HU224774B1 - Flexible light emitting cable - Google Patents

Description

A találmány tárgya hajlékony fénykibocsátó kábel. A kábel egy optikai szál, amely a fényt főleg az oldalain bocsátja ki, és ezzel hajlékony és világító szalagot, vagy hosszúkás üreges vagy tömör rudat, vagy hasonló alakzatot képez. Ennek végén át egy fényforrásból fény van vezetve a kábelben lévő fénykibocsátó kábelmaghoz, amely kábelmag körül áttetsző borítás van, és ez a borítás a kábelmagba vezetett fényt a falán át bocsátja ki.

Az US 5,027,259 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalomból ismert egy hajlékony kábel, amely a belevezetett fényt az oldalrészein bocsátja ki. A kábel magja polimetil-metakrilát, ami a fényt jól vezeti. A magot hőhatással, zsugorítással fénykibocsátó borítással látják el. Ez szinte egyáltalán nem gyakorol negatív hatást a kábel hajlékonyságára. A legalkalmasabb hőre zsugorodó borítóanyag a teflon, azaz fluorozott etilén-propilén, amelynek a zsugorodási aránya 1,3:1.

A fenti konstrukció hátránya, hogy a borítóanyagnak hőre zsugorodónak kell lennie. Ez korlátozza a borítás anyagának megválasztását, és nem lehet a legjobb minőségű anyagot választani. Nem jöhetnek tekintetbe olyan anyagok, amelyeknek borításként még jobb tulajdonságaik lennének, vagyis a kábel jó hatásfokkal bocsátana ki fényt az oldalán, nagy szerkezeti hossza lenne, és jól hajlítható lenne. További hátrány, hogy az anyagok határfelülete a kábel hajlításakor szétnyílhat. Ezen a ponton véletlen nedvesség is bejuthat. A közzétett DE 4007218 és DE 4104392 számú német szabadalmi iratok, valamint az US 5,093,889 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom leírása olyan optikai szálszerkezeteket ismertet, amelyeknek a borítása más műanyagból készül, mint a mag, és amely a fényt nagy távolságra és jó hatásfokkal elvezeti.

A WO 97/08490 számú szabadalmi irat egy, az oldalán fényt kibocsátó kábelt ismertet (5. és 6. ábra), amelynek magja és borítása van. A fény a borításból a magba csak bizonyos pontokon át léphet be, ahol alkalmas borítóanyagok lettek alkalmazva. Máshol teljes visszaverődés van. Ezen a borításon alkalmas ferde felületek vannak, úgyhogy a fény erről a felületről lényegében keresztben megtörik a kábelben, és ennek megfelelően a kábel szemben lévő oldalán hatol be a borításba.

A fenti megoldás olyan kábelre alkalmazható, amely a fényt a kábel oldalában csak bizonyos pontokból bocsátja ki, és amelyet úgy gyártottak, hogy a kábel borításában ezeken a helyeken a fény törését irányító felületeket helyeztek el. Ezzel a megoldással hosszú kábelszerelvényeket céloztak meg, amelyeknél részleges megvilágítással elegendő fény biztosítható.

A találmányunk elé kitűzött feladat olyan hajlékony fénykibocsátó elem, kábel vagy hasonló hosszúkás üreges vagy tömör rúd, amelynek a végén át egy fényforrásból fény van vezetve a kábelben lévő fénykibocsátó maghoz, amely mag körül áttetsző borítás van, és ez a borítás a magba vezetett fényt főleg a falán át egyenletesen bocsátja ki, úgyhogy ezáltal a kábel egy világító szalaggá, világító profillá válik.

Ezt a feladatot a találmány értelmében úgy oldjuk meg, hogy a kábel külső felületét fluorozott műanyagból, leginkább 1,45 vagy ennél kisebb fénytörési tényezőjű polivinilidén-fluorid-anyagból készült homogén borítás teszi világítóvá, amely extrudálással van a magra rádolgozva.

A találmány előnye az, hogy a kábel egyszerű homogén borítás használata esetén is világítóvá válik. Annak ellenére nagyon hosszú, több- (2-5) méteres kábelt lehet előállítani, hogy sugárzás van az egész külső felületről. A kábel lehetővé teszi a kábelből kialakított bonyolult alakzatok megszakítás nélküli világítását, és eközben a világítás biztonságosan működik, mivel a fényforrást az alakzattól messzebb lehet elhelyezni. A kábel könnyen előállítható különböző színekben. A kábel egy része lehet „sötét”, a másik része lehet világító. A kábel előállítható úgy, hogy fény táplálható be a kábel mindkét végéről, vagy a kábel egyik vége lehet például egy visszaverő dugó, ami visszaküldi azokat a sugarakat, amelyek elérték a kábel végét.

Találmányunkat annak példaképpen! kiviteli alakja kapcsán ismertetjük részletesebben ábránk segítségével, amely

1. ábra a világító kábelt ábrázolja.

Az 1. ábrán látható egy, a jelen találmány szerinti kábel, amely tartalmaz egy 4 fényforrást, például egy világítódiódát, LED-et, egy 3 lencsét és egy 5 tükröt, ami fényt vezet a kábelbe. Ami az 1 kábelmag anyagát illeti, ez egy áttetsző, hajlékony, kör keresztmetszetű műanyag rúd. A műanyag önmagában ismert akril műanyag, például polimetil-metakrilát vagy hasonló műanyag. Az 1 kábelmag átmérője a legelőnyösebb módon 3 és 10 mm közé esik, de a hajlítás lehetséges kisebb átmérővel is. Az 1 kábelmag keresztmetszete a legelőnyösebb módon kör alakú, de lehet egy lapos szalag, üreges cső vagy más szükséges alak vagy profil is. A fény az 1 kábelmagban a maggal majdnem párhuzamosan halad, és kis szögben esik az 1 kábelmag anyagának és a borítás anyagának határfelületére. Mivel a mag anyagául a borítás anyagához képest optikailag sűrűbb anyag van választva, ezért a fény lényegében teljesen visszaverődik, és folytathatja útját a mag anyagában. Ez például a borítófilmnek a magra való rázsugorításakor következik be.

A találmány értelmében a kábel fénykibocsátóvá tehető, vagyis környezetét megvilágíthatja az 1 kábelmagon lévő extrudált anyaggal. Ennek az anyagnak a tulajdonságai meglepő módon jobbak, mint az US 5,027,259 számú amerikai egyesült államokbeli szabadalom szerint zsugorítással felhordott, fluorozott etilén-propilén anyagé. Az extrudálás a mag és a borítás között olyan határfelületet hoz létre, amely csökkenti a teljesen visszavert sugarak részarányát. így a sugarak jóval nagyobb része léphet be a borításba, mint zsugorítással létrehozott határfelület esetén.

A találmány szerinti anyag a fluorozott műanyagok csoportjába tartozik. Az ebben a csoportban lévő anyagok közül jó eredményeket kaptunk polivinilidénfluorid-anyagokkal, különböző koncentrációjú pigmenssel keverve is. Ez a borítás az 1 kábelmagra extrudálás2

HU 224 774 Β1 sál vihető fel a mag előállításakor vagy később. A pigmensek színeket vagy javított szórást eredményeznek.

A borítóanyag kedvező tulajdonsága a fény szórása, még keverékek, adalékok alkalmazása nélkül is.

Különböző pigmenskoncentrációkkal, például 4% vagy 8% BaSO₄ hozzáadásával szabályozhatóak a 2 borítástól kapott fény szóródási tulajdonságai, valamint a fény eloszlása. Hozzáadhatóak más pigmensek is, például titán-oxid. Pigmensek adhatóak hozzá továbbá a 2 borítás által kibocsátott fény színének módosítása végett is. A beágyazó műanyagban a fény szóródását erősítő részecskék is lehetnek.

Ha az 1 kábelmagban haladó fény a határfelületre a kritikus szögnél nagyobb szögben esik be, akkor nem lesz teljes visszaverődés, hanem a fény a borítórétegre érkezik, ahol az szóródik. A 2 borítás anyaga és a környező közeg, például levegő között is optikai határfelület van, ahol teljes visszaverődés következhet be. Ekkor a fény nem közvetlenül oldalt lép ki, hanem a 2 borítás anyagában halad, és továbbra is szóródik. A 2 borítás anyagának fényelnyelése csekély, hogy a szórt fény kellően erős és egyenletes legyen. A 2 borítás anyagának alkalmazható fénytörési tényezője 1,45 alatt van, hogy az oldalrész megvilágítása a kívánt minőségű legyen.

A 2 borításnak a fénytechnikai tulajdonságok mellett környezeti hatásokkal szemben ellenállónak és könnyen tisztíthatónak kell lennie. A 2 borítást vagy öntési eljárással hordjuk fel a magra, vagy a magot extrudálással vonjuk be, vagy a rétegeket egyidejűleg extrudáljuk, vagy a mag felületét fröccsöntéssel vonjuk be.

Ha a fény a kábelbe nem mindkét végétől van bevezetve, akkor a világító kábel egyik végébe előnyös egy visszaverő felületet beépíteni. A 2 borítás lehet a kábelnek csak azon a részén, amelynek világítónak kell lennie.

A találmány szerinti világító kábelt a hajlítási pont melegítésével lehet hajlítani. Amikor a kábel lehűlt, akkor viszonylag merev, és alkalmas ábrák, számjegyek és betűk kialakítására. Az ily módon készített táblák, megfelelő lapok vagy hirdetések használata biztonságos, mivel magában az ábrában nincs villamos áram, nincsenek törékeny üvegcsövek, és a kábel hőmérsékletének a fény okozta emelkedése elhanyagolható.

Claims (3)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Hajlékony fénykibocsátó kábel szalag, vagy hosszúkás üreges vagy tömör rúd formájában, amelynek a végén át egy fényforrásból (4) fény van vezetve a kábelben lévő fénykibocsátó kábelmaghoz (1), amely kábelmag körül áttetsző borítás (2) van, és ez a borítás a kábelmagba (1) vezetett fényt főleg a falán át bocsátja ki, úgyhogy ezáltal a kábel világító szalagot vagy más profilt képez, azzal jellemezve, hogy a kábel külső felülete fluorozott műanyagból, leginkább 1,45 vagy ennél kisebb fénytörési tényezőjű polivinilidén-fluorid-anyagból készült homogén borítással (2) van világítóvá téve, amely extrudálással van a kábelmagra (1) rádolgozva.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti kábel, azzal jellemezve, hogy a borítás (2) a fényt szóró anyagból van készítve.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti kábel, azzal jellemezve, hogy a borítás (2) pigmenseket tartalmaz.