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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchte mit einer Vielzahl von
lichtemittierenden Lichtquellen.
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Bereits
seit Längerem
werden in Leuchten Leuchtdioden (LEDs) als Lichtquellen eingesetzt. Leuchtdioden
zeichnen sich durch einen geringen Stromverbrauch und durch eine
lange Lebensdauer aus. Mittlerweile ist es auch bekannt, Leuchtdioden
in Straßenleuchten
einzusetzen. Dabei können
einzelne Leuchtdioden oder Gruppen von Leuchtdioden verwendet werden.
Zur Beeinflussung der Ausstrahlcharakteristik der Leuchtdioden sind
diese in der Regel mit lichtlenkenden Einrichtungen transparenter
Art ausgestattet. Beispielsweise können dazu Kollimatoren, Vorsatzlinsen,
Streuscheiben oder Ähnliches
eingesetzt werden. Durch die lichtlenkenden Einrichtungen wird das
in der Leuchtdiode erzeugte Licht in eine Raumrichtung gebündelt. Zudem wird
dem Lichtbündel
eine spezifische Verteilung aufgeimpft. Beispiele für solche
Verteilungen sind zum Beispiel eine bündelnde Verteilung, eine streuende Verteilung
oder eine bandförmige
Verteilung. Durch den lichtlenkenden Vorsatz wird jede Leuchtdiode bzw.
jede Gruppe von Leuchtdioden zu einem sehr kleinen Scheinwerfer
mit speziellen lichttechnischen Eigenschaften. Die Ausstrahlrichtungen
der einzelnen Leuchtdioden oder der Gruppen von Leuchtdioden werden
durch Kippen der Leuchtdiode bzw. der Gruppe von Leuchtdioden und
durch ihre Positionierung im Leuchtengehäuse der Straßenleuchte
festgelegt. Die Leuchtdioden bzw. die Gruppen von Leuchtdioden sind
dabei direkt auf die Zielfläche, also
beispielsweise auf die Oberfläche
einer Fahrbahn, ausgerichtet. Einzelne Leuchtdioden oder Leuchtdiodengruppen
strahlen dabei unterschiedliche Punkte der Zielfläche an.
Durch die Überlagerung
der einzelnen Anstrahlungen der Leuchtdioden bzw. Leuchtdiodengruppen
wird die gewünschte Lichtstärkeverteilung
auf der Zielfläche
erreicht.
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Nachteilig
an dieser Anordnung von Leuchtdioden in einer Straßenleuchte
ist dabei zum Einen, dass die Leuchtdioden direkt die Zielfläche beleuchten
und daher auch direkt einsehbar sind. Durch die sehr kleinen Dimensionen
und hohen Lichtströme der
einzelnen Leuchtdioden ergeben sich sehr hohe Leuchtdichten auf
den Oberflächen
der Leuchtdioden bzw. auf den Vorsatzoptiken der Leuchtdioden. Dies führt zu einer
starken Blendung eines Betrachters.
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Da
die Leuchtdioden bzw. die Gruppen von Leuchtdioden individuell auf
Punkte der Zielfläche ausgerichtet
werden, ist eine sehr komplexe Geometrie der mechanischen Struktur
der Leuchte nötig.
Zudem müssen
die Leuchtdioden einzeln bzw. in mehreren Gruppen verdrahtet und
montiert werden. Dies führt
zu einem hohen Fertigungsaufwand und daher auch zu hohen Kosten
des Gesamtsystems. Daher ist auch die Instandsetzung der Leuchtdiodeneinrichtung
mit einem hohen Aufwand und hohen Kosten verbunden.
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Ein
weiterer Nachteil liegt in den häufig
zur Lichtbündelung
der Leuchtdioden eingesetzten Kollimatoren. Die Kollimatoren weisen
einen relativ niedrigen Wirkungsgrad auf, der teilweise nur um 75% liegt.
Die wie oben beschrieben ausgebildeten Straßenleuchten sind daher oftmals
ineffizient. Noch ein Nachteil beruht darin, dass die meisten Kollimatoren auf
dem Prinzip der Totalreflektion des von der Leuchtdiode ausgestrahlten
Lichts an der Mantelfläche
der Kollimatoren funktionieren. Haften nun Wassertröpfchen bzw.
kondensierte Feuchtigkeit auf den Mantelflächen der Kollimatoren an, so
werden die Kollimatoren außer
Kraft gesetzt. Daher sind Straßenleuchten,
in welchen die Vorsatzoptik der Leuchtdioden durch Kollimatoren
ausgebildet ist, bei Feuchtigkeitseintritt tendenziell ausfallanfällig.
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Es
ist ferner auch bekannt, als Lichtquelle in Straßenleuchten sogenannte Leuchtdiodencluster (LED-Cluster)
einzusetzen. LED-Cluster bestehen aus einzelnen Leuchtdioden, die
zu einer homogenen Gruppe von Leuchtdioden zusammengefügt sind.
Oftmals sind die Leuchtdioden gemeinsam auf einer Leiterplatte angeordnet.
Die Strahlenbündel
der einzelnen Leuchtdioden sind dadurch größtenteils gleichgerichtet,
so dass der LED-Cluster
als eine einzelne Lichtquelle betrachtet und daher auch mit einer konventionellen
Lichtquelle verglichen werden kann. Das von dem gesamten Leuchtdiodencluster
abgestrahlte Licht wird dann durch eine Vorsatzoptik geleitet. Beispielsweise
kann das Abschlussglas der Straßenleuchte
als Vorsatzoptik ausgebildet sein. Es ist möglich, das Abschlussglas aus
Pressglas herzustellen, in das lichtlenkende Strukturen, beispielsweise linsenförmige oder
prismatische Elemente, eingebracht sind.
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Die
Nachteile einer solchen Straßenleuchte liegen
zum Einen darin, dass sich in aller Regeln nicht die idealtypischen
Lichtstärkeverteilungen
einer Straßenleuchte
erzeugen lassen. Vielmehr werden die aus dem Scheinwerferbau bzw.
Automobilbereich bekannten Verteilungen erzeugt. Ist die lichtlenkende Struktur
als prismatische Struktur ausgebildet, so wird üblicherweise eine bandförmige Verteilung
erzielt. Diese Variante ist für den
Einsatz als Straßenleuchte
weniger erwünscht.
Zudem ist die Effizienz eines solchen Systems eher gering zu beurteilen.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leuchte bereitzustellen,
die wirtschaftlich gefertigt werden kann, sich zur Straßen- und
Wegebeleuchtung eignet und die Nachteile des Stands der Technik
vermeidet. Insbesondere soll eine einfachere Fertigung ermöglicht und
eine Blendung eines Betrachters vermieden werden.
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Hierzu
ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass
die Leuchte mindestens ein sich in Längsrichtung erstreckendes Reflektorprofil
mit einer Vielzahl von Durchbrüchen
und mit mindestens einer auf der Vorderseite des Reflektorprofils
vorgesehenen Reflektorfläche
umfasst, wobei die Lichtquellen im Bereich der Durchbrüche auf
der Rückseite
des Reflektorprofils an den Durchbrüchen angeordnet sind.
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Zwar
ist es bei konventionellen Straßenbeleuchtungen
bereits üblich,
Reflektoren einzusetzen. In solchen Straßenbeleuchtungen ist allerdings üblicherweise
nur eine punktförmig
abstrahlende Lichtquelle im Inneren des Reflektors angeordnet. Zumindest
ein Teil des von der punktförmig
abstrahlenden Lichtquelle emittierten Lichts strahlt die zu beleuchtende
Fläche
direkt an. Da die Lichtquelle in dem Reflektor angeordnet ist, müssen große Teile
des Reflektors eine komplexe räumliche
Geometrie aufweisen.
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Da
die Lichtquellen in der erfindungsgemäßen Leuchte auf der Rückseite
des Reflektorprofils an den Durchbrüchen, d. h. in oder hinter
den Durchbrüchen
des mindestens einen Reflektorprofils, angeordnet sind, wird das
von den Lichtquellen emittierte Licht nicht direkt auf die zu beleuchtende
Fläche sondern
auf die zugeordnete Reflektorfläche
abgestrahlt und an der Reflektorfläche auf die zu beleuchtende
Fläche
umgelenkt. Die Leuchte strahlt somit indirektes Licht ab, so dass
eine Blendung der Betrachter vermieden wird. Da die Lichtquellen
auf der Rückseite
des Reflektorprofils angeordnet sind, ist eine einfache Befestigung
der Lichtquellen möglich.
