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Die Erfindung bezieht sich auf eine Straßenleuchte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei dem bekannten Straßenleuchten ist die Gasentladungslampe liegend angeordnet, um das Licht entlang der Straße zu verteilen. Um eine möglichst gleichmäßige Verteilung zu erreichen, sind aufgrund aufwändiger Berechnungen Reflektoren mit komplizierten Facettenanordnungen entwickelt worden. Zudem werden kostspielige, hochreflektierende Materialien, wie verspiegeltes Glas und dergleichen eingesetzt, um derartige Facetten zu bilden. Trotzdem lässt die Lichtverteilung zu wünschen übrig. So entstehen z. B. ein heller Lichtfleck, also ein Bereich erhöhter Leuchtdichte, unter der Straßenleuchte und deutlich dunklere Zonen zwischen den Straßenleuchten.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine einfach aufgebaute Straßenleuchte bereitzustellen, deren Licht weitgehend gleichmäßig entlang der Straße verteilt wird.
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Dies wird erfindungsgemäß mit der in Anspruch 1 gekennzeichneten Straßenleuchte erreicht. In den Ansprüchen 2 bis 8 sind bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Straßenleuchte wiedergegeben.
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Die erfindungsgemäße Straßenleuchte weist einen rinnenförmig ausgebildeten Reflektor auf. Der Reflektor ist glatt ausgebildet, also ohne Facetten. Die beiden Stirnseiten der innen mit einer reflektierenden Oberfläche versehenen Rinne sind jeweils durch eine Seitenwand verschlossen, die ihrerseits innen eine reflektierende Oberfläche aufweist. D. h. die Rinne und die beiden Seitenwände bestehen z. B. aus einem zumindest an der Innenseite reflektierenden Blech, beispielsweise aus einem Aluminium-Werkstoff.
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Die Längsachse des rinnenförmigen Reflektors ist in Längsrichtung der Straßen angeordnet. Die Gasentladungslampe in dem Reflektor ist senkrecht angeordnet. D. h. ihre Längsachse und damit die Längsachse des Brenners sowie die Längsachse des von dem Brenner gebildeten Lichtbogens verläuft senkrecht zur Längsachse des rinnenförmigen Reflektors. Die Fassung der Gasentladungslampe kann oben aus der Rinne des Reflektors herausragen.
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Der Brenner der Gasentladungslampe ist vorzugsweise in der Mitte des rinnenförmigen Reflektors angeordnet, und zwar in dessen Längsrichtung und gegebenenfalls auch in dessen Querrichtung.
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Als Gasentladungslampe wird vorzugsweise eine Hochdruck-Gasentladungslampe verwendet, vorzugsweise eine Halogenmetalldampfhochdruck- oder Natriumdampfhochdruck-Gasentladungslampe.
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Mit der erfindungsgemäßen Straßenleuchte wird eine gleichmäßige Beleuchtung in Straßenlängsrichtung erreicht. So ist insbesondere der Bereich mit erhöhter Leuchtdichte beseitigt, der bei den bekannten Straßenleuchten unmittelbar unter der Leuchte auf der Straße gebildet wird.
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Das Licht einer Gasentladungslampe tritt nämlich in Form eines Torus mit dem Lichtbogen des Brenners als Torusachse aus. Wenn die Gasentladungslampe der Straßenleuchte, wie nach dem Stand der Technik liegend angeordnet ist, fällt damit einer hoher Direktanteil des Lichts auf die Straße unmittelbar unter der Leuchte. Für die Beleuchtung entlang der Straße steht deshalb nur eine entsprechend reduzierter Anteil des Lichts zur Verfügung.
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Demgegenüber ist erfindungsgemäß der Anteil des Direktlichts größer und das Direktlicht entlang der Straße besser verteilt.
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Durch den hohen Direktanteil des Lichts der erfindungsgemaßen Straßenleuchte wird der Anteil des reflektierten Lichts reduziert, also der Anteil des von der Gasentladungslampe erzeugten Lichts, bei dem durch eine Reflexion unvermeidbar ein Lichtverlust auftritt.
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Dunklere Zonen zwischen den Straßenleuchten an einer Straße, in denen Personen, Objekte und andere Hindernisse von einem Autofahrer nicht rechtzeitig erkennbar sind, können mit der erfindungsgemäßen Straßenleuchte daher vermieden werden.
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Darüber hinaus ist der Reflektor der erfindungsgemäßen Straßenleuchte überaus leicht herstellbar, da lediglich eine Rinne beispielsweise aus einem Blech gebogen oder in anderer Weise geformt und dann an den Stirnseiten mit jeweils einer Wand z. B. aus Blech versehen werden muss.
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Zudem erfordert die Berechnung des durch den Reflektor gebildeten Strahlengangs der erfindungsgemäßen Straßenleuchte nur einen geringen Rechenaufwand, verglichen mit der Berechnung der hoch komplexen facettierten Reflektoren nach dem Stand der Technik. Zudem zeichnet sich der Reflektor der erfindungsgemäßen Straßenleuchte durch seine Kompaktheit aus.
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Vorzugsweise weist die Rinne einen leicht parabelförmigen Querschnitt auf; auch sind die Seitenwände an den Stirnseiten der Rinne leicht parabelförmig gekrümmt.
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Die jeweilige Auslegung des Reflektors und die Position des Brenners der Gasentladungslampe in dem Reflektor hängen von der Höhe des Leuchtmittels über der Straße, dem Bereich der Straße, der ausgeleuchtet werden soll, wie Gehsteig oder Fahrbahn, der Straßengeometrie und dergleichen Faktoren ab.
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Zudem muss der Reflektor so ausgebildet sein, dass Blendfreiheit sichergestellt ist. D. h. das direkte Licht darf höchstens in einem Winkel von 80°, insbesondere höchstens 70° aus der Rinne austreten, bezogen auf die Längsachse der Gasentladungslampe, also deren Brenner oder Lichtbogen.
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Die Länge des Reflektors weist vorzugsweise ein bestimmtes Verhältnis zur Länge des Brenners der Gasentladungslampe auf. So kann die Länge des Reflektors, an der unteren, also der Lichtsaustrittsseite, das 8 bis 30-fache, insbesondere das 10–20-fache, vorzugsweise 13 bis 17-fache der Länge des Brenners der Gasentladungslampe betragen. Dabei beträgt die Länge des Brenners beispielsweise 4–15 Millimeter, und zwar bei einer 20 Watt-Lampe beispielsweise etwa 5 Millimeter und bei einer 70 Watt-Lampe etwa 10 Millimeter.
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Die Höhe des Brenners der Gasentladungslampe in dem rinnenförmigen Reflektor ist vorzugsweise einstellbar.
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Da Gasentladungslampen als Leuchtmittel zunehmend durch Leuchtdioden (LED) ersetzt werden, ist nicht auszuschließen, dass auch bei Straßenleuchten zunehmend LEDs eingesetzt werden.
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Die erfindungsgemäße Straßenleuchte ist daher vorzugsweise zur Umrüstung von einer Gasentladungslampe auf eine Leuchtdiode ausgebildet. Dabei ist die Leuchtdiode am oberen Ende eines Lichtleitkörpers angeordnet, aus dem das Licht im unteren Bereich und damit im mittleren Bereich des Reflektors austritt, und zwar vorzugsweise an der Stelle, an der vor der Umrüstung der Brenner der Gasentladungslampe angeordnet ist.
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Der Lichtleitkörper kann durch einen massiven Stab aus einem transparenten Material, beispielsweise Glas oder einem transparenten Kunststoff, wie Acrylglas, bestehen, welcher an seinem unteren Ende lichtstreuend und dazu beispielsweise aufgerauht ausgebildet ist. Stattdessen kann auch ein Reflektor am unteren Ende des Lichtleitkörpers angeordnet sein, um das Licht, das aus dem unteren Ende des Lichtleitkörpers austritt, zu verteilen.
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Der Lichtleitkörper kann auch durch ein Rohr gebildet werden, das am unteren Ende mit einer Einrichtung zum Streuen oder Reflektieren des Lichts versehen ist.
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Um eine etwaige Umrüstung der erfindungsgemäßen Straßenleuchte von einer Gasentladungslampe auf eine LED zu erleichtern, kann ein elektronisches Hybrid-Vorschaltgerät vorgesehen sein, das sowohl zum Betrieb der Straßenleuchte mit einer Gasentladungslampe wie zum Betrieb der Straßenleuchte mit einer Leuchtdiode ausgebildet ist.
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Das elektronische Hybrid-Vorschaltgerät weist vorzugsweise einen Eingangsfilter und einen Gleichrichter und als Untereinheit einen an den Gleichrichter angeschlossenen Wechselrichter mit einem daran angeschlossenen Zündgerät zum Betrieb einer Gasentladungslampe sowie als weitere Untereinheit eine an den Gleichrichter angeschlossene Schaltung zur Stromkonstanthaltung zum Betrieb der LED auf.
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Nachstehend ist die Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beispielhaft näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch
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1 und 2 einen Längsschnitt bzw. einen Querschnitt durch den Reflektor der Straßenleuchte und die darin angeordnete Gasentladungslampe;
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3 und 4 einen der 1 bzw. 2 entsprechenden entsprechen den Längs- bzw. Querschnitt mit Strahlengang;
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5 einen Querschnitt durch den Reflektor nach 1 bis 4 einer auf LED umgerüsteten Straßenleuchte; und
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6 ein Blockdiagramm eines elektronischen Hybrid-Vorschaltgeräts, das sowohl zum Betrieb der Straßenleuchte mit einer Gasentladungslampe wie mit einer LED als Leuchtmittel einsetzbar ist.
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Gemäß 1 und 2 ist in dem rinnenförmigen Reflektor 1 einer Straßenleuchte der Brenner 2 einer Hochdruckgasentladungslampe 3, beispielsweise einer Halogenmetalldampfhochdruck- oder Natriumdampfhochdruck-Gasentladungslampe angeordnet, welcher den Lichtbogen 4 erzeugt.
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Der Reflektor 1 besteht aus einer Rinne 5, die in Straßenlängsrichtung angeordnet ist und an ihren Stirnseiten mit Seitenwänden 6, 7 verschlossen ist.
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Der Brenner 2 der Gasentladungslampe 3, die von oben durch die Rinne 5 in den Reflektor 1 ragt, ist in Längsrichtung A des Reflektors 1 in der Mitte angeordnet. Die Gasentladungslampe 3 und damit der Brenner 2 und der Lichtbogen 4 sind senkrecht angeordnet. D. h. die Längsachse 5 der Gasentladungslampe 3 und damit des Brenners 2 und des Lichtbogens 4 verläuft senkrecht zur Längsachse 6 der Rinne 5 und zwar vorzugsweise so, dass sie die Längsmittelröhre der Rinne 5 schneidet.
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Die Elektroden des Brenners 2 sind mit Drähten 11, 12 an die Pole 13, 14 des Sockels 15 der Gasentladungslampe 3 angeschlossen.
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Um den Reflektor 1 mit der Gasentladungslampe 3 in dem nicht dargestellten Gehäuse der Straßenleuchte zu befestigen, ist an dem Reflektor 1 ein Befestigungsbügel 16 vorgesehen, der mit dem Gehäuse der Straßenleuchte beispielsweise verschraubt werden kann.
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Die Rinne 5 weist einen leicht parabelförmigen Querschnitt auf (2); desgleichen sind die beiden Seitenwände 6, 7 parabelförmig gekrümmt (1), wobei die konkav gekrümmte Seite dem Inneren des Reflektors 1 zugewandt ist. Die Länge L1 der Rinne 5 an der unteren Öffnung des Reflektors 1 beträgt etwa das 13 bis 17-fache der Länge L2 des Brenners 2.
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Die Höhe H1 der Rinne, die Höhe H2 des Brenners 2 über der unteren Kante der Rinne 5, die Krümmung der Rinne 5 und der Seitenwände 6, 7 sowie die Neigung der Seitenwande 6, 7 ist so bemessen, dass der Winkel α zwischen der Längsachse 8 der Gasentladungslampe 3 und der Geraden, die die Mitte des Brenners 2 mit der unteren Kante der Seitenwände 6, 7 verbindet, 60 bis 80°, insbesondere 70° beträgt, um eine blendfreie Straßenbeleuchtung zu erhalten.
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Der Winkel β zwischen der Längsachse 8 der Gasentladungslampe 3 und der Geraden, die die Mitte des Brenners 2 hinter der unteren Kante 10 der Rinne 5 verbindet kann beispielsweise 50 bis 60° betragen.
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Das Licht der Gasentladungslampe 3 tritt in Form eines Torus 17 aus, der in 1 gestrichelt dargestellt ist, wobei der Lichtbogen 4 des Brenners 2, also der Längsachse 8 der Gasentladungslampe 3 die Torusachse bildet.
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Wie aus 1 ersichtlich, wird damit das von dem Brenner 2 erzeugte Licht längs des rinnenförmigen Reflektors 1 und damit in Straßenlängsrichtung verteilt. Zugleich fällt ein hoher Anteil des von dem Brenner 2 erzeugten Lichts als Direktlicht auf die Straße.
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In 3 ist der Anteil des Direktlichts, das aus dem Reflektor 1 austritt, mit „D” und der Anteil des vom Reflektor 1 reflektierten Lichts, das aus dem Reflektor 1 austritt, mit „R” bezeichnet. In 4 ist lediglich der Strahlengang des reflektierten Lichts R dargestellt.
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Wie aus 5 ersichtlich, kann die erfindungsgemäße Straßenleuchte statt einer Gasentladungslampe 3 gemäß 1 bis 4 eine LED-Lampe 20 aufweisen, die in ihrer Anordnung in dem Reflektor 1 sowie Form und Größe der Gasentladungslampe 3 entspricht.
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Die LED-Lampe 20 weist einen stabförmigen Lichtleitkörper 21 beispielsweise aus Acrylglas auf, der sich von oben durch die Rinne 5 in den Reflektor 1 erstreckt. Der Lichtleitkörper 21 ist an seinem oberen Ende mit einer LED 22 versehen. An seinem unteren Endabschnitt 23 ist er an seiner Oberfläche aufgerauht, um das von der LED 22 erzeugte, durch den Lichtleitkörper 21 nach unten in den Reflektor 1 geführte Licht zu streuen.
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Die LED 22 ist mit einer Halteplatte 24 an einem Kühlkörper 25 mit Kühlrippen 26 befestigt, der seinerseits an dem Befestigungsbügel 16' befestigt ist und die Höhe H2' des Licht streuenden Endabschnitts 23a gegenüber der unteren Kante des rinnenförmigen Reflektors 1 einzustellen, ist der Befestigungsbügel 16' in Längsrichtung nach oben verstellbar ausgebildet. Dazu sind die beiden Längsstreben 18, 19 des Befestigungsbügels 16' aus jeweils zwei Abschnitte 18a 18b und 19a, 19b gebildet. Wie anhand der in 5 links dargestellten Längsstrebe 18 dargestellt, weist der äußere Abschnitt 18b Langsschlitze 27, 28 auf, während in dem inneren Abschnitt 18a Gewinde 29, 30 vorgesehen sind, in die Schraubbolzen 31, 32 einschraubbar sind, die die Längsschlitze 27, 28 durchsetzen.
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Wie aus 5 ersichtlich, sind an dem Reflektor 1 ferner Halteteile 32 angeordnet, um die Neigung der Lampe 20 gegenüber dem Reflektor 1 einstellen zu können.
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Der in 5 dargestellte Befestigungsbügel 16' und die Halteteile 32 können selbstverständlich auch bei der Ausführungsform nach 1 bis 4 vorgesehen sein.
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In 6 ist ein elektronisches Vorschaltgerät 33 dargestellt, das sowohl zum Betrieb der Straßenleuchte mit einer Gasentladungslampe 3 wie zum Betrieb mit einer Lampe 20 mit einer LED 22 ausgebildet und daher als elektronisches Hybrid-Vorschaltgerät anzusehen ist.
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Das elektronische Vorschaltgerät 33 weist einen Eingangsfilter 34 und einen Gleichrichter 35 auf, an den zwei Untereinheiten 36 und 39 angeschlossen sind. Die Untereinheit 36 weist einen an dem Gleichrichter 35 angeschlossenen Wechselrichter 37 und ein Zündgerät 38 auf, um dem Zündgerät 38 eine wechselgerichtete Rechteckspannung zuzuführen, mit dem die Gasentladungslampe betrieben wird. Demgegenüber umfasst die Untereinheit 39 eine an den Gleichrichter 36 angeschlossene Schaltung 40 zur Stromkonstanthaltung zum Betrieb der Leuchtdiode 22.
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Das elektronische Vorschaltgerät 33 ist mit einem 4-poligen Stecker 41 versehen, wobei die zwei Pole 42a, 42b des Steckers 41 an das Zündgerät 38 angeschlossen sind und mit den Polen 13, 14 der Gasentladungslampe 3 verbunden werden können, und die zwei Pole 43a, 43b, die an die Schaltung 40 zur Stromkonstanthaltung angeschlossen sind, zum Anschluss der beiden (nicht dargestellten) Pole der LED 22.
