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Straßen-Beleuchtungsvorrichtung Die Erfindung betrifft Beleuchtungsvorrichtungen,
insbesondere Straßenlaternen, bei denen ein die Lichtquelle umgebender Reflektor
in Form einer aus Glas gepreßten G!ocke -,orgesehen ist, dessen äußere und innere
Oberflächen mit lichtbrechenden bzw. lichtrichtenden Prismen oder Riefungen bedeckt
ist. Solche Beleuchtungsvorrichtungen sind an sich längst bekannt.
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Bei den bekannten Vorrichtungen ist die Glocke in der Regel auf der
Außenseite mit ringsherum- laufenden horizontalen und auf der Innenseite mit senkrecht
von oben nach unten verlaufenden lichtbrechenden oder lichtrichtenden Prismen bedeckt.
Die Prismen sind dabei so ausgebildet, daß jedes Prisma auf seiner ganzen Länge
sich hinsichtlich seines Querschnittes nicht verändert. Es ist auch bereits bekannt,
die von oben nach unten verlaufenden senkrechten Prismen so auszubilden und so zu
Gruppen zusammenzufassen, daß sie die auffallenden Lichtstrahlen nach bestimmten
Hauptrichtutigen hin ablenken.
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Diesem Bekannten gegenüber besteht die Erfindung darin, daß die auf
der Außenseite angeordneter) #ringsherum laufenden, horizontalen, lichtbrechenden
Prismen oder Riefungen, die bisher symmetrisch über die Glocke verteilt auch eine
symmetrische Lichtverteilung ergaben, in ihrem Verlauf auf der Glocke ihre Ausbildung
derart ändern, daß die von innen nach außen hindurchgehenden Lichtstrahlen durch
die Glocke ungleichmäßig verteilt werden, so daß eine unsyrrimetrische und gewollte
ungleichmäßige Verteilung des Lichtes stattfindet. Diese Ausbildung der Glocke ermöglicht
mit den auf der Innenseite angebrachten senkrecht verlaufenden Lichtbrechungsprismen
eine günstige Verteilung des Lichtes, besonders bei Straßenlaternen. Die Glocke
wird aus einem einzigen Glasstück, zweckmäßig in Ringfor-m hergestellt.
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Bei der Straßenbeleuchtung, namentlich in Geschäftsvierteln von großen
Städten, in denen eine starke Beleuchtung zur Anwendung kommen soll, ist es wünschenswert,
die Gebäude ebenfalls in einem gewissen Grade zu beleuchten. Dies wurde bisher dadurch
zu erreichen gesucht, daß man eine Lichtquelle von besonders hoher Lichtstärke benutzte,
ohne dabei eine besondere Verteilung der Lichtstrahlen vorzunehmen. Dies hatte zur
Folge, daß viel zuviel Licht auf die Häuserfronten fiel, und daß ein bedeutender
Lichtverlust nach oben und zwischen den Häusern eintrat. Durch die Glocke gemäß
der Erfindung wird ein bestimmter, nicht besonders großer Lichtbetrag auf die benachbarten
und gegenüberliegenden Häuserfronten verteilt, der Hauptteil des Lichtes dagegen
auf die Straßenoberfläche. Zu diesem Zwecke werden die horizontalen Prismen auf
der Seite des Schirmes, die der Häuserfront am nächsten liegt, so ausgebildet, daß
die hindurchgehenden Lichtstrahlen unter einen steileren Winkel gegen die Horizontale
nach abwärts und
aufwärts abgelenkt, und reflektiert werden alle
diejenigen Lichtstrahlen, die durch die Prismen des gegenüberliegenden Teiles der
Glocke hindurchgehen, der den Häuserfronten auf der anderen Seite der Straße gegenüberlie
-t. Dadurch soll erreicht werden, daß die Hauserfronten möglichst günstig ohne Lichtverlust
beleuchtet werden. Es ist ohne weiteres einleuelitend, daß bei der verschiedenen
Entfernun- der Laternen von den Häuserfronten an einer Straße die Winkel der Prismen
auf den entsprechenden Teilen der Glocke verschieden sein müssien, wenn die Lichtstrahlen
auf die Häuserflächen günstig verteilt werden sollen. Um die Fläche einer Häuserfront,
die der Lichtquelle am nächsten liegt, zu beleuchten, müssen die Brechungswinkel
der diesbezüglichen Prismen größer sein als die Winkel der Prismen, denen die Aufgabe
zufällt, die hindurchgehenden Lichtstrahlen auf die gleiche Fläche der entfernter
liegenden Häuserfront zu verteilen. Auf denjenigen Teilen der Glocke, die zwischen
diesen beiden Teilen liegen, die also von denjenigen Strahlen der Lichtquelle getroffen,
werden, die in Richtung der Straße verlaufen, werden die horizontalen Prismen so
ausgebildet, daß alle durch sie hindurchgehenden Lichtstrahlen nach abwärts abgelenkt
und auf die Straßenoberfläche geworfen werden. Daneben haben die innenliegenden,
von oben nach unten verlaufenden vertikalen Prismen oder Riefungen die Aufgabe,
das von der Lichtquelle ausgehende Lichtbündel tunlichst in der Straßenrichtung
zu verbreitern.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
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Abb. i zeigt einen senkrechten Querschnitt eines derartigen Refraktors
gemäß der Erfindung nach Linie 13-13 von Abb. 2.
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Abb. :2 ist ein horizontaler Querschnitt nach Linie 9-9 von
Abb. i -Abb. 3 ist ein Aufriß, wie er dem Auge von der Straßenseite erscheint;
die Ebene der Zeichnung liegt dabei in der Achse 15-15 von Abb.:2.
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Abb. 4 ist ein Aufriß einer Straßenlaterne, bei welcher der Refraktor
in Verbindung mit einer lichtzerstreuenden Glocke Verwendung findet.
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Abb. 5 ist eine schematische Ansicht, welche den Querschnitt
einer Straße zeigt sowie den Verlauf der Lichtstrahlen von verschiedenen Punkten
des Refraktors aus.
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Abb. 6 ist ein vergrößerter Querschnitt durch die Prismen,
welche nahe äern oberen Rande auf der Außenseite jenes Teiles des Refraktors angeordnet
sind, der bestimmt ist, nach den nächstliegenden Gebäudefronten hin gerichtet zu
werden.
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4#M. 7 ist ein ähnlicher Querschnitt ähnlicher Prismen, welche
unterhalb der Zone liegen, die von den Prismen nach Abb. 6 eingenommen wird.
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Abb. 8 ist ein ähnlicher Querschnitt von Prismen, wie sie an
der unteren Kante des Refraktors verwendet werden, und Abb. 9 ist ein vergrößerter
Querschnitt der Prismen auf der.,'#.ußenseite der Zone des Refraktors, welche nach
der gegenüberliegenden Straßenseite zu gerichtet sind.
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In den Abbildungen bezeichnet i die Lichtquelle, deren oberer Teil
von dem Refraktor -9
umgeben ist, wie dies Abb. 4 zeigt. Die Innenfläche des
Refraktors ist nach der Straße zu mit senkrecht verlaufenden Lichtbrechun-sprismen
3 und mit senkrecht verlaufenden Zerstreuungsmiten 4 auf der nach der nächstliegenden
Gebäudefront gelegenen Seite versehen. Die Außenfläche des Refraktors ist auf den
Straßenseiten mit horizontayl nach abwärts brechenden Prismen 5, auf der
Seite der nächstliegenden Gebäude mit horizontal verlaufenden Prismen
7, 7' und 7" auszerüstet, deren beide Flächen miteinander in solcher
Wechselwirkung stehen, daß sie das Licht nach aufwärts und abwärts in steilen Winkeln
reflektieren und brechen, um die ge-
samte Fassade zu decken. Die Wirkung
aller Prismen ist graphisch in Abb. 5 durch den Weg der typischenLichtstraM,=
wiedergegeben.
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Die Prismen 7, 7', 7" sind in vergrößertem Schnitt in Abb.
6 bis 8 wiedergegeben; die charakteristischen Merkmale dieser Prismen
werden durch diese Abbildungen in vergrößertem Maßstabe verdeutlicht.
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Abb. 6 zeigt einen Teil des Refraktors nahe der oberen Kante
auf der Seite, die den nächstliegenden Häusern benachbart ist. Der Verlauf der typischen
Lichtstrahlen ist hier durch strichpunktierte Linien wiedergegeben. Strahlr, welcher
bei r' durch das Glas hindurchgeht, wird von der oberen Fläche des Prismas nach
dessen Untcrfläche reflektiert und tritt in Richtung von r 2 aus dem Prisma aus.
Strahls, welcher durch das Glas bei s'
geht, wird von der Unterfläche des
Prismas 7
nach oben reflektiert und verläßt das Prisma in Richtung der Linie
s'. Strahl t, welcher durch das Glas bei t' hindurchgeht, wird durch die ebene Fläche
8 nach oben hindurchgelassen.
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Abb, 7 zeigt einen Teil der ti#edie;;r gelegenen Zone des Refraktors.
Auf der Gebäudeseite ist das Prisma7' ähnlich dem Prisma 7 (Abb,
6), und die brechende Fläche 81 ist ähnlich der Fläche 8 in
Abb. 6;
die typischen Strahlen u-v-w werden in derselben Weise wie- die Strahlen
r-s-t geleitet mit dem Unterschiede, daß sie sämtlich. unter etwas weniger steilem
Winkel abgegeben werden.
Abb. 8 zeigt die Prismen des Refraktors
arn unteren Rande der auf der Häuserfront ain nächsten liegenden Seite, von denen
das Prisma 7 2 dem Prisma 7' (Abb. 7) ähnlich ist. Die typischen
Strahlen x-y werden in annähernd derselben Weise wie die Strahlen v-w in Abb.
7 abgelenkt mit dem einzigen Unterschied., daß beide Strahlen unter einem
etwas v,eniger steilen Winkel ausgesandt werden. Die Gestalt sowie die Wirkungsweise
der zwischenliegenden Prismen sowie der zwischen ihnen liegenden ebenen Flächen
wechselt allmählich in Formen, wie sie in Abb. 6, 7 und 8 dargestellt
sind. Bei dem in Abb. 8 dargestellten Glockenteil verschwindet die flache
lichtbrechende Fläche (8, 8' von Abb. 6 und 7) vollständig.
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Mit Rücksicht auf die geringe Entfernung von den Häusern ist nur eine
sehr kleine Lichtmenge in horizontaler Richtung erforderlich, für welche die schmalen
Durchlaßflächen 8, 8' genügen.
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Auf der Straßenseite sind die scharf einspringenden Winkel oder Kehlen
zwischen den hauptsächlich nach abwärts brechenden Prismen .5 teilweise ausgefüllt
und durch ebene Flächen 6 begrenzt und gestatten somit den LichtstraMen,
unter geringer Neigung über der Horizontalen auszutreten, um die Gebäudefronten
auf der gegenüberliegenden Straßenseite zu erleuchten. Der Verlauf der ty ischen
Lichtstrahlen der Prismenflächen 6
J p ist in Abb. i durch die Strahlen
16-16-16 angegeben. Es ist einleuchtend, daß die unter dem größten Erhebungswinkel
ausgesandten Strahlen 16 in seitlichen Richtungen nicht auf dem gleich großen Bogen
ausgenutzt werden können wie jene Strahlen, die nur eine geringe Neigung gegenüber
der Horizontalen haben. Deshalb wächst die seitliche Ausdehnung dieser Prismenflächen
in demselben. Maße, wie der Lichtaustrittswinkel über der Horizontalen abnimmt.
Dieser Gang der Strahlen ist in der Aufriß-Abb. 3 wiedergegeben.
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Abb. 9 zeigt in vergrößertem Schnitt die auf den Straßenseiten
liegenden Prismen. Diese Abbildung läßt erkennen, daß die auf der Außenseite dieses
Teiles des Refraktors liegenden Brüchungsprismen scharfe, brechende Kanten und Kehlen
besitzen. Bei der HersteUung der Preßform für die Glocke ,v#erden ganze Dreiviertel
des nach der Straße gelegenen Kreisbogens der Form dieser Prismen entsprechend ausgeschnitten
und alsdann die Kehlen, denen in der Preßform Vorsprünge entsprechen, abgedreht
(vgl. die punktierten Linien 18 in Abb. 9). Auf diese Weise entstehen nach
der Straßenseite zu die flachen, lichtdurchlässigen Teile 6 in der mittleren
Zone der Abb. 3.
Die inneren Prismen 3 sind in Abb.:2 dargestellt.
Diese Abbildung ist ein Horizontalschnitt nach Linie 9-9 durch die Lichtquelle
(Abb. i und 3). Die Prismen 3 sind von schrittweise zunehmendem Winkel
vom Punkt io an auf der Querach:,se 13-13 zum Punkt i i auf der einen Seite und
Punkt 1-2 auf der anderen Seite, so daß die Lichtstrahlen, die auf diese Prismen
treffen, seitlich abgelenkt werden. Die senkrecht verlaufenden Wellen 4 sind bestimmt,
das Licht nach den Seitenrichtungen zu zerstreuen, und zwar von dem Punkt 14 auf
der Querachse 13-13 hinweg Diese Verteilung ist graphisch - ZD* durch die
typischen Lichtstrahlen angezeigt, und die Wirkung in diesem Querschnitt ist typisch
für die Lichtstrahlen, welche in irgendeinem horizontalen Querschnitt des Refraktors
verlaufen.
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Was Einzelheiten anbelangt, so sind die Brechungsprismen
3 fortlaufend nebeneinandergereiht und können als konische, konkave oder
im wesentlichen zylindrisch konkave Flächen angesprochen werden, welche zu Prismengebilden
gestaltet sind und mit ihrer Außenfläche als Meniskenlinsen wirken, um
das
Licht in seitlicher Richtung zu konzentrieren. Es ist vorzuziehen, einen allmählich
wachsenden Brechungswinkel von Punkt io auf der Achse beginnend nach beiden Seiten
hin fortschreitend zu verwenden, so daß man einen allmählichen Zuwachs in der Ablenkung
erhält; in einigen besonderen Fällen kann jedoch diese Anordnung vereinfacht werden
ohne unzulässige Ungenauigkeit, indem man vier oder fünf Prismen von dem gleichen
Brechungswinkel zusammenfaßt und darauf einen Satz von Prismen mit etwas größerem
Brechungswinkel folgen läßt und dann diese Annäherung an die theoretische Konstruktion
durch die seitliche Ausdehnung des Meniskus fortsetzt.
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In der in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsforrn sind die
Wände des Refraktors gegenüber der Lichtquelle höher hinaufgeführt, 21s dies in
Anordnungendieser Art sonst üblich ist. In der Tat reicht der Refraktor bis zu der
wirksamen Höhengrenze, bei welcher irgendwelches Licht nach abwärts gebrochen wird,
um das Straßenpflaster selbst zu beleuchten. Dies bedeutet, daß in Ebenen (aufwärts
und abwärts) parallel zur Straßenlängsrichtung einige Lichtstrahlen die oberen Prismen
treffen und von dort in den Refraktor zurückreflektiert werden, während andere zunächst
reflektiert werden und dann scharf nach abwärts von der Außenseite weggebrochen
werden. Es ist ratsam, bis zu dieser äußersten Grenze zu gehen, da sonst dieser
Teil des Lichtes verschwendet würde; außerdem -kann -das die
oberen
Prismen treffende Licht in Ebenen quer zur Straße sehr günstig so gerichtet werden,
daß die Häuserfronten dadurch beleuchtet werden.
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In Abb. 4 ist der Refraktor in Verbindung mit einer Abschlußglocke
17 dargestellt, die durch einen Deckel io geschlossen ist. Der Refraktor ist sehr
hoch in der Glocke gestellt, so daß dessen Oberkante auf einer Linie mit der Unterkante
des Deckels iS liegt. Wenn die -Glocke 17 durchscheinend ist, so wird derjenige
Teil des Lichtes, welcher durch den des Refraktors geht, bestrebt ,Qb'eren ---Bereich
seih, ihn zu erhellen.
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In Abb. 5 ist schematisch der Querschnitt durch eine Straße
wiedergegeben, in welche der Verlauf der Lichtstrahlen von der Lichtquelle und vom
Refraktor angezeigt ist. Der Schnitt -ist angenommen für eine Straße, deren, Häuserf:ronten
etwa 3om Abstand voneinander und etwa 30m Höhe haben. Die Refraktoren werden auf
etwa 6m hohen Mastert im-Abstand von etwa 5 m von der nächstliegenden Häuserfront
auf jede Seite der Straße aufgestellt. Die Strahlenrichtung P 6 zeigt die
allgemeine Richtung des Lichtes, welches von den Prismen bzw. den Flächen
6 des Refraktors (Abb. i bis 3) ausgeht, während die übrigen Strahlen
durch P angezeigt sind mit einem Index, welcher den betreffenden Prismen bzw. Teilen
des Refraktors in Abb. i bis 3 entspricht.
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Die Bandform des Refraktors, welcher in der --Zeichnung -dargestellt
ist, eignet sich besonders für die Lichtverteilung, welche in Geschäftsvierteln
wünschenswert ist. Sie ist ferner sehr zweckmäßig, namentlich beim Gebrauch von
Lampen mit außerordentlich hoher Lichtstärke zwecks freier Zirkulation der umgebenden
Luft durch die weite obere und untere Öffnung. Es ist deshalb möglich, vermittels
des beschriebenen Refraktors eine -Sehr starke Beleuchtung ohne allzu nahe Auf--einanderfolge
der Lichtquellen zu erzielen.