DE8212191U1 - Linse, insbesondere fuer einbauleuchten - Google Patents

Description

Sidler GmbH & Co. Bismarckstrafie 12 7400 Tübingen

Vertreter;

Kohler-Schwindling-Späth Patentanwälte Hohentwielstraße 41 7000 Stuttgart 1

Linse, insbesondere für Einbauleuchten |

Die Erfindung betrifft eine Linse, insbesondere für Einbau- | leuchten, deren einander gegenüberstehende Flächen zueinan- | der im Winkel stehende Achsen aufweisen. f

Es besteht ein Bedarf an Lichtquellen« die einen gerichteten Lichtstrahl erzeugen, dessen Ausrichtung von der durch die Einbauluge der Lichtquelle vorgegebenen Richtung abweicht. Ein solcher Bedarf besteht beispielsweise in den Innenräumen von Fahrzeugen, bei denen die Einbaulage durch die Lage der Fahrzeugwände bedingt ist, so daß insbesondere die Lichtquelle abdeckende Linsen in der Ebene der Fahrzeugwände angeordnet sind und sieh die Achse der Lichtquelle und insbesondere der Linse senkrecht zur Fahrzeugwand erstreckt, während für eine optimale Beleuchtung des Objektes eine zur Fahrzeugwand schräge Strahlrichtung erforderlich ist.

Es ist bekannt, zur Erzeugung eines abgelenkten Lichtstrahles eine plankonvexe Linse zu verwenden, deren Planfläche mit einer zur Achse der konvexen Linsenflache senkrechten Transversalebene einen Winkel einschließt. Sie Anwendung solcher Linsen hat jedoch manche Nachteile. Sa die Größe des Ablenkwinkele zur Göße des Winkels zwischen der Planfläche und der Transversalebene und damit zur einseitigen Verdickung der Linse proportional ist, lassen sich bei realisierbaren Linsendicken nur relativ geringe Ablenkwinkel erzielen. Auch bei relativ kleinen Ablenkwinkeln ist der durch die einseitige Verdickung bedingte, zusätzliche Materialaufwand beträchtlich. Bei Leuchten geringer Abmessungen bestehen auch Schwierigkeiten, eine solche Linse im Leuchtengehäuse unterzubringen, weil die Verdickung der Glühlampe der Leuchte nicht zu nahe kommen darf, insbesondere dann, wenn die Linse wärmeempfindlich ist, was bei allen Kunststofflinsen der Fall ist. Große Materialdicken führen beim Spritzen aus Kunststoff zwangsläufig zu starken Einfallstellen, wodurch das Abbildungeverhalten der Linse nachteilig beeinflußt wird. Es kann dadurch zu einer Streuung des Lichtes sowie teilweise zu einer Zer-

legung in die Spektralfarben kommen. Alle diese Gründe haben dazu geführt, daß der mit einer solchen Linse erreichbare Ablenkwinkel maximal bei etwa 7° liegt.

Es ist auch bekannt, zum Ablenken eines Lichtstrahles eine Prismenoptik zu verwenden, also eine Scheibe aus durchsichtigem Material, die eine Vielzahl kleiner, rechteckiger Priemenelemente enthält. Mit einer solchen Prismenoptik lassen sich zwar hohe Ablenkwinkel erzielen, Je-Q doch ist die Herstellung einer solchen Priemenoptik relativ teuer. In vielen Fällen wird auch das sehr unruhige Erscheinungsbild einer solchen Priemenoptik als störend empfunden und daher abgelehnt. Ein weiterer Machteil besteht darin, daß eine Priemenoptik unwirksame Flächenabschnitte enthält, die eine Streuung des auffallenden Lichtes bewirken. Bas Verhältnis von Streulicht zu dem im abgelenkten Lichtstrahl enthaltenen Lichtanteil wird mit zunehmendem Ablenkwinkel immer größer und damit immer ungünstiger*

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eia optisches Element für die Lichtablenkung zu schaffen, das weder die Nachteile der bisher bekannten, plankonkaven Linsen noch diejenigen der bisher bekannten Priemenoptiken aufweist.

Biese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Fläche in wenigstens zwei in Richtung der durch die Achsen definierten Bezugsebene aufeinanderfolgende Flächenabschnitte aufweist, die jeweils durch eine in Bezug auf den von den Achsen gebildeten stumpfen Winkel nach außen weisende Stufe voneinander getrennt sind.

Durch eine solche, ein oder mehrfache Stufung der einen Fläche lassen sich ohne weiteres Linsen realisieren, deren Flächenachsen stark voneinander abweichen, ohne :■■ daß die Dicke der Linse übermäßig zunimmt. Damit werden

Ij alle diejenigen Schwierigkeiten vermieden, die sich aus

der großen Dickenzunaha< der bisher bekannten Linsen ergeben haben, ohne daß die Schwierigkeiten in Kauf genommen werden müßten, welche sich aus der Anwendung der Anwendung der bisher bekannten Priemenoptiken ergeben. J Häufig werden einige wenige Stufen ausreichen, um bei ausreichend kleinem Linsenvolumen den gewünschten, großen Ablenkwinkel zu erzielen. Dabei erweist es sich ale ein besonderer Vorteil der Erfindung, daß unter Zugrundelegung einer punktförmigen Lichtquelle die Stufen derart angeordnet werden können, daß keine Streulicht produzieren- \ den Flächen vorhanden sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann wenigstens eine Stufe zwei Abschnitte aufweisen, die einen zu der s Bezugsebene symmetrischen Winkel bilden. Bei einer solchen

;i Ausbildung liegt der tiefste Punkt der Stufe in der Längs-

' , \ mittelebene der Linse und kann wegen der Linsenwölbung an einer Stelle liegen, welche der konvexen Linsenfläche dichter benachbart ist als die vom Rand dieser Linsenfläche definierte Ebene. Dabei kann die Anordnung so getroffen sein, daß die Linsenrückseite an derjenigen Stelle diese Ebene erreicht, wo die Stufe den Rand der Linse erreicht. Auf diese Weise läßt sich die Linse sehr dünn ausbilden, so daß sie mit geringem Materialbedarf herstellbar ist und Im Lampengehäuse auch nur wenig Platz beansprucht.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Stufen in die Linsenachse enthaltenden Badialebenen angeordnet sind, weil sie dann in Richtung der auf die Linse einfallenden Lichtstrahlen liegen und daher auch kein unerwünschtes Streulicht erzeugen können.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform eirer solchen Linse weist die gestufte Fläche nur zwei Stufen auf, von denen sich die erste in der zur Bezugsebene senkrechten Durchmesserebene und die zweite in zur Bezugsebene symmetrischen Radialebenen befindet. Dabei können die beiden Radialebenen einen Winkel von 90° einschließen. Bei dieser Linse wird mit einem Minimum an Flächen eine sehr starke Ablenkung des Lichtstrahles erzielt die bereits bei Verwendung üblicher Kunststoffe 13° bis 15° betragen kann, ohne daß die Dicke der Linse störende Verte annimmt. Dabei liegen alle Stufen in Ebenen, welche die Linsenachse enthalten, so daß sie, eine punktförmige Lichtquelle vorausgesetzt, keine Streuwirkung haben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform der Erfindung näher beschrieben und erläutert. Die der Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmenden Merkmale können bei anderen Ausführungsformen der Erfindung einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Anwendung finden. Es zeigen

Fig. 1 die Ansicht einerplankonvexen Linse nach der Erfindung von der Planfläche her,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie H-II durch die Linse nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Linse nach entsprechend fig. 2 und

Fig. 4 und 5 Schnitte längs der Linien IV-IV und V-V durch die Linse nach Fig. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte plankonvexe Linse besteht aus einem Spritzgußteil aus Kunststoff, beispielsweise aus PC, PS oder PMMA. Es handelt sich üb einen kreisrunden« scheibenförmigen Körper, der auf einer Seite durch eine konvexe Kugelfläche 1 begrenzt ist. An der der Kugelfläche 1 abgewandten Seite weist die Linse einen Sand 2 auf, der eine zur Achse 3 der Kugelfläche 1 senkrechte Ebene definiert. Dieser Rand 2 begrenzt an der Rückseite der Linse mehrere ebene Flächenabschnitte 6, 7 und 8, die durch Stufen 4 beziehungsweise 5 voneinander getrennt sind. Der eine Abschnitt 6 erstreckt sich über eine Hälfte der Linsenscheibe bis zu der Stufe 4, die sich in einer die Achse 3 der Kugelfläche enthaltenden Durchmesserebene der Scheibe befindet. Diese Stufe 4 steht weiterhin senkrecht zu der in Fig. 1 dargestellten Bezugsebene 9« die durch die Achse 3 der Kugelfläche und der auf den ebenen Flächenabschnitten 6, 7, β senkrecht stehenden Achse 31 definiert wird, und weist In Bezug auf den von den Achsen 3« 31 gebildeten stumpfen Winkel 20 nach außen. An diesen ersten Flächenabschnitt 6 schließt sich ein zweiter Flächtaabschnitt 7 an, der nach der Stufο 4 in Richtung der Bezügeebene 9 wieder ansteigt und durch eine weitere Stufe 5 begrenzt wird, die zwei Abschnitte aufweist, die in zur Bezugsebene 9 symmetrischen Radialebenen liegen, welche einen Winkel 10 miteinander einsehließen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt dieser Winkel 90°. An die Stufe 5 schließt sich der dritte Abschnitt 8 an,

der bis zu dem benachbarten Randabschnitt der Linse reicht. Demgemäß ist die Linsenrückseite in aektorförmige Abschnitte unterteilt, von denen sich der eine Abschnitt 6 über die Hälfte der Scheibe erstreckt, während die anderen Abschnitte 7« 8 die zweite Hälfte der Scheibe einnehmen und der eine Abschnitt 7 zwei zur Bezugsebene 9 symmetrische_s an den Durchmesser anschließende Sektoren bildet, während der dritte Abschnitt 8 einen zentralen Sektor bildet.

Es ist zu bemerken, daß im vorliegenden Beispiel alle Sektoren den gleichen Winkel mit einer zur Achse 3 der Kugelfläche 1 senkrechten Ebene bilden und daher die gleiche Wirkung haben, als wären sie ohne Stufung aneinandergefügt. Es ist jedoch ersichtlich, daß durch die Stufung eine bedeutende Verminderung gegenüber der Dicke erzielt wird, welche dia Linse haben würde, wenn sie ohne Stufung ausgeführt worden wäre, wie es die strichpunktierte Kontur 11 in Fig. 3 angibt. Dabei ist von besonderem Vorteil, daß durch das Zusammentreffen der Stufen 4 und 5 in der Achse 3 der Kugelfläche die durch die Wölbung der Kugelfläche 1 bedingte Vergrößerung der Materialstärke ausgenutzt wird, um den mittleren, sektorförmigen Abschnitt der Keilfläche besonders tief zu legen. Dadurch wird gleichzeitig eine bedeutende Verminderung des Materialaufwandes für diese Linse erzielt. Die dadurch bedingten, geringen Materialstärken haben auch zur Folge, daß Einfallstellen beim Herstellen der Linse aus Kunststoff vermieden werden, so daß die Linse die gewünschten, guten Abbildungeeigenschaften hat.

Die dargestellte Linse ist für eine Leseleuchte in Kraftfahrzeugen bestimmt. Sie weist an ihrer Rückseite an den

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Rand 2 angrenzende Nasen 12 auf, die das Einrasten der Linse in eine Fassung gestatten. Der Abschnitt 6 der Rückseite weist nahe der Stufe 4- im Bereich der benachbarten Nasen 12 Aussparungen 13 auf. Ihre Betriebslage ist durch die Anlage ihres Randes 2 am Leuchtengehäuse bestimmt.

Eb versteht sich, daß die Erfindung nicht auf das dargestellte AusführuDgsbPispiel beschränkt ist, sondern Abweichungen davon möglich sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Dies gilt sowohl hinsichtlich der Unterteilung der Linsenrückseite in unterschiedliche Abschnitte, die Verwendung unterschiedlicher Materialien zur Herstellung der Linse sowie weitere Einzelheiten der dem jeweiligen Anwendungrzweck angepaßten Form. Dazu kann insbesondere gehören, daß die Neigungswinkel der einzelnen Sektoren unterschiedlich gewählt werden, wenn spezielle Lichtverteilungen erwünscht sind. Auch können die Sektorflächen bei Bedarf gewölbt werden, zum Beipiel um eine zusätzliche Sammelwirkung für das Licht zu erzielen.

Claims (6)

SchutzenSprüche

1. Linse, insbesondere für Einbauleuchten, deren einander gegenüberstehende Fläche zueinander is Winkel stehende Achsen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß eine der flächen wenigstens zwei in Richtung durch die Achsen (3» 31) definierten Bezugsebene (9) aufeinanderfol-

,-v gende Flächenabschnitte (6, 7, 8) aufweist, die jeweils

durch eine in Bezug auf den von den Achsen (3» 31) gebildeten stumpfen Winkel (20) nach außen weisende Stufen (4-, 5) voneinander getrennt sind.

2. Linse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens "ine Stufe (5) zwei Abschnitte aufweist, die einen zu der Bezugsebene (9) sywietriechen Winkel (10) bilden.

3· Linse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufen (4, 5) in die Linsenachse (3) enthai~ Γ) tenden Radialebenen angeordnet sind.

4. Linse nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gestufte Flache zwei Stufen (4, 5) aufweist, von denen sich die erste in der zur Bezugsebene (9) senkrechten Durcheesserebene und die zweite in zur Bezugsebene (9) symmetrischen Radialebenen befindet.

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5. Linse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der von den beiden Radialebenen (5) eingeschlossene Winkel (10) 90° beträgt.

6. Linse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Kunststoff besteht.

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