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Beleuchtungseinrichtung für indirektes Licht mit einer langgestreckten
Lichtquelle Das Bedürfnis, einen Raum durch indirektes Licht gleichmäßig und stark
zu beleuchten, hat zu der Entwicklung verschiedenster Leuchtsysteme geführt, unter
denen sich als Deckenbeleuchtung die verdeckt angebrachten langgestreckten Lichtquellen,
insbesondere Leuchtstoffröhren, einer besonderen Beliebtheit erfreuen. Hierbei kommt
es darauf an, mittels der Leuchtröhren die Decken möglichst breit zu beleuchten,
so daß gegebenenfalls die ganze Decke in Licht getaucht erscheint.
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Bei den üblichen Leuchtkörpern zur indirekten Beleuchtung geht ein
erheblicher Teil des Lichtes; bis zu 75%, durch die Verschalung bzw. das Mauerwerk
verloren. Ein Teil der von der Lichtquelle ausgesandten Strahlen kommt gar nicht
zur Wirkung, der andere fällt in einem begrenzten Winkel auf die zu beleuchtende
Fläche auf, so daß nur ein mehr oder weniger schmaler Streifen beleuchtet wird.
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Es ist bereits bekannt, durch zweckmäßig angebrachte Reflektoren aus
Spiegelglas oder Metall das Licht zu sammeln und in eine bestimmte Richtung zu lenken.
So ist z. B. vorgeschlagen worden, eine langgestreckte Lichtquelle durch einen Schirm
mit einer reflektierenden Innenfläche abzudecken, dessen Querschnitt die Form einer
Ellipse hat. Das Licht tritt zum Teil direkt aus dem offenen Schirm aus, zum anderen
Teil wird es an den ellipsenförmigen Reflektor zu dem zweiten, im offenen Raum liegenden
Brennpunkt hin reflektiert. Es geht auf diese Weise kein Licht verloren, aber die
Lichtquelle ist nur begrenzt abgedeckt.
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Ein ebenfalls bekanntes; aber kompliziertes Leuchtsystem besteht aus
mehreren Reflektoren, von denen der Hauptreflektor ebenfalls ein Teil eines ellipsenförmigen
Schirmes ist. Die Leuchtröhre liegt senkrecht zu der durch die Ellipsenachsen bestimmten
Ebene, und zwar in dem einen Brennpunkt der Ellipse. Das von der Lichtquelle ausgesandte
Licht wird zu einem Teil an der Ellipsenfläche zu dem zweiten Brennpunkt der Ellipse
reflektiert, von wo es gesammelt durch einen Spalt nach außen hin austritt. Der
andere Teil des Lichtes, der nicht direkt auf die konkave Reflektorfläche fällt,
wird von weiterhin vorgesehenen, ebenfalls gekrümmten Reflektorflächen zurückgeworfen,
und zwar zurück zu der Lichtquelle, da die betreffenden Zweitreflektoren so gewählt
und angeordnet sind, daß die Strahlen senkrecht auf sie auffallen bzw. die Lichtquelle
auch in dem Brennpunkt der Zweitreflektoren liegt. Das betreffende Reflektorensystem
besteht somit aus einer Anzahl gekrümmter Reflektoren, in deren gemeinsamem Brennpunkt
die Lichtquelle liegt. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß das gesamte Licht gesammelt
wird; die Breite, in der das Licht aus dem System austritt, wird jedoch allein durch
die eine kleine Teilellipsenfläche bestimmt und ist verhältnismäßig gering.
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Es ist auch eine Leuchteinrichtung bekannt, die aus zwei Ellipsenhälften
besteht, deren lange Achsen sich unter einem Winkel schneiden und deren Lichtquelle
sich in diesem Schnittpunkt befindet. Hierbei sind die Scheitel der Ellipsen durch
eine durch die beiden Brennpunkte gelegte Ebene abgeschnitten. Es entsteht eine
Lichtverteilung über einen Winkel von 180°. Diese Einrichtung hat aber den Nachteil,
daß die Lichtquelle für den Beschauer nicht abgedeckt ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das durch eine
in dem Brennpunkt einer Ellipsenschale angeordnete langgestreckte Lichtquelle ausgestrahlte
Licht in möglichst breiter Form zur Wirkung zu bringen, wobei gleichzeitig dafür
Sorge getragen wird; daß einerseits die Lichtquelle für den Beschauer abgedeckt
ist, d. h. das Auge nur indirektes Licht empfängt, andererseits aber kein Licht
verlorengeht.
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Bei der Lösung dieser Aufgabe wird wiederum ausgegangen von einer
Beleuchtungseinrichtung mit einer langgestrecktenLichtquelle, insbesondere einer
Leuchtstoffröhre, mit einem Hauptreflektor, dessen Querschnitt die Form einer halben
Ellipse aufweist, in deren einem Brennpunkt die Lichtquelle senkrecht zur Querschnittsebene
angeordnet ist und welche im Raum ihres zweiten Brennpunktes das Licht in den freien
Raum austreten läßt, und mit noch weiteren an den Hauptreflektor anschließenden
lichtsammelnden Reflektoren. Nach der Erfindung besteht der Hauptreflektor aus zwei
Reflektorteilen, die als Erzeugende
zwei in ihrer langen Achse halbierte,
an einem Scheitel abgeschnittene Ellipsen mit verschiedenem Brennpunktabstand haben
und so angeordnet sind, daß sich die langen Achsen unter einem kleinen Winkel in
einem gemeinsamen Brennpunkt schneiden, in dem sich die Lichtquelle befindet. Die
abgeschnittenen Ellipsenscheitel sind durch die an sich bekannten kreisbogenförmigen
Reflektoren ersetzt, welche das auf sie auftreffende Licht auf die Lichtquelle zurückstrahlen.
Zwischen diesen kreisbogenförmigen Reflektoren ist der Lichtaustrittsspalt so angeordnet;
daß er die beiden zweiten Brennpunkte der Ellipsenhälften einschließt; jedoch unterbrochen
ist durch einen im zweiten Brennpunkt der Ellipse mit dem kürzeren Brennpunktabstand
liegenden schmalen Spiegel. Dieser erstreckt sich in Richtung der langen Achse der
zweiten Ellipse und reflektiert die an der elliptischen Fläche dieser zweiten Ellipse
reflektierten Strahlen in dieselbe Richtung wie die Strahlen der Ellipsenhälfte
mit dem größeren Brennpunktabstand.
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Weitere Einzelheiten der für eine Deckenbeleuchtung gedachten Beleuchtungseinrichtung
nach der Erfindung und ihre Wirkungen seien an Hand der Fig.1 und 2 erläutert. Diese
zeigen die zylindrische Beleuchtungseinrichtung in ihrer bevorzugten Ausführungsform
im Querschnitt. Der Reflektor ist so angeordnet, daß er parallel zur angestrahlten
Fläche verläuft, wobei sich die größere Reflektorenfläche, d. h. die Ellipse mit
dem größeren Abstand. zur angestrahlten Fläche hin öffnet.
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Fig. 1 zeigt das gesamte Reflektorensystem und den Gang der primären
und reflektierten Strahlen; Fig.2 zeigt das Reflektorensystem in größerem Maßstab
unter besonderer Berücksichtigung der Konstruktionsmerkmale im Raum des Lichtaustritts.
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In. den Figuren ist der Hauptreflektor mit dem längeren Brennpunktabstand
mit I und der zweite Reflektor mit dem kürzeren Brennpunktabstand mit II bezeichnet.
Die Lichtquelle L liegt in dem gemeinsamen Brennpunkt F,/F,'; die beiden weiten
Brennpunkte sind mit F2 und F2' bezeichnet. In dem zweiten Brennpunkt F2 ist ein
Spiegel S, der sich in Richtung zur Lichtquelle erstreckt, angeordnet. Die Strahlen
sind mit a bis f bezeichnet, und zwar sind die Strahlen a die primär von
der Lichtquelle kommenden, während die Strahlen b bis f reflektierte Strahlen
sind: Die lange Achse der großen Ellipse liegt parallel zu der angestrahlten Deckenwand.
Der in, dem zweiten Brennpunkt angeordnete Spiegel hat eine gewisse Stärke, und
dies macht einen kleinen Höhenunterschied der Brennpunkte notwendig. Die beiden
Ellipsenhälften sind deshalb so angeordnet, daß sich ihre langen Achsen A, und A2
unter einem kleinen Winkel w schneiden: Der Gang der Strahlen in dem erfindungsgemäßen
Reflektorensystem ist folgender: Die Strahlen a von der Lichtquelle L, die auf die
Reflektoren I und II gelangen, werden zu den zweiten Brennpunkten F2 und F2' reflektiert.
Die an Reflektor I reflektierten Strahlen sind mit b bezeichnet. Sie werden
im Brennpunkt F2 gesammelt und treten durch den freien Raum des Reflektorensystems
direkt aus und werden auf die anzustrahlende Decke D geworfen. Die von dem Reflektor
II reflektierten Strahlen c werden an dem in dem zweiten Brennpunkt F2' angeordneten
Spiegel S reflektiert (s: Strahlend), und zwar in dieselbe Richtung, in welche die
reflektierten Strahlen b aus dem Reflektorensystem austreten. Um für den- Lichtaustritt
einen. genügenden Raum zu schaffen, ist es notwendig; den Scheitel der kleineren
Ellipsenhälfte abzuschneiden. Es ist weiter zu berücksichtigen, daß die auf den
Scheitel Sch2 der kleineren Ellipse auftreffenden Strahlen vor dem Spiegel in das
Innere des Reflektors zur Ellipsenfläche zurückgestrahlt würden. Auch die in dem
größeren Reflektor auf das Scheitelstück Sch, gelangenden Strahlen würden nicht
nach außen hin ausgestrahlt. Aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, die freien Scheitelenden
der Ellipsenhälften zur Mitte hin abzuwinkeln und als kreiszylindrische Reflektoren
III und IV auszubilden, welche das Licht zur Lichtquelle zurückreflektieren (Strahlen
e und f). Auf diese Weise wird praktisch das gesamte Licht für die Anstrahlung der
Fläche D ausgenutzt.
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Wie die Zeichnung erkennen läßt, werden die beiden Ellipsenschalen
nahtlos zusammengefügt, was in der Herstellung einfacher sein dürfte, als sie gleich
als ein Stück herzustellen.
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Durch _die..elliptische Reflexion wird die Strahlendichte in den verschiedenen
Richtungen entscheidend verändert. Entlang der langen Achse der großen Ellipse ist
die Strahlendichte sehr viel stärker als rechtwinklig zu ihr. Der naturbedingte
Helligkeitsabfall auf der Anstrahlungsfläche D, je größer die Entfernung von der
Lichtquelle ist, wird durch die elliptische Reflexion fast aufgehoben, so daß eine
fast gleichmäßige Helligkeit über die ganze Decke erreicht wird.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten Leuchteinrichtung als Deckenbeleuchtung
ist es zweckmäßig, wenn die Länge der Leuchte sich auf den ganzen Umfang der Decke
erstreckt. Die Leuchte nach der Erfindung ist auch für jede andere zu beleuchtende
Fläche geeignet, z. B. für Plakatflächen, Hausfronten, ferner zum Anstrahlen von
Lese- und Arbeitsflächen (Zeichentischleuchte).