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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchte mit einer stabförmigen Lichtquelle
sowie mit einem, insbesondere im Wesentlichen parallel zur Lichtquelle
verlaufenden, Hauptreflektor und einer Vielzahl voneinander beabstandeten,
reflektierenden Querlamellen unterhalb der Lichtquelle, sowie ein Verfahren
zur Herstellung einer solchen Leuchte.
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Derartige
Leuchten sind in Form von Spiegelrasterleuchten in einer Vielzahl
von Ausführungsformen
und Variationen bekannt. Der Stand der Technik offenbart einige
Konstruktionen von Reflektoren, deren Herstellung aufwendige Verbindungsteile
und komplizierte Verbindungsmethoden verlangt, da viele Einzelteile
benötigt
werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, einen möglichst einfach und kostengünstig herstellbaren Gesamtreflektorkörper bestehend
aus Hauptreflektor und Querlamellen zur Verfügung zu stellen.
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Dies
wird erfindungsgemäß dadurch
erreicht, dass Hauptreflektor und Querlamellen aus einem einzigen
Stück Reflektormaterial
gefertigt sind.
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Dadurch
wird die Herstellung eines Hauptreflektors vereinfacht, der Verbrauch
des Reflektormaterials minimiert und damit eine kostengünstige Herstellungsvariante
ermöglicht.
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Um
die Konstruktion eines solchen Hauptreflektors samt Querlamellen
aus einem einzigen Stück zu
vereinfachen ist es günstig,
dass das Reflektormaterial beidseitig reflektierend ist. Vorzugsweise
weist das Reflektormaterial biegbares und formstabiles Material,
wie z.B. Blech, vorzugsweise Aluminiumblech, auf.
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Bei
Einstückigkeit
von Hauptreflektor und Querlamellen ist die maximale Lamellenhöhe fix an den
Abstand der Lamellen gekoppelt. Dadurch ist der Ausblendwinkel nicht
durch die Höhe
der Querlamellen variierbar. Trotzdem soll aber eine den Bildschirmarbeitsplatzleuchtenvorgaben – (kurz
BAP-Vorgaben gemäß DIN5035
Teil 7) – gerechte
Ausblendung erreicht werden. Hieraus ergibt sich die Aufgabe bei Abstrahlwinkeln γ größer 65° gegen die
Senkrechte auf eine durch die Unterkanten des Hauptreflektors definierte Öffnungsebene
des Hauptreflektors eine Leuchtdichte kleiner als 1000 cd/m2 – auch
bei Diagonalstrahlen – normgemäß sicherzustellen.
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Um
dies zu erreichen, sollte der Hauptreflektor so ausgebildet sein,
dass im Ausblendbereich auch bei diagonalen Strahlen höchstens
ein kleiner Teil des Leuchtmittels und die Spiegelung des Leuchtmittels
im Reflektor gar nicht zu sehen ist. Hierfür ist es günstig, dass in einem Schnitt
senkrecht zur Längserstreckung
der stabförmigen
Lichtquelle eine Tangente von der Unterkante des Hauptreflektors
an die vom Hauptreflektor abgewandte Unterseite der Lichtquelle
einen Winkel α kleiner
60°, vorzugsweise
kleiner oder gleich 55°,
mit einer Senkrechten auf eine durch die Unterkanten des Hauptreflektors
definierte Öffnungsebene
des Hauptreflektors aufweist. Die so definierte Senkrechte auf die Öffnungsebene
des Hauptreflektors verläuft
günstigerweise
parallel zu einer Symmetrieachse des Hauptreflektors und fällt bei
einer standardmäßigen bzw. üblichen
Montage der Leuchte unterhalb einer Zimmerdecke mit der Vertikalen
zusammen.
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Diese
Art der Begrenzung des Winkels α hilft störende Diagonalstrahlen,
die ansonsten eine starke Blendwirkung verursachen würden, zu
verhindern, ohne den Wirkungsgrad der Leuchte negativ zu beeinflussen.
