DE1293701B

DE1293701B - Breitstrahlende Strassenleuchte mit einem ovalen Spiegelreflektor

Info

Publication number: DE1293701B
Application number: DES96604A
Authority: DE
Inventors: Dahlke Heinz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-04-17
Filing date: 1965-04-17
Publication date: 1969-04-30
Also published as: AT263940B; SE336315B; CH452461A

Description

Die Erfindung betrifft eine breitstrahlende Straßen-Leuchte mit einem ovalen Spiegelreflektor und einer lichtdurchlässigen Abdeckung, die unterschiedlich optisch wirkende Zonen enthält. Es besteht die Aufgabe, die Lichtausstrahlung der Leuchte durch das optische Zusammenwirken des Spiegelreflektors mit der Abdeckung so zu gestalten, daß beim Einsatz der Straßen-Leuchte ein möglichst günstiges Verhältnis von Leuchtenaufhängehöhe H zum gegenseitigen Leuchtenabstand a, z. B. H: a = 1:4, erzielt ist. Dabei sollen sich gute Kontrastverhältnisse (Beziehung von Objektleuchtdichte zur Leuchtdichte der Straßenoberfläche) auf der Straße und zugleich eine gleichmäßige Leuchtdichte auf der Straßenoberfläche ergeben.

Die gestellte Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Spiegelreflektor aus je zwei einer Lampe mit nicht punktförmigem Leuchtkörper, vorzugsweise einer Quecksilberdampf-Hochdrucklampe mit Leuchtstoff, zugeordneten streifenförmigen Spiegelschalen besteht, die Teile eines Rotationsparaboloids oder diesen Teilen ähnliche Kugelzonenteile sind, wobei die Hauptausstrahlungsrichtung jeder Spiegelschale, die mit der gemeinsamen Austrittsrichtung der von der Mitte der Lampe aus- as gehenden, an der jeweiligen Spiegelschale umgelenkten, annähernd parallel austretenden Lichtstrahlen übereinstimmt, unterhalb der Hauptausstrahlungsrichtung der durch den der lichtdurchlässigen Abdeckung gegenüberliegenden Rand des Gehäuseoberteils abgeschirmten Leuchte verläuft. Weiter wird nach der Erfindung der die Lampe lichtaustrittsseitig tangierende Randstrahl von der Iichtaustrittsseitigen Kante jeder Spiegelschale unter einem Winkel gegen die Vertikale reflektiert, der etwa oder höchstens gleich dem Abschirmwinkel von 80° ist, wobei dieser reflektierte Randstrahl an jeder Längswand der lichtdurchlässigen Abdeckung die Grenze zwischen einer reflektorseitigen prismenfreien Randzone und einer bis zur Mittelzone der Abdeckung sich ausdehnenden Prismenzone bildet, die in Richtung dieser Längswand sich erstreckende, zur Anhebung der von der jeweiligen Spiegelschale umgelenkten Strahlen höchstens bis zum Abschirmwinkel von 80° dienende Prismenflächen enthält, die durch unter verschiedenen Winkeln nach unten ablenkende Prismenflächen miteinander verbunden sind.

Die erfindungsgemäße Straßen-Leuchte hat den Vorteil der extakten Einhaltung des vorgeschriebenen Abschirmwinkels bei einer Lichtverteilungskurve mit einem kräftigen, hochliegenden Lichtstärkemaximum. Dies ist darauf zurückzuführen, daß Prismen in Richtung des Maximums ablenken und darüber hinaus die vom Spiegelreflektor kommenden Strahlen durch die prismenfreie Zone in die gleiche Richtung fallen. Die auf der Innenseite der Abdeckung angeordneten Prismenflächen, die im Zusammenwirken mit der Außenfläche der Abdeckung die Strahlung anheben, sind etwa senkrecht zur Ausstrahlung des Maximums des zugeordneten Spiegelteiles angeordnet, wodurch nur minimale Reflexionsverluste entstehen. Durch die nach unten ablenkenden Prismenflächen entsteht eine vollere Lichtverteilungskurve. Infolge der Streifenform der parabolischen Spiegelschalen hat der Reflektor der erfindungsgemäßen Leuchte eine kleine Bauhöhle und ist leicht sowie wirtschaftlich herzustellen. Eine gleichfalls kleine Bauhöhe hat die lichtdurchlässige Abdeckung, die infolge ihrer nur in einer Richtung verlaufenden Prismen nur kleine Fertigungskosten beansprucht.

