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Einrichtung zur gerichteten Lichtabgabe
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Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Richtungslampen, Markierungsleuchten
oder andere, z.B. für Signalzwecke zu verwendende Vorrichtungen.
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Es ist bereits bekannt, daß fluoreszentes Kunststoffmaterial Licht
an den Kanten abgibt, falls auf die ebenen Flächen des materials Licht fällt. Für
praktische Zwecke wird dabei
unmittelbar das an Kanten oder Endabschnitten
austretende Licht verwendet, z.B. auch bei sogenannten Lichtleitern, bei denen an
einem Ende eines Stabes oder dergleichen eine Lichtquelle angeordnet wird, deren
Licht vom anderen Ende des Stabes abgegeben und zur Beleuchtung sonst unzugänglicher
Bereiche benutzt werden kann. Zum Stand der Technik wird z.B. auf die US-PS 3 131
670, 3 489 482 und 3 760 297 verwiesen.
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Die Erfindung bezweckt die Schaffung einer Anordnung, die unter Verwendung
einer Platte oder starken Folie aus fluoreszentem Kunststoffmaterial eine Sammlung
und Ausrichtung des Lichtes ermöglicht. Die Erfindung sieht zu diesem Zweck eine
Anordnung vor, bei welcher eine mit ihrer Fläche dem Lichteinfall ausgesetzte dünne
Platte aus fluoreszentem Kunststoffmaterial mit einem zylindrischen Stab oder einer
Stange, einer Kugel, einem Reflektor oder dergleichen kombiniert wird, der bzw.
die einen merklichen Teil des von dem Ende oder der Kante der Platte emittierten
Lichtes aufnimmt und das Licht in einen begrenzten Richtungsbereich abgibt und dabei
zu einem Strahl konzentriert, der in verschiedener Weise gerichtet und verwendet
werden kann.
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Die erfindungsgemäße Einrichtung kann aus verhältnismäßig billigen,
im Handel erhältlichen Materialien hergestellt und für die verschiedensten Spezialzwecke
passend abgewandelt werden. Gedacht ist insbesondere an eine Verwendung
im
Freien von der Morgen- bis zur Abenddämmerung. In antsprechender Ausgestaltung kann
die erfindungsgemäße Einrichtung als Notfall-Warnleuchte dienen, die auf der Straße
bei einer Panne auf-gestellt wird, uni die Fahrer anderer Fahrzeuge zu warnen. Weiter
können demit Baustellen, Hindernisse oder dergleichen besonders kenntlich gemacht
werden.
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Bei einer Verwendung für Motorräder, Fahrräder usm. wird das Erkennen
solcher Fahrzeuge erleichtert und damit die allgemeine Sicherheit erhöht. Auch auf
Flughäfen lassen sich erfindungsgemäße Einrichtungen fur Kennzeichnungszwecke sehr
vorteilhaft verwenden, z.B. zur Kennzeichn-ung der Startbahngrenzen, der anflugsbereiche
für Sichtlandungen, der Kanten von Taxistreifen, Rampen usw., ferner fur Tageslicht-Warnungs-
und Hinderniskennzeichnungslampen, z.B.
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zur Anbringung auf Masten, antennen und hohen Gebäude@ Weitere Verwendungszwecke
sind Verkehrszeichen, Barken, Signale und andere, zur Anziehung der Aufmerksamkeit
gedachte Anordnungen. In diesem Sinne ist auch eine Verwendung zur markierung im
Eisenbahnwessen, in der Sport- und allgemeinen Schiffahrt, für Fahrzeuge verschiedener
Art, Sportzwecke, z.B. zur Kennzeichnung von Golflöchern, Spielfeldunterteilungen,
zur Kennzeichnung von Unfallhilfs- und Rettungsgeräten, für Leuchtstäbe zur Verkehrsregelung
usw.
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möglich.
