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Rollfeldleuchte, insbesondere für elektrische Lichtquellen Gegenstand
des Patents 668 111 ist eine Rollfeldleuchte, insbesondere für elektrische
Lichtquellen, welche einen LicIftfächer von geringer H#öhe und großer Breitenstreuung
erzeugt, dessen obere Begrenzung so scharf ist, daß der Pilot eines auf dem beleuchteten
Rollfeld rollenden Flugzeuges nicht geblendet wird, weil sich seine Augen über derGrenze
des Lichtfächers der Rollfeldleuchte befinden. Dieser scharf begrenzte Lichtfächer
wird dadurch erzeugt, daß durch mehrere nebeneinander um die Lichtquelle angeordnete
Kondensorlinsen mit kurzer Brennweite, ein schmaler leuchtender Streifen erzeugt
und dieser Streifen durch eine Linse mit großer Brennweite in den Außenraum über
dem Rollfeld scharf abgebildet wird. Die von diesen Kondensorlinsen, die kranzförmig
um die Lichtquelle angeordnet sind, austretenden Lichtbündel werden durch Spiegel
oder Umlenk-prismen alle auf die gleiche Projektionslinse mit großer Brennweite
gelenkt. Die Brennweite der Kondensorlinsen wird vorteilhaft so bemessen, daß auf
der Projektionslinse ein vergrößertes, die Projektionslinse ausfüllendes Bild der
Lichtquelle entsteht. Um zu vermeiden, daß zwischen den im Außenxaum erzeugten Bildern
der einzelnen Kondensorlinsen dunkle Zwischenräume verbleiben, kann die Projektionslinse
aus zwei Linsenteilen bestehen, deren Mittelpunkte gerade so weit auseinandergerückt
sind, daß die hellen Stellen des durch den einen Linsenteil erzeugten Bildes auf
die dunklen Stellen des durch den anderen Linsenteil erzeugten Bildes fallen.
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Sollen mit einer derartigen Leuchte sehr große Rollfelder mit Durchmessern
bis zu 2 km oder mehr, wie sie bei modernen Flugplätzen vorkorrimen, beleuchtet
werden, so reicht die Breitenstreuung der den Gegenstand des Hauptpatents bildenden
Rollfeldleuchte nicht mehx aus. -Gemäß der Erfindung wird die Breitenstreuung unter
vollständiger Beibehaltung aller Vorteile des Gegenstandes des Hauptpatents dadurch
vergrößert, daß der schmale leuchtende Streifen, der durch eine Scheinwerferlinse
mit großer Brennweite scharf abgebildet wird, durch mehrere Lichtquellen erzeugt
wird, deren jede von mehreren Kondensorlinsen mit kurzer Brennweite umgeben ist,
so daß also mehrere der in der Einleitung beschriebenen Kondensorsysteme so nebeneinander
angeordnet
werden, daß sie alle dieselbe Projektionslinse bzw. dieselbe Komr bination zweier
Teillinsen ausleuchten. Hat die Projektionslinse ein ödnungsverhältm##,.# Durchmesser
zur Brennweite von etwa das sich für derartige Einrichtungen gut währt hat, so kann,
ohne daß die o Begrenzung des erzeugten Lichtfächers unscharf wird, mit der Seitenstreuung
bis zu einem Winkel von etwa, 2o' gegangen werden. Zu diesem Zweck sind zur Erzeugung
des leuchtenden Streifens vier bis sechsKondensorsysteme nebeneinanderanzuordn#en.
Besteht jedes Kondensorsystein aus drei Linsen, so entsteht also, von der Stelle
der Projektionslinsie aus betrachtet, eine Reihe von 12 bzw. 18 durch dunkle
Zwischenräume getrennten Feldern, die gemäß dem Patent 668 111 durch eine
aus zwei Teilen zusain7 mengesetzte Projektionslinse, bei der die Mittelpunkte der
Linsenteile um die Breite der leuchtenden Felder auseinandergerückt sind, abgebildet
werden.
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Um eine gleichmäßige Helligkeit in dem erzeugten Lichtfächer zu erhalten,
müssen die dunklen Zwischenräume zwischen diesen hellen Feldern genau die gleiche
Breite haben wie die hellen Felder selbst, d.h.die einzelnen Kondensorsysteme müssen
in solchen Abständen nebeneinander angeordnet sein, daß zwischen zwei nebeneinanderliegenden
Kondensorsystemen ein dunkler Zwischenraum verbleibt, dessen Breite gleich ist der
Breite der hellen und dunklen Zonen innerhalb des einzelnen Kondensorsystems.
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Zur Beleuchtung eines Rollfeldes werden vorteilhaft die Leuchten kreisförmig
um das Rollfeld angeordnet, und zwar in solchen Abständen, daß die äußeren Begrenzungen
der von zwei benachbarten Leuchten ausgehenden Lichtfächer annähernd parallel sind,
so daß durch zwei nebeneinanderliegende Leuchten eine Landebahn von gleichmäßiger
Breite ausgeleuchtet wird. Werden rund um das Rollfeld ii Leuchten angeordnet, so
muß, damit diese Bedingung erfüllt ist, derwaagerechte öffnungswinkel der Lichtbündel
2#0-0 11 betragen, Bei einer Breitenstreuung des Lichtfächers von2o' ergibt sich
umgekehrt daraus, daß rund um das Rollfeld 18 Leuchten angeordnet werden können.
Dabei verbleiben aber zwischen den einzelnen LeiLichten dreieckförmige unbeleuchtete
Flächen, wodurch die als Rollfeld zur Verfügung stehende erleuchtete Fläche innerhalb
des Kreises der Rollfeldleuchten merklich verkleinert wird. Um auch diese unbeleuchteten
Flächen noch teilweise zu beleuchten und damit die als Rollfeld bei Nacht zur Verfügung
stehende Fläche zu vergrößern, kann gemäß der weiteren Erfindung noch eine zusätzliche
Einrichtung angebracht werden, durch welche das von den Kondensorsystemen noch nicht
äu,-#genutzte, von der Lichtquelle nach oben Jü#gestrahlte Licht ausgenutzt wird.
Zu die-Zweck w erden oberhalb der Lichtquel-Wn 'der einzelnen Leuchtsysteme Linsen
mi, verhältnismäßig 'kurzer Brennweite und Umlenkspiegel oder Prismen angeordnet.
Neben den zur Abbildung der bereits beschriebenen Kondensorsysteme dienenden Projektionslinsen
werden dann noch weitere Projiektionslinsen, die etwas kleiner sein können, angeordnet,
auf denen die oberhalb der Lichtquelle angeordnet-en 'Linsen die Lichtquelle abbilden
und die von den leuchtenden Flächen dieser Linsen im Außenraum Bilder erzeugen,
die sicli seitlich an die Bilder anschließen, die den eigentlichen Lichtfächer des
Scheinwerfers bilden. In den folgenden AusfÜhrungen werden die durch dieses zuletzt
genannte System erzeugten Lichtbündel als. Nebenlichtbündel und die zugehörigen
Linsen und Kondelisorsysteme als Nebenlinsen und Nebenkondensorsysteme bezeichnet,
im Gegensatz zu dem durch die Hauptlinsen und.Hauptkondensorsysteme erzeugten Hauptlichtbündel.
Da durch die Nebenlichtbündel ein zu beiden Seiten des Hauptlichtbündels liegender
Raum ausgeleuchtet werden soll, werden vorteilhaft an jeder Leuchte zwei Nebenlinsen
so angeordnet, daß die rechte Nebenlinse die auf der linken Seite liegenden Nebenkondensoren
und die linke Nebenlinse die auf der rechten Seite liegenden Nebenkondensoren abbildet.
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Die Abbildungen zeigen ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der
Erfindung. In Abb. 1, 2 und 3 ist eine Rollfeldleuchte im senkrechten
. und horizontalen Längsschnitt und in der Vorderansicht dargestellt. In
dem Gehäuse I sind in der Vorderwand die aus zwei Teilen bestehende Hauptprojektionslinse
2 und die Nebenprojektionslinse 3, 4 angeordnet. In# rückwärtigen Teil des
Ge-
häuses befinden sich sechs Kondensorsysteme, die je aus einer Lichtquelle
5, drei kurzbrennweitigen Linsen 6, einem Kugelspiegel 7 und
zwei Umlenkprismen --, 6 bestehen. Um eine völlig scharfe Begrenzung sowohl
zur Erzeugung der oberen und unteren Grenze des Lichtfächers als auch zur Erzeugung
scharfer Grenzen der einzelnen Lichtfelder gegeneinander zu erzeugen, sind vor diesen
Kondensorsystemen Blenden 8 angeordnet, die für jedes von einer Kondensorlinse
ausgebende Lichtbündel eine rechteckige öffnung 9 aufweisen. Abb. 4 zeigt
die Vorderansicht dieser Blenden von der Stelle der Linse 2 gesehen. Die Kondensorsysteme
können durch geeignete Mittel, beispielweisc,
wie schematisch angedeutet,
durch Justierschrauben i o, 'so eingestellt werden, daß die Zentralstrahlen der
von ihnen ausgehenden Lichtbündel auf die Mitte der Projektionslinse 2 gerichtet
sind. Der Winkel zwischen den von der Mitte der Linse 2 nach 'den Enden der Reihe
von leuchtenden Feldern,9 Uezogenen Randstrahlen ii und damit der horizontale Ausbreitungswinkel
des Lichtfächers beträgt ungefähr 20'. Es hat sich gezeigt, daß, wenn als Projektionslinse
eine l# ZD -unkorrigierte Linse verwendet werden soll, dieser Winkel nicht -wesentlich
überschritten werden kann. Durch Verwendung korrigierter Linsen könnte zwar dieser
Winkel noch vergrößert werden, die Leuchte würde jedoch sehr verteuert.
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Die Maximallichtstärke ist nur in den Teilen des Lichtbündels erforderlich,
die am weitesten von der Leuchte entfernt auf das Rollfeld treffen, während in den
Teilen des Lichtbündels, die in geringerer Entfernung von der Leuchte auf das Rollfeld
treffen, zur Erzielung der erforderlichen Bel#euchtungsstärke eine geringere Lichtstärke
ausreichen würde. Eine solche Abnahme der Lichtstärke innerhalb des Lichtbündels
von oben nach unten ist sogar, um. eine mög,-lichst gleichmäßige Beleuchtung zu
erzielen, wünschenswert. 'Um diese Abnahme der Lichtstärke zu erzielen, kann der
von der Leuchte ausgehende Lichtfächer nach unten etwas auseinandergezogen werden,
was außerdem noch den weiteren Vorteil hat, daß die Stelle, an der der Lichtfächer
den Boden erreicht, näher an die Leuchte heranrückt. Dieses Auseinanderziehen desLicht.
fächers kann beispielsweise dadurch bewirkt werden, daß vor den Blenden8 ein prismatischer
Glaskörper28 angeordnet wird, der die ihn durchsetzenden Lichtstrahlen parallel
zu sich selbst verschiebt, und zwar uni so mehr, je weiter der Lichtstrahl
nach oben vom Mittelstrahl entfernt ist. Vorteilhaft wird dieser Glaskörper so angeordnet,
daß die untereHälftederBlendenöffnungg frei bleibt. Auf diese Weise wird erreicht,
daß das von dem unteren Teil der Blendenöffnungeng kommende, die entferntesten Teile
des Rollfeldes treffende Licht in seiner Lichtstärkunverändert bleibt, während das
von dem oberen Teil der Blendenöffnungeng kommende Licht auseinandergezogen wird
und dadurch die untere Begrenzung des- Lichtbü,ndels sich weiter vom Mittelstrahl
entfernt, wobei gleichzeitig die Lichtstärke im unteren Teil des Lichtbündels nach
unten zu abnimmt.
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Durch die aus den Linsen6, den Hohlspiegeln7 und den Prismen26 bestehenden
Hauptkondensorsysteme wird das von der Lichtquelle 5 nach oben ausgestrahlte
Licht in einen Winkelbereich von etwa 6o' noch nicht ausgenutzt. Zur Erzeugung der
bereits erwähnten Nebenlichtbündel wird dieses nacli oben ausgestrahlte Licht von
einer Linse i --
aufgenommen, deren Brennweite und Ab-
stand von der
Lichtquelle so gewählt ist, daß sie auf der Linse 3 bzw. 4 ein Bild der Lichtquelle
erzeugt. Zur Umlenkung dervon der Linse 12 ausgehenden Lichtstrahlen dient ein Spiegel
13. An Stelle des Spiegels 13
könnte selbstverständlich auch
ein total reflektierendes Prisma verwendet -werden. In diesem Fall könnten die Linse
12 und das total reflektierende Prisma, wie Abb. 6 zeigt, zu einem einzigen
Glaskörper vereinigt werden. Um auch den Nebenlichtbündeln eine völlig scharfe.
Begrenzung nach oben zu geben, ist auch in dem das Nebenlichtbündel erzeugenden
Strahlengang eine Blende 14 eingeschaltet, die von den Linsen3 bzw.4 in den Außenraum,
scharf abgebildet wird. Die Linsen 12 werden vorteilhaft so breit gewählt, daß sie
unmittelbar aneinander anschließen, so daß sie, von der Stelle der Nebenlinse
3 bzw. 4 aus im Spiegel 13 gesehen, als zusammenhängender leuchtender
Streifen erscheinen.
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Wie bereits erwähnt, sollen sich die.Nebenlichtbündel 15, 16,
wie Abb. 5 zeigt, an das Hauptlichtbündel 17 lückenlos anschließen.
Um dies zu erreichen, müssen die Mittelpunkte der Linsen3 bzw.4 von dem Mittelpunkt
der Linse2 einen solchen Abstand haben, daß die dem Hauptlichtbündel zugewendeten
seitlichen Begrenzungen 18 bzw. ig der Nebenlichtbündel parallel den ihnen zugewandten
seitlichen Grenzen 2o bzw. 2 1 des Hauptlichtbündels sind. Diese Bedingung ist erfüllt,
wenn die von der Mitte der Kondensorsysteme nach den Mitten der Nebenlinsen gezogenen
Strahlen parallel zu den von der Mitte der Linse 2 nach den Enden des Kondensorsystems
gezogenen Linien i i verlaufen. Durch jede der Linsen 3
bzw. 4 wird das von
je drei auf der entgegengesetzten Seite der Leuchte liegenden Systemen kommende
Licht aufgenommen. Um Verzerrungen des durch die Nebenlinsen 3, 4 erzeugten
Bildes der Kondensoröffnung zu vermeiden, werden die Nebenlinsen vorteilhaft etwas
schräg zur Vorderseite der Leuchten, und zwar mindestens annähernd senkrecht zum
Mittelpunkt des die betreffende Nebenlinse durchsetzenden Lichtbündels, angeordnet.
Um die Lichtbündel genau auf die Mitten der Linsen 3 bzw. 4 zu lenken, sind
die Spiegel 13, wie schematisch angedeutet, durch Justierschrauben 22 o. dgl. einstellbar.
Um zu verhindern, daß Licht aus dem Hauptkondensorsystern die
Hauptlinsen
trifft, werden vorteilhaft zwischen dem Haupt- und dem Nebenstrahlengang Blenden25
vorgesehen.
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Abb.7 zeigt die Anordnung der Leuchten um das Rollfeld. Entsprechend
dem angenommenen Winkel des Hauptlichtbündels von --o' sind insgesamt 18 Leuchten
kreisförrnig um das Rollfeld angeordnet. Die zweigleichzeitig eingeschalteten riebeneinanderliegenden
Leuchten erzeugen dann einen hellen Streifen mit parallelen seitlichen Begrenzungen.
Von der Leuchte bis zu den Stellen23bleibt der Boden unbeleuchtet, da erst in dieser
Entfernung vor- der Leuchte die untere Grenze des Strahlenbündels den Boden erreicht.
Die Leuchten werden also vorteilhaft so weit hinter dem Rand des Rollfeldes aufgestellt,
daß die Stelle23 auf die Grenze des Rollieldes fällt. Wie die Ab-
bildung
erkennen läßt, werden die dreieckigen RäUMe24, die zwischen zwei Leuchten dunkel
bleiben würden, soweit sie in das Rollfeld hineinragen, durch die Nebenlichtbündel
aufgehellt. Diese Nebenlichtbündel haben zwar eine geringere Helligkeit als das
Hauptlichtbündel; da sie aber nur Stellen erleuchten sollen, die verhältnismäßig
nahe an der Leuchte liegen, ist diese Hel-
ligkeit durchaus ausreichend.
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Da durch die beschriebenen Leuchten dank der scharfen oberen Begrenzung
des Lichtbündels eine Blendungsgefahr auchdann nicht besteht ' wenn der Flugzeugführergegen
die Strahlenrichtung blickt, können neben den beiden in Flugrichtung leuchtenden
auch die beiden gegen die Flugrichtung leuchtenden Leuchten eingeschaltet werden.
Abgesehen davon, daß dadurch der auf dem Rollfeld erzeugte leuchtende Streifen bis
zur gegenüberliegenden Seite des Rollfeldesausreichend hell beleuchtet wird, hat
diesn Anordnung noch einen weiteren Vorteil. Bekanntlich wird nämlich selbst bei
einer sorgfältig geebneten Fläche bei streifendem Lichteinfall der Eindruck erweckt,
als ob die Fläche starke Unebenheiten aufwi#es#e, da jede kleinste Erhebung einen
langen Schlagschatten wirft. Wird das Rollfeld dagegen von gegeneinander gerichteten
Leuchten beleuchtet, so werden die durch das von der einen Seite kommende Licht
erzeugten Schlagschatten durch das von der anderen Seite kommende L3icht aufgehellt,
so daß diese störende Erscheinung in Wegfall kommt.
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Selbstverständlich können erforderlichenfalls außer, wie in Abb
- 7 gezeigt, # vier einen hellen Streifen erzeugenden Leuchten auch noch
mehr Leuchten gleichzeitig eingeschaltet werden, wodurch dann eine vollständige
Beleuchtung des Rollfeldes erzielt würde. In den meisten Fällen wird jedoch die
Einschaltung von vier Leuchten vollkommen ausreichen.
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Bei besonders großen Flugplätzen -wird unter Umständen auch. die Reichweite
der beschriebenen Leuchten nicht mehr ganz ausreichen. Eine Vergrößerung der einzelnen
Leuchten durch Wahl stärkererLichtquellen, die entsprechend größer würden,und dieAnwendung
entsprechend größererLinsensysteme würde die ganze Leuchte unverhältnismäßig verteuern.
Um dies zu vermeiden, wird es in solchen Fällen vorteilhaft sein, mehrere den gleichen
Winkel ausleuchtende Leuchten nebeneinander in ein gemeinsames Gehäuse einzubauen.
Dabei werden diese Leuchten vorteilhaft so angeordnet, daß sich die oberen Begrenzungen
der Lichtbündel genau decken, während die seitlichen Blegrenzungen um kleine Winkelbeträge
voneinander abweichen, so daß dadurch die übergänge zwischen den Haupt- und Nebenlichtbündeln
sowie der Übergang an der Grenze des beleuchteten Streifens vom Hell zum Dunkel
etwas gemildert werden.