Dagegen ist in der USA.-Patentschrift 2647202 auf eine Leuchte hingewiesen, die im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Leuchte keinen spiegelnd reflektierenden ovalen Reflektor, sondern einen diffus reflektierenden ovalen Reflektor und zwei zusätzliche spiegelnd reflektierende Streifen hat. Diese Streifen sind in der Vertikalen eben und in der Horizontalen nicht parabolisch, sondern stärker als parabolisch so gekrümmt, daß die umgelenkten Strahlen in der Horizontalen sich kreuzen und nicht parallel verlaufen. Diese spiegelnden Streifen sind demnach ganz anders geformt und wirken lichttechnisch völlig anders als die Spiegelschalen der erfindungsgemäßen Leuchte. Während diese eine ebene Lichtaustrittsöffnung und eine einwandfreie Abschirmung hat, ist die bekannte Leuchte nicht abgeschirmt, sondern frei ausstrahlend, was durch die von zwei zueinander geneigten Ebenen begrenzte Lichtaustrittsöffnung begünstigt wird. Im Gegensatz zu den lichttechnischen Verhältnissen bei der erfindungsgemäßen Leuchte, bei der die von den beiden Spiegelschalen umgelenkten Lichtstrahlen durch prismenfreie und mit Prismen versehene Zonen austreten, gelangen die von den beiden spiegelnden Streifen der bekannten Leuchte reflektierten Strahlen ausschließlich durch eine prismenfreie Zone nach außen.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen vertikalen Querschnitt einer einlampigen erfindungsgemäßen Leuchte,

Fig. 2 eine Druntersicht des Gehäuseoberteils der Leuchte nach der F i g. 1,

Fig. 3 einen vertikalen Längsschnitt einer Abdeckung, deren Mittelzone querlaufende Prismen hat, Fig. 4 eine Draufsicht der Abdeckung nach der Fig. 3,

Fig. 5 eine Druntersicht des Gehäuseoberteils einer einlampigen Leuchte, deren Spiegelreflektor geknickte Längswände hat,

Fig. 6 eine Druntersicht des Gehäuseoberteils einer zweilampigen Leuchte,

F i g. 7 eine perspektivische Ansicht einer Hälfte einer Abdeckung, an deren Außenseite querlaufende Zylinderlinsen angeformt sind, und

F i g. 8 eine Lichtverteilungskurve der erfindungsgemäßen Leuchte.

In den Fig. 1 und 2 ist eine breitstrahlende Leuchte abgebildet, in deren Gehäuseoberteil 1 ein Spiegelreflektor 2 mit einer ovalen Lichtaustrittsöffnung angeordnet ist, der einen Abschirmwinkel β von etwa 80° hat. Eine an den Gehäuseoberteil 1 anschließende lichtdurchlässige Abdeckung 3 hat an ihren Längswänden Prismen mit unterschiedlicher Lichtablenkung. Die Vorschaltgeräte und gegebenenfalls für den Betrieb der Lampe erforderliche Zusatzgeräte sind nicht dargestellt und können außerhalb oder oberhalb des Lampenraumes, an dessen Stirnseite oder getrennt von der Leuchte untergebracht werden. Die Fig. 8 zeigt beispielsweise eine breitstrahlende Lichtverteilungskurve mit hochliegendem Lichtstärkemaximum von 70° gegen die Vertikale nach unten und einem Abschirmwinkel β von etwa 80°.

Nach der Erfindung besteht der Spiegelreflektor 2 aus je zwei einer Lampe mit nicht punktförmigem Leuchtkörper, vorzugsweise einer Quecksilberdampf-

Hochdrucklampe 10 mit Leuchtstoff zugeordneten streifenförmigen Spiegelschalen 18, 19, die Teile eines Rotationsparaboloides oder diesen Teilen ähnliche Kugelzonenteile sind. Dabei verläuft die Hauptausstrahlungsrichtung jeder Spiegelschale 18, 19, die mit der gemeinsamen Austrittsrichtung der von der Mitte der Lampe 10 ausgehenden, an der jeweiligen Spiegelschale 18,19 umgelenkten, annähernd parallel austretenden Lichtstrahlen b übereinstimmt, unterhalb der Hauptausstrahlungsrichtung der Leuchte, die durch den der lichtdurchlässigen Abdeckung 3 gegenüberliegenden Rand des Gehäuseoberteils 1 abgeschirmt ist. Ferner wird der die Lampe 10 lichtaustrittsseitig tangierende Randstrahl c von der lichtaustrittsseitigen Kante jeder Spiegelschale 18, 19 unter einem Winkel gegen die Vertikale reflektiert, der etwa oder höchstens gleich dem Abschirmwinkel β von 80° ist. Dieser reflektierte Randstrahl c bildet an jeder Längswand der lichtdurchlässigen Abdeckung 3 die Grenze zwischen einer reflektorseitigen prismenfreien Randzone 8 und einer bis zur Mittelzone 9 der Abdeckung 3 sich ausdehnenden Prismenzone 7. Die Randzone 8 ist für diejenigen Lichtstrahlen vorgesehen, die nach Verlassen der Abdeckung 3 mit der Vertikalen V einen Winkel α einschließen, der die Größe höchstens etwa des Winkels β hat. Weiter hat die Prismenzone 7 zur Anhebung der von der jeweiligen Spiegelschale 18, 19 umgelenkten Lichtstrahlen bis höchstens etwa zum Winkel β dienende längslauf ende Prismenflächen 4, die durch unter verschiedenen Winkeln nach unten ablenkende Prismenflächen 5, 6 miteinander verbunden sind. Die Prismenzone 7 kann reflektorseitig aus aneinander anschließenden Prismenflächen 4 und 6 bestehen, an die sich in Richtung zum Boden der Abdeckung 3 Prismenfiächen 4 und 5 anschließen, so wie es in der F i g. 1 wiedergegeben ist. Die Prismenzonen 7 und die Randzonen 8 erstrecken sich über die ganze Länge der Abdeckung 3. Zweckmäßigerweise sind die beiden Prismenzonen 7 der Abdeckung 3 durch eine Mittelzone9 (Fig. 1) verbunden, die in Leuchtenlängsrichtung verlaufende Streurippen hat.

Die F i g. 3 und 4 zeigen eine Abdeckung 13, die vorteilhafterweise die Form eines Troges mit im Längs- und Querschnitt trapezähnliche Form hat. Zweckmäßigerweise sind die beiden Prismenzonen 7 der Abdeckung 13 durch eine Mittelzone mit querlaufenden Prismen verbunden (nicht dargestellt). Es können aber vorteilhafterweise die beiden Prismenzonen 7 der Abdeckung 13 durch eine Mittelzone 11 (F i g. 4) verbunden sein, die ein prismenfreies Mittelstück 12 (Fig. 3) und Enden 14, 15 mit querlaufenden Prismen hat. Vorzugsweise sind die Querwände 16, 17 der Abdeckung 3, 13 mit parallel zum Abdeckungsrand sich erstreckenden Prismen versehen.

Zweckmäßig hat bei Verwendung einer in Höhen- und Längsrichtung verstellbaren Lampe 10, die eine Quecksilberdampf-Hochdrucklampe mit Leuchtstoff sein kann, der Spiegelreflektor 2 Längswände 18,19 (F i g. 2), die von Teilen eines Rotationsparaboloides oder diesen ähnlichen Kugelzonen gebildet sind. Hierbei liegen die Paraboloidachse OP (Fig. 1, 2) und der Kugelmittelpunkt M vorzugsweise in der kurzen Achse der ovalen Lichtaustrittsöffnung des Spiegelreflektors 2.

Die Längswände 18, 19 des Spiegelreflektors 2 können aus eloxiertem Aluminium bestehen. Sie stoßen stumpf an den Stirnseiten20, 21 (Fig. 2) des Spiegelreflektors 2 an. Die Längswände 18, 19 sind durch einen Reflektor 22 verbunden, der weiß lackiert oder emailliert sein kann. Der Reflektor 22 könnte auch aus spiegelndem Material, z. B. aus geglänztem Aluminiumblech, hergestellt sein. Durch diesen Reflektor 22 wird die Lichtverteilungskurve in kleineren Winkelbereichen aufgefüllt.

Die Lampe 10 ist so weit oberhalb der Lichtaustrittsöffnung des Spiegelreflektors 2 angeordnet, daß das vom Spiegelreflektor 2 allein ausgestrahlte Maximum der Lichtverteilung mit der Senkrechten nach unten einen Winkel von z. B. etwa 50 bis 60° einschließt. Durch die nach oben ablenkenden Prismenflächen 4, die aus Kunststoff oder Silikatglas bestehen können, wird das Maximum beispielsweise um etwa 10° angehoben. Infolge der Ausdehnung der Lampe 10 bzw. ihres nicht punktförmigen Leuchtkörpers gibt es Lichtstrahlen, die nach der Reflexion durch den Spiegelreflektor 2 mit der Vertikalen V nach unten einen solchen Winkel einschließen, daß sie durch die nach oben ablenkenden Prismenflächen 4 über 80° angehoben würden. Dies gilt auch für die von der Lampe 10 frei ausgesandten Lichtstrahlen. Deshalb muß die letzte Prismenfläche 4 unterhalb des Strahles liegen, der über den Winkel β von vorzugsweise 80° angehoben würde. In der F i g. 1 sind vom unteren Rand des Spiegelreflektors 2 mit α und b bezeichnete Randstrahlen an den Leuchtkörper der Lampe 10 gelegt. Der zur Mitte dieses Leuchtkörpers gerichtete Strahl ist mit b bezeichnet. Die Strahlen a, b fallen nach der Umlenkung auf die Prismenzone 7, während der Strahl c, der mit dem oberen Schenkel des Abschirmwinkels β — a_s zusammenfällt, durch die prismenfreie Randzone 8 hindurchgeht. Die Prismenflächen 4 stehen etwa senkrecht zum Lichtstärkemaximum, das vom Spiegelreflektor 2 allein erzeugt wird. Kann z. B. die Lage des Lichtstärkemaximums zwischen 50 und 60° gegen die Vertikale V nach unten verändert werden, so steht die Prismenfläche 4 zweckmäßig senkrecht zu dem unter 55° verlaufenden Strahl. Hierdurch werden Reflexionsverluste klein gehalten. An der Prismenfläche 6 wird ein Teil der von der Längswand 18 reflektierten Strahlen, z.B. der Strahl d in der Fi g. 1, nach unten abgelenkt, um eine vollere Lichtverteilungskurve zu erhalten. S₁ ist ein direkter Lichtstrahl, der durch die Randzone 8 unmittelbar hindurchgeht. S₂ dagegen ist ein an der Längswand 18 umgelenkter Strahl, der auf die Randzone 8 trifft.

Die Fig. 5 zeigt die Druntersicht eines Spiegelreflektors 32, bei dem vorteilhaft die Längswände 28, 29 in der kurzen Achse seiner Lichtaustrittsöffnung geknickt sind.

Zweckmäßigerweise hat der Spiegelreflektor 42 (F i g. 6) bei Verwendung von zwei in Leuchtenlängsrichtung angeordneten birnenförmigen Lampen 30 zwei schwenkbare Abschnitte 38,39. Dabei sind jeder Lampe 30 zwei gegenüberliegende, von Teilen eines Rotationsparaboloides oder einer Kugelzone gebildete Abschnitte 38, 39 zugeordnet. Die Lage des Lichtstärkemaximums läßt sich in der Vertikalebene durch Höhenverstellung der Lampen 30 verändern. Zwecks Lageänderung des Lichtstärkemaximums in der Horizontalebene (Lichtbandknickung) werden die Abschnitte 38,39 geschwenkt.

Um eine zu scharfe Bündelung des ausgestrahlten Lichtes zu vermeiden, werden die Längswände 28,29 des Spiegelreflektors 32 geknickt. Vorteilhaft können

statt dessen an der Außenseite der Längswände der Abdeckung 3,13 querverlaufende Zylinderlinsen 23 (F i g, 7) angebracht werden, während sich die Prismenzonen 7 an der Innenseite dieser Längswände befinden.

Aus der F i g. 8 ist zu erkennen, wie sich der obere Ast der Lichtverteilungskurve an die Abschirmgrenze von 80° anschmiegt.

Claims

Patentansprüche:

1. Breitstrahlende Straßen-Leuchte mit einem ovalen Spiegelreflektor und einer lichtdurchlässigen Abdeckung, die unterschiedlich optisch wirkende Zonen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiegelreflektor (2, 32, 42) aus je zwei einer Lampe (10, 30) mit nicht punktförmigem Leuchtkörper, vorzugsweise einer Quecksilberdampf-Hochdrucklampe mit Leuchtstoff, zugeordneten streifenförmigen Spiegelschalen (18,19, 28, 29, 38, 39) besteht, die Teile ao eines Rotationsparaboloids oder diesen Teilen ähnliche Kugelzonenteile sind, wobei die Hauptausstrahlungsrichtung jeder Spiegelschale (18,19, 28, 29, 38, 39), die mit der gemeinsamen Austrittsrichtung der von der Mitte der Lampe (10, 30) ausgehenden, an der jeweiligen Spiegelschale (18, 19, 28, 29, 38, 39) umgelenkten, annähernd parallel austretenden Lichtstrahlen (b) übereinstimmt, unterhalb der Hauptausstrahlungsrichtung der durch den der lichtdurchlässigen Abdeckung (3,13) gegenüberliegenden Rand des Gehäuseoberteils (1) abgeschirmten Leuchte verläuft und ferner der die Lampe (10,30) lichaustrittsseitig tangierende Randstrahl (c) von der lichtaustrittsseitigen Kante jeder Spiegelschale (18,19, 28, 29, 38, 39) unter einem Winkel gegen die Vertikale reflektiert wird, der etwa oder höchstens gleich dem Abschirmwinkel (/J) von 80° ist, wobei dieser reflektierte Randstrahl (c) an jeder Längswand der lichtdurchlässigen Abdeckung (3,13) die Grenze zwischen einer reflektorseitigen prismenfreien Randzone (8) und einer bis zur Mittelzone (9,11) der Abdeckung (3,13) sich ausdehnenden Prismenzone (7) bildet, die in Richtung dieser Längswand sich erstreckende, zur Anhebung der von der jeweiligen Spiegelschale (18, 19, 28, 29, 38, 39) umgelenkten Strahlen höchstens bis zum Abscjiirmwinkel (/?) von 80° dienende Prismenflächen (4) enthält, die durch unter verschiedenen Winkeln nach unten ablenkende Prismenflächen (5, 6) miteinander verbunden sind.

2. Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Längswänden angeordneten beiden Prismenzonen (7) der Abdeckung (3) durch eine mit in Leuchtenlängsrichtung verlaufenden Streurippen versehene Mittelzone (9) verbunden sind (F i g. 1).

3. Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die an den Längswänden angeordneten beiden Prismenzonen (7) der Abdeckung (13) durch eine Mittelzone (11) mit querlaufenden Prismen verbunden sind.

4. Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Prismenzonen (7) der Abdeckung (13) durch eine Mittelzone (11) verbunden sind, die ein prismenfreies Mittelstück (12) und Enden (14, 15) mit querlaufenden Prismen hat (F i g. 3,4).

5. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die querliegenden Endwände (16,17) der Abdeckung (3, 13) mit parallel zum Abdeckungsrand sich erstreckenden Prismen versehen sind.

6. Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei den Spiegelschalen (18, 19, 28, 29, 38, 39) die Paraboloidachse (OP) bzw. der Kugelmittelpunkt (M) jeweils in der kurzen Achse der ovalen Lichtaustrittsöffnung des Spiegelreflektors (2, 32, 42) liegt (Fig. 2, 5, 6).

7. Leuchte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spiegelschalen (28, 29) des Spiegelreflektors (32) in der kurzen Achse seiner Lichtaustrittsöffnung geknickt sind (F i g. 5).

8. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit zwei in Leuchtenlängsrichtung angeordneten Lampen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Lampe (30) ein Spiegelreflektor (42) mit zwei schwenkbaren Spiegelschalen (38,39) zugeordnet ist (F i g. 6).

9. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prismenzonen (7) an der Innenseite der Längswände der Abdeckung (3, 13) angeordnet sind, während an der Außenseite querlaufende Zylinderlinsen (23) angebracht sind (F i g. 7).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen