Blendlmgsireie Leuchte
Die Erfindung betrifft eine blendungsfreie Leuchte mit einer zylinderförmigen Lichtquelle und symmetrisch zu beiden Seiten der Lichtquelle bis oberhalb dieser sich erstreckenden und gegen diese zu konkaven Reflektoren, wobei die Unterkante der Reflektoren tiefer liegt als jeder Punkt der Oberfläche der Lichtquelle.
Ziel der Erfindung ist es, für einen haubenförmigen Reflektor, in welchem eine röhrenförmige Lichtquelle angebracht ist, eine optimale Form vorzuschlagen, welche folgende Effekte ergibt: a) Blendungsfreiheit durch scharfes Ausblenden aller Strahlen mit einem flacheren als einem bestimmten, vorgegebenen Austrittswinkel; die Grösse dieses Winkels- hängt von den jeweiligen Umständen ab und beträgt für hohe Qualitätsansprüche bis zu 60 Grad.
Die Forderung nach scharfer Ausblendung aller flach austretenden Strahlen ist durch die hohe Leuchtdichte moderner Leuchtstoff-Röhren bedingt.
b) Maximale Lichtausbeute dadurch, dass auch die nach oben abgegebenen Strahlen den Reflektor nach unten verlassen, wobei möglichst wenig Reflexionen auftreten.
c) Optimale, nämlich möglichst gleichmässige Beleuchtungsstärke auf der bestrahlten Fläche, was erfordert, dass die Lichtstärke mit grösser werdender Abweichung von der Senkrechten zunimmt, dass also möglichst viele Strahlen flach austreten (jedoch keinesfalls über den unter a) erläuterten Mindestwinkel gegen die Waagrechte hinaus).
d) Minimale Baugrösse in Breite und Höhe.
Es sind bereits verschiedene Leuchten der genannten Art vorgeschlagen worden, welche bestimmte Formgebungen aufweisen, um eine oder mehrere der gestellten Forderungen zu erfüllen; Dies wird jedoch in allen Fällen nur mangelhaft erreicht, insbesondere deshalb, weil zur Erfüllung dieser Forderungen die im Vergleich zum Reflektor endliche Ausdehnung der Lichtquelle nicht vernachlässigt werden kann. Soll nach Forderung d) der Reflektor möglichst klein sein, so lassen sich die Forderungen a)-c) nicht mit der vereinfachenden Annahme einer linienförmigen Lichtquelle erfüllen. Erst die erfindungsgemässe Ausbildung, welche die endliche Audehnung der Lichtquelle berücksichtigt, macht dies möglich.
Erfindungsgemäss wird dazu vorgeschlagen, dass die Neigung der spiegelnden Fläche eines Reflektors gegen die Senkrechte in jedem Punkt vom. unteren Rand bis zum Schnittpunkt mit einer vom unteren Rand des gegenüberliegenden Reflektors ausgehenden und den unteren Rand der Lichtquelle tangierenden Geraden zumindest annähernd gleich ist dx = = tan dz 2 und gleichzeitig die Bedingung (h' - z) cosa-(bx) cos d x) (b - x) zu sin a = r wenigstens annähernd erfüllt ist, wobei b der waagrechte Abstand vom unteren Rand des Reflektors bis zur Symmetrieebene der Leuchte, h' der senkrechte Abstand vom unteren Rand des Reflektors bis zur Mittelachse der Lichtquelle,
r der Radius der Lichtquelle, ss' der Winkel einer die Unterkante des Reflektors streifenden und den unteren Rand der Lichtquelle tangierenden Geraden gegen die Waagrechte, 8 der Neigungswinkel gegen die Waagrechte des vom unteren Rand der Lichtquelle tangential ausgehenden und im betrachteten; Punkt auf din Reflektor auftreffenden Strahles, x die Koordinate der Refiektt}rwandung in waagrechter Richtung und z die Koordinate der Reflektorwandung in senkrechter Richtung sind, wobei der Nullpunkt des Koordinatensystems x-z im untersten Punkt des Reflektors liegt.
Zur optimalen Erfüllung der vorgenannten Forderung b) kann eine bevorzugte Ausführungsform derart ausgebildet sein, dass der oberhalb des genannten Schnittpunktes liegende Teil des Reflektors einen mit der Koordinate z abnehmenden Krümmungsradius aufweist, derart, dass die Normalen auf die Fläche die Lichtquelle nicht durchstossen. Damit wird erzielt, dass die Lichtverluste klein gehalten werden.
Zur gleichzeitigen Erfüllung der vorgenannten Forderung c) kann ferner die Ausführungsform so ausgeführt werden, dass der den abnehmenden Krümmungsradius aufweisende Teil des Reflektors wenigstens annähernd in einem Punkt endet, in welchem für die Flä che folgende Bedingungen gelten: x/z = tan (2 e - d' -900) (b - x) sin < 3'-(z-h') sin d' - (z - h') cos d' = r wobei dx = tan , = tan e, dz e der Neigungswinkel gegen die Senkrechte der Reflek- torwandung in diesem Punkt und d' der Neigungswinkel gegen die Waagrechte des vom oberen Rand der Lichtquelle tangential ausgehenden und im genannten Punkt auf die Reflektorwandung auftreffenden Strahles ist.
Eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes wird anhand der Zeichnung, welche einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Leuchte darstellt, näher erläutert.
Der untere Rand des Reflektors 20 ist so tief gelegen, dass direkt von der Lampe ausgehende Strahlen unter dem gewünschten Mindestwinkel, hier 35 Grad, austreten, und die Fläche ist so nach unten geneigt, dass ein Grossteil der Strahlen nach nur einmaliger Reflexion ebenfalls so steil austritt, dass eine Blendung nicht auftritt. Ausserdem ist der Reflektor so ausgeführt, dass alle auf den gekrümmten Teil auftreffenden Strahlen nicht auf die Lampe zurückgeworfen werden, sondern aus der Leuchte austreten. Dabei ist auch die endliche Ausdehnung der Lichtquelle berücksichtigt.
Der von der unteren Kontur der Lampe 11 und auf dem Punkt C auftreffende Lichtstrahl 21 kann gerade nicht mehr frei austreten, da er unter einem flacheren Winkel als der Grenzwinkel ss' für Blendungsfreiheit liegt. Da der Unterschied sehr klein ist, kann die Neigung des Reflektors 20 gegen die Senkrechte praktisch Null sein und der reflektierte Strahl 21' hat dieselbe Neigung. Der vom oberen Rand der Lampe ausgehende und auf den Punkt C des Reflektors auftreffende Strahl wird nach 31' reflektiert.
Gegen oben hin, beispielsweise im Punkt D, muss die Wand des Reflektors 20 eine solche Neigung gegen die Senkrechte aufweisen, dass der vom unteren Rand der Lampe ausgehende Strahl 22 als 22' unter demselben Winkel wie der Strahl 21' austritt.
Eine stärkere Neigung würde im Durchschnitt die Strahlen stärker gegen die Senkrechte hin ablenken, was nicht erwünscht ist; eine gleichmässige Beleuchtung tungsstärke auf einer unter der Leuchte sich erstrekkenden Arbeitsfläche erfordert bekanntlich eine mit dem Winkel zur Senkrechten zunehmende Lichtstärke.
Eben diese Lichtstärkenverteilung lässt sich mit der erfindungsgemässen Ausbildung in hohem Masse bei gutem Leuchtenwirkungsgrad verwirklichen. Auch würde ein stärkeres Einziehen des Reflektors im Bereich um die Lampe die Möglichkeit der Reflexion der nach oben gehenden Lichtstrahlen verringern, was den Leuchtenwirkungsgrad verkleinern würde.
Die oben angegebene Bedingung eines möglichst flachen Austrittes vieler Strahlen - jedoch ohne Blendung - wird durch die Erfüllung folgender Gleichungen erzielt: b = h' / tan sst - r/sin ss' dx sst¯d tan dz 2 (h' - z) cos d - (b - x) sin d = r
Der Punkt E ist dadurch gekennzeichnet, dass durch ihn eine vom unteren Rand Ct der gegenüberliegenden Reflektorhälfte ausgehende und die Lampe an ihrem unteren Rand tangierende Gerade geht. Diese ist symmetrisch zum Strahl 21 und weist daher auch die Grenzneigung ss' auf. Der von der Lampe ausgehende Strahl 23 wird als 23' in sich reflektiert.
Würde die Kurve in derselben Art wie von E nach oben verlängert werden, so würden die vom unteren Rand der Lichtquelle ausgehenden Strahlen auf die Lichtquelle reflektiert werden. Um die damit verbundenen Verluste an Lichtstrom zu vermeiden, wird ab dem Punkt E die Reflektorwand stärker gekrümmt und zwar so stark, dass die vom unteren Rand der Lampe ausgehenden Strahlen jeweils etwas steiler reflektiert werden und daher die Leuchte verlassen können, ohne auf die Lichtquelle aufzutreffen.
Im Punkt F bricht die gekrümmte Kurve der Wandung ab. Der vom oberen Rand der Lampe ausgehende Strahl 34 wird dort so abgelenkt, dass er als 34' die Leuchte gerade noch neben dem Punkt C verlassen kann. Bei weiterem Hochziehen der Seitenwand würden doppelte Reflexionen auftreten und die Bauhöhe der Leuchte ohne nennenswerte Verbesserung des Leuchtenwirkungsgrades vergrössert werden.
Selbstverständlich können die nach obigen Vorschriften ermittelten Querschnittskurven durch Kreisbögen oder andere herstellungstechnisch günstige Kurven angenähert werden. Solange die dadurch bedingten Abweichungen in derselben Grössenordnung wie die unvermeidlichen Herstellungs- und Montagefehler liegen, wird der Strahlengang im wesentlichen immer noch die oben angegebenen Bedingungen erfüllen und die Leuchte erhebliche Vorteile gegenüber den bisher bekannten in bezug auf Blendungsfreiheit und Wirkungsgrad aufweisen.
Nach oben ist die Leuchte durch zwei gegen die Lampe 11 hin abfallende ebene Bleche 26 abgeschlossen, welche einen Grossteil des nach oben abgestrahl ten Lichtes nach unten umlenken, wobei dieses allerdings zu einem Teil erst nach einer weiteren Reflexion an der Reflektorwand die Leuchte verlässt.
Die Bezeichnungen oben , unten und ähnliche beziehen sich auf eine waagrechte Lichtquelle, deren Blendung beidseitig in demselben gleichen Winkelbereich gegen die Waagrechte ausgeschaltet werden soll.
Der Schutz soll sich jedoch auch auf eine schräg montierte Lampe erstrecken, wobei die angegebenen Bezeichnungen sinngemäss und nicht wörtlich zu verwenden sind.