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Notleuchte
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Die Erfindung betrifft eine Notleuchte gemäß dem Oberbegriff des Anspruches
1.
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Notleuchten, auf die sich die Erfindung bezieht, dienen dazu, um in
Gebäuden, Schiffen oder dergl.
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für Notfälle die Rettungs- oder Fluchtwege aufzuzeigen. Solche Notleuchten
werden also insbesondere in Fluren, Treppenhäusern und größeren Durchgangsräumen
von Hotels, Industriegebäuden, Krankenhäusern usw. angebracht. Notleuchten sollten
zumindest bei Dunkelheit ständig eingeschaltet sein. Es ist schon deshalb erwünscht,
daß Notleuchten mit möglichst geringer elektrischer Leistungsaufnahme auskommen.
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Es sind Notleuchten bekannt, die aus Matt- oder Milchglas bestehende
Scheiben aufweisen, auf denen Fluchtwege aufzeigende Rettungszeichen angeordnet
sind und die durch eine Lampe von rückwärts angeleuchtet werden. Die Lampe durchleuchtet
jedoch die Rettungszeichen sehr ungleichmäßig. Da es aber erforderlich ist, daß
die Rettungszeichen auch an den am schlechtesten ausgeleuchteten Stellen noch ausreichende
Leuchtdichten aufweisen, werden die übrigen Flächenbereiche der Rettungszeichen
entsprechend unnötig stark ausgeleuchtet.
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Dies bedeutet, daß unnötig viel Lichtenergie zur Ausleuchtung der
Rettungszeichen verbraucht wird.
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Dies ist nachteilig wegen der höheren Energiekosten und dem Gesamtaufwand.
Auch ist bei Notleuchten normalerweise eine netzunabhängige Notstromversorgung mittels
Batterien vorgesehen und die Batterien leeren sich dann unnötig schnell bzw. es
müssen größere und damit kostenaufwendigere Batterien vorgesehen werden, die auch
mehr Platz benötigen.
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Besonders nachteilig ist der höhere Stromverbrauch bei wiederaufladbaren
Sekundärbatterien, da deren Kosten mit der Batteriegröße erheblich ansteigen.
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Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine Notleuchte der im
Oberbegriff des Anspruches 1 genannten Art zu schaffen, welche bei gegebener Größe
des oder der auf ihren Leuchtenkörper befindlichen Beläge, die mindestens ein Rettungszeichen
aufweisen oder bilden, die erforderliche Ausleuchtung des oder der Rettungszeichen
mit verringerter Lichtleistung erreichen läßt.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Notleuchte gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Diese erfindungsgemäße Notleuchte läßt problemlos für das menschliche
Auge ungefähr gleichmäßige Ausleuchtung des oder der durch die Beläge gebildeten
Rettungszeichen bei gleichzeitiger Senkung der benötigten Lichtleistung erreichen,
und zwar unter Ausnutzung, vorzugsweise unter starker Ausnutzung der Totalreflexion
im Massivkörper.
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Und zwar erfolgt die Totalreflexion im Bereich des jeweiligen Belages
zumindest zum Teil, vorzugsweise ganz oder im wesentlichen unter Ausnutzung des
Effektes, daß ein Lichtstrahl, der auf eine Grenzfläche Massivkörper/ Belag, an
der der Belag den Massivkörper gut kontaktiert (wie es bspw. an Klebstellen oder
an Stellen, an denen eine den Belag bildende Farbe, Lack, Kunststoff oder dergl.,
direkt am Massivkörper anhaftet, der Fall ist, besonders zweckmäßig luftfrei kontaktiert),
unter einem Totalreflexionswinkel auftrifft, (also bei Fehlen des Belags oder an
Stellen des Belags, an denen zwischen ihm und dem Massivkörper Luftblasen vorhanden
sind, zu 100 % totalreflektiert würde) tatsächlich nicht mehr vollständig totalreflektiert
wird, sondern nur noch zum Teil totalreflektiert wird und der restliche Teil des
Strahles aus dem ankommenden Strahl abgezweigt wird und den Belag zu dessen Durchleuchtung
beaufschlagt. Dabei kommt zumindest ein erheblicher Teil des in den Massivkörper
eingestrahlten Lampenlichtstromes, vorzugsweise mindestens 50%, besonders zweckmäßig
mindestens 70-90 % oder ungefähr der gesamte in den Massivkörper eingeleitete Lampenlichtstrom
in dem Massivkörper bei dem erstmaligen Auftreffen auf Grenzflächen Massivkörper/Belag
an diesen unter Totalreflexionswinkeln an, so daß ein Teil dieses Lichtstromes hierdurch
total reflektiert und der andere Teil den Belag zu dessen Durchleuchtung beaufschlagen
kann.
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Wo dagegen der Belag nicht vorhanden ist oder wo sich'zwischenihm
und
Massivkörper Luft, insbesondere Luftblasen befinden, wird ein unter einem Totalreflexionswinkel
auf die Grenzfläche Massivkörper/Luft auftreffender Strahl zu 100% und nicht nur
z.T. totalreflektiert werden.Durch diese Aufspaltung des unter Totalreflexionswinkeln
an Grenzflächen Massivkörper/Belag ankommenden Lichtes in zwei Teile, nämlich einen
totalreflektierten Teil und einen den Belag rückseitig beaufschlagenden Teil, wird
die Durchleuchtung des Belages vergleichmäßigt. Die Vergleichmäßigung kann dadurch
noch weiter verbessert werden, indem vorgesehen wird, daß der Belag auf seiner dem
Massivkörper benachbarten Rückseite eine einheitliche, diffus gut reflektierende
Farbe, vorzugsweise weiße Farbe aufweist, die zur Vergleichmäßigung der Ausleuchtung
des oder der Beläge beiträgt.
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Auch kann zur weiteren Vergleichmäßigung der Durchleuchtung des oder
der Beläge noch zusätzlich vorgesehen sein, daß der oder die Reflektoren so ausgebildet
sind, daß sie den oder die reflektierten Lichtströme zur weiteren Vergleichmäßigung
der Durchleuchtung des oder der Beläge über die Lichteintrittsfläche des Massivkörpers
ungleichmäßig verteilen.
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Die Lampe oder Lampen der Notleuchte können langgestreckt oder punktförmig
sein. Wenn, wie bevorzugt vorgesehen, mindestens ein Reflektor vorgesehen ist, kann
dieser yorzugsweise spiegelnd reflektierend ausgebildet sein,ggfs. aber auch diffus
reflektierend ausgebildet sein. Er dient zum Sammeln und Lenken des nicht direkt
in den Massivkörper eintretenden Lampenlichtes zur Lichteintrittsfläche des Massivkörpers.
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Der Belag kann ein Blatt, Papier, Folie oder dergl.und einen es bzw.
sie aufklebende Klebstoffschicht, bevorzugt ein Haftkleber, aufweisen oder hieraus
bestehen oder er kann auch direkt als Farbe, Lack, Kunstharz oder sonstiges Beschichtungsmittel
durch Bedrucken bspw. mittels Siebdruck oder Aufwalzen, oder auf sonstige Weise
auf den Massivkörper in einer und/oder mehreren Schichten aufgebracht sein oder
sonstige geeignete Ausbildung aufweisen.
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Die Lampe kann ggfs. zur Bildung eines an ihr vorgesehenen Reflektors
teilversilbert sein. Im allgemeinen ist es besonders zweckmäßig, vorzusehen, daß
mindestens ein gesonderter Reflektor im Abstand von der Lampe angeordnet ist. Es
kann meist zweckmäßig ein einziger Reflektor oder in manchen Fällen können auch
mehrere Reflektoren vorgesehen sein. Bspw. können im letzteren Falle zwei parallel
nebeneinander angeordnete Reflektoren vorgesehen sein, denen je eine eigene Lampe
im Abstand von ihnen zugeordnet ist.
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Die Mitwirkung der Totalreflexion und vorzugsweise auch der Reflexion
der Beläge zur Vergleichmäßigung der Ausleuchtung der Beläge ermöglicht auf baulich
einfache Weise ganz wesentliche Verringerung der zur Erzielung der erforderlichen
Mindestleuchtdichten der Beläge erforderlichen Lichtleistung. Als Beispiel sei erwähnt,
daß bei einem Versuchsmodell einer Notleuchte gemäß der Erfindung, das der in den
Figuren 1 und 2 dargestellten Notleuchte entsprach, mit einer Lampenleistung der
einzigen Leuchtstofflampe von 1,05 W ausgekommen werden konnte, wo bei einer Notleuchte
vergleichbarer Größe vorbekannter Bauart eine Lampenleistung von 4 W erforderlich
war.
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Der Massivkörper kann bevorzugt ein Zylinder sein.
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Besonders zweckmäßig kann dieser Zylinder dreieckförmiges oder trapezförmiges
Querschnittsprofil aufweisen. Bei dreieckförmigen Profilen kann die Lichteintrittsfläche
eine der ebenen Längsseiten des Zylinders und die beiden anderen Längsseiten
des
Zylinders können die Lichtaustrittsflächen sein.
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Besonders vorteilhaft kann das Profil des Zylinders ein gleichschenkliges,
schlankes Dreieckprofil sein.
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Wenn der Zylinder ein trapezförmiges Profil aufweist, kann die Lichteintrittsfläche
zweckmäßig die breitere der beiden zueinander parallelen Längsseiten des Zylinders
sein. Die zueinander geneigt angeordneten Längsseitenflächen, die spiegelbildlich
zueinander angeordnet sind, können dann zweckmäßig die Lichtaustrittsflächen bilden.
Auch die vierte Längsseite eines solchen trapezförmigesQuerschnittsprofil aufweisenden
Massivkörpers kann als Lichtaustrittsfläche dienen oder lichtundurchlässig abgedeckt
sein.
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Eine andere Ausführungsform der Notleuchte sieht vor, daß der Massivkörper
die Gestalt eines Kegels oder eines Kegelstumpfes aufweist. Die Lichteintrittsfläche
kann dann zweckmäßig durch die Stirnfläche bzw.
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die größere der beiden Stirnflächen des Kegels bzw.
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des Kegelstumpfes gebildet sein und die Umfangsfläche des Kegels bzw.
des Kegelstumpfes bildet die Licht -austrittsfläche. Bei einem Kegelstumpf kann
auch die kleinere Stirnfläche zusätzlich als Lichtaustrittsfläche dienen.
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Die Lichtaustrittsfläche oder flächen des Massivkörpers können zweckmäßig
über ihre volle Flächen erstreckung mit einem oder mehreren Belägen versehen sein.
Es ist jedoch auch möglich, daß sie nur teilweise mit einem Belag bzw. Belägen bedeckt
sind.
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Auch kann der Belag oft zweckmäßig über seine gesamte Fläche luftblasenfrei
mit dem Massivkörper in innigem Kontakt stehen, so daß auf die gesamte Grenzfläche
zwischen Belag und Massivkörper unter Totalreflexionswinkeln auftreffende Lichtstrahlen
nur zum Teil totalreflektiert werden und zum restlichen Teil den Belag zu dessen
Durchleuchtung beaufschlagen.
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Oder es kann oft auch vorgesehen sein, daß zur Beeinflussung der Anteile
des totalreflektierten Lichtes, zwischen Belag und Massivkörper Bereiche vorhanden
sind, an denen durch fehlenden oder ungenügenden Kontakt zwischen Belag und Massivkörper,
insbesondere durch Luft zwischen Massivkörper und Belag der dort auftreffende Lichtstrom
in erhöhtem Maße, vorzugsweise ungefähr zu 100% totalreflektiert wird. Zu diesem
Zweck kann bspw, die Verbindung zwischen einem Blatt des Belages und dem Massivkörper
durch eine Mehrzahl oder Vielzahl von getrennten Klebstoffstellen hergestellt sein,
die bspw. gemäß einem Raster punktförmig oder in kleinen Flächen angeordnet sind.
Oder es kann hierzu auch vorgesehen sein, daß das Rettungszeichen anstatt durch
einen durchgehenden Belag durch eine Vielzahl von punktförmigen oder kleinen flächigen
Belägen gebildet ist, die im Abstand voneinander bspw. gemäß einem Raster verteilt
angeordnet sein können. Zwischen diesen einzelnen kleinen Belägen grenzt dann der
Massivkörper an Luft an, so daß dort 100 %ige Totalreflexion eintritt, wogegen an
den Belagstellen unter Totalreflexionswinkeln ankommendes Licht dann nur zum Teil
totalreflektiert wird.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht einer Notleuchte gemäß einem Ausführungsbeispiel
der Erfindung, Fig. 2 eine teilweise geschnittene Stirnansicht der Notleuchte nach
Fig. 1, gesehen entlang der Schnittlinie 2-2 der Fig. 1, Fig. 3 einen Längsschnitt
durch eine Notleuchte gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig.
4 eine Draufsicht auf den Massivkörper der Notleuchte nach Fig. 3.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Notleuchte 10 weist eine einzige,
gerade, langgestreckte Lampe 11, vorzugsweise eine Leuchtstofflampe, auf, die in
einem Gehäuse 12 angeordnet ist, an dessen Untenseite ein als Leuchtenkörper dienender,
lichtdurchlässiger, glasklarer, farbloser Massivkörper 13 angeordnet ist.
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Dieser Massivkörper kann vorzugsweise aus einem von der Firma Röhm
& Haas, Darmstadt, unter dem Handelsnamen "Plexiglas" vertriebenen polymeren
Methacrylsäuremethylester bestehen. Der Grenzwinkel für die Totalreflexion an der
Grenzfläche Plexiglas/Luft liegt ungefähr bei 42 bis 430 zur Flächennormalen.
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Es kommen jedoch auch andere durchsichtige Stoffe für den Massivkörper
infrage, wie Kunstharze, Glas oder dergl.
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Dieser Massivkörper 13 ist zylindrisch mit dem dargestellten Profil
eines schlanken, gleichschenkligen Dreiecks. Die der schmalen Seite dieses Dreieckes
zugeordnete obere, ebene, rechteckförmige, glatte Fläche dieses Massivkörpers 13
bildet dessen Lichteintrittsfläche 14, und die den beiden gleichlangen Schenkeln
des Dreieckprofiles zugeordneten, glatten, ebenen, gleichgroßen, zueinander unter
dem öffnungswinkel γ zueinander angeordneten Flächen rechteckförmigen Umrisses
bilden die Lichtaustrittsflächen 15.
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Die Lichteintrittsfläche 14 wie auch die Lichtaustrittsflächen 15
dieses Massivkörpers 13 sind völlig glatt, so daß der Massivkörper verzerrungsfrei
durchsichtig ist. Dieser Massivkörper bildet also ein zylindrisches Prisma mit dem
dargestellten dreieckförmigem Profil. Der öffnungswinkel γ kann bevorzugt
ca. 25 bis 350 betragen und beträgt in diesem Ausführungsbeispiel ungefähr 30°,
was besonders zweckmäßig ist. Auf den beiden Lichtaustrittsflächen 15 sind dünne,
transparente Rettungszeichen bildende Kunststoffolien mittels Haftklebern aufgebracht
und bilden so auf diesen Lichtaustrittsflächen 15 transparente Beläge 16. Diese
Beläge 16 erstrecken sich in diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel über die jeweils
gesamten Lichtaustrittsflächen 15. Jeder Belag 16 ist wie folgt ausgebildet.
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Er weist je eine gleichdicke Klarsichtfolie auf, die rückseitig mit
einem Haftkleber beschichtet und vorderseitig über ihre gesamte Vorderfläche mit
einer transparenten, hanogenen, weißen dünnen Farbschicht bedruckt ist, auf die
noch eine hellgrüne, transparente, dünne Farbschicht in gleidi-
dicker
homogener Verteilung so aufgebracht ist, daß sie die weiße Farbschicht mit Ausnahme
der die Bilder 17, 17' und 17'' (Fig. 1) bildenden Bereiche gleichmäßig bedeckt.
Diese Bilder 17, 17' und 17" sind also weiß, da sie nur durch die weiße Farbschicht
gebildet sind und die übrigen Flächenbereiche 18 der Beläge 16 sind durch die weißen
Farbschichten zuzüglich der auf ihnen angebrachten grünen Farbschichten gebildet.
Hierdurch weisen die durch die Beläge 16 gebildeten Rettungszeichen jeweils drei
gleichmäßige weiße Bilder 17, 17', 17 " im gleichmäßig grünen Feld 18 auf.
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Durch die in weißer Farbe dargestellte Person 17 und den Pfeil 17'
wird die jeweilige Rettungs- oder Fluchtrichtung im Falle eines Brandes oder eines
sonstigen Unglückes in dem betreffenden Gebäude, wo diese Notleuchte vorzugsweise
in Fluren, Treppenhäusern, Durchgangshallen oder dergl. angebracht sein kann, angezeigt.
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Die beiden dreieckförmigen Stirnseiten des Massivkörpers 13 sind frei,
tragen also keine Beläge.
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Aus ihnen tritt praktisch kein von der geraden Lampe 11 ausgestrahltes
Licht aus.
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Die Beläge 16 können vorzugsweise über ihre gesamten, dem Massivkörper
13 zugewendeten Klebschichten luftfrei mit dem Massivkörper 13 verbunden sein, so
daß hier unter Totalreflexionswinkeln auftreffendes Licht nur zum Teil totalreflektiert
wird und zum restlichen Teil den Belag 16 zu dessen Durchleuchtung über seine gesamte
Fläche beaufschlagt. Oder es können ggfs. auch Bereiche des Belages 16 vorgesehen
sein, an denen die Folie keinen Haftkleber aufweist, so daß hier dann ein größerer
Anteil des unter Totalreflexionswinkeln ankommenden Lichtstromes oder der gesamte
unter Totalreflexionswinkeln ankommende Lichtstrom totalreflektiert wird. Oder man
kann das Rettungszeichen aus einer Vielzahl von punktförmigen oder flächigen Belägen
zusammensetzen, die zwischen sich Bereiche des Massivkörpers frei lassen, wo der
Massivkörper an Luft zwecks 100%iger Totalreflexion angrenzt.
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Im weiteren sei angenommen, daß der Belag 16 über seine gesamte Fläche
mit dem Massivkörper 13 in luftfreiem innigem Kontakt steht und so das auf die Grenzfläche
Belag/Massivkörper unter Totalreflexionswinkeln auftreffende Licht jeweils nur zum
Teil totalreflektiert und zum restlichen Teil den Belag 16 zu dessen Durchleuchtung
beaufschlagt.
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Die Lampe 11 ist von einem Reflektor 19 des dargestellten Profiles
übergriffen. Dieser Reflektor 19 bildet einen Abschnitt einer parabelähnlichen Zylinderfläche
des dargestellten Profiles, welches so getroffen ist, daß das von der Lampe 11 radial
ausgestrahlte Licht, wie durch einige Lichtstrahlen 20, 22 dargestellt, parallelisiert
wird und senkrecht auf die Lichteintrittsfläche 14 des Massivkörpers 13 auftrifft,
so daß dieser reflektierte Lichtstrom senkrecht und unabgelenkt in den Massivkörper
13 von oben her eintritt. Dieser Reflektor 13 ist in diesem Ausführungsbeispiel
spiegelnd. Jedoch kann er ggfs. auch so ausgebildet sein, daß er das Lampenlicht
diffus reflektiert.
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Der Reflektor 19 ist ferner, unabhängig davon, ob er spiegelnd oder
diffus reflektiert, in seinem Profil so ausgebildet, daß der von ihm reflektierte
Lichtstrom von der Längsmittelebene 21 des Massivkörpers aus in von dieser Längsmittelebene
senkrecht wegführenden Richtungen stetig abnimmt, wie durch die Abstände zwischen
den parallel reflektierten Strahlen 20,22 in Fig. 2 angedeutet ist.
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Die Längsmittelebene 21 des Massivkörpers 13 ist eine Symmetrieebene
sowohl von ihm als auch vom Reflektor 19 und dem lichtausstrahlenden Kolben der
Lampe 11. Die Längsmittelachse der Lampe 11 fällt in die zur Zeichnungsebene senkrecht
verlaufende Brennlinie des Reflektors 19.
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Die beiden zueinander parallelen, zur Zeichnungsebene senkrechten
Längsränder des Reflektors 19 liegen an den ebenfalls zueinander parallelen und
zur Zeichnungsebene senkrechten Längsrändern 24 der Lichteintrittsfläche 14 dicht
an.
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Das Gehäuse 12 reicht bis zu den oberen, mit den Längsrändern 24 der
Lichteintrittsfläche 14 zusammenfallenden Längsrändern 24 der Lichtaustrittsflächen
15 des Massivkörpers 13.
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Bei dieser Notleuchte 10 werden die auf den beiden Lichtaustrittsflächen
15 angeordneten transparenten Beläge 16 gleichmäßig ausgeleuchtet. Und zwar bedeutet
gleichmäßige Ausleuchtung der Beläge folgendes: Die durch die Beläge 16 gebildeten
Rettungszeichen bestehen jeweils aus dem grünen Feld 18 konstanter, homogener Grüntönung
und den in Fig. 1 dargestellten Bildern 17, 17', 17'', die in homogener weißer Farbe
gehalten sind. Unter gleichmäßiger Ausleuchtung dieser Beläge 16 ist nun verstanden,
daß, wenn der Belag 16 über seine ganze Fläche dieselbe Farbe und Transparenz hätte,
er dann dem menschlichen Auge bei eingeschalteter Lampe 11 mit ungefähr konstanter
Leuchtdichte erscheint.
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Die Leuchtdichtegleichmäßigkeit der weißen Felder 17, 17', 17" ist
also über ihre Flächen und auch untereinander für das menschliche Auge ungefähr
konstant und kann bspw. ca. 30-50 od/m2betragen. Die Leuchtdichtegleichmäßigkeit
des grünen Feldes 18 kann bspw. ungefähr 5-9 cd/m2 betragen und erscheint dem menschlichen
Auge ebenfalls ungefähr konstant.
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Diese für das menschliche Auge gleichmäßige Ausleuchtung der Beläge
16 und damit der Rettungszeichen wird bei dieser Notleuchte unter starker Ausnutzung
der Totalreflexion erzielt. An der Vergleichmäßigung der Ausleuchtung wirkt in diesem
bevorzugten Ausführungsbeispiel auch die diffuse Reflexion der Beläge 16 infolge
ihrer dem Massivkörper 13 zugewendeten und an ihm unmittelbar anliegenden, gleichmäßig
weißen Belagrückseiten mit, ebenso wie auch die durch den Reflektor 19 bewirkte
kontinuierliche Abnahme des von ihm reflektierten senkrecht, zu ihm,d.h.
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Lichtstromes /in von der Längsmittelebene 21 senkrecht wegführenden
Richtungen. Diese durch den Reflektor 19 bedingte, durch die Abstände der in Fig.
2 eingezeichneten, zueinander parallelen Lichtstrahlen 20, 22 angedeutete kontinuierliche
Abnahme des von ihm reflektierten und parallelisierten Lichtstromes in von der Längsmittelebene
21 senkrecht wegführenden Richtungen dient insbesondere dem Ausgleich der weglängenabhängigen
Dämpfung der Lichtstrahlen im Massivkörper 13. Die vom Reflektor auf die ebene Lichteintrittsfläche
14 gelenkten Lichtstrahlen sind zueinander ungefähr parallel und treffen auf die
Lichteintrittsfläche 14 senkrecht auf, so daß sie durch diese ungebrochen hindurch
in den Massivkörper 13 eintreten- Der totalreflektierte Anteil eines unter einem
Totalreflexionswinkel, bspw. unter α 1 auf die Grenzfläche Massivkörper/Belag
auftreffenden Strahles, bspw. des Strahles 22, verläßt die Auftreffstelle unter
einem Winkel zur Flächennormalen,der dem Totalreflektionswinkel, also bspw. α
1, entspricht, wie es für die Strahlen 22 bezüglich α 1 und α 2 und
den Strahl 22" bezüglich α in Fig. 2 eingetragen ist, wobei die Flächennormalen
mit 25 bezeichnet sind.
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Wie bereits dargelegt, werden unter Totalreflexionswinkeln diejenigen
Winkel, wie bspw. α α 1,α 2 in Fig. 2, verstanden, die im Inneren
des Massivkörpers 13 an dessen Lichtaustrittsflächen 15 auftreten und die größer
als der Grenzwinkel der Totalreflexion sind.
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Dieser Grenzwinkel wie auch die Totalreflexionswinkel sind auf die
betreffenden Flächennormalen bezogen.
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Jeder vom Reflektor 19 senkrecht nach unten reflektierte Lichtstrahl,
der senkrecht durch die Lichteintrittsfläche 14 in den Massivkörper 13 eintritt,
trifft im Massivkörper 13 zuerst auf eine der beiden Lichtsaustrittsflächen 15 und
dann auf die andere Lichtaustrittsfläche 15 jeweils unter Totalreflexionswinkeln
auf, wie es für den Lichtstrahl 22 durch die Totalreflexionswinkel oC gund α
2 dargestellt ist. Dabei ist infolge der Schrägneigung der beiden Lichtaustrittsflächen
15 zueinander stets α 2< α α so daß bei dem dritten Auftreffen
jedes vorangehend zweimal reflektierten Lichtstrahles auf eine Grenzfläche Massivkörper/Belag
er dann nicht mehr unter einem Totalreflexionswinkel auf die betreffende Lichtaustrittsfläche
15 auftrifft, sondern unter einan Winkel, bspw. in Fig.2 für den Strahl 22 unter
einem Winkel ß1, der kleiner als der Grenzwinkel der Totalreflexion ist, so daß
er nunmehr den Belag 16 mit seiner noch verbliebenen Energie voll beaufschlagt und
hierdurch ein Teil von ihm zum Durchleuchten des Belages dient und der restliche
Teil diffus in den Massivkörper 13 zurückreflektiert wird.
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Infolge der Beläge 16 findet jedoch an der luftfreien Grenzfläche
bzw. den luftfreien Grenzflächen Massivkörper/ Belag trotz des Auftreffens der Lichtstrahlen
unter Totalreflexionswinkeln keine JOOEige Totalreflexion statt, sondern jeweils
nur eine teilweise Totalreflexion, d.h.
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daß der totalreflektierte Strahl weniger Energie als der unter dem
betreffenden Totalreflexionswinkel auf die betreffende luftfreie Grenzfläche Massivkörper/Belag
auftreffende Strahl hat und die restliche Lichtenergie des ankommenden Strahles
beaufschlagt den Belag 16 zu dessen Durchleuchtung, wobei jedoch ein Teil dieses
den Belag 16 beaufschlagenden Lichtes wieder in den Massivkörper 13 durch die weiße
Rückseite des Belages 16 diffus zurückreflektiert wird. Es findet also eine Schwächung
jedes unter einem Totalreflexionswinkel an jeder luftfreien Grenzfläche Massivkörper/Belag
reflektierten Strahles durch Aufteilen in einen totalreflektierten Strahlenanteil
und einen den Belag beaufschlagenden abgezweigten Strahlenanteil statt. Als Beispiel
sei erwähnt, daß bei einem Versuchsmodell der total reflektierte Anteil eines solchen
Lichtstrahles ca. 50% betrug. Der total reflektierte Anteil kann je nach den Stoffen
Massivkörper/Belag, Zusammensetzung des Belags, Farbe des Massivkörpers und des
Belags und dessen Zusammensetzung und sonstigen Einflußfaktoren variieren bzw. variiert
werden.
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Auch das von den weißen Rückseiten der Beläge 16 diffus in den Massivkörper
zurückreflektierte Licht wird bei seinem nächsten Auftreffen auf eine Grenzfläche
Massivkörper/Belag wieder zum Teil für die Durchleuchtung des Belages verbraucht
usw., so daß jeder in den Massivkörper eintretende Strahl praktisch vollständig
zur Ausleuchtung der Beläge 16 verbraucht wird, abzüglich der durch Dämpfung im
Massivkörper verbrauchten Lichtenergie, die jedoch wegen der kurzen Lichtwege nur
gering ist.
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Dabei gelingt, wie erwähnt, praktisch gleichmäßige Ausleuchtung der
Beläge 16 über ihre gesamten Flächenerstreckungen. Hierdurch kommt man mit einer
Lampe 11 minimaler Lichtleistung für die Ausleuchtung der Beläge aus, die viel kleiner
ist, als wenn die Beläge erheblich ungleichmäßig ausgeleuchtet würden und man dann
entsprechend die Lichtleistung der Lampe so groß treffen müßte, daß noch die am
schwächsten ausgeleuchteten Flächenbereiche der Beläge 16 eine vorbestimmte Mindestleuchtdichte
bei eingeschalteter Lampe aufweisen.
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In diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das vom Reflektor 19
reflektierte Licht im Massivkörper 13 wie durch die voll ausgezogen dargestellten
Lichtstrahlen in Fig. 2 dargestellt, stets zweimal unter Totalreflexionswinkeln
reflektiert. Dies ist durch den eingezeichneten öffnungswinkel γ des Massivkörpers
bedingt. Dieser der Neigung der Lichtaustrittsflächen 15 des Massivkörpers zueinander
entsprechende öffnungswinkel γ beträgt hier ungefähr 300 und kann in vielen
Fällen auch größer oder kleiner vorgesehen werden, vorzugsweise im Bereich von ca.
25 bis 35°liegen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn dieser öffnungswinkel
so getroffen ist, daß es zu jeweils zweimaliger Reflexion unter Totalreflexidnswinkeln
von senkrecht durch die Lichteintrittsfläche 14 in den Massivkörper 13 eintretenden
Lichtstrahlen kommt. Es ist jedoch auch möglich und kann in vielen Fällen ebenfalls
zweckmäßig sein, öffnungswinkel γ vorzusehen, die
bewirken,
daß die die Lichteintrittsfläche 14 senkrecht durchdringenden Lichtstrahlen nur
einmal oder mehr als zweimal unter Totalreflexionswinkeln auf Grenzflächen Massivkörper/Belag
auftreffen.
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Während das vom Reflektor 19 reflektierte Licht in diesem bevorzugten
Ausführungsbeispiel im Massivkörper 13 stets zweimal unter Totalreflexionswinkeln
auf die Grenzfläche Massivkörper/Belag auftrifft, trifft dies nicht bzw. nur teilweise
auf das von der Lampe 11 direkt zur Lichteintrittsfläche 14 im geraden Strahlengang
ausgesandte Licht zu. Dieser direkte Lichtstrom von der Lampe 11 zur Lichteintrittsfläche
14 trifft -von dem in der Längsmittelebene 21 laufenden Licht abgesehen - schräg
auf die Lichteintrittsfläche 14 auf, und zwei solche Strahlen sind in Fig. 2 gestrichelt
dargestellt. Der oberste, in der Nähe des Längsrandes 24 der Lichteintrittsfläche
14 auf die eine Lichtaustrittsfläche 15 auftreffende Strahl 22' trifft bereits bei
seinem ersten Auftreffen auf die Grenzfläche Massivkörper/Belag auf diese unter
einem Winkel ß zur Flächennormalen auf, der kleiner als der Grenzwinkel der Totalreflexion
ist und hier etwa 40° beträgt und demzufolge wird dieser Strahl 22', von dem am
Belag diffus reflektierten Licht abgesehen, sofort im wesentlichen zur Durchleuchtung
des Belages 16 verbraucht und nicht zum Teil unter einem Totalreflexionswinkel gerichtet
reflektiert.
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Dies trifft jedoch nur für Strahlen zu, die auf relativ schmale obere
Endbereiche der Lichtaustrittsflächen 15 auftreffen. Alle von der Lampe 11 direkt
in
den Massivkörper 13 eingestrahlten Lichtstrahlen, die weiter unten erstmalig auf
die Grenzfläche Lichtaustrittsfläche/Belag auftreffen, treffen unter Totalreflexionswinkeln
auf und werden entsprechend jeweils aufgespalten in einen unter dem betreffenden
Totalreflexionwinkel totalreflektierten Strahlenanteil und den restlichen, dem Belag
16 beaufschlagenden und diesen z. T. durchleuchtenden und z. T.
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diffus reflekierten Strahlenanteil. Ein Beispiel eines solchen Strahles
ist mit 22" in Fig. 2 bezeichnet und der Totalreflexionswinkel ist hier mit α
bezeichnet. Dieser dargestellte Strahl 22'' trifft jedoch nur einmal auf die eine
Grenzfläche Massivkörper/ Belag unter einem Totalreflexionswinkel auf, da sein totalreflektierter
Strahlenanteil beim nächsten Auftreffen auf die andere Grenzfläche Massivkörper/
Belag bereits unter einem kleineren Winkel, als dem Grenzwinkel der Totalreflexion
entspricht, auftrifft.
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Dagegen können von der Lampe direkt zur Lichteintrittsfläche 14 ausgesandte
Strahlen, die nahe an der Längsmittelebene 21 in den Massivkörper 13 eintreten,
ggfs. auch zweimal unter Totalreflexionswinkeln reflektiert werden.
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In Fig. 3 und 4 ist eine Notleuchte 10' dargestellt, die sich dadurch
von der nach Fig. 1 und 2 unterscheidet, daß ihre optisch wirksamen Komponenten
zur Längsmittelachse 21' rotationssymmetrisch sind. Der Massivkörper 13 ist hier
folglich entsprechend ein Kegel, dessen ebene obere Stirnfläche die Lichteintrittsfläche
14 und dessen Kegelfläche die mit dem die Rettungszeichen bildenden Belag 16 versehene,
einzige,
rotationssymmetrische Lichtaustrittsfläche 15 des Massivkörpers
13 ist. Es sind einige Lichtstrahlen 20,22,22', 22" wie in Fig. 2 eingetragen.
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Der Massivkörper 13 ist wiederum zweckmäßig glasklar durchsichtig
und farblos und sein Kegelöffnungswinkel γ beträgt hier wiederum besonders
zweckmäßig ca. 30°, so daß für den Lichtstrahlverlauf in jeder Querschnittsebene
des Massivkörpers 13 die Ausführungen zu dem Lichtstrahlverlauf in der Querschnittsebene
des Massivkörpers 13 nach Fig. 2 ebenfalls im wesentlichen gelten. Dieser Kegelöffnungswinkel
kann jedoch oft auch größer oder kleiner als dargestellt sein, vorzugsweise ca.
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25 bis 350 betragen.
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Die Lampe 11 bildet hier eine punktförmige Lichtquelle. Sie kann insbesondere
eine Glühlampe sein.
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Der Reflektor 19 und die Lampe 11 sind wiederum in einem Gehäuse 12
angeordnet, an dessen Unterseite der Massivkörper 13 angeordnet ist.
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Da es sich bei erfindungsgemäßen Leuchten um Notleuchten handelt,
kann zweckmäßig Batterieversorgung oder, besonders vorteilhaft, kombinierte Netz-
und Batterieversorgung ihrer Lampen mit elektrischem Strom vorgesehen sein. In letzterem
Fall wirddie Lampe normalerweise mit Netz strom gespeist. Doch weist sie eine vorzugsweise
wiederaufladbare Batterie für Notstrombetrieb auf, die bei Ausfall der Netzspannung
die Versorgung der Lampe mit Speisestrom übernimmt und bei Vorliegen von Netzspannung
ggfs. wieder aufge-
laden werden kann.
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Bei einer nichtdargestellten Abwandlung der in Fig. 1 und 2 dargestellten
Leuchte sind die Lichtaustrittsflächen nicht eben, sondern schwach konvex oder konkav
gewölbt oder es kann in manchen Fällen auch vorgesehen sein, daß auf jeder der beiden
Längsseiten des zylindrischen Massivkörpers mehrere zueinander geneigte ebene Flächen
als Lichtaustrittsflächen übereinander angeordnet sind. Wie erwähnt, ist es auch
möglich, den zylindrischen Massivkörper mit trapezförmigen Profil vorzusehen.
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Die Notleuchte gemäß der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 kann oft
dadurch zweckmäßig abgewandelt werden, indem anstelle des kegelförmigen Massivkörpers
ein kegelstumpfförmiger Massivkörper oder ein pyramidenförmiger Massivkörper eingesetzt
wird.
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Bei einem kegelstumpfförmigen Massivkörper kann die untere ebene Stirnfläche
- wie auch im Falle des oben beschriebenen zylindrischen Massivkörpers mit trapezförmigen
Profil - ebenfalls als eine Lichtaustrittsfläche dienen, die mit mindestens einem
mindestens ein Rettungszeichen aufweisenden oder bildenden Belag versehen ist oder
diese untere Fläche kann lichtdicht abgeschlossen sein, wobei sie in letzterem Falle
vorzugsweise zur Einsparung von Licht verspiegelt sein kann.
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Bei den Notleuchten nach den Fig. j bis 4 treffen mehr als 50% des
Lampenlichtstromes bei ihrem ersten Auftreffen auf Grenzflächen Massivkörper/Belag
unter solchen Totalreflexionswinkeln auf, daß die dabei totalreflektierten Strahlenanteile
bei ihrem anschließenden zweiten Auftreffen auf Grenzflächen Massivkörper/ Belag
wieder unter Totalreflexionswinkeln auftreffen und erst das danach erfolgende dritte
Auftreffen auf eine Grenzfläche Massivkörper/Belag nicht mehr unter Totalreflexionswinkeln
erfolgt. Es handelt sich um das gesamte von Reflektor 19 reflektierte Licht wie
auch um einen Teil des von der Lampe 11 direkt zur Lichteintrittsfläche 14 des Massivkörpers
13 ausgestrahlten Lichtes.
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Dieser Lichtanteil macht bei seinem Auftreffen auf die Lichteintrittsfläche
14 dieses bevorzugten Ausführungsbeispieles sogar wesentlich mehr als 50% des Lampenlichtstromes
aus, besonders zweckmäßig mindestens 70%, bevorzugt mindest.75%.
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Die verbleibende restliche Lichtleistung wird zum größten Teil so
in den Massivkörper 13 eingestrahlt, daß sie nur einmal unter Totalreflexionswinkeln
auf die Grenzfläche Massivkörper/Belag auftrifft.Der noch verbleibende geringe Restanteil
der Gesamtlichtleistung wird in den Massivkörper 13 so eingestrahlt, daß er auf
die Grenzflächen Massivkörper/Belag überhaupt nicht unter Totalreflexionswinkeln
auftrifft.
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Es wird also bei diesen Notleuchten der Effekt, daß ein Lichtstrahl,
der vom Inneren des Massivkörpers aus unter einem Totalreflexionswinkel auf die
Grenzfläche Massivkörper /Belag auftrifft, nur zum Teil gemäß dem Totalreflektionswinkel
totalreflektiert
wird und der restliche Teil den Belag 16 zu dessen
Durchleuchtung beaufschlagt und dabei auch zum Teil wieder reflektiert wird, für
die Vergleichmäßigung der Ausleuchtung des oder der Beläge ganz wesentlich ausgenutzt.
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Man kann oft zweckmäßig auch vorsehen, daß der gesamte oder nahezu
der gesamte von der Lampe ausgesandte Lichtstrom auf die Grenzflächen Massivkörper/Belag
zweimal unter Totalreflexionswinkeln auftrifft.
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Dies läßt sich bei den Notleuchten nach den dargestellten Ausführungsbeispielen
auf einfache Weise dadurch erreichen, indem die Glaskolben der Lampen untenseitig
in solchem Umfange verspiegelt sind, daß das gesamte oder nahezu das gesamte Lampenlicht,
bezogen auf die jeweilige Lampe, zum Reflektor gestrahlt wird.
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Bei den in der Zeichnung dargestellten Notleuchten 10,10' erstrecken
sich die Beläge 16 über die volle Höhe und Breite der beiden Lichtaustrittsflächen
15 des Massivkörpers 13 (Fig. 1,2) bzw. über den gesamten Umfang des kegelförmigen
Massivkörpers 13 (Fig. 3,4).
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Es ist-jedoch auch möglich, vorzusehen, daß sich der oder diese Beläge
nur über einen oder mehrere Teilbereiche der jeweiligen Lichtaustrittsfläche erstrecken.
Bspw. kann bei der Ausführungsform nach Fig. 1,2 oft zweckmäßig auch vorgesehen
sein, daß die Beläge im Abstand oberhalb der unteren Längskante 23 des prismenförmigen
Massivkörpers 13 enden, so daß an den dann nicht bedeckten Bereichen der Lichtaus-
trittsflächen
15 des Massivkörpers 13 Licht zur Beleuchtung des diese Notleuchte 10 enthaltenden
Raumes, Flures oder dergl. austreten kann, nämlich solche Lichtanteile, die auf
diese nicht von Belägen bedeckten Bereiche der Lichtauftrittsflächen unter Winkeln
zu den Flächennormalen auftreffen, die kleiner als die Grenzwinkel der Totalreflexion
sind.
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