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Reflektor zur Erzeugung eines langgestreckten Lichtfeldes Konstruiert
man Reflektoren mit stetig verlaufender Oberfläche zur gleichmäßigen Ausleuchtung
eines langgestreckten Feldes, so erhält man einen Reflektor in Form eines Körpers,
dessen Schnitte durch die Hauptsymmetrieebeneneine wesentliche ovale Form aufweisen.
Die für Straßenbeleuchtung notwendige Umkleidung durch Gehäuse macht es bei derartigen
Reflektoren notwendig, diesen Gehäusen ovale oder vielkantige Form zu geben. Man
hat deshalb versucht, Reflektoren zu konstruieren, die sich einpassen lassen in
ein Gehäuse von der Formeines Umdrehungskörpers, weil diese Art Gehäuse wesentlich
billiger in der Herstellung sind und eine geschmackvollere Wirkung haben. Dazu ist
es notwendig, den unsymmetrischen Reflektor so umzubilden, daß er sich in die Form
eines Umdrehungskörpers einpassen läßt. Dies wird z. B. dadurch erzielt, daß der
Reflektor in einzelne Reflektorteile oder Zonen aufgeteilt wird, die stufenförmig
aneinandergesetzt werden. Dadurch treten naturnotwendig Übergangszonen auf, die
den angestrebten Zweck, nämlich die Erzeugung einer bevorzugten Strahlungsrichtung,
nicht erfüllen. Diese Zonen sind als Lichtverlustzonen anzusprechen, da sie das
auftreffende Licht auch nicht annähernd in die gewollte Strahlungsrichtung reflektieren.
Ferner ist versucht worden, konfokale, achsgleiche Paraboloide stufenweise aneinanderzusetzen.
Dabei treten ebenfalls Verlustzonen auf, die im Verhältnis zur gesamten, reflektierenden
Fläche des Reflektors einen großen Prozentsatz ausmachen. Alle vorbeschriebenen
Reflektoren haben ferner den Nachteil beschränkter praktischer Anwendbarkeit. Nimmt
man nämlich eine punktförmige Lichtquelle an, so erzeugen die zur Erzielung der
bevorzugten Strahlungsrichtung herangezogenen Reflektorteile theoretisch nur ein
Strahlenbündel, das die Breite der Reflektoröffnung besitzt. Durch die Ausdehnung
des Glühfadens und durch Unregelmäßigkeiten, die bei der Herstellung der Reflektoren
entstehen, wird dieses Strahlenbündel zwar verbreitert, jedoch bleibt immer die
Querausdehnung des beleuchteten Feldes zu der möglichst groß anzustrebenden Längsausdehnung
klein; denn die Breite des Feldes ist im wesentlichen abhängig von der Größe des
Glühfadens und der Größe der Parameter der erzeugenden Paraboloide.
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Durch vorliegende Erfindung soll erreicht werden, daß bei möglichster
Vermeidung von Lichtverlustzonen ein Reflektor entsteht, der sich, soweit praktisch
angängig, eng in einen Umdrehungskörper einpassen läßt und der ferner so gestaltet
ist, daß er eine gegebene
Breite und Länge des Feldes gleichmäßig
ausleuchtet. Gleichzeitig soll die Möglichkeit gegeben werden, auch die seitlichen
Teile des Feldes der Straße gut zu beleuchten, damit der Fahrer die Seitenränder
und etwa dort befindliche Hindernisse (parkende Wagen u..a. m.) deutlich erkennt.
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Die Erfindung besteht in einem Reflektor zur Erzeugung des langgestreckten
Lichtfeldes, der aus mehreren gegeneinander abgestuften Zonen besteht und eine nahezu
kreisförmige Lichtaustrittsöffnung besitzt, dessen Kennzeichen darin besteht, da.ß
der mittlere Teil des Reflektors ein Ausschnitt aus Paraboloiden oder Umhüllungskörpern
von Paraboloiden ist, deren Achsen. in einer Ebene liegen, die die Reflektorachseenthält
und das Feld in seiner Längsrichtung schneidet, daß an diesen mittleren Teil Ausschnitte
aus solchen Paraboloiden oder Umhüllungskörpern von Paraboloiden sich anschließen,
deren Achsen in Ebenen liegen, die ebenfalls die Reflektorachse enthalten, jedoch
Winkel mit der die Achsen des mittleren Ausschnittes enthaltenen Ebene bilden, die
um so größer sind, je weiter die Ausschnitte von dem mittleren Ausschnitt entfernt
liegen, wobei die Parameter der die Ausschnitte erzeugenden Paraboloide kleiner
werden.
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Im folgenden soll an Hand der Abb. i bis 5 der Konstruktionsgedanke
beschrieben werden.
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Abb. i stellt eine Ansicht des Reflektors, gesehen senkrecht zur Längsrichtung
des beleuchteten Feldes, Abb.2 eine Ansicht, gesehen in Querrichtung des beleuchteten
Feldes, Abb.3 eine Draufsicht dar.
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Abb. q. zeigt schematisch den Konstruktionsgedanken des Reflektors
in ,einem Schnitt durch die Lichtaustrittsebene parallel zur Ebene des beleuchteten
Feldes.
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Abb.5 zeigt schematisch die Anordnung des Reflektors über dem beleuchteten
Feld und die Beleuchtungswirkung.
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Durch einen im wesentlichen ovalen Spiegelkörper, der in bekannter
Weise als Hüllfläche aus konfokalen Paraboloiden gebildet ist, sei ein Schnitt entlang
seiner Lichtaustrittsebene gelegt. Die so entstehende Schnittkurve sei i (Abb. q.).
Der Brennpunkt dieser Schnittkurve sei 2 (Abb.2), der Scheitel 3 (Abb. q.). Ein
von einer punktförmigen, im Punkt 2 befindlichen Lichtquelle ausgehender Strahl
wird ,am Scheitelpunkt 3 der Schnittkurve i so reflektiert, daß er innerhalb einer
senkrechten, die Mittellängsachse 5 des zu beleuchtenden Feldes enthaltenden Ebene
liegt. Alle anderen von 2 ausgehenden und die Kurve i treffenden Strahlen werden
parallel zum Strahl durch den Scheitel 3 reflektiert. Es entsteht dadurch das Lichtbündel
,4. Man zeichnet nun einen Kreis 6 mit dem Radius 7 um den - Brennpunkt 2 und wählt
die Größe des Radius so, daß der mittlere Teil der Schnittkurve i innerhalb des
Kreises .liegt und ihn annähernd berührt. Der Ausschnitt aus einem solchen ovalen
Spiegelkörper, der in der Lichtaustrittsöffnung die Kurve i und den Brennpunkt 2
hat, leuchtet den mittleren Teil des zu beleuchtenden Feldes aus (Teilfeld 8, Abb.
5). Die Konstruktion 'wird nun so weitergeführt, daß innerhalb des dem Reflektor
umschriebenen Kreises 6 an dem Ausschnitt i ein zweiter Ausschnitt aus einem solchen
ovalen Spiegelkörper angesetzt wird, der die Schnittkurve 9 und den Scheitel io
in der Lichtaustrittsöffnung hat. Die Achsen der die Hüllfläche erzeugenden Paraboloide
liegen in einer Ebene senkrecht zum zu beleuchtenden Feld. Die Spur i i dieser Ebene
auf der Ebene des zu beleuchtenden Feldes bildet mit der bZittellängsachse 5 dieses
Feldes einen Winkel a. Damit der Ausschnitt 9 aus dem zweiten ovalen Spiegelkörper
innerhalb des dem Reflektor umschriebenen Kreises 6 bleibt, müssen die Parameter
der diesen Spiegelkörper .erzeugenden Paraboloide kleiner gewählt werden als die
Parameter der Paraboloide des Abschnittes i. Der Ausschnitt 9 beleuchtet das Teilfeld
13
(Abb.5). In gleicher Weise wird innerhalb des Kreises 6 ein dritter Ausschnitt
14 aus einem Spiegelkörper angesetzt, dessen Achsen ebenfalls in einer Ebene senkrecht
zum zu beleuchtenden Feld liegen. Die Spur dieser Ebene auf der Ebene des zu beleuchtenden
Feldes bildet den Winkel 13 mit der Längsachse 5 des Feldes. Dieser Ausschnitt
leuchtet das Teilfeld 16 aus.
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Die einzelnen Ausschnitte i, 9 und i q. können, da sie sich in Stufen
aneinanderreihen, durch Zonen verbunden werden, die solchen Ebenen entnommen sind,
die :entweder parallel zu der durch :die Längsachse 5 auf dem Feld senkrecht stehenden
Ebene oder parallel zu den die Achsen der die einzelnen Ausschnitte erzeugenden
Paraboloide enthaltenden Ebenen sind, um die Lichtverluste möglichst gering zu halten.
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Um den Teil des zu beleuchtenden Feldes, der von den Teilfeldern 8,
13 und 16 nicht erfaßt wird, auszuleuchten, wird an dem Ausschnitt
14, der das Teilfeld 16 beleuchtet, innerhalb des Kreises 6 ein stark streuender
Reflektorteil 17 angesetzt, dessen Oberfläche in Schnitten durch die Lichtaustrittsöffnung
(Abb. ¢) und in höher liegenden parallelen Schnitten dazu verhältnismäßig starke
Krümmungen elliptischer Form aufweist. Das von der Lichtquelle in Punkt 2 auf sie
treffende Licht wird dadurch mit großem Streuwinkel
auf das zu beleuchtende
Feld gestrahlt und leuchtet so die. Fläche 18 und damit also die Straßenseitenkanten
aus.
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Dadurch, daß sich .die einzelnen beleuchteten Teilfelder 8, 13, 16
und 18 infolge der Streuung, die bei der Verwendung nicht punktförmiger Lichtquellen,
wie z. B. Glühlampen, Sauftritt, an den Rändern überlagern, entsteht durch die beschriebene
Form des Reflektors ein geschlossenes, gleichmäßig beleuchtetes Feld vonlanggestreckter,,annähernd
rechteckiger Gestalt, das für die Beleuchtung von Straßen u. dgl. besonders geeignet
ist. Durc11 die Wahl der Größe der einzelnen Ausschnitte und .der Verdrehungswinkel
ihrer Achsen gestattet diese Konstruktion weiterhin, die Gestalt des beleuchteten
Feldes, d. h. das Verhältnis seiner Breite zur Länge sowie die Beleuchtungsverteilung
auf dem Feld, zu verändern. Die Zahl der verwendeten Ausschnitte, ;also die Unterteilung
des Gesamtreflektor s, kann beliebig gewählt werden und richtet sich nach den Lichtstrommengen,
die man von jedem Ausschnitt in eine bestimmte Richtung senden will.
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In der unteren Ebene des Reflektors, also in der Lichtaustrittsebene,
die ja .die Umrisse des Reflektors innerhalb des umschriebenen Kreises enthält,
wird die Reflektoröffnung selbst zu einer stetigen kreisrunden Öffnung i 9 erweitert,
die die Öffnung in der Lichtaustrittsebene nur um ein geringes überragt, so daß
der Raumverlust, der durch den umhüllenden Umdrehungskörper entsteht, auf ein Mindestmaß
beschränkt wird.
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An die kreisrunde Lichtaustrittsöffnung schließt sich ein an sich
bekannter konisch oder zylindrisch gestalteter Streuglasring 2o an, der mit dem
Reflektor aus einem einheitlichen Glaskörper hergestellt wird. Am Scheitel des Reflektors
ist eine Halsöffnung 2 i vorgesehen, durch die die Glühlampe eingeführt wird.