DE1863209U - Lichtverteilungsscheibe fuer scheinwerfer, insbesondere fuer signalleuchten. - Google Patents

Description

Lichtverteilungsscheibe für Scheinv/erfer, insbesondere für Signalleuchten.

Die Neuerung geht von einer Lichtverteilungsscheibe für Scheinwerfer, insbesondere für Signalleuchten derjenigen Art aus, die mit einer Vielzahl von mosaikartig verteilten, mehrere Gruppen bildenden, im Verhältnis zur Scheibenoberfläche kleinen Streukörpern mit optisch wirksamen Flächen besetzt ist, die je Gruppe unter sich gleich, aber von Gruppe zu Gruppe verschieden gekrümmt sind, und beschäftigt sich mit der Schaffung eines neuartigen Lichteindruoks, den der Scheinwerfer für einen sich längs eines vorgeschriebenen Bewegungsweges annähernden Beobachter hervorruft.

Es ist bereits eine Lichtverteilungsscheibe dieser Art bekannt, bei der die Streukörper je Gruppe für sich gleichmassig über die Oberfläche der Streuscheibe verteilt sindo Hierdurch soll erreicht werden, dass der Beobachter auf gesamtem Annäherungswege eine praktisch völlig ausgeleuchtete Scheibe zu Gesicht bekommt«

Es ist fernerhin ein Beleuchtungsscheinwerfer insbesondere für Baggerfahrzeuge bekannt, bei dem die einzelnen Streukörpergruppen so ausgebildet sind, dass sie den an sich kegelförmigen Lichtkegel zu einem etwa quadratischen Seid auseinanderziehen.

Es ist fernerhin von der Anmelderin selbst vorgeschlagen, worden, 'die Streukörper nach Zahl und Anordnung derart zu verteilen, dass die Gleiehmässigkeit der Beleuchtung der im wesentlichen waagerechten, sich etwa trapezförmig verbreiternden Gesamtfläche durch eine mit der Entfernung vom Scheinwerfer sich summierende, die Abnahme der Beleuchtungsstärke ausgleichende "Überlagerung der von den. einzelnen Streukörpergruppen ausgehenden EeiXlichtströme entsteht.

Die vorliegende Neuerung geht an die eingangs geschilderte Aufgabe der besten Sichtbarkeit einer Signalleuchte für einen sich aus der Ferne nähernden Beobachter von einem anderen Prinzip aus und nutzt insbesondere die verschiedenen Arten der physiologischen Auswertung eines leuchtenden Objektes unterschiedlicher 3?orm, Anordnung und Entfernung aus* Bekanntlich erscheint eine unter einem sehr kleinen Blickwinkel betr§chtete Lichtquelle dem Beobachter selbst dann als Lichtpunkt, wenn ihre Leuchtfläche keinesfalls kreisförmig,.sondern beispielsweise sichelförmig ist. Der Anblick des Planeten Venus in seinen verschiedenen Phasen sei hierbei als Beispiel genannt. Andererseits wirkt bekanntlich eine ausgedehnte, intensive Leuchtfläche in lorm einer geschlossenen, beispielsweise ringförmigen Zone durch Irradiation derart auf das Beobachterauge ein, dass auch die von der Lichtzone umschlossene Dunkelzone hell erscheint. Eernerhin ist ein schwacher oder räumlich begrenzter Lichtfleck umso deutlicher wahrnehmbar, Je ausgedehnter und dunkler sein Umfeld ist. Schliesslich nutzt die Neuerung auch Gßas

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besetz aus, nach dem die Erkennbarkeit einer vorgegebenen Menge ausgestrahlten Lichtes mit Verkleinerung der Aussjtrahlungsflache stark anwächst. Insofern geht die !Teuerung von dem eingangs geschilderten, bekannten Prinzip der gleichmassigen Verteilung der Streuelemente über die gesamte Scheibenfläche bewusst ab*

Die Feuerung festeht demgemäss aus. einer Lichtverteilungssoheibe für Scheinwerfer, insbesondere für Signalleuchten, mit einer Vielzahl von mosaikartig verteilten, mehrere Gruppen bildenden, im Verhältnis zur Seheibenoberfläche kleinen Streukörpern mit optisch wirksamen Flächen, die ge Gruppe unter sich gleich, aber von Gruppe zu Gruppe verschieden gekrümmt sind, und kennzeichnet sich in erster Linie iadurch, dass die verschiedenen Gruppen im wesentlichen gleichmittig zueinander auf der Scheibenoberfläche derart verteilt sind, dass die am stärksten streuende Gruppe zentral angeordnet und von Zonen umgeben ist, die radial nach aussen von Gruppen jeweils geringerer Streukraft als die nächstinnere besetzt sind* Die am stärksten streuende und entsprechend lichtschwache Gruppe wird also in einer Zone kleinster Ausdehnung und damit grössitmöglicher Erkennbarkeit zusammengezogen. Bei den schwächer streuenden, weiter aussen angeordneten Gruppen wird fernerhin die erwähnte Ausfüllung der Ringzone durch Irradiation ausgenutzt. Die neuerungsgemässe Streukörperverteilung gibt auch die Möglichkeit, dias für diass lernlicht erforderliche, grosse Auastrahlungsgebiet ohne Beeinträchtigung der Erkennbarkeit des näheren und lahlichts zu schaffen, weil, wie gesagt, die

dlass Mahlicht erzeugende Zone räumlich eng konzentriert ist und die Ringzonen mit grösserem Durchmesser für das Fernlicht zur Verfugung stehen.

Der "bei der Neuerungskennzeichnung verwendete Ausdruck, diass die verschiedenen G-ruppen im wesentlichen gleichmittig zueinander auf der Scheibenoberfläche verteilt sein sollen, umfasjät eine Mehrzahl von möglichen Anordnungen, bei denen die zentrale Zone entweder praktisch in der Scheibenmitte ©der ausserhalb derselben angeordnet und jeweils von Ringzonen öder Ringzonenabschnitten umgeben sein kann, die entweder in sich geschlossen sind oder aus physiologisch zum Ring oder Ringabschnitt zusammenfliessenden !eilen bestehen» Bei dieser Ausführungsform wird also vor allem das Phänomen der Irradiation ausgenutzt»

Die Anordnung der am stärksten streuenden, das Sahlicht erzeugenden Gruppe ausserhalb der Scheibenmitte ist von be- · sonderer, praktischer Bedeutung bei Signalleuchten, die mit einer Phantomlioht mindernden Schute ausgestattet sind« Solche Sehuten besitzen insbesondere für den Schienenfahrzeugbetrieb beträchtliche, mehr als 50 cm betragende länge und umhüllen den Signallichtkegel häufig um mehr als 180°. Oft haben diese Schuten eine solche Form und Ausdehnung, dass sie für einen leuchtennahen Beobachter einen Teil der Lichtverteilungsscheibe unsichtbar machen« Es liegt iaher im Rahmen der günstigen Weiterentwicklung der Heuerung, in diesem Scheibenbereioh nur nichtstreuende oder allenfalls nur ganz schwaöh

streuende Elemente anzuordnen* Dass dieser Scheibenbereieh nicht kreisrund, sondern etwa sichelförmig ist, schadet im Hinblick auf den eingangs geschilderten "Venussichel"-Effekt nicht.

Sollte die Schute so günstig gebaut sein, dass sie von keiner möglichen Beobachterstelle aus die Scheibe abdeckt, so blickt ein insbesondere leuchtennaher Beobachter bei ausgeschalteter leuchte in einen gegenüber der Umgebung dunkel wirkenden Schacht hinein. Daher liegt es im Sinne einer anderen Ausgestaltung der Feuerung, den eingangs erwähnten Effekt des Umfeldkontrastes für schutenbesetzte Signalleuchten in der Weise auszunutzen, dass die am stärksten streuende Gruppe in einem Scheibenbezirk angeordnet wird, der für einen leuchtennahen Beobachter im dunkelsten Teil des sichtTaaren Schutenschattenbereiehs liegt. Meist wird man einen Kompromiss zwischen den beiden letztgenannten Anord-Hungen der Elemente treffen müssen.

Bei der praktischen Verwertung der !Teuerung sind bezüglich Grosse, Ausmass. und Streuungseigenschaften der Streukörper die für den jeweiligen Veaswendungsfall günstigsten O)der geforderten Bedingungen zu erfüllen. Diese Bedingungen lassen sich aber entweder aufgrund bekannter optischer Gesetzmässigkeiten errechnen oder gegebenenfalls experimentell ermitteln. Mr die Ausgestaltung der Lichtverteilung,sseheibe sind alle bekannt geworfenen Verformungsverfahren geeignet.'

Die Feuerung lässt sich sowohl auf lotrecht als auch auf schräg im Strahlenweg angeordnete lichtwrteilungsscheiben anwenden, gleichgültig, ob sie im Innern der Leuchte oder

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außerhalb derselben, beispielsweise als Absschlußscheibe, angeordnet sind. Im letzteren lalle wird man die Streukörper vorzugsweise, wie an sich bekannt, leuchtenseitig anbringen. Die Streuscheibe kann entweder von oben nach unten oder von unten naeh oben vorgeneigt schräg im Strahlengang angeordnet sein. Bs ist auch möglich, die Streukörper, einem früheren Torschlag der Anmelderin entsprechend, auf einem G-rundkörper anzuordnen, der zwecks besonders guter Reflexbeseitigung eine Hohlkrümmung aufweist. Bei von oben nach unten vorgeneigten Abschlußscheiben kann der über den Halteflanseh hinausragende, im Längsschnitt beispielsweise dreieckig konturierte Kragen dazu benutzt werden, um auch in den allernächsten Bereich der Signalleuchte Licht auszustrahlen.

In der nachfolgenden Beschreibung und den beigefügten fünf Figuren sind einige Ausführungsformen der Feuerung näher dargestellt. HIe !Figuren stellen Aufsichten auf die mit Elementgruppen bedeckten Seiten der verschiedenen Lichtverteilungsscheiben dar. Im allgemeinen wird dies die der lichtquelle zugekehrte Seite sein. Ersichtlicherweise bezieht sich die !Teuerung aber auch auf Scheiben, bei denen diese: Elementengruppen entweder auf der der Lichtquelle abgekehrten Seite oder auf beiden Scheibenseiten vorgesehen sind. Alle Elemente einer jeden Elementengruppe haben gleiches l'rofil, gleiche Form und Srösse* Bei den dargestellten Ausführungsformen der !Teuerung besitzen obendrein alle Elementengruppen gleiche 3?orm und Grosse, ohne dass dies für die Praxis erforderlich ist. In allen Figuren- sind die mit den Bueh-

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stäben a Ms f bezeichneten Elemente in der Aufsicht quadratisch; sie können aber auch rechteckig sein. Bei geradlinig "begrenzten Blementenist die Herstellung der Yerformungs- z.B. Presswerkzeuge besonders einfach, Üfrrsichtlicherweise bezieht sich die Neuerung auch auf Elemente mit nicht geradliniger Begrenzung, die also rund, oval oder.sonstwie geformt sind.

Alle largesteilten Scheiben sind in üblicher Weds e mit einem lasaungsrand 1 versehen. Die wirksamen ©ffnungen der Scheiben werden von dem Kreis 2 begrenzt« Die Elemente der einzelnen Gruppen sind, wie gesagt, gleich profiliert) sie haben sämtlich gleichen Querschnitt; die Gruppen wiederum können sich ausser durch ihre Profilierung auch durch ihre Grosse unterscheiden. Der mit 3 bezeichnete Heil der Scheibe soll das auffallende, parallele Eicht nicht zerstreuen und ist äaher ohne lichtlenkende Wirkung. Die einzelnen Elemente tragen je nach der Gruppenzugehörigkeit die Buchstaben a. bis f und unterscheiden sich zeichnerisch dadurch, dass sie mit Ausnahme der Elemente f verschieden schräg und verschieden stark schraffiert sind. Die Elemente at besitzen eine Profilierung, die die stärkste Seiten- und !Eiefenstreuung ergibt, und in der Buclxstabenfolge b, c, d, e und f nimmt die leicht streuende. Wirkung dieser Elemente und damit die Öffnung des horizontalen und des vertikalen Streuwinkels; ab» Der elementenfreie Seil 3 der Scheibe hat, wie gesagt, überhaupt keine Streuwirkung«

Hierau© ergibt sich die neuerungswiehtige Tatsache, dass der elementenfreie Teil 3 der Lichtverteilungsscheibe

für den Signal beobachter die höchste Lichtstärke hat, da er ilas von den sammelnden optischen Mitteln des Seheinwerfers erzeugte, parallele Fernlicht unbeeinflusst durchlässt* Im Segensatz dazu haben die Elemente a für den Signalbeobachter die geringste Lichtstärke, und die Zwisehenstufen b bis f haben zunehmend höhere Lichtstärke,.die jedoch stets unter der einer gleichgrossen Fläche des Scheibengebietes 3 liegt. Diese; Feststellungen gelten natürlich unter der Voraussetzung, dass das auf die Scheibe treffende parallele Licht, homogen ist.

Fig.l zeigt eine Möglichkeit für die neuerungsgemässe Elementenanordnung auf der Scheibe. In der Scheibenmitte liegen dicht beieinander die Elemente der Gruppe a und werden von den etwa, ringzonenförmig angeordneten Elementen der Gruppe b umgeben* Hieran sehliessen sich radial auswärts aufeinanderfolgend die Ringzonen der Elemente c bis e an. Der äusserste ling wird vom elementenfreien Teil 3 der Scheibe gebildet. Ersiehtlicherweise ist der Ausdruck "ringzonenförmig" im strengen Sinne unscharf und soll eine Kurzbezeichnung dafür sein, dass; die Elemente gleichen welchen Umrisses gruppenweise; eine Verteilung aufweisen, die etwa ein gemeinsames S;pnmetriezentrum besitzen. Die Zonen brauchen also keine streng kreisartige Anordnung zu besitzen, sondern können im Oval oder

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sogar Vieleck oder/einem Ausschnitt einer solchen Figur angeordnet sein.

Für einen fernen Beobachter leuchtet nur der Randteil 3 der Scheibe auf, der aber nicht als leuchtender Ring, sondern infolge Irradiation als leuchtender Punkt oder kleine Scheibe

erkannt wird. Bei der weiteren Annäherung an das System gerät der Beobachter., aus dem Bereich der vom Seil 3 kommenden Strahlen heraus in den Strahlungsbereich der Elemente φ, deren optisch wirksame !lachen vorzugsweise derart berechnet sind, dass sich ihre üeuohtfeider mehr oder weniger überdecken. Qlwohl sich zwar der Beobachter dem Signal genähert hat, bleibt der scheibenförmige Eindruck bestehen, weil die Elemente e. eine Zone geringeren Durchmessers bedecken« Die gleichen ¥erhältnisse bleiben bestehen,, wenn der Beobachter bei weiterer Annäherung in den Ausstrahlungsbereich der; Elementengruppen d, c, b und.schliesslich a gelangt, wo er schliesslich einen geschlossenen !lichtfleck erblickt. Zwar ist die Lichtstärke der Elemente a am geringsten, infolge ihres neuerungsgemässen, räumlichen Zusammenrüekens bleibt aber die bestmcVgliche Erkennbarkeit erhalten. So ist neuer ungsgemäss dafür gesorgt, dass der Beobachter auf dem gesamten Annäherungswege das ihm geläufige und bekannte Signalbild einer vergleichsweise runden, leuchtenden Scheibe wahrnimmt.

Signalseheinwerfer der hier behandelten Art sind, wie bereits erwähnt, meist mit einer Bleehschute versehen, die zwar auftreffendes Sonnenlicht abdeckt, aiber nachteiligerweise die Ausstrahlungsfläche nicht von allen Beobachtungspunkten aus in vollem Umfang erkennen lässt«

Daher werden in weiterer Ausbildung der Neuerung die einzelnen Elemente gemäss Eg,2 so angeordnet, dass für den Beobachter mögliehst keine Abdeckung leuchtender Elemente

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stattfinden kann. Die gestrichelte linie 4 zeigt an, welcher obere Teil der Signalfläche für den sich nähernden und das.; Signal seitlich unterwandernden Beobachter' von der Schute verdeckt werden kann. In dem in Hg,2 gezeichneten Beispiel ist ein System von sechs Elementengruppen vorgesehen, deren StreuvermSgen ebenso wie bei der früheren Ausführungsform . nach lig.l in der Reihenfolge der Buchstaben a bis f abnimmt. Die unschraffiert dargestellten Elemente f-haben das kleinste StreuvermÄgen und sind für den fernen Beobachter bestimmt, der sich nur wenig ausserhalb der Symmetrieachse des Signals befindet und daher praktisch auf die Torderkante der Schute und voll.auf die Signalfläche blickt, Mr ihn leuchten daher: ^: die elementfreien Stellen 3 und die oberhalb der linie 4 angeordneten Elemente f auf. Die Schute wirkt für ihn erst dann abdeckend, wenn er in den lichtbereich der Elemente e tritt. Deshalb sind von Gruppe e ab alle weiteren Gruppen d bis Bi. unterhalb der linie 4 angeordnet, und für den sieh nähernden Beobachter wandert der lichtfleck langsam nach unten und gewissermassen aus der Schute heraus»

- Die Elementenverteilung der !ig*3 entspricht der von ]?ig,2, jedoch wurde statt der zeichnerischen Unterscheidung durch Sehraffur eine Umrandung der einzelnen Elementengruppen mittels stark ausgezogenen linien 5, 6, 7, 8 und 9 verwendet. Man erkennt, dass bei diesem Äusführungsbeispiel die äusseren Elementenzonen nicht mehr geschlossen, sondern sichelartig gestaltet sind, infolge der Irradiation aber wie eine geschlossene fläche wirken*

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Bei den Ausführungsformen nach Mg. 2 und 3 kann auch die Elementengruppe f fortgelassen und durch weitere Abschnitte des element enfr ei en Teils 3 eier Scheibe ersetzt werden.

Mg.4 zeigt eine noeh andere Ausführungsform der Neuerung bei einem Signal, da® ebenfalls vom Beobachter seitlich unterwandert wird und e$ne Schute solcher Form aufweist, eüass auch der sehr seitlich befindliche Beobachtet noch einen Teil des Schutenrandes sehen kann. Es ist neuerungsgemäss erkannt worden, dass es insbesondere bei TagesuchtSignalen zweckmässig ist, d?as schwächste Licht, also äas Nahlicht, aus einem Gebiet der Signalfläche herauskommen zu lassen, die möglichst dunkel ist. Bei mit Schuten versehenen Signalen ist es aber dort am dunkelsten, wo sich Schutenrand und Scheibenrand dicht unter dem Schutenscheitel treffen. Daher wird bei dem Signal gemäss Mg,4 die Elementengruppierung so gewählt, dass sich die am stärksten,streuenden Elemente a am Qbserirand und vorzugsweise etwas seitlich zur Mittelsenkreohten befinden und die schwächer streuenden Elemente sie etwa sichelförmig umschliessen. Hierdurch wird die Sichtbarkeit der lichtschwachen Elemente a noch verbessert. Die Gruppe f wurde fortgelassen, so dass der Teil 3 -eLie äusserste. Sichelzone ausfüllt.

In Mg.5 ist noch eine weitere Ausführungsform der Neuerung dargestellt, die für ein Signal mit schattengebender Schute ähnlich dem gemäss Mg. 2 und 3 geeignet ist. Da, annahmegemäss hierbei die Elemente a nicht am Scheibenrand angeordnet

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werden können, muss ein Mittelweg zwischen dem einen Bestreben, lichtschwache Elemente möglichst an einer von der Sonne dunkel gelassenen-Stelle der Signalscheibe anzuordnen, und dem.anderen Bestreben gefunden werden, Elemente nicht dadurch unwirksam werden zu lassen, dass sie an einer für den Beobachter durch die Schute verdeckten Stelle der Scheibe stehen, Sig.5 zeigt wieder ein System aus sechs Elementengruppen a bis f, von denen die Gruppe f wieder am schwächsten streut und gegebenenfalls durch den nicht brechenden Teil 3 der Scheibe ersetzt sein kann. Die lichtsohwächste Elementengruppe a ist etwas aussermittig und nach oben versetzt angebracht und wird von den übrigen Elementengruppen b bis e wie bei den früheren Beispielen ring-- und sichelförmig umgeben. Auch diesmal ist die Gruppe a weitmöglichst in den Kernschatten der Schute, jedoch nur soweit hineingerückt, dass sie von jedem für den Beobachter möglichen Standort praktisch in ganzer Ausdehnung gesehen werden kann. Diese Bedingung gilt auch für alle anderen Elementengruppen und wird durch richtige Verteilung der geweiligen Elemente gewährleistet. Die in Eig,5 nicht eingezeichneten Schattengrenzen liegen natürlich für die einzelnen Elementengruppen an verschiedenen Stellen, In Big·5 ist dies für eine Schute bestimmter Ausgestaltung durchgeführt. Dabei werden neue>rungsgemäss-innerhalb der einzelnen Hing- und Sichelzonen Ungleichmässigkeiten in der Zonenbreite vorgesehen, die aber für den Seheindruek bedeutungslos sind. Auch bei einer Scheibe gemäss Fig.5 sieht der Beobachter die einzelnen Elementen-

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gruppen praktisch nur als leuchtende.Scheiben* Ton dieser Möglichkeit, innerhalb der Ring- und Siohelzonen Breitenunterschi e.de vorzusehen, lässt sich ersichtlicherweise bei allen Äusführungsformen der Neuerung mehr oder weniger, Gebrauch machen.

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Claims (4)

-Schutzansprüche

1. Lichtverteilungsscheibe für Scheinwerfer, insbesondere für Signalleuchten, mit einer Vielzahl von mosaikartig verteilten, mehrere Gruppen bildenden, im Verhältnis zur Scheibenoberfläche kleinen Streukörpern mit optisch wirksamen Flächen, die ge Gruppe unter sich gleich, aber von Gruppe zu Gruppe verschieden gekrümmt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Gruppen im wesentlichen gleichmittig zueinander auf der Scheibenoberfläche derart verteilt sind, dass die am stärksten streuende Gruppe zentral angeordnet und von Zonen umgeben ist., die radial nach aussen hin von Gruppen jeweils geringerer Streukraft als die nächstinnere besetzt sind.

2. Scheibe nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrale Zone von Ringzonen oder physiologisch zu Ringzonen zusammenfliessenden Zonenabschnitten umgeben ist«

3. Scheibe nach Anspruch 1, dadurch-gekennzeichnet, dass die zentrale Zone ausserhalb der Scheibenmitte angeordnet und von Ringzonenabschnitten oder physiologisch zu Ringabschnitten zusammenfliessenden Zonenabschnitten umgeben ist.. .

4. Mehtverteilungsscheibe für Signalleuchten mit IPhantomlieht mindernder Schute solcher Ausdehnung, dass für einen leuchtennahen Beobachter ein beträchtlicher Scheibenbereioh unsichtbar ist, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn-

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zeichnet, dass; in diesem ScheibenbereiGh nicht oder nur schwach streuende Gruppen für das Fernst- und !Fernlicht angeordnet sind, . " · ~ >

5, lichtverteilungsscheibe für Signalleuchten mit Phantomlicht mindernder Schute nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die am stärksten streuende Gruppe in einem Scheibenbezirk angeordnet ist, der für
einen leuchtennahen Beobachter im sichtbaren Kernschattenbereich der Schute liegt«

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