DE1130386B

DE1130386B - Wide beam luminaire

Info

Publication number: DE1130386B
Application number: DES62125A
Authority: DE
Inventors: Arno Pahl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1959-03-13
Filing date: 1959-03-13
Publication date: 1962-05-30

Description

Breitstrahlende Leuchte Die Erfindung betrifft eine breitstrahlende Leuchte mit einem Spiegelreflektor, der eine Lampe, vorzugsweise eine birnenförmige Quecksilberdampf-Hochdrucklampe, in sich aufnimmt. Es sind symmetrisch breitstrahlende Straßenleuchten bekannt, deren Lichtstärkemaxima auf verschiedenen Seiten einer durch die Lampenmitte verlaufenden Senkrechten liegen und mit dieser einen Winkel von etwa 60° einschließen. In den angrenzenden Bereichen bis etwa 70° ist es erforderlich, die Lichtstärke weitgehend herabzusetzen, um die Blendungsgefahr für die Teilnehmer am Straßenverkehr wirksam zu verkleinern oder ganz auszuschalten. Das enge Nebeneinander der Winkelbereiche mit maximaler Lichtstärke (etwa 60°) und mit beachtlich kleinerer Lichtstärke (etwa bei 70°) ist die Ursache für Schwierigkeiten bei der Leuchtenkonstruktion, wobei die Eigenstreuung der Lichtquelle und wirtschaftlich tragbare Reflektorabmessungen von ausschlaggebender Bedeutung sind. Zur Eigenstreuung ist zu bemerken, daß sie von den räumlichen Ausdehnungen der Lichtquelle und des Spiegelreflektors abhängt. Bei einer gegebenen Lichtquelle ist das Erzielen einer kleinen Eigenstreuung durch Einschalten einer großen Entfernung zwischen die Lichtquelle und den Reflektor, also durch Verwendung eines Reflektors mit großer Brennweite wirtschaftlich nicht vertretbar.Wide-beam luminaire The invention relates to a wide-beam luminaire Luminaire with a mirror reflector that has a lamp, preferably a pear-shaped one High pressure mercury vapor lamp. They are symmetrical wide beam Street lights known whose luminous intensity maxima on different sides of a through the center of the lamp are perpendiculars and an angle with this of about 60 °. In the adjacent areas up to about 70 ° it is necessary to reduce the light intensity to a large extent in order to reduce the risk of dazzling the participants to effectively reduce or completely switch off in traffic. The close coexistence the angular ranges with maximum light intensity (about 60 °) and with considerably smaller Luminous intensity (around 70 °) is the cause of difficulties in luminaire construction, with the self-scattering of the light source and economically portable reflector dimensions are of vital importance. Regarding self-scattering, it should be noted that it depends on the spatial dimensions of the light source and the mirror reflector. For a given light source, achieving a small intrinsic scattering is by Switching a large distance between the light source and the reflector, therefore, by using a reflector with a long focal length, it is not economically viable justifiable.

Es besteht nun die Aufgabe, eine breitstrahlende Leuchte mit einem Spiegelreflektor und einer von diesem umschlossenen Lampe so auszubilden, daß bei einem durch wirtschaftliche Gesichtspunkte festgelegten Verhältnis von Spiegelreflektorbrennweite zur räumlichen Ausdehnung der Lichtquelle die Eigenstreuung dieser Lichtquelle und die Blendungsgefahr klein sind.The task now is to create a wide beam luminaire with a To train mirror reflector and a lamp enclosed by this so that at a ratio of mirror reflector focal length determined by economic considerations for the spatial expansion of the light source, the intrinsic scattering of this light source and the risk of dazzling is small.

Nach der Erfindung ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zwischen der Lichtaustrittsöffnung des Spiegelreflektors und einer zu dieser durch die Achse der Lampe parallel verlaufenden Ebene entweder eine Blende angebracht ist oder auf verschiedenen Seiten einer durch die Achse der Lampe senkrecht zur Lichtaustrittsöffnung des Spiegelreflektors gelegten Ebene zwei Blenden angeordnet sind, die in einem Bereich oberhalb von etwa 70°, gemessen jeweils von einer durch die Achse der Lampe nach unten gerichteten Senkrechten, zur Verminderung der Blendung dient bzw. dienen. Die erfindungsgemäß verwendeten Blenden sind einfache Bauteile, welche die wirksame Lampenoberfläche bzw, die Eigenstreuung verkleinern. Durch eine oder zwei Blenden ist ein Teil der Lampenoberfläche derart abgeschirmt, daß der Blendung hervorrufende Teil der Lichtausstrahlung im wesentlichen zurückgehalten wird. Durch die Zwischenschaltung der einen oder beider Blenden ergeben sich Abblendgrenzen, die eine einwandfreie Sicherung gegen Blendung gewährleisten.According to the invention this object is achieved in that between the light exit opening of the mirror reflector and one to this through the axis the lamp parallel plane is either attached to a screen or on different sides one through the axis of the lamp perpendicular to the light exit opening of the mirror reflector laid plane two diaphragms are arranged in one Area above about 70 °, measured from one at a time through the axis of the lamp downward vertical, serves to reduce glare or serve. The diaphragms used according to the invention are simple components, which are the effective Reduce the lamp surface or the intrinsic scattering. Through one or two panels a part of the lamp surface is shielded in such a way that the glare causing Part of the light emission is essentially retained. Through the interposition the one or both diaphragms result in a glare limit that is flawless Ensure protection against glare.

Die erfindungsgemäße Blendenanordnung ist nicht zu verwechseln mit dem kugelzonenförmigen, spiegelnd reflektierenden Silberbelag auf dem Mantel der Lampe eines bekannten Scheinwerfers. Dieser Scheinwerfer besitzt einen Spiegelreflektor, der die Lampe nicht umschließt und optisch hinter den Silberbelag geschaltet ist. Der bekannte Scheinwerfer erzeugt ein besonders lichtstarkes, auf große Entfernung wirksames Lichtbündel, wie es beispielsweise bei Motorfahrzeugen erforderlich ist. Demgegenüber haben die erfindungsgemäßen Blenden die Aufgabe, an einer breitstrahlenden Leuchte, die einen eine Lampe' umschließenden Spiegelreflektor hat, bei einer wirtschaftlich vertretbaren Brennweite dieses Spiegelreflektors, die Eigenstreuung der Lichtquelle und die Blendungsgefahr klein zu halten.The diaphragm arrangement according to the invention is not to be confused with the spherical zone-shaped, reflective silver coating on the jacket of the A well-known headlight lamp. This headlight has a mirror reflector, which does not surround the lamp and is optically connected behind the silver coating. The well-known headlight produces a particularly bright one at a great distance effective light beam, as is required, for example, in motor vehicles. In contrast, the diaphragms according to the invention have the task of providing a wide beam Luminaire that has a mirror reflector that surrounds a lamp, for an economical one reasonable focal length of this mirror reflector, the natural scattering of the light source and to keep the risk of dazzling small.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung abgebildet. Es zeigt Fig. 1 einen vertikalen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Ovalleuchte mit einer Quecksilberdampf-Hochdrucklampe und einseitig angeordneter Blende, Fig.2 eine Druntersicht des Gegenstandes der Fig. 1 ohne Blende, Fig. 3. eine stirnseitige Ansicht einer mit verstellbaren Blenden versehenen birnenförmigen Lampe, die in die Leuchte nach der Fig. 1 einsetzbar ist, und Fig. 4 eine Druntersicht der Anordnung nach der Fig. 3. Das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine breitstrahlende Ovalleuchte mit einem Spiegelreflektor 1, der eine birnenförmige Lampe 2, insbesondere eine Quecksilberdampf-Hochdrucklampe, in sich aufnimmt. Wie aus der Fig.2 ersichtlich, ist der Lichtaustrittsquerschnitt des Spiegelreflektors 1 an jeder Längsseite von einer Parabel begrenzt. Die Brennpunkte der beiden Parabeln und der Lampenmittelpunkt liegen in einer durch die Leuchtenlängsachse gelegten senkrechten Ebene. Aus der Fig. 1 ist zu erkennen, daß der Spiegelreflektor 1 im vertikalen Querschnitt gleichfalls von Parabelteilen begrenzt ist. Die zu der unteren Zone 1' des Spiegelreflektors 1 gehörende Parabel hat die Achse Al, die zu der Senkrechten unter dem Winkel a1 geneigt ist. Die Achse A2 der Parabel der oberen Zone 1" des Spiegelreflektors 1 schließt mit der Senkrechten einen Winkel a2 ein. Die Brennpunkte der Teilparabeln fallen etwa mit der Mitte der Lampe 2 zusammen.Two exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. 1 shows a vertical cross-section of an oval lamp according to the invention with a high-pressure mercury vapor lamp and a diaphragm arranged on one side, FIG. 2 shows a bottom view of the object of FIG. 1 without a diaphragm, FIG. which can be used in the lamp according to FIG. 1, and FIG. 4 shows a bottom view of the arrangement according to FIG. High pressure lamp, absorbs. As can be seen from FIG. 2, the light exit cross section of the mirror reflector 1 is delimited on each longitudinal side by a parabola. The focal points of the two parabolas and the center of the lamp lie in a vertical plane through the longitudinal axis of the lamp. From Fig. 1 it can be seen that the mirror reflector 1 is also limited in vertical cross section by parabolic parts. The parabola belonging to the lower zone 1 'of the mirror reflector 1 has the axis A1 which is inclined to the perpendicular at the angle a1. The axis A2 of the parabola of the upper zone 1 ″ of the mirror reflector 1 forms an angle a2 with the vertical. The focal points of the partial parabolas coincide approximately with the center of the lamp 2.

Die von einem Punkt U der unteren Spiegelzone 1' an die Lampe 2 gelegten tangierenden Strahlen I, I1 schließen miteinander einen Winkel a ein. Dieser Winkel a ist ein Maß für die Eigenstreuung. Diese Eigenstreuung wird klein, wenn der Spiegelreflektor weiter von der Lampe 2 entfernt liegt, z. B. in der Lage 11 (linke Hälfte der Fig. 1). Für den Punkt Y des Spiegelreflektors 11 ist der die Eigenstreuung charakterisierende Winkel y < a. Es ist zu erkennen, daß der Spiegelreflektor 11 wesentlich größere Abmessungen besitzt als der Spiegelreflektor 1. Auf eine Verkleinerung der Eigenstreuung mit Hilfe vergrößerter Spiegelreflektoren verzichtet man, da größere Spiegel wesentlich höhere Kosten verursachen.The tangent rays I, I1 placed on the lamp 2 from a point U of the lower mirror zone 1 'enclose an angle α with one another. This angle a is a measure of the self-scatter. This self-scattering becomes small if the mirror reflector is further away from the lamp 2, e.g. B. in position 11 (left half of Fig. 1). For the point Y of the mirror reflector 11 , the angle which characterizes the self-scattering is y <a. It can be seen that the mirror reflector 11 has considerably larger dimensions than the mirror reflector 1. A reduction in the inherent scattering with the aid of enlarged mirror reflectors is dispensed with, since larger mirrors cause significantly higher costs.

Die auf den Punkt U der Spiegelzone 1' treffenden Strahlen 1, Il werden in die Richtungen I', II' zurückgeworfen. Dabei ist der von den Strahlen I', II' eingeschlossene Winkel (3=a. Der Strahl II' ist zur Senkrechten unter einem Winkel a3 geneigt und bildet die Abblendgrenze der Spiegelzone 1'. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist a3 = 75°; ein seitlicher Beobachter wird geblendet, da dieser @Ä'inkelbereich außerhalb des normalen Beobachtungswinkel liegt.The rays 1, II striking the point U of the mirror zone 1 'are thrown back in the directions I ', II'. The one of the rays I ', II' included angles (3 = a. Ray II 'is at an angle to the vertical a3 inclined and forms the glare limit of the mirror zone 1 '. With the one shown Embodiment is a3 = 75 °; a side observer is blinded because this @ The angle range is outside the normal observation angle.

Für den Punkt H der oberen Spiegelzone 1", deren Parabcla^hse.7-, steiler verläuft, sind die die Eigenstreuung kennzeichnenden Randstrahlen i: R i( '.trag zur Lampe 2 mit III und IV bezeichnet. Der reflektierte Strahl IV' hat zur Senkrechten einen Neigungswinkel a4 und stellt die Abblendgrenze für die Spiegelzone 1" dar. Beispielsweise ist a4 = 65°.For the point H of the upper mirror zone 1 ", whose Parabcla ^ hse.7-, runs steeper, the marginal rays i: R i ( '. Carrying out the lamp 2 with III and IV. The reflected beam IV 'has to Vertical has an angle of inclination a4 and represents the glare limit for the mirror zone 1 ". For example, a4 = 65 °.

Gemäß der Erfindung ist zwischen der Lichtaustrittsöffnung des Spiegelreflektors 1 und einer zu dieser durch die Achse der Lampe 2 parallel verlaufenden Ebene entweder eine Blende 3 (rechte Hälfte der Fig. 1) angebracht, oder es sind auf verschiedenen Seiten einer durch die Lampenachse (Fig.3) senkrecht zur Lichtaustrittsöffnung des Spiegelreflektors 1 gelegten Ebene zwei Blenden 3 angeordnet. Dabei dient die Blende 3 bzw. dienen die Blenden 3 in einem Bereich oberhalb von etwa 70°, gemessen jeweils von einer durch die Achse der Lampe 2 nach unten gerichteten Senkrechten, zur Verminderung der Blendung. Durch die Verkleinerung der strahlenden Lampenoberfläche ist eine Verkleinerung der Eigenstreuung der Lampe 2 erzielt. Betrachtet man den Punkt P der unteren Spiegelzone 1' (rechte Hälfte der Fig. 1), so wird der die Lampe 2 oben tangierende Randstrahl V als steiler Strahl V' zurückgeworfen. Der an der Blende 3 gerade noch vorbeigehende Lichtstrahl VI schließt als reflektierter Strahl VI' mit der Senkrechten einen Winkel a6 ein. Der Strahl VI' bildet die durch die Blende 3 bedingte Abblendgrenze für die Spiegelzone 1'. Die in der Fig. 1 dargestellte Blende 3 ist so angeordnet, daß vorzüglich ihre der Lichtaustrittsöffnung zugewandte Randkante in der Höhe des Strahles IX liegt, der von der die Lichtaustrittsöffnung des Spiegelreflektors 1 umgebenden Kante 7 an die Lampe 2 gerichtet ist.According to the invention, either a diaphragm 3 (right half of FIG. 1) is attached between the light exit opening of the mirror reflector 1 and a plane running parallel to it through the axis of the lamp 2, or a diaphragm 3 (right half of FIG. 1) is attached on different sides of a plane running through the lamp axis (FIG. 3) two diaphragms 3 arranged perpendicular to the light exit opening of the mirror reflector 1 plane. The diaphragm 3 or the diaphragms 3 serve in an area above approximately 70 °, each measured from a vertical line directed downward through the axis of the lamp 2, to reduce glare. By reducing the radiating lamp surface, a reduction in the inherent scattering of the lamp 2 is achieved. If one observes the point P of the lower mirror zone 1 ' (right half of FIG. 1), the marginal ray V tangent to the lamp 2 at the top is reflected back as a steep ray V'. The light beam VI, which just passes the diaphragm 3, forms an angle α6 with the vertical as a reflected beam VI '. The beam VI 'forms the glare limit for the mirror zone 1' caused by the diaphragm 3. The diaphragm 3 shown in FIG. 1 is arranged in such a way that its edge edge facing the light exit opening is preferably at the level of the beam IX which is directed to the lamp 2 from the edge 7 surrounding the light exit opening of the mirror reflector 1.

Durch entsprechende Anordnung der Blende 3 kann der Winkel a6 = a4 = 65' sein. In diesem Falle stimmt die Abblendgrenze der Spiegelzone 1' in Verbindung mit der Blende 3 mit der Abblendgrenze der Spiegelzone 1" überein. Aus dem Verlauf der auf einen Punkt R der oberen Spiegelzone 1" (rechte Hälfte der Fig. 1) auftreffenden Randstrahlen VII und VIII nach der Reflexion in Richtung VII' und VIII' ist zu erkennen, daß die Blende 3 diese Strahlen praktisch nicht behindert.By arranging the diaphragm 3 accordingly, the angle a6 = a4 = 65 ' . In this case, the glare limit of the mirror zone 1 'in connection with the diaphragm 3 coincides with the glare limit of the mirror zone 1 ". From the course of the edge rays VII and VIII after the reflection in the direction VII 'and VIII' it can be seen that the diaphragm 3 practically does not obstruct these rays.

Die Blende 3 kann, so wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, in der Nähe der Oberfläche der Lampe 2 angeordnet sein. Die Blende 3 kann aber auch zweckmäßig unmittelbar auf der Oberfläche der Lampe 2 anliegen (Fig. 3). Vorzugsweise ist die Blende 3 in ihrer Lage zur Lampe 2 verstellbar. Die Blende 3 kann aus Blech oder Kunststoff, insbesondere durchscheinendem Kunststoff bestehen.The diaphragm 3 can, as shown in FIG. 1, in the Be arranged near the surface of the lamp 2. The diaphragm 3 can also be useful lie directly on the surface of the lamp 2 (Fig. 3). Preferably the Aperture 3 can be adjusted in its position relative to lamp 2. The panel 3 can be made of sheet metal or Plastic, especially translucent plastic.

Die bisherigen Ausführungen gelten nicht nur für eine birnenförmige Lampe 2 in Verbindung mit einem Ovalspiegelreflektor oder einem glockenförmigen Spiegelreflektor mit kreisförmiger Lichtaustrittsöffnung, sondern auch für eine langgestreckte stabförmige Lichtquelle, z. B. eine Leuchtstoff Lampe, die in einem langgestreckten wannenförmigen Spiegelreflektor untergebracht ist. Dieser Spiegelreflektor kann dann z. B. einen aus mehreren Parabelteilen zusammengesetzten Querschnitt haben, wie er in der Fig. 1 wiedergegeben ist.The previous statements do not only apply to a pear-shaped one Lamp 2 in connection with an oval mirror reflector or a bell-shaped Mirror reflector with a circular light exit opening, but also for a elongated rod-shaped light source, e.g. B. a fluorescent lamp in one elongated trough-shaped mirror reflector is housed. This mirror reflector can then z. B. have a cross-section composed of several parabolic parts, as shown in FIG.

In der Fig. 2 sind die Zonenbrennweiten F1, F2 eingezeichnet. Dem Spiegelelement E entspricht infolge seiner größeren Entfernung von der Lampe 2 eine kleinere Eigenstreuung. Deshalb kann die Blende 3 in Richtung der Längsachse des Spiegelreflektors 1 eine sich verkleinernde Breite besitzen, also eine sich verkleinernde Fläche der Lampe 2 abdecken. Die Fig.4 zeigt eine nach den Enden schmäler werdende segmentähnIiche Blende 3. Die in der Fig. 4 dargestellte Blende 3 ist an einem Ende mittels eines Zentrierstiftes 4 in einer Vertiefung des Kolbens der Lampe 2 gehalten. Am anderen Ende ist die Blende 3 an einem um den Hals 5 der Lampe 2 gelegten Federbügel 6 befestigt.The zone focal lengths F1, F2 are shown in FIG. 2. To the Due to its greater distance from the lamp 2, mirror element E corresponds to a smaller self-scatter. Therefore, the diaphragm 3 in the direction of the longitudinal axis of the Mirror reflector 1 have a decreasing width, ie a decreasing width Cover the surface of lamp 2. 4 shows one which becomes narrower towards the ends segment-like diaphragm 3. The diaphragm 3 shown in FIG. 4 is at one end held in a recess in the bulb of the lamp 2 by means of a centering pin 4. At the other end, the screen 3 is on a spring clip placed around the neck 5 of the lamp 2 6 attached.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Wide beam luminaire with a mirror reflector, one lamp, preferably a pear-shaped mercury vapor high pressure lamp, receives in itself, characterized in that between the light exit opening the mirror reflector (1) and one to this through the axis of the lamp (2) parallel trending plane either a cover (3) is attached or on different sides one through the axis of the lamp (2) perpendicular to the light exit opening of the mirror reflector (1) laid plane two diaphragms (3) are arranged, which in an area above about 70 °, measured from one at a time through the axis the lamp (2) downward vertical to reduce glare serves or serve.

2. Lamp according to claim 1, characterized in that the diaphragm (3) rests directly on the surface of the lamp (2).

3. Light according to claim 1, characterized in that the diaphragm (3) is adjustable in its position relative to the lamp (2) is.

4. Luminaire according to claim 1, characterized in that the edge of the diaphragm (3) facing the light exit opening of the mirror reflector (3) is at the level of the beam (IX) which is separated from the edge (7) of the mirror reflector (1) surrounding the light exit opening ) is directed at the lamp (2). References considered: British Patent No. 18,470; U.S. Patent No. 2,254,718.