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Um
bei den am Hauptreflektor reflektierten Strahlen ebenfalls eine
ausreichende Ausblendung zu erzielen, ist es darüber hinaus günstig, wenn
in einem Schnitt senkrecht zur Längserstreckung
der stabförmigen
Lichtquelle der Hauptreflektor aufgrund seiner Formgebung jeden
ursprünglich
von der Lichtquelle ausgehenden und auf seine Reflektoroberfläche treffenden
Lichtstrahl in einem Winkel β kleiner 60°, vorzugsweise
kleiner oder gleich 45°,
gegen eine Senkrechte auf eine durch die Unterkanten des Hauptreflektors
definierte Öffnungsebene
des Hauptreflektors reflektiert. Hierdurch ist es auch bei am Hauptreflektor
reflektierten Strahlen möglich,
die für das
menschliche Auge störenden
Blendungen zu begrenzen und dabei eine Leuchtdichte kleiner als
1000 cd/m2 bei Abstrahlwinkel γ größer 65° zu ermöglichen,
welche den BAP-Vorgaben (DIN5035 Teil 7) entspricht.
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Konstruktiv
ist es vorteilhaft, wenn der Hauptreflektor in einem Schnitt senkrecht
zur Längserstreckung
der stabförmigen
Lichtquelle im oberen Bereich eine Evolventenform und/oder im unteren Bereich
eine Zykloparabelform und/oder dazu im Wesentlichen ähnliche
Formen aufweist. Durch diese geometrische Gestaltung einer Evolventenform
werden im entsprechenden Bereich alle Lichtstrahlen am Leuchtmittel
vorbeireflektiert, wodurch eine Rückstrahlung des Lichts in die
Lichtquelle verhindert wird.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung sieht vor, dass die Querlamellenschenkel konkav, vorzugsweise
parabolisch gekrümmt,
zur Lichtquelle hin auseinander laufen. Durch die konkave, vorzugsweise
parabolische Krümmung
lenken die Querlamellen das Licht der stabförmigen Lichtquelle zur Lichtaustrittseite
hin, wodurch der Leuchtenwirkungsgrad verbessert wird.
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Ein
konstruktives Merkmal sieht vor, dass die Lamellen zur Lichtquelle
hin oben offen sind, um eine möglichst
große
Lamellenhöhe
trotz der Begrenzung des zur Verfügung stehenden Reflektormaterials
zu erreichen.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Innenseiten der Lamellen zumindest
teilweise lichtabsorbierend beschichtet sind. Hierdurch werden störende Mehrfachreflexionen
innerhalb der Lamelle unterdrückt.
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Wenn
als stabförmige
Lichtquelle eine Leuchtstoffröhre
verwendet wird, kommt ein genormtes Standardprodukt zum Einsatz,
welches preiswert und überall
einsetzbar ist.
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Zur
Herstellung der erfindungsgemäßen Leuchte
ist ein Verfahren vorteilhaft, bei dem Hauptreflektor und Querlamellen
aus einem einzigen ebenen Reflektormaterial ausgeschnitten und zu
einer dreidimensionalen Gestalt gebogen werden. Dadurch wird die
Herstellung des Gesamtreflektors bedeutend vereinfacht. Besonders
günstig
ist es auch, wenn das Reflektormaterial nur durch Stanz- und Biegeverfahren
seine endgültige
Form erhält.
Damit werden aufwendige und komplizierte Verbindungseinrichtungen
und Verbindungsmethoden nicht benötigt. Es wird ein kostengünstiges
Produkt geschaffen, welches die geforderten Kriterien der DIN-Norm
an Bildschirmarbeitsplätzen
erfüllt.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand
der Figurenbeschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im
Folgenden näher
erläutert.
Darin zeigt:
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1 eine schematische Unteransicht
des erfindungsgemäßen Reflektors
in einem Zwischenschnitt bei der Herstellung
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2 eine schematische Unteransicht
des erfindungsgemäßen Reflektors
in der fertiggestellten Form,
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3 eine Querschnittansicht
des erfindungsgemäßen Reflektors,
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4 eine Seitenansicht von
zwei benachbarten Querlamellen, und
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5a, 5b, 5c Detaildarstellung
von Strahlungswinkeln γ1, γ2
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Wie
in 1 in einem Zwischenproduktionsschritt
ersichtlich, weist der Reflektor einer Leuchte einen Hauptreflektor 6 und
beabstandete Querlamellen 4, 4', 4" auf. Hauptreflektor 6 und
Querlamellen 4, 4', 4" sind aus einem
einzigen ebenen Blech gefertigt. Dieses ist auf beiden Seiten hochreflektierend, vorzugsweise
mit einem Reflexionsgrad über
95 %, ausgebildet.
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2 zeigt den Gesamtreflektorkörper einer Leuchte
in einer Unteransicht in der fertig gebogenen Form. Die Querlamellen 4, 4', 4" werden aus
dem ebenen Blech hochgebogenen. Dies hat zur Folge, dass die Abwicklungslänge der
Querlamelle 4 nur den halben Lamellenabstand hat und zur
Sicherstellung einer möglichst
großen
Höhe die
Querlamellen 4, 4', 4" nach oben hin
offen sind.
