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Abgeschirmte Leuchte für Lichtquellen von länglicher Form, mit rotationssymmetrischem
Reflektor Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine abgeschirmte Leuchte für
Lichtquellen von länglicher Form mit rotationssymmetrischern, tiefgezogenem Reflektor
mit völliger Abschirmung nach dem oberen Halbraum und rotation-sunsymmetrischer
breitstrahlender Lichtverteilung nach dem unteren Halbraum. Bei diesem Reflektor
ist der gegebene größte Ausstrahlungswinkel begrenzt durch den von der tiefsten
Stelle der Lichtquelle ausgehenden, den Reflektorrand streifenden Strahl, und das
Ausstrahiun-gsmaximum ist gegeben durch den von der höchsten Stelle der Lichtquelle
ausgehenden Strahl. - Es wird eine Bauvorschrift angegeben, nach welcher
ein solcher Reflektor bei vorgeschriebenen Ausstrahlungsverhältnissen mit geringsten
Abmessungen, das ist Mit geringstem Aufwand, hergestellt werden kann.
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Bei abgeschirmten Leuchten für nicht punktförmige Lichtquellen mit
beliebig geformten, z. B. runden, ovalen oder rinnenförtnigen Reflektoren besteht
nach Abb. 1 und 2 ein geometrischer Zusammenhang zwischen der Größe der Lichtquelle,
durch den Halbniesser der Lichtquelle r gekennzeichnet, der Größe des Reflektors,
durch den Halbmesser R gekennzeichnet, dem Abschirmwinkel aA, bei welchem die Lichtquelle
soeben nicht mehr sichtbar, aliso voll abgeschirmt ist, und dem Winkel der maximalen
Lichtstärke aj""", bei welchem die Lichtquelle und deren Spiegelbild voll sichtbar
sind und die höchste Lichtstärke auftritt. Die Formel ist:
Bei der Konstruktion von abgeschirmten, breitstrahlenden Reflektoren können die
Größen aA und aj""" als gegeben betrachtet werden; aA muß, um Blendung zu vermeiden,
normalerweise gleich oder kleiner als 80' sein, während ajmax, um breistrahlende
Lichtverteilung zu erreichen, mindestens 60' sein sollte.
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Jedenfalls wird bei gegebenen Vorschriften über die Ausstrahlungswinkel,
ein Reflektor, gemessen im Halbmesser R, um so größer gebaut werden müssen,
je größer die Lichtquelle, gemeseen im Halbdurchrnesser r, ist.
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Für die gegebene Formel ist nun nicht schlechthin die Größe der Lichtquelle,
die bei länglicher Ausführung ja keinen konstanten Halbmesser r hat, maßgeblich,
sondern die längenmäßigen Projektionen des jeweiligen Halbmessers r in Richtung
der Winkel aA und aj""". Vereinfachend kann dementsprechend fest-,-stellt werden,
daß die Einhaltung der Vorschriften ge Über die Ausstrahlungswinkel bei wirtschaftlich
ausführbaren, beschränkten Reflektorgrößen um so eher möglich ist, je kleiner
die vertikale Ausdehnung der Lichtquelle ist.
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Die Erfin ng, der diese Erkenntnis zugrunde liegt, besteht darin,
daß zur Erzielung des kleinstmöglichen öffnungsradius des Reflektors von seiner
Rotationsachse bis zum Schnittpunkt beider Strahl-en die längliche Lichtquelle derart
angeordnet ist, daß ihre kurze Achse in der Rotationsachse oder -in einer Parallelen
dazu liegt, während die lange Achse der Lichtquelle die Rotationsachse senkrecht
schneidet. Es erwies sich als vorteilhaft, die kleinste Abmessung der Lichtquelle
in die Vertikale zu legen. Da nicht punktförmige Lichtquellen meistens längliche
Form haben, z. B. Hochdruck-Leuchtstofflampen Ellipsoidforrn, Natriumdampflampen
Ha-arnadelform, ist es richtig, die Längsachse dieser Lichtquellen in die Waagerechte
zu legen. Bei rotationssymmetrischen Reflektoren wird damit die Längs#achse der
Lampe senkrecht zur Rotationsachse des Reflektors Iiiegen.
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Aus der liegenden Anordnung einer länglichen Lichtquelle in einem
rotationssymmetrischen Reflektor, vorzugsweise Spiegelreflektor, leitet sich eine
weitere überraschende Wirkung der Erfindung her: Die flächenmäßige Projektion der
Lampe in Richtung des Winkels aj""" und ihr Spiegelbild in gleicher
Richtung
ändern sich größenmäßig, je nachdem, ob die Beobachtung senki##cht zur Lampen-Längsachse,
oder um 90' zu dieser Richtung versetzt, senkrecht zum waagerechten Durchmesser
der Lampe-, erfolgt. Dementsprechend sind auch die Lichtstärken der Leuchte in beiden
-Richtungen verschieden. Es entsteht - selbst bei dem rotationssymmetrischen
Reflektor -eine rotationsunsymmetrische, sogenannte bandförmige Lichtve.rteilung,
die für allgemeine Zwecke der Außenbeleuchtung, z. B. bei der Beleuchtung länglicher
Flächen, wie Straßen, Gleisfelder, Hallen usw., erwünscht ist.
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Durch exzentrische Anordnung der liegenden Lampe in einem rotationssymmetrischen
Reflektor -
Verschiebung der Lampe auf ihrer eigenen Längsachse oder quer
dazu - kann auch eine im Grundriß etwa V-förmige Verteilung zweier Lichtstärkemaxima,
oder ein im Grundriß einseitig liegendes Lichtmaximum erreicht werden. Beide Arten
von Lichtverteilungen sind z. B. für eins-eitige Anordnung der Leuchten
- exzentrisch zum beleuchteten Feld oder an dessen Rand - wichtig.
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Nicht punktförmige, längliche Lampen in Reflektoren liegend anzuordnen,
ist für nicht rotationssymmetrische Reflektoren bekannt. In ovalen oder rinnenförmigen
Reflektoren werden z. B. Natriumdampflampen in dieser Lage angeordnet, weil betriebstechnische
Eigenheiten dieser Lampen keine andere Brennlage zulassen. In ovalen und rinnenförmigen
Reflektoren ein- oder mehrlampiger Ausführung wurden auch andere Lampenarten aus
konstruktiven Gründen liegend oder schrägstehend angeordnet. Ferner ist bei zwei-
und mehrlampigen rotationssymmetrischen Leuchten die liegende Lampenanordnun
g bekannt, in Ausführungen, bei denen die Lampen nicht koaxial angeordnet
sind. Schließlich ist auch ,darauf zu verweisen, daß aus dem Scheinwerferban die
Anordnung länglicher Lampen mit Achse, quer zur Achse eines rotationssymmetrischen
Reflektors, bekannt ist. Bei diesen Konstruktionen dient aber der Reflektor nicht
gl-eichzeitig der Abschirmung und Lichtlenkung, wie dies beim Erfindungsgegenstand
der Fall ist.
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Gegenüber diesen bekannten Ausführungen bezieht sich die Leuchte nach
der Erfindung auf die liegende Anordnung einer Lampe oder zweier koaxialer Lampen
in einem rotationssymmetrischen Reflektor.
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Die eingangs erwähnte geometrische Beziehung 7wi-schen der Größe der
Lichtquelle und der Größe des Reflektors ist aus den beiden Schernen, Abb.
1
und 2 der Zeichnung, ersichtlich. Hierbei handelt es sich um den rotationssymmetrischen
Spiegel a bzw. a 1
mit den Rotationsachsen b-c und den Radien R bzw.
R 1.
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In Abb. 1 ist die bisher übliche lotrechte Stellung einer länglichen
Lichtquelle innerhalb des Reflektors g--zeichnet. In Abb. 2 dagegen die gleiche
Lichtquelle in waagerechter Stellung, so daß nur ihr Querschnitt mit dem Radius
r als Kreis erscheint. Die Br-enn-1-),u_i*-tsl#a gfeich. # ge ist im übrigen bei
beiden Abbildungen In Abb. 1 passiert der unterste von der Lichtquellef =stretende
Lichtstrahl die Reflektorkante unter dem Z 'Winkel aA, das ist der vorgeschriebene
Winkel, der eine Blendung soeben verhindert. Er sei 4rn vorliegenden F-alle mit
750 gewählt. Der vom obersten Ende der Lichtquelle in gleicher Ebene austretende
Strahl schließt mit der Rotationsachse dagegen den Willkel aj."" ein, das ist derjenige
Winkel, unter dem so-
wohl die Lichtquelle als auch ihr gespieltes Bild in
ihrer vollen Größe sichtbar sind. Dieser Winkel bezeichnet die Richtung des ausgestrahlten
Lichtmaximums. Beide Strahlen kreuzen sich an der Spiegelkante bei d. Der
Kreuzungspunkt ergibt somit das Maß für den Radius Rdes Reflektors.
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Bei waagereehter Lichtquelle - wie in Abb. 2 angedeutet
- ' verschiebt sich bei gleichen Ausstrahlungsverhältnissen, also bei gleichem
Winkel aA und und aj .., der Kreuzungspunkt der Strahlen infolge Verkürzung
der Lichtquelle in vertikaler Richtung nach innen zum Punkt e und ergibt somit einen
neuen, gegenüber der Abb. 1 wesentlich verkleinerten Radius Rl und damit
einen kleineren Spiegel.
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Die Abb. 3 und 4 zeigen -den Spiegel tim Grundriß. In beiden
Fällen ist die länglich-- Lichtquelle f erfindungsgemäß waagerecht gelagert.
- Die Abb. 4 stellt den Normalfall dar, mit Lampenstellung in der Mitte des
Spiegels. Das Maximum der Ausstrahlung verläuft dann in Richtung g-h. Diese Linie
stellt gleichzeitig die Längsachse des auf der Straße erzeugten länglich-en Beleuchtunggsfeldes
dar.
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In Abb. 4 ist die Lichtquelle auf ihrer eigenen Längsachse aus der
Mitte des Spiegels verschoben. - Die beiden Maxima der Lichtausstrahlung
werden nunmehr im Sinne des eingezeichneten Strahlenganges nach verschiedenen Richtungen
ausgestrahlt. Das längiliche Beleuchtungsfeld erhält einen Knick und verläuft von
i überden Spiegelmittelpunkt k nach 1.
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Die längliche Lichtquelle kann auch aus mehreren k-oaxial hintereinanderliegenden
EinzePLichtquellen bestehen.
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Ferner können sich zwei koaxial angeordnete länliche Lichtquellen
innerhalb des Reflektors, mit einem Abstand voneinander, gegenüberstehen; dann entstehen
vier Maxima in vier -verschiedenen Richtungen.
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Die Abb. 5 zeigt ein praktisches Ausführungsbeispiel in Form
einer Spiegelleuchte für Hochdruckleuchtstofflampen mit ellipsoldförmigen Glaskolben.
Von den üblichen Leuchten dieser Gattung unterscheidet sie sich durch die erfindungsgemäße
waagerechte Anordnungder Lampenfassung. - Im übrigen besteht die Leuchte
aus dem Leuchtenotberteil -in mit dem eingebauten elektrischen Teil, bestehend aus
dem Vorschaltgerät n und der Lampenfassung ö. Die letztere ist durch den Tragarm
p mit dem übrigen Einbau verbunden. Der tief herabgezogene breitstrahlende-Sp,ie-,elreflektor
q, der zugleich als Schirm gegen Blendung dient, ist durch die Üblichen seitlichen
Halteschrauben r mit dem Oberteil ni verbunden.