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Weitere Vorzüge und erkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen
sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen die Erfindung
ausführlich erläutert und dargestellt ist. Es zeigen: Fig. 1 eine schaubildliche
Ansicht der wesentlichen Teile einer erfindungsgemäßen Einrichtung, Fig, 2 einen
Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1 zur Erläuterung der Funktionsweise der
erfindungsgemäßen Einrichtung, Fig. 3 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung, Fig. 4 - 8 weitere Ausgestaltungen bzw. Abwandlungsformen der in
Fig. 1 dargestellten Erfindung, Fig. 9 eine Vorderansicht einer Einrichtung, die
aus mehreren Einrichtungen nach Fig. 8 zusammengesetzt ist, und Fig. 10 einen Schnitt
entlang der Linie X-X der Fig.9.
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Eine in Fig. 1 und 2 dargestellte erste Ausführungsform der Erfindung
ist allgemein mit 12 bezeichnet und weist eine dünne Platte 14 aus fluoreszentem
Kunststoffmaterial auf, die neben einer zylindrischen Stange oder einem Stab 16
aus Kunststoff oder Glas liegt und mit geringem Abstand auf diese bzw. diesen ausgerichtet
ist. Die Platte 14 aus Fluoreszenzkunststoff gibt an ihren beiden Kanten Licht ab,
siehe
die Zeile 13, wenn auf eine der ebenen Flächen, wie durch die Pfeile 19 angedeutet,
Licht auftrifft. Der Stab 16 nimmt das von der Kante abgegebene Licht auf und bündelt
die Strahlen derart, daß ein verhältnismäßig schmales Lichtband gebildet wird, das
nur geringfügig divergiert, siehe die Zeile 20 in Fig. 2. Der Divergenzwinkel der
Pfeile 19 ist merklich größer als der der Pfeile 20. Die zylindrische Stange oder
der Stab erzeugt demnach einen Lichtstrahl, der verhältnismäßig stark oder brilliant
ist, da die von der Kante der Kunststoffplatte abgegebenen Lichtstrahlen konzentriert
werden. Die Lichtstrahlen, die auf die Platte 14 aus Fluoreszenzkunststoff auftreffen,
können vom Tageslicht herstammen. Die Fluoreszenzkunststoffplatte 14 kann aus einem
Acrylkunststoff hergestellt sein, z.B.
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einem unter dem Handelsnamen "PLexiglas" erhältlichen Material, das
entweder farblos oder durchsichtig gefärbt ist, wobei dann das von der Kante der
Fluoreszenzplatte emittierte Licht die Farbe der Platte hat. Der Stab 16 kann aus
transparentem Glas oder Kunststoff sein und einen Durchmesser haben, der merklich
größer als die Dicke der Kunststoffplatte ist, so daß das von der Kante der Platte
emittierte Licht aufgenommen und in einem begrenzten Nutzwinkel abgestrahlt wird,
wobei die Lichtenergie auf den Strahl in der zu nützenden Form und Richtung konzentriert
wird. In einer praktischen Ausführungsform der Erfindung ist ein
Stab
mit einem Durchmesser von 1" (2,56 cm) zusammen mit einer Platte von 1/Btt f0,32
cm) mit sehr brauchbaren Ergebnissen verwendet worden. Das wieder abgegebene Licht
wurde mit einem tiffnungswinkel von 80 abgestrahlt. Allgemein ist der Divergenzwinkel
des Ausgangslichtstrahles umso kleiner, je größer das Verhältnis von Stabdurchmesser
zur Plattendicke ist. Dies gilt auch für andere Ausführungsformen der Erfindung.
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Fig. 3 veranschaulicht die gleiche Grundanordnung wie in Fig. 1. In
diesem Fall ist jedoch die Platte 22 aus Fluoreszenzkunststoff U-förmig gebogen,
wobei der eine Schenkel der U-Form länger als der andere und jeder Kante 24 ein
Stab oder eine Stange 26 zugeordnet ist, so daß das Licht, welches die Kanten der
Platte 22 abgeben, durch die Stangen oder Stäbe 26 in der in Fig. 3 dargestellten
Weise gerichtet und konzentriert wird.
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Fig. 4 veranschaulicht eine Ausführungsform der Erfindung, in der
die Anordnung nach Fig. 2 durch einen konkaven Reflektor 28 ergänzt ist, der der
vom Stab 16 abgekehrten Kante der Platte 14 zugeordnet ist. Die von dieser Kante
abgegebenen Lichtstrahlen 3D werden als im wesentlichen parallele Strahlen 32 reflektiert,
die mit Bezug aufeinander nur geringe Divergenz zeigen. Daher werden beide Kanten
der Platte 14 ausgenutzt, wobei die Lichtstrahlen 30
von der einen
Kante durch den Reflektor 28 reflektiert werden.
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Fig. 5 zeigt eine kreisförmige Platte 34, die von einem Ring 36 mit
kreisförmigem Querschnitt konzentrisch mit Abstand umschlossen wird, so daß das
Kantenlicht, das von der Kunststoffplatte 34 abgegeben wird, vom Ring 36 konzentriert
und gerichtet abgestrahlt wird. Diese Anordnungsform kann auch als Halbkreis oder
mit irgendeinem anderen Kreissektor verwendet werden.
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Fig. 6 zeigt eine ähnliche Ausführungsform, bei der jedoch die Platte
38 aus Fluoreszenzkunststoff die Form eines Polygons hat und die umschließende Stange
40 entsprechtnd geformt ist. Die Anordnung kann in jeder zweckmäßigen Polygonform
hergestellt werden, z.B. sechseckig oder achteckig.
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In der Ausführungsform nach Fig. 7 ist entlang einer Kante einer Platte
42 aus Fluoreszenzkunststoff und parallel zu dieser ein Stab 44 und entlang der
anderen Kante ein Stab 46 angeordnet, wobei der letztere mit seiner Achse geringfügig
über der mittelebene der Platte 42 liegt. Das von dem Stab 46 aufgenommene Licht
wird dadurch, wie bei 48 angedeutet, mit einem geringfügigen Divergenzwinkel aufwärts
gerichtet und trifft auf eine ebene, winklig gestellte reflektierende Fläche 50
auf, so daß die Strahlen 52 von dort
mit einem geringen Divergenzwinkel
abgegeben werden.
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Die Anordnung nach Fig. 8 weist einen Stab oder eine Stange 54 aus
Fluoreszenzkunststoff auf, auf deren Umfangsfläche Licht auftrifft, wie durch Pfeile
56 angedeutet ist. Der Stab 54 gibt daraufhin Licht an der Endfläche ab, siehe die
Pfeile 58.Eine Kugel 60 nimmt die Lichtstrahlen 58 auf und sammelt sie, wobei die
auf der gegenüberliegenden Seite abgegebenen Lichtstrahlen 62 geringfügig divergieren.
Die Kugel 60 ist aus klarsm Glas, Kunststoff oder dergleichen.
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Die Fig. 9 und 10 zeigen eine Anordnung, in der die Grundanordnung
nach Fig. 8 im Zusammenhang mit einer Schirm-oder Trägerplatte 64 benutzt wird,
die Bohrungen oder Öffnungen 68 aufweist, in denen die Enden von U-förmig gebogenen
Stangen oder Stäben 66 liegen. Kugeln 70 sind mit geringem Abstand vor den Enden
der Stäbe angeordnet. Bei dieser Ausführungsform sind die Stäbe aus Fluoreezenzkunststoff
und senden an jedem Ende Licht aus. Die aus Glas, Fluoreszenzkunststoff oder dergleichen
bestehenden Kugeln 70 geben das Licht in Gestalt eines ziemlich schmalen und verhältnismäßig
intensiven Lichtstrahles ab. Für einen Betrachter, der sich in einer Linie mit dem
Strahl befindet, erscheint die Kugel als vollständig mit Licht gefüllt, wenn sie
in richtigem Abstand vom Ende des Stabes ist.
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Bei jeder der hier beschriebenen Ausführungsformen sieht ein Betrachter
ein Licht, das den gesamten Zylinder oder die gesamte Kugel auszufüllen scheint.
Das Kanten- oder Endlicht wird dadurch in seinem Umfang vergrößert. Die erfindungsgemäße
Einrichtung benötigt keine elektrische Energie oder dergleichen und hängt bei ihrer
Anwendung auch nicht von Batterien, Glühlampen usw. ab. Vielmehr wird Tages- oder
Sonnenlicht von der ebenen oder zylindrischen Fläche aufgenommen und an den Kanten
oder Enden abgegeben. Sowohl bei der ebenen Platte als auch bei der zylindrischen
Stange ist die von der Kante oder dem Ende abgegebene Licotintensität unmittelbar
proportional der Lichtintensität, die auf die Platte oder Stange auftrifft, und
der das einfallende Licht aufnehmenden Fläche. Bei einem vorgegebenen Durchmesser
eines Zylinders aus Fluoreszenzkunststoff verstärkt sich das Endlicht mit zunehmender
Länge des Stabes.
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Bei einer Einrichtung mit einem Stab aus Fluoreszenzkunststoff wird
eine Kugel aus Transparentglas oder Kunststoff auf die Stabachse ausgerichtet und
von dem Ende des Stabes mit geringem Zwischenraum entfernt gehalten, so daß das
von dem Stabende ausgestrahlte Licht praktisch vollständig in die Kugel ein- und
durch diese hindurchtritt, wobei der Durchmesser der Kugel merklich größer als der
des Stabes
ist. Das Licht tritt aus der Kugel als verhältnismäßig
begrenzter und heller kegelförmiger Strahl aus. Das ist besonders nützlich, wenn
der Sichtbereich der Lampe oder Einrichtung richtungsmäßig begrenzt sein soll, z
.8. auf einer geraden Straße, wo irgendwelches auf Nachbarbereiche seitlich von
der Straße fallende Licht nutzlos wäre. Die Ausrichtung, die sich durch die Kombination
von Stab und KugeL ergibt, führt demnach zu höchster Wirksamkeit in der Ausnutzung
des verfügbaren Lichtes. Die Kugel kann auch eine Halbkugel oder Linse sein, wobei
der sich ergebende Strahl entsprechend der geometrie des dadurch gebildeten optischen
Systems abgewandelt oder angepaßt wird. Durch Verwendung der hier beschriebenen
Formen wird die erfindungsgemäße Einrichtung verhältnismäßig billig, da diese Formen
als Standardprodukte leicht erhältlich sind.
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Obwohl die zylindrische Stange, die in Verbindung mit der Platte aus
Fluoreszenzkunststoff verwendet wird, bei der üblichen Ausführungsform der Erfindung
gewöhnlich farblos und transparent ist, kann auch ein gefärbter Staub verwendet
werden, vorausgesetzt, daß die Farbe mit der Farbe des abgegebenen Kantenlichtes
verträglich ist. Z.B. kann ein roter Stab zusammen mit Kunststöffplatten einer ähnlichen
Farbe oder einer Farbe benutzt werden, die im roten Teil des Spektrums liegt, wie
z.B. orange, gelb, Magenta-oder Anilin-Rot usw. In gleicher Weise kann eine rote
Kugel
in Verbindung mit ähnlich gefärbtem Licht benutzt werden,
das von dem Ende eines Stabes aus Fluoreszenzkunststoff abgegeben wird.
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Die Erfindung ermöglicht demnach eine Sammlung und flächenmäßige Konzentration
von Tageslicht, das dadurch auch für Signal- und Kennzeichnungszwecke benutzt werden
kann.
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- PATENTANSPRÜCHE -
L e e r s e i t e