
-
Die
Innenflächen 4 und 5 sind
die Wände
des Risses, der vom Laserstrahl erzeugt worden ist, und sind voneinander
derart beabstandet, dass sie sich noch genügend nah beieinander befinden,
um für
das Auge unsichtbar zu bleiben.
-
Ein
einfallender Lichtstrahl 6, der mit der Glasscheibe 2 auf
der Seite 7 in Berührung
kommt, wird durch Brechung an der Seite 7 abgelenkt und anschließend durch
Totalreflexion an der Innenfläche 4 der
Rille 3 und erneut durch Refraktion an der Seite 8 der
Glasscheibe 2 abgelenkt.
-
Ein
anderer einfallender Lichtstrahl 9, der mit der Glasscheibe 2 in
Berührung
kommt, jedoch mit einem viel kleineren Einfallswinkel, wird dann
ausschließlich
durch Brechung an den Seiten 7 und 8 der Glasscheibe 2 abgelenkt,
damit er nicht auf die Rille 3 trifft.
-
Auf
diese Weise wird dafür
gesorgt, dass die Lichtstrahlen, die einen großen Einfallswinkel haben, vollständig zur
Decke des Raums abgelenkt werden, und die Lichtstrahlen, die einen
kleinen Einfallswinkel haben, nicht zwangsweise von den Innenflächen 4 der
Rillen reflektiert werden. Somit wird unabhängig vom Einfallswinkel im
gesamten Raum eine gleichbleibende Helligkeit bewahrt.
-
Weiterhin
ist es selbstverständlich,
dass alle Lichtstrahlen, die an der Seite 7 der Glasscheibe 2 in einer
zu den Rillen 3 parallelen Richtung gebrochen werden, durch
die Platte 1 hindurchgehen, ohne abgelenkt zu werden. So
wird die Durchsicht durch die Platte 1 in den Richtungen,
die im Wesentlichen zu den Winkeln der Einschnitte 3 parallel
sind, nicht verzerrt.
-
In 2 ist ein Teil eines vertikalen
Schnitts durch einen weiteren Typ der erfindungsgemäßen Platte 1 gezeigt.
-
In
dieser Darstellung besteht die Platte 1 aus zwei Glasscheiben 10 und 11,
die über
eine Zwischenfolie 12 miteinander verbunden sind. Diese Zwischenfolie 12 ist
beispielsweise eine Polyvinylbutyral(PVB)-Folie. Man sieht, dass
die Glasscheibe 11 eine Reihe von Rillen 3 besitzt,
die gleich derjenigen von 1 ist,
mit dem Unterschied, dass die Glasscheibe 11 weniger dick
als die Glasscheibe 2 ist und ihre Dicke gleich der Tiefe
der Rillen ist. Vorteilhafterweise besitzt die Glasscheibe 10 eine
Dicke, die größer als
diejenige der Glasscheibe 11 ist, und dient so als Träger der
gesamten Platte 1. Beispielsweise hat die Glasscheibe 10 eine
Dicke von 4 mm und die Glasscheibe 11 eine Dicke von 0,8
mm.
-
In 3 ist ein vertikaler Schnitt
durch einen Raum eines Gebäudes
gezeigt, in welchem die erfindungsgemäße Platte 1 als Fenster
eingebaut ist.
-
In
dieser Darstellung ist der Weg deutlich zu sehen, der von zwei Arten
von einfallenden Strahlen verfolgt wird. Der Strahl 12 besitzt
einen kleinen Einfallswinkel und durchläuft die Platte 1 ohne
beträchtliche
Ablenkung durch einfache Lichtbrechung. So bleibt der Boden des
Raums beleuchtet. Der Strahl 13 besitzt, im Gegenteil,
einen großen
Einfallswinkel und wird während
seines Durchgangs durch die Platte 1 zur Decke des Raums
abgelenkt, die den Strahl 13 in den gesamten Raum diffus
reflektiert. So bleibt, wenn die einfallenden Lichtstrahlen mit
einem großen
Winkel ankommen, die Helligkeit des Raums gleich.
-
Um
die Vorteile der erfindungsgemäßen Platte 1 besser
zu vergleichen, ist der Weg 14, den der Strahl 13 zurücklegen
würde,
wenn er eine gewöhnliche
Glasscheibe passierte, als Strichellinie dargestellt. Weiterhin
ist es offensichtlich, dass der Strahl 12, wenn er eine
gewöhnliche
Glasscheibe durchliefe, denselben Weg verfolgte, wie den in der Figur
dargestellten.
-
In 4 ist ein Teil eines vertikalen
Schnitts durch eine Zweifach-Isolierscheibe gezeigt, in welcher
die erfindungsgemäße Platte 1 eingebaut
ist.
-
Gemäß dieser
Darstellung besteht die Zweifach-Isolierscheibe aus der erfindungsgemäßen transparenten
Platte 1 und einer Glasscheibe 15, wobei Platte 1 und
Glasscheibe 15 durch eine Luftfüllung 16 voneinander
getrennt und am Rand durch einen Profilrahmen miteinander verbunden
sind, der in der Figur nicht dargestellt, aber dem Fachmann bekannt
ist. Vorteilhafterweise stehen die Rillen 3 der Platte 1 in
Berührung
mit der Luftfüllung 16.
Eine solche Ausführung
erlaubt es, ein bekanntes Mehrscheiben-Isolierglas zu erhalten,
das es außerdem ermöglicht,
die einfallenden Lichtstrahlen ohne Vergrösserung der Gesamtdicke dieses
Isolierglases neu auszurichten.