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3 zeigt die Leuchte in einer
Querschnittansicht senkrecht zur Längserstreckung der stabförmigen Lichtquelle 1 mit
dem Hauptreflektor 6 mit einem evolventenförmigen Abschnitt 2, 2' und einem zykloparabelförmigen Abschnitt 3, 3'. Die Breite
B und die Höhe
H beziehen sich auf die Querlamelle 4. In diesem Schnitt
senkrecht zur Längserstreckung der
stabförmigen
Lichtquelle 1 schließt
die Tangente S1 verlaufend von der Unterkante 7 des Hauptreflektors 6 an
die vom Hauptreflektor 6 abgewandte Unterseite der Lichtquelle 1 mit
einer Senkrechten 8 auf eine durch die Unterkanten 7 des
Hauptreflektors 6 definierte Öffnungsebene 5 des
Hauptreflektors 6, einen Winkel α kleiner 60°, vorzugsweise kleiner oder gleich
55°, ein.
Weiters ist in einem Schnitt senkrecht zur Längserstreckung der stabförmigen Lichtquelle 1 der
Hauptreflektor 6 aufgrund seiner Formgebung so ausgebildet,
dass er jeden ursprünglich
von der Lichtquelle 1 ausgehenden und auf seine Reflektoroberfläche treffenden
Lichtstrahl innerhalb eines Winkels β, β' kleiner 60°, vorzugsweise kleiner oder
gleich 45°,
gegen eine Senkrechte 8 auf eine durch die Unterkanten 7 des
Hauptreflektors 6 definierte Öffnungsebene 5 des
Hauptreflektors 6 reflektiert. Die in 3 eingezeichneten Lichtstrahlen S2, S2' sind nur Beispiele
für eine
Vielzahl von Lichtstrahlen, die über den
Hauptreflektor 6 zur Öffnungsebene 5 hin
reflektiert werden.
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4 zeigt eine Seitenansicht
von zwei benachbarten Querlamellen 4, 4' mit dem Abstand
A und der Lamellenhöhe
H. Als Strahlungswinkel γ bezeichnet
man den Winkel zwischen einer Senkrechten 8 und einem Lichtstrahl,
der von der Oberkante einer Querlamelle 4 knapp unterhalb
der Lamellenunterkante der benachbarten Querlamelle 4' fällt. Demzufolge
ergibt sich der Ausblendwinkel χ,
der sich aus der Subtraktion von 90° – γ errechnet.
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Um
eine normgerechte Ausblendung zu erreichen, darf in Blickrichtung
65° von
der Senkrechten 8 die Leuchte rundum nicht mehr als 1000
cd/m2 abstrahlen (Ausblendwinkel χ=25°). Im Längsschnitt ist
der Ausblendwinkel χ mit
28° ±2° festgelegt.
Im Querschnitt kann der Ausblendwinkel χ mit der Reflektorgeometrie
variiert werden. In einem diagonalen Schnitt ist der Ausblendwinkel χ immer geringer
als in beiden Schnitten. Eine perfekte Ausblendung kann deshalb
nur durch die geschilderte Ausbildung des Hauptreflektors mit seiner
relativen Lage zur Lichtquelle erreicht werden.
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5a zeigt einen Teil der
Leuchte in einer dreidimensionalen Ansicht. Die stabförmige Lichtquelle 1 ist über den
benachbarten Querlamellen 4, 4' angeordnet. Der Winkel γ1 ist
der Winkel zwischen der normal zur Längsachse der Lichtquelle 1 stehenden
Senkrechten 8 und dem Lichtstrahl der von der Oberkante
der Querlamelle 4 auf die Lamellenunterkante der benachbarten
Querlamelle 4' auftrifft.
Der Winkel γ2 ist der Winkel der Senkrechten 8 und
dem Diagonalstrahl, der von Punkt 9 an der Oberkante der Querlamelle 4 ausgehend
auf den Punkt 10 an der Lamellenunterkante der benachbarten
Querlamelle 4' auftrifft.
In der Projektionsansicht wie in 5b entspricht γ1 gleich γ2,
die darunter liegende 3D-Winkelansicht in der 5c zeigt aber, dass γ1 ungleich γ2 ist.
Diese Diagonalstrahlen sind durch ihre flachen Winkel problematisch.
Durch geschickte Reflektorgeometrie erhalten diese jedoch eine geringe
Intensität: