DE574577C - Spiegelreflektor zur Beleuchtung eines langgestreckten rechteckigen Feldes - Google Patents

Description

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, von einem Punkt lotrecht über einer Ecke eines langgestreckten rechteckigen Feldes an dieses Feld so zu beleuchten, daß eine bestimmte Gesetzmäßigkeit der Beleuchtung erreicht wird, daß also z. B. auf dem gesamten Feld annähernd gleiche Horizontalkomponenten der Beleuchtungsstärke erzielt werden. Diese. Aufgabe liegt z. B. dann vor, wenn

to man mit über der Straßenmitte montierten Geleuchten eine Straße, ζ. B. eine Automobilstraße, so ausleuchten will, daß von einem Geleucht nur die halbe Straßenbreite erfaßt wird und die Strahlungsrichtung der Fahrtrichtung auf dieser halben Straßenbreite entsprechen soll. Die kurze Seite des beleuchteten langgestreckten rechteckigen Feldes entspricht dann der halben Fahrdammbreite, die lange Seite ist mindestens gleich dem mögliehst groß zu wählenden Abstand der Lichtpunkte, in der Längsachse der Straße gemessen. Der Spiegelreflektor soll so ausgebildet werden, daß er den von der Glühlampe ausgestrahlten Lichtstrom so umlenkt, daß die zugrunde gelegte Gesetzmäßigkeit der Beleuchtung auf der zu beleuchtenden Fläche erreicht wird. Unter der Voraussetzung, daß der Abstand der Lichtpunkte in Längsrichtung der Straße wesentlich größer ist als die Höhe des Lichtpunktes über der Straßenoberfläche und daß vor allen Dingen der Lichtpunktabstand auch ein Vielfaches der halben Straßenbreite beträgt, liegt der Konstruktion des Reflektors folgender Gedankengang zugrunde:

Um zunächst die vom Lichtpunkt entferntest liegenden Teile des langgestreckten rechteckigen Feldes und die dort im Verhältnis zum Abstand sehr geringe Breite auszuleuchten, müssen, um Lichtverluste durch Strahlung über die Feldbreite hinaus zu vermeiden, jene Reflektorabschnitte, die das Licht, dorthin' lenken, sehr kleine Streuungen quer zur Straße aufweisen. Nun sind die Abmessungen auch der Spezialscheinwerferglühlampen mit geringer Leuchtsystemausdehnung noch so groß im Verhältnis zu den Brennweiten der praktisch in Frage kommenden Reflektordimensionen, daß man die vorgeschriebene Aufgabe am einwandfreies ten löst, wenn man die zur Beleuchtung jener entfernt liegenden Teilfelder bestimmten Reflektorabschnitte als Paraboloidausschnitte ausbildet, da jede andere optische Grundkurve eine Vergrößerung der Streuung und damit eine unnütze Strahlung über die Feldbreite hinaus mit sich bringen würde. Ein solches Paraboloid bzw. ein Ausschnitt daraus muß nun so gerichtet werden, daß seine Achse in zunächst sehr großer Entfernung die Mitte der Fahrdammhälfte trifft. Die Achse wird also einen sehr großen Winkel zum Lot vom Lichtpunkt auf die Straßenoberfläche bilden, dagegen in horizontalem Sinne nur um einen kleinen Winkel aus der Vertikalebene über der Straßenachse herausgedreht sein. Ein

solcher Paraboloidausschnitt würde auf der Straßenachse ein beleuchtetes Feld von etwa elliptischer Gestalt erzeugen, wobei die quer zur Straße liegende kurze Achse der Ellipse etwa der halben Fahrdammbreite entspricht, die in Straßeurichtung liegende lange Achse aber abhängig ist von dem Neigungswinkel der Paraboloidachse gegen das Lot vom Lichtpunkt und von der Gruudstreuung des ίο Paraboloids, die durch die Größe des Glühfadens und die Brennweite, bestimmt ist. Man wird der Größe dieses Paraboloidausschnittes eine solche Raumwinkelgröße in bezug auf den Lichtpunkt zugrunde legen, daß der von diesem Ausschnitt aufgenommene Lichtstrom der zugrunde gelegten Beleuchtungscharakteristik entspricht, also etwa den gleichen Prozentsatz des gesamten umfaßten Lichtstromes beträgt, wie ihn die ausgeleuchtete Teilfläche zur gesamten zu beleuchtenden Rechteckfläche aufweist, wenn man als Gesetzmäßigkeit der Beleuchtung die „gleiche Horizontalkomponente der Beleuchtungsstärke, also gleichen Lichtstrom für gleiche TeilfLächen, zugrunde gelegt hat. An dieses erste beleuchtete Teilfeld setzt man nun, zunächst sprunghaft, nach dem Lampenfußpunkt zu ein zweites Teilfeld an. Der dorthin reflektierende Reflektorausschnitt wird als Ausschnitt aus einem Umdrehungskörper genommen, dessen Achse einen kleineren Winkel zum Lot vom Lichtpunkt auf die Straßenoberfläche bildet, und da die Achse wiederum die Mitte der Fahrdammhälfte treffen soll, muß sie eine etwas größere Verdrehung in horizontalem Sinne aufweisen. Setzt man so ,.unter Berücksichtigung der von den Reflektorabschnitten aufgenommenen Teillichtströme Ausschnitte aneinander, die den erzeugenden Umdrehungskörpern entnommen sind, so wird die Aufeinanderfolge so vor sich gehen, daß die Achsen der die einzelnen Reflektorabschnitte bildenden Umdrehungskörper, je mehr sie sich der Vertikalen nähern, geringere Neigungen zum Lot durch den Lichtpunkt und größere Verdrehungen in horizontalem Sinne aufweisen, und' daß gleichzeitig die Streuung der erzeugenden Umdrehungskörper ständig größer wird entsprechend der durch die kürzere Entfernung der dem Lichtpunkt näher liegenden Teilfeder bedingten größeren Ausstrahlungswinkel quer zur Straße. Diese Aufeinanderfolge kann, wie bereits angedeutet, zunächst eine sprunghafte sein. Die Spiegelform würde in diesem Falle scharf abgetrennte Zonen aufweisen. Der Reflektor kann aber auch als eine glatte Fläche ohne Zonen ausgeführt werden, wenn die Zonenunterteilung genügend weit getrieben wird und so ein kontinuierlicher Übergang entsteht.

Man kann nun erfindungsgeniäß eine Ausführungsform des Reflektors (Abb. 1 bis 3) so bilden, daß die unterhalb einer Horizontalebene durch die Lichtquelle liegenden Spiegel- ßs abschnitte für das Fernlicht und die nach oben anschließenden Abschnitte für die näher liegenden Teilfelder verwendet werden. In diesem Falle werden sich die reflektierten Strahlen überkreuzen.

Bei einer zweiten Ausführungsform des Reflektors (Abb. 4 bis 6) kann man umgekehrt die oberhalb der Horizontalebene durch die Lichtquelle liegenden Reflektorabschuitte " für die fernliegenden Teile des beleuchteten Feldes Verwenden und jene Reflektorabschnitte, die für die näher liegenden Teilfeder bestimmt sind, nach unten ansetzen. Da diese unteren Reflektorabschnitte aus Teilen von Umdrehungskörpern mit großer Streuung bestehen und ihre Achsen eine sehr große Verdrehung in horizontalem Sinne aufweisen, ist es bei den praktisch zur Verwendung kommenden Reflektordimensionen nicht möglich, kontinuierliche Übergänge zwischen den einzelnen Reflektorabschnitten zu erreichen, ohne den Reflektor quer zu der Richtung der Abschnitte zu tinterteilen. Eine Ausführungsforni eines in den unteren Teilen derartig abgestuften Reflektors ist in den Abb. 7 bis 10 in größerem Maßstab dargestellt.

Um zu verhindern, daß direktes Licht der nackten Glühlampe über die Straßenmitte hinausstrahlt und dadurch Blendung auf der anderen Straßenseite mit entgegengesetzter Fahrtrichtung erzeugt, wird zunächst eine Gegenkalotte (Abb. 7 bis 9) angewendet, die in bekannter Weise gleichzeitig dazu dient, das nach vorn frei ausstrahlende Licht der Glühlampe auf den Hauptreflektor zurückzuwerfen und so für den Hauptzweck nutzbar zu machen. Außerdem kann, um jede Blendung auf der anderen Straßenseite zu vermeiden, eine Abblendvorrichtung aus vertikalen Lämellenblenden (Abb. 7 bis 9) in den Strahlengang des reflektierten Lichtes eingeschaltet werden, wozu sich am besten die als zweites Ausführungsbeispiel beschriebene Reflektorform eignet. Dabei weisen die Lamellen der Blende entsprechend dem Strahlengang der einzelnen Reflektorabschnitte, insbesondere in den unteren Teilen, eine immer größerwerdende Verdrehung gegen die Straßenrichtung auf. Die einzelnen Lamellen erhalten auf der der Straßenmitte zugekehrten Seite einen mattschwarzen Anstrich, während die andere Seite eine spiegelnde Oberfläche aufweist, um das auf diese Seite fallende Licht des Reflektors noch für die Beleuchtung der Straße nutzbar zu machen.

Abb. ι zeigt in der Seitenansicht den Strahlengang eines stufenlosen Spiegelreflek-

tors nach Anspruch ι der Erfindung, und zwar in der ersten Ausführungsform, bei der die unteren Teile das Fernlicht, die oberen das Nahlicht ergeben, a-a', b-b' und c-c' sind Achsen der den Spiegelreflektor erzeugenden Umdrehungskörper, die mit dem Lot I von der Lichtquelle L auf die Straßenoberfläche die Winkel α, β und y bilden. Die Achsen treffen die Straßenoberfläche in den Punkten A,

ίο B und C₁ die auf einer Mittellinie m-m' der Straße liegen, wie aus der Aufsicht in Abb. 2 hervorgeht. Die Achsen bilden demnach mit einer senkrechten Ebene über der langen Seite n-n' des rechteckigen beleuchteten FeI-

' 5 des (schraffiert angegeben) die Winkel a, ß' und y (s. Abb. 2). Aus Abb. 1 ist ferner ersichtlich, daß sich bei dieser Ausführungsform des Reflektors die Lichtstrahlen nach der Reflexion überkreuzen. Abb. 3 zeigt den Reflektor in einer Ansicht von vorn. Seine Form ist asymmetrisch entsprechend der Aufgabe, ein rechteckiges Feld von einer Ecke aus zu beleuchten.

Abb. 4 zeigt in der Seitenansicht den Strahlengang eines Spiegelreflektors nach Anspruch ι der Erfindung, und zwar in der zweiten Ausführungsform, bei der die oberen Teile das Fernlicht, die unteren das Nahlicht ergeben. Die Bezeichnungen dieser Abbildung sowie der Abb. 5 als Aufsicht entsprechen denen der Abb. 1 und 2. Die Abb. 4 läßt erkennen, daß bei dieser Ausführungsform des Reflektors keine Überkreuzung der reflektierten Strahlen eintritt. Die Abb. 5 (Aufsicht) zeigt ferner die Stufen in dem unteren Teil des Reflektors, der das Licht auf die nahe liegenden Teilfelder reflektiert. Der Strahlengang dieses unteren Reflektorteiles ist in Abb. 10 nochmals genauer dargestellt, und zwar von oben gesehen, so daß die für die nahe Hegenden Teile des beleuchteten Feldes erforderliche große Streuung α der erzeugenden Umdrehungskörper sowie die starke Verdrehung β ihrer Achsen g-g' in horizontalem Sinne erkennbar werden.

Die Abb. 7 bis 9 sind Darstellungen des Reflektors in Verbindung mit Gegenkalotte und Lamellenblende nach Anspruch 2 des Erfindungsgegenstandes. Abb. 7 ist eine Ansieht von vorn, Abb. 8 von der Seite und Abb. 9 von oben, α ist der Hauptreflektor, b die Gegenkalotte und c die Lamellenblende. Die einzelnen Lamellen sind auf der Seite e (Abb. 9) spiegelnd reflektierend ausgeführt, während sie auf der Seite f mattschwarz gestrichen sind, d (Abb. 7) ist ein Ausschnitt für die Fassung der Glühlampe.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Spiegelreflektor zur Beleuchtung eines langgestreckten rechteckigen Feldes von einem Punkt lotrecht über einer Ecke dieses Feldes aus nach einer bestimmten Gesetzmäßigkeit der Beleuchtungsstärke, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Ausschnitten von Umdrehungskörpern zusammengesetzt ist, sei es stufenförmig oder kontinuierlich, und daß die Ausschnitte so aneinandergereiht sind, daß die Achse des erzeugenden Umdrehungskörpers eines Reflektorabschnittes einen kleineren Winkel zum Lot durch die Lichtquelle und einen größeren Winkel zur Vertikalebene auf der Beleuchtungsfläche aufweist als die Achse des vorhergehenden Reflektorabschnittes, und daß außerdem die Grundstreuung des erzeugenden Umdrehungskörpers von Abschnitt zu Abschnitt größer wird, je mehr sich die optische Achse des Reflektorabschnittes der Lotrechten nähert.

2. Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er im Querschnitt parallel zur Ebene des beleuchteten Feldes stufenförmig gestaltet ist.

3. Reflektor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er in Verbindung mit einer Gegenkalotte steht und mit einer aus vertikalen Lamellen zusammengesetzten Abblendvorrichtung ausgerüstet ist, die kein Licht über eine Vertikalebene über der dem Lichtpunkt benachbarten langen Seite des rechteckigen beleuchteten Feldes hinaustreten läßt und so hergestellt ist, daß die einzelnen Lamellen der Blenden auf der Seite, die der dem Lichtpunkt benachbarten langen Seite des beleuchteten Feldes zugekehrt ist, mattschwarz gestrichen, auf der gegenüberliegenden Seite jedoch spiegelnd sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen