Einrichtung zur Beleuchtung einer ebenen Fläche. Besonders in der neueren Architektur wird häufig indirekte Beleuchtung für Wohn räume oder dergleichen benutzt. Einer der wichtigsten Vorteile eines solchen Systems ist der, dass die Schattenwirkung praktisch ganz in Fortfall kommt, da als scheinbare Licht quelle eine von einer oder mehreren Licht quellen beleuchtete Fläche des Raumes, zweckmässig die Decke, wirksam ist. Die zur Beleuchtung des Raumes dienenden Licht strahlen kommen somit anscheinend aus einer Fläche und nicht aus einem bestimmten leuchtenden Teil von beschränkten Abmes sungen.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ein richtung zur Beleuchtung einer ebenen Flä che mit einer in einer Armatur angeordneten Glühlampe, wobei die beleuchteten Flächen teile mit um so grösserer Kerzenstärke ange strahlt werden, je weiter sie von der Armatur entfernt sind.
Diese Vorrichtung ist da durch gekennzeichnet, dass die Glühlampe einen als Umdrehungskörper ausgebildeten teilweise verspiegelten Kolben und einen zwi schen dem verspiegelten Kolbenteil und der Umdrehungsachse des Kolbens gelegenen Glühkörper aufweist, und dass die Umdre hungsachse rechtwinklig zur Fläche steht, das Ganze derart, dass zumindestens in der Schnittlinie der Symmetrieebene der Kol- benverspiegelung mit der Fläche,
der von der Armatur entferntere beleuchtete Flächenteil von dem durch den verspiegelten Kolbenteil reflektierten Licht und der nähere beleuch tete Flächenteil praktisch nicht von diesem Licht, sondern von dem von der Armatur reflektierten Licht beleuchtet wird, wobei die Armatur wenigstens die von der Lampe ausgehenden, nicht gegen die Fläche gerich teten Lichtstrahlen abfängt, deren rückwär tige Verlängerungen einen Winkel von mehr als 40 mit der Fläche bilden.
Die Anmelderin ist zu der Erkenntnis ge langt, dass die bisher bekannten Vorrichtun gen für indirekte Beleuchtung den grossen Nachteil zeigten, dass in der anscheinend als lichtausstrahlender Teil wirkende Fläche (die Decke) viel zu grosse Unterschiede in der Beleuchtungsstärke auftreten, was sich zum Beispiel in Streifen und Flecken bemerkbar macht. Dieser Nachteil kann dadurch vermin dert werden, dass die Kolbenverspiegelung und die vorzugsweise diffus reflektierende Innen seite der Armatur in der oben angegebenen "reise zusammenarbeiten.
Von der Natur des Beleuchtungssystems selbst wird es abhängen, wie man die Unter schiede in der Beleuchtungsstärke in andern Richtungen als in der Richtung der Schnitt linie der Symmetrieebene der verspiegelten Kolbenfläche mit der zu beleuchtenden Flä che wählt. Für den Fall. dass ein gewisser Flächenteil mit nur einer Lampe beleuchtet wird, wird man darnach trachten. die Unter schiede in der Beleuchtungsstärke in allen Richtungen klein zu halten. In den meisten Fällen jedoch wird eine bestimmte Fläche mit mehreren in einer Reihe angeordneten Licht quellen beleuchtet.
In diesem Fall werden die von jeder der Lichtquellen auf der Fläche herbeigeführten Lichtflecken einander seit lich überlappen, und man wird offenbar dar nach trachten, zu bewirken, dass in seitlicher Richtung die von einer Lampe herrührenden Beleuchtungsstärken siel: mehr ändern a', in der Richtung der Schnittlinie der Symme trieebene der Kolbenverspiegelung mit der zu beleuchtenden Fläche.
Bei Systemen für indirekte Beleuchtung ist es von Wichtigkeit, dass ein Beobachter, der sich in dem beleuchteten Raum befindet und auf dein Fussboden steht. die von der Lichtquelle ausgehenden Strahlen jedenfalls nicht störend empfindet. das heisst dass keine Blendung eintreten kann. Es ist. von der An- melderin gefunden worden, dass dies erreicht wird, wenn erfindungsgemäss die Armatur wenigstens die von der Lampe ausgehenden, nicht gegen die Fläche gerichteten Licht strahlen abfängt, deren rückwärtige Verlän gerungen einen 'N@Tinkel von mehr als 40 mit der Fläche bilden.
Der für Licht durchlässige Kolbenteil ist vorteilhaft so ausgeführt, dass er die aus- tretenden Lichtstrahlen streut. Dies hat eine praktisch flecken- und bilderfreie Beleuch tung der anzustrahlenden Decke zufolge. Konstruktiv einfach ist es bei diesem Aus führungsbeispiel, die Armatur im wesent lichen aus einem Bodenteil und einer schräg zu diesem Boden angeordneten Wand zusam inenzubauen. Die Wand der Armatur kann aus einem durchscheinenden und lichtzerstreuen- den Stoff. wie z. B. mattes Glas, hergestellt sein. Ein Beobachter kann in diesem Falle die Lichtquelle diffus durch den Vorderteil der Armatur hindurch wahrnehmen, ohne dass dies störend ist.
Anderseits ist es aber auch möglich, den Vorderteil der Armatur aus einem für Licht undurchlässigen Stoff, wie z. B. Holz oder Metall, herzustellen. Es ist empfehlenswert, die Armatur so auszu führen, dass ihr Bodenteil die Lampenfassung trägt. Damit die Armatur für verschiedene Aufhängehöhen geeignet ist, und man im stande ist, die Lage der Lampe in bezug auf die Armatur den Umständen anzupassen, empfiehlt es sich, die Lampenfassung ver stellbar in der Armatur anzubringen.
Eine der Ausführungsformen der Arma tur weist eine ebene Vorderwand und einen ebenen Bodenteil auf, die an den kürzeren Kanten mittels Seitenwänden verbunden sind. Bei einer andern Ausführungsform ist die Vorderwand gekrümmt ausgebildet und an einem im wesentlichen ebenen Bodenteil be festigt.
Es ist von der Anmelderin gefunden wor den, dass sich eine besonders gute Lösung der Beleuchtung dadurch erzielen lässt. dass erfindungsgemäss der Kolben als ein Umdre hungskörper bezw. Rotationskörper ausgebil det wird, der durch Umdrehung einer zum Beispiel aus Zweigradskurven bestehenden Rotationslinie (zweckmässig Parabelteilen) um eine Achse entstanden ist, die zur be leuchteten Fläche senkrecht steht.
Bei einer Glühlampe mit Kolbenhals kann derselbe auf verschiedene Weise am Kolben- körper befestigt werden. Es ist zum Beispiel möglich, diesen Hals in der Längsachse des Kolbens anzuordnen. Ist es jedoch erwünscht, der Armatur eine möglichst kleine Höhe zu geben, so kann man die Anordnung treffen; dass der Kolbenhals seitlich am Rotations körper angebracht ist.
In den Fig. 1 und 2 ist ein bekanntes System für Deckenbeleuchtung in Seiten ansicht und Draufsicht dargestellt. Es sind an der Seitenwand 1 eines Raumes mehrere parabolische Reflektoren 3 mit in ihnen an gebrachten Glühlampen 4 angeordnet. Die Achsen<I>A. A</I> der Reflektoren liegen derart, dass sie einen Winkel h von der Grössenord nung von 15 mit der Decke einschliessen, so dass die Lichtbündel die Decke schräg be leuchten.
Auch sind in den Fig. 1 und 2 die Licht- \erteilungskurven 6 der von den Reflektoren 3 gebündelten Lichtstrahlen dargestellt. In beiden Projektionen besitzen diese Bündel eine ähnliche Kurvenform. Bekanntlich hat man sich praktisch nur mit dem gebündelten Licht beschäftigt; das direkt von der Lampe kommende Licht, das nicht von den Reflek toren gebündelt wird, ist praktisch vernach- lässigbar. An der Stelle der Decke, wo sie vom Lichtbündel getroffen wird, entsteht ein Lichtfleck.
Dieser Lichtfleck 7 ist bei der gewählten Anordnung ellipsenförmig und in Fig. 2 von der strichpunktierten Linie be grenzt. Besonders aus Fig. 2 lä.sst sich er kennen, dass ein ganz grosser Teil der Decke unbeleuchtet bleibt. Die hellen Flecken 7 schliessen sich seitlich allerdings zusammen, was sich durch richtige Wahl der Entfer nung C erzielen lässt; zwischen den Flecken 7 und der lotrechten Wand 1 des Raumes .liegt eine Zone, die wesentlich dunkler als die Flecken ist. Auf der rechten Seite der Flecken 7 (Fig. 2) tritt der gleiche Übelstand auf.
Wesentlich vorteilhafter wird der Zu stand, wenn für die Beleuchtung der eine ebene Fläche bildenden Decke 5 in Fig. 3 die Beleuchtungsvorrichtung 8 angewendet wird. Diese sowie die folgenden Figuren -neigen ein Ausführungsbeispiel mit Detail varianten der erfindungsgemässen Einrich tung. In Fig. 3 ist an der Seitenwand 1 des Raumes eine Armatur 2 befestigt, in der die Glühlampe 9 angebracht ist. Der Kolben der Glühlampe ist hier der Einfachheit halber als eine lotrechte Ellipse gezeichnet, er kann aber auch einen andern Umdrehungskörper bilden.
Durch entsprechende Wahl der Form der Kolbenwand und der auf ihr angebrachten Verspiegelung, worüber im folgenden noch ein Weiteres ausgeführt wird, wird erreicht, dass die Lichtverteilungskurve in einer lot rechten Ebene die in Fig. 3 dargestellte Form annimmt.
An Hand der Fig. 4 wird die Form dieser Lichtverteilungskurve eingehender nachge prüft.
In dieser Figur ist mit 5 wieder die Decke des Raumes bezeichnet, während die Lampe mit 9, die Lichtverteilungskurve mit 10 be zeichnet ist. Wie in den Fig. 1 und 2 ist diese Lichtverteilungskurve mit Hilfe eines Polarkoordinationssystems gewonnen worden. Der Punkt 0 (oder Mittelpunkt des Kolbens) gilt als Pol.
Diese Kurve zeigt, dass die Lichtstärkevektoren, die einen verhäfnis- mässig grossen Winkel mit der waagrechten Linie BB einschliessen, wesentlich kleiner sind als die, bei denen der Winkel zwischen dem betrachteten Lichtstärkenvektor und der Linie BB kleiner ist. Dies hat zur Folge, dass die Teile der Decke, die einen grossen Ab stand von der Lampe haben, mit wesentlich grösseren Lichtstärken beleuchtet werden, als die Teile der Decke, die in unmittelbarer Nähe der Lampe liegen. Hierdurch wird erzielt, dass die Decke eine ziemlich gleichmässige Be leuchtungsstärke auf ihrer ganzen beleuch teten Oberfläche erhält.
Auch in der Breitenrichtung ist die Licht verteilung wesentlich vorteilhafter als bei den üblichen Anordnungen; Fig. 5 zeigt, dass die Breite des ausgestrahlten Lichtbündels wesentlich grösser ist als die, welche durch die Reflektoren 3 in den Fig. 1 und 2 erhal ten wird. Hierdurch ist die Möglichkeit ge geben, die verschiedenen Lichtquellen in we sentlich grösserer Entfernung voneinander an zuordnen, als bei den bekannten Decken beleuehtungssystemen.
In Fit>--. 6 ist der Lichtfleck, der auf einer zur Kolbenlängsachse senkrechten Fläche ent steht, schaubildlich dargestellt. Diese Fläche ist mit 5 bezeichnet und kann zum Beispiel durch die Decke aus Fig. 3 gebildet werden, welche Decke immer senkrecht zur Kolben längsachse anzuordnen ist. Die Lampe ist mit 9 bezeichnet, die Kolbenlängsachse mit Z-Z, die zugehörige Armatur ist der Übersichtlich keit halber weggelassen. Es ist zu bemerken, dass unter Kolbenlängsachse die Längsachse des Kolbenkörpers ohne Hals zu verstehen ist. Der Hals kann an verschiedenen Stellen am Kolben befestigt sein. Der verspiegelte Teil des Kolbens ist mit 25 bezeichnet.
Die Symmetrieebene dieser Verspiegelung ist die Ebene ZOX und geht somit durch die Längs achse. Auf der Fläche 5 entsteht zufolge der Lampe ohne Armatur ein Lichtfleck 26. in dem das mit doppelter Schraffierung bezeich nete Gebiet in und neben der Linie X-X liegt.
Dieses Gebiet weist innerhalb der Zone, die von den Schnittlinien S, und S.= begrenzt wird, höchstens Beleuchtungsstärkenunter- schiede von der Grössenordnung von 10 : 1 auf, wobei die grössten Beleuchtungsstärken in dem der Lampe zunähst liegenden Teil des doppelschraffierten Gebiets vorkommen.
Die Linien S,, @@2 sind die Schnittlinien der Fläche 5 mit zwei geraden Kreiskegelmän- teln, deren Achse mit der Kolbenlängsachse Z-Z zusammenfällt, deren Scheitel im Mit telpunkt des Kolbens 9 liegt und deren Scheitelwinkel beim einen 40 , beim andern 150 beträgt. Diese Kegelmäntel sind also entstanden durch Umdrehung der Linien L, und L., um die Achse Z-Z, welche Linien Winkel von 20 bezw. 75 mit dieser Achse einschliessen.
Das einmal schraffierte Gebiet der Fläche 5 innerhalb eines einen Scheitel winkel von<B>90'</B> aufweisenden, symmetrisch in bezug auf die Symmetrieebene der Kolben- verspiegelimg liegenden Kreisringsektors, der von den erwähnten Schnittlinien S, und S" der Kegelmäntel und von den in der Fläche 5 liegenden und Winkel von 45 mit der Achse X-X einschliessenden Linien L3 und L., begrenzt wird, Reist Beleuchtungsstärken- untersehiede von höchstens 20 : 1 auf.
Es wird jetzt noch an Hand der Fig. 3 die Anordnung der Lichtquelle im von der Decke 5 begrenzten Raum betrachtet. Die beiden Seitenwände sind mit 1 und 11 be zeichnet, während der Fussboden mit 12 be zeichnet ist. Es ist mit einem Raum von einer Breite b von annähernd 4 m und einer Höhe h von 2,50 m gerechnet.
Die Armatur 2 ist derart angeordnet und ausgebildet, und die Lampe 9 derart in dieser Armatur ange ordnet, dass die äusserste Ecke C des Raumes noch gerade von dem Lichtstärkenvektor 13 beleuchtet wird, wobei dieser Vektor den grössten Wert sämtlicher in der Lichtvertei- lungskurve vorkommender Vektoren hat und ein Beobachter, dessen Auge sich mit Rück sicht darauf in der unvorteilhaftesten Lage befindet, keine direkten Lichtstrahlen der Lampe beobachten kann. Die Stelle. an der sich das Auge dieses Beobachters befindet, ist mit D bezeichnet.
Es ist zu bemerken, dass praktisch nie die Gefahr bestehen wird, dass der Beobachter den Glühkörper 14 in der Lampe 9 wird direkt sehen können; dies wird durch die Vorderwand der Armatur 2 verhütet. Da gegen wäre die Möglichkeit vorhanden, dass der Beobachter den obersten Teil des ver- spiegelten Kolbenteils sehen würde, was ihn unangenehm berühren würde. Es ist ersicht lich, dass dies durch passende Wahl der Lage und der Form der Vorderwand der Armatur 2 verhütet ist.
Ferner ist noch die Aufmerk samkeit darauf zu lenken, dass in den Fällen, in denen die Breite b des Raumes sehr gross gegen die Höhe h ist, es erwünscht sein kann, zu beiden Seiten des Raumes, also an jeder der Seitenwände 1 und 11 Beleuchtungsvor richtungen 8 anzubringen.
Im allgemeinen kann gesagt werden, dass sich ein genügender Schutz des Beobachters gegen das Sehen des obersten Teils der Ver- spiegelung des Kolbens ergibt, wenn die Vor derwand der Armatur 2 die sowohl vom Glühkörper als auch vom verspiegelten Kol benteil kommenden, nicht auf die Fläche 5 direkt gerichteten Lichtstrahlen abfängt, bei denen der Winkel a, der zwischen der Deckenfläche und der nach rückwärts ver längerten Lichtstrahlachse eingeschlossen wird, einen grösseren Wert als 40 hat.
Um die Vorrichtung für verschiedene Abmessuu- gen von Räumlichkeiten verwendbar zu machen, ist es ferner besonders empfehlens wert, die Lampe verstellbar in der Armatur anzubringen.
Der entferntere beleuchtete Teil der Decke 5 wird durch das von der Kolbenverspiege- lung gebündelte Licht beleuchtet, und sein näher an der Lichtquelle liegender Teil wird praktisch von diesem gebündelten Licht gar nicht, dafür aber durch Lichtstrahlen be leuchtet, die von der innerlich zweckmässig diffus reflektierend ausgebildeten Armatur reflektiert werden. Auch dadurch, dass der Kolben der Lampe mattiert ist, entsteht dif fuse Lichtverteilung, so dass man bei der Beob achtung der Armatur an der Stelle D den Eindruck gewinnt, dass sich die Lichtquelle der ganzen Länge nach in dieser Armatur erstreckt und nicht, wie dies tatsächlich der Fall ist, dass der lichtausstrahlende Körper nur ganz geringe Abmessungen hat.
Durch die entsprechende Anordnung der Lampe in der Armatur wird erreicht, dass der direkt über der Lampe liegende Teil der Decke und, der Teil der Wand 1 oberhalb der Armatur durch das schon erwähnte diffuse, von der Armatur zurückgeworfene Licht beleuchtet sind, wobei das direkte und das zerstreute Licht allmählich ineinander verlaufen.
Der Aufbau zweier Ausführungsformen der in der dargestellten Beleuchtungsvorrich- tungverwendeten Lampe wird nun eingehender an Hand der Fig. 7 und 8 betrachtet.
Der eigent liche Kolbenkörper ohne Hals besteht nach Fig. 7 aus einem durch Umdrehung zweier Parabeln<I>FG</I> und<I>GH</I> um eine Achse EE entstandenen Rotationskörper. Diese Para beln haben ihren gemeinsamen Brennpunkt im Punkt J, der im Schwerpunkt oder in un mittelbarer Nähe des Schwerpunktes des in einem Kreisbogen ausgespannten Glühkör- pers K liegt, welcher zwischen dem verspie- gelten Kolbenteil und der Umdrehungsachse BE gelegen ist.
Die Achsen dieser Parabeln sind mit LJ und<B>IM</B> bezeichnet. Dadurch, dass diese Parabelachsen einen kleinen Winkel miteinander einschliessen, erreicht man, dass auch eine gute Beleuchtung durch das an der Verspiegelung reflektierte Licht eines näher an der Lampe liegenden Deckenteils gesichert ist. Der Kolben ist teilweise ver- spiegelt. Dieser verspiegelte Teil ist in den Figuren an seinem Rande mit einer Schraf fierung versehen.
Die Fig. 7 und 8 zeigen, dass sich hier diese Verspiegelung praktisch über die Hälfte des Kolbenkörpers erstreckt, wobei der Neigungswinkel zwischen der Grenzebene der Verspiegelung und der Achse EE des Rotationskörpers kleiner als<B>10'</B> ist. Es ist möglich, die Einrichtung derart zu treffen, dass sich die Verspiegelung nur über einen Sektor des Rotationskörpers erstreckt, und zwar unter Berücksichtigung der Grösse einer eventuell andern erforderlichen Breiten streuung als beim dargestellten Beispiel.
Wie in Fig. 7 und 8 dargestellt ist, liegt der Glühkörper 15 in der Symmetriemeridian ebene der Verspiegelung. Besonders brauch bare Ergebnisse können jedoch auch erzielt werden, wenn die Ebene des Glühkörpers einen Winkel von höchstens<B>30'</B> mit dieser Symmetriemeridianebene einschliesst.
Die Lage des Kolbenhalses ist weitgehend willkürlich. In den Fig. 9 und 10 ist eine Lampe dargestellt, bei der die Halsachse<I>NN</I> senkrecht zur Kolbenlängs- und Umdrehungs achse EE steht. Diese Achsen können jedoch miteinander einen beliebigen Winkel ein schliessen; in bezug darauf sei auf Fig. 4 ver wiesen, wo die Halsachse mit der Umdre hungsachse übereinstimmt.
In Fig. 9 und 10 sind zwei Ausführungs beispiele einer zu der Beleuchtungsvorrich- tung gehörenden Armatur dargestellt.
Fig. 9 zeigt eine solche Armatur, die im wesentlichen aus einem Bodenteil 17 und einer schräg zu diesem Bodenteil angeord neten Vorderwand 18 zusammengebaut ist, wobei zwecks Vereinigung dieser Teile zu einer Einheit der Hinterteil 19 und die Sei tenteile 20 und 21 angebracht sind. Die Lage der Lampe 9 ist schematisch dargestellt. Die Lampenfassung kann aber auch durch den Bodenteil getragen werden.
Die Armatur nach Fig. 10 weist insofern eine Abweichung auf, als der Boden 1 7 mit einem Vorderteil 2? von gekrümmter Form verbunden ist, der gleichzeitig die Seitenteile ersetzt, während der Boden und der Vorder teil beide mit einem Hinterteil 23 verbunden sind.
Es ist ersichtlich, dass sich besonders die Armatur nach Fi-. 9 zum Unterbringen meh rerer Lampen 9 eignet, so dass in diesem Fall diese Armatur sich zum Beispiel der ganzen Seitenwand eines zu beleuchtenden Raumes entlang erstrecken kann.
Es ist von der Annielderin gefunden wor den. dass eine besonders wirksame Flächen beleuchtung erhalten wird, wenn die Licht duellen in einer Armatur nach Fig. 9 in einer Entfernung von 1 m voneinander angeordnet sind. Die entsprechende Entfernung bei der ,ui Hand von Fig. 1 und 2 beschriebenen, schon bekannten Anordnung beträgt höch stens 40 cm, so dass auch ein Vorteil der Be- leuchtungsvorrichtung nach Fig. 9 in der grö sseren Lampenentfernung liegen kann.
Das ausgestrahlte Licht wird auf eine wesentlich wirtscliaftlicbere 'N#@Teise als bei der bekannten Ausführung auf die zu beleuchtende Fläche verteilt.
Ferner ist es möglich, die Vorderteile 18 bezw. 22 aus durchscheinendem lichtzer- streuendem Stoff herzustellen. Der Lampen halter ist vorzugsweise in der Höbenrichtung verstellbar in der Armatur angeordnet.