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Beleuchtung hoher Intensität Die Erfindung betrifft eine Beleuchtung
hoher Intensität, die trotzdem keine Temperaturerhöhung zur Folge hat und außerdem
völlig schattenfrei ist. Sie ist deshalb vorzugsweise für Operationssäle, Beleuchtungen
für genaue Arbeiten in der Industrie, aber auch im privaten Leben geeignet, bei
denen bei längerem Gebrauch die Hitzeentwicklung lästig oder sogar störend ist.
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Es ist bekannt, schattenfreie Beleuchtungen zu erzeugen. Hierzu verwendet
man diffus strahlende Leuchtflächen oder indirektes Licht, welches durch Attstrahlung
weißer Flächen und durch Reflexion an denselben erzeugt wird, oder man stellt die
einzelnen Leuchten derart auf, daß die gegenseitig erzeugten Schatten überstrahlt
werden. Diese Art von Beleuchtungen reicht für allgemeine Zwecke aus, ist aber für
präzis;. Arbeiten ungeeignet. Man hat auch zum Z-,veck der Lichtsteigerung Lampen
mit Projektionseinrichtungen verwendet, die ihre Lichtintensität in einem Punkt
vereinigten. Als Lichtquellen hat man dabei Glüh- oder Bogenlampen verwendet, so
daß die Hitzeentwicklung an der Arbeitsstelle unerträglich war. Ferner hat man für
Mehrstellenprojektion großflächige, optisch bearbeitete, asphärische Spiegel benutzt.
Abgesehen @-on der auch hier auftretenden Erwärinung war es infolge der optischen
Güte dieser Spiegel erforderlich, die Lichtquelle genau im Fokus anzuordnen und
gegebenenfalls bei kleineren Arbeitsstellenverschiebungen dieLichtquelleständig
nachzujustieren. Hierdurch traten erhebliche Helligkeitsschwankungen auf. Ein weiterer
Nachteil ist die schwierige und damit teuere Herstellung derartiger optisch einwandfreier,
asphärischer Spiegel.
Es ist bekannt, daß Gasentladungsröhren mit
oder ohne Leuchtstoffbelag eine sehr geringe Wärmeentwicklung haben, und ihre Energieausbeute
ist bedeutend größer als die der heißen Lichtduellen.
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Sie sind in mehreren Kombinationen angewandt «-orden, um höhere Lichtstärken
oder bestimmte Farbeffekte zu erzielen. Auch in Verbindung mit Reflektoren sind
sie bekannt, dabei wurde durch Fortngebung und Anstrich derselben mit Bronze oder
weißem Oxyd oder durch Polieren der Oberfläche versucht, die Lichtwirkung zu steigern.
Eine befriedigende Lösung des Problems wurde hiermit nicht erreicht, zumal die Reflektoren
nur empirisch angeordnet waren, ohne Rücksicht auf ihre besonderen optischen Eigenschaften.
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Gemäß der Erfindung werden Gasentladungsröhren oder auch Stableuchten,
vorzugsweise aber Leuchtstoffröhren, in Verbindung mit Reflexelementen vorgesehen.
Die Reflexelemente werden in Form von einfachen Spiegeln, d. h. optisch nicht bearbeiteter
Flächen verwendet, und die hohe Lichtausbeute wird durch Anwendung des kaleidoskopischen
Effektes erzielt. Hierzu werden die Spiegel unter einem rechten Winkel symmetrisch
zur Leuchtröhre und in einem derartigen Abstand von der Röhre angeordnet, daß keime
Abblendung durch die Röhre selbst erfolgt. Hierdurch wird die Lichtausbeute praktisch
um etwa Zoo % gesteigert, da nur noch die unbedeutenden und unvermeidlichen Reflexionsverluste
an den Spiegeln auftreten. An Hand der Abb. i sei die Wirkungsweise der Anordnung
gemäß der Erfindung näher erläutert. Mit i ist die Leuchtröhre bezeichnet, die in
dem rechten Winkel angeordnet ist, der durch die beiden Spiegelstreifen 2 und 3
gebildet ist. Bei richtiger Wahl des Abstandes der Spiegel von der Rühre entstehen
rechts und links davon die Spiegelbilder q. und 5, so claß man also bei der Draufsicht
drei Bilder nebeneinander sieht, d. h. eine großflächige Lichtquelle erhält. Das
dritte Spiegelbild6, das infolge mehrfacher Reflexion etwas lichtschwächer ist,
liegt genau hinter der Röhre i und wird bei direkter Draufsicht durch die Röhre
i verdeckt, kommt aber bei seitlicher Betrachtung zur Wirkung. Es werden also bei
vorliegender Anordnung sämtliche Lichtstrahlen entweder direkt oder durch Reflexion
in die Gebrauchsrichtung gesandt.
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Beträgt der Winkel zwischen den Spiegeln weniger als 9o°, so erhält
man zwar eine größere Anzahl von Spiegelbildern, die Wirkung ist jedoch geringer,
weil die Reflexions- und Absorptionsverluste zunehmen. Dieser Fall ist in der Abb.
2 skizziert.
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Mit der Anordnung gemäß der Erfindung vergrößert sich also die Leuchtfläche
einer Röhre auf den dreifachen Wert. Um noch größere Leuchtflächen zu erhalten,
kann man gemäß einer Weiterbildung der Erfindung mehrere solcher Spiegelaggregate
nebeneinander anordnen, wie in Abb. 3 dargestellt ist. Der Abstand der Röhren muß
dabei das dreifache ihrer Durchmesser betragen. Will man eine besondere helle Lichtwirkung
an einer bestimmten Stelle, z. B. einem Operationstisch, erhalten, so ist es vorteilhaft,
wie in Abb.4 angegeben ist, die Spiegelaggregate gegeneinander zu neigen oder, wie
aus Abb. 5 ersichtlich ist, die einzelnen Spiegelsysteme auf einem Kreisbogen anzuordnen,
so daß sie radial zum Mittelpunkt strahlen. Auf diese Weise werden Helligkeitsunterschiede,
die durch den größeren Abstand der nach außen liegenden Röhren bedingt sind, vollkommen
ausgeglichen.
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Betreibt man die Röhren mit Wechselstrom, so kann infolge des stroboskopischen
Effektes, da die Röhren dem Periodenwechsel praktisch trägheitslos folgen, bei der
Beobachtung von rotierenden oder bewegten Teilen eine Täuschung eintreten. Man sieht
dann, wie bekannt, die sich bewegenden Teile in scheinbar gegenläufiger Bewegung.
Diesen Effekt kann man bei der Verwendung von mehreren Einzelröhren dadurch vermeiden,
daß man zwischen den Speisespannungen der einzelnen Röhren eine Phasenverschiebung
erzeugt. So ist es beispielsweise vorteilhaft, eine Gesatntzahl von Röhren vorzusehen,
die durch drei teilbar ist. Dann speist man ein Drittel unmittelbar vom Netz, das
zweite Drittel erhält durch einen Kondensator eine Phasennacheilung und das letzte
Drittel erhält durch Vorschaltung einer Drossel eine Phasenvoreilung des Wechselstromes.
Speist man die Leuchte mit Drehstrorn unmittelbar, so kann man diese Phasenve@rschiebung
in besonders einfacher Weise durch Aufteilung der Speisespannungen auf die drei
Phasen des Drehstrotncs erzielen. In beiden Fällen erzielt man auf diese Art ein
praktisch ausreichendes Gleichlicht. Für @\'echselstrom ist der zusätzliche Aufwand
an Schaltmitteln gering und die benötigten Drosseln und Kondensatoren lassen sich
in dem Spiegelaggregat leicht unterbringen, was in der Abb.5 beispielsweise geschehen
ist. In dem Hohlraum hinter den Einzelspiegeln sind die Drossel D und der Kondensator
K untergebracht.
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Auch für Zwecke der Allgemeinbeleuchtung und bei Verwendung nur einer
Leuchtröhre ist der Gegenstand der Erfindung von Vorteil. Sieht man z. B. als Deckenleuchte
eine Röhre mit einem Winkelspiegel vor, so erhält man an der Gebrauchsstelle senkrecht
darunter einen Lichtgewinn von etwa 200%, also die dreifache Lichtstärke. Andererseits
kann man auch z. B. eine Röhrenanordnung senkrecht in einer Ecke des Raumes und
eine zweite in der entgegengesetzten Ecke vorsehen. Dabei erhält man mit nur zwei
Rühren praktisch die Lichtwirkung von sechs Leuchtröhren und verfügt in der Mitte
des Raumes über eine schattenfreie Zone.