Unter einem sich in Längsrichtung
erstreckenden Reflektorprofil wird hierbei sowohl ein in Längsrichtung
gerades Reflektorprofil, z. B. für
eine Langfeldleuchte, als auch ein in Längsrichtung gebogenes Reflektorprofil,
z. B. ein kreisförmiges
Reflektorprofil mit großem
Radius, verstanden.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung kann vorgesehen werden, dass eine
Mehrzahl der Lichtquellen zu einem Lichtquellenmodul zusammengefasst
sind und die Rückseite
des Reflektorprofils zumindest eine Auflagefläche aufweist, an der das Lichtquellenmodul
angeordnet ist. Vorzugsweise sind die Lichtquellen als Leuchtdioden
ausgebildet und auf einer gemeinsamen Platine angeordnet. Es ist dann
eine sehr einfache Montage des Lichtquellenmoduls, also beispielsweise
der Platine mit den darauf angeordneten Leuchtdioden möglich. Dadurch wird
der Fertigungsaufwand der Leuchte reduziert und die Leuchte kostengünstiger.
Zudem wird die Strukturkomplexität
der Leuchte verringert.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausbildung kann vorgesehen werden, dass
die Durchbrüche
in dem Reflektorprofil als Reflektoren ausgebildet sind und eine
reflektierende Mantelfläche
aufweisen. Jede einzelne Lichtquelle bzw. jede einzelne Leuchtdiode
weist daher einen eigenen kleinen Reflektor auf, durch den das Licht
der Lichtquelle auf die zugeordnete, in der Regel gegenüberliegende,
Reflektorfläche
gebündelt
wird. Durch die Kontur der lichtlenkenden Reflektorflächen wird
das von den Lichtquellen emittierte Licht in der vertikalen Betrachtungsebene
in die gewünschte
Richtung abgelenkt.
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Um
die gewünschte
Lichtstrombündelung und
die gewünschte
Lichtstärkeverteilung
einzustellen, kann vorgesehen werden, dass die Durchbrüche kegelförmig oder
parabelförmig
sind. Die Durchbrüche
können
beispielsweise durch Bohrungen, zum Beispiel Kegelbohrungen oder
Profilbohrungen hergestellt werden. Anstelle einer Bohrung kann
auch eine Profilfräsung
durchgeführt
werden, wodurch sich komplexere Lichtstärkeverteilungen der einzelnen
Lichtquellen erzeugen lassen.
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Gemäß noch einer
weiteren Ausbildung kann eine Mittelachse zumindest eines Durchbruchs parallel
zu einer Mittelachse der dem Durchbruch zugeordneten Lichtquelle
verlaufen. Wird als Lichtquelle eine Leuchtdiode bzw. ein Leuchtdiodenmodul
verwendet, so entspricht die Mittelachse der Lichtquelle der Flächennormalen
auf die Platine der Leuchtdioden. Der Durchbruch hat dann also die
Form eines geraden Kreiskegels. Da die Lichtquelle in der Regel mittig
in dem Durchbruch angeordnet ist, steht die Mittelachse des Durchbruchs
dann auch senkrecht auf der Auflagefläche des Reflektorprofils. Durch eine
solche Anordnung wird ein bündelnder,
symmetrischer Strahlenverlauf erzielt.
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Soll
ein asymmetrischer, gekippter Strahlenverlauf erzeugt werden, so
kann vorgesehen werden, dass eine Mittelachse zumindest eines Durchbruchs mit
einer Mittelachse der dem Durchbruch zugeordneten Lichtquelle einen
Winkel einschließt,
so dass die Mittelachse des Durchbruchs in der Längsrichtung und/oder quer zur
Längsrichtung
des Reflektorprofils geneigt ist. Der Durchbruch hat dann die Form eines
schiefen Kreiskegels. Die Mittelachse des Durchbruchs ist geneigt
zur Auflagefläche
des Reflektorprofils und schließt
mit dieser einen Winkel kleiner 90° ein. Die Lichtquelle bzw. die
Leuchtdiode muss also nicht gekippt werden oder mit einer vorgesetzten
Optik versehen werden, um einen asymmetrischen Strahlenverlauf zu
erzeugen. Dies ist insbesondere bei Straßenbeleuchtungen wichtig, da
diese in aller Regel am Fahrbahnrad bzw. am Wegesrand installiert
werden und daher in der horizontalen Betrachtungsebene eine asymmetrische
Lichtstärkeverteilung
aufweisen sollen.
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Eine
weitere Variante sieht vor, dass der Querschnitt der Reflektorfläche senkrecht
zur Längsachse
des Reflektorprofils durch eine durchgehende Kurve gebildet ist.
Das Reflektorprofil kann daher leicht hergestellt werden, die gewünschte Optik
und Ausleuchtung wird erzielt.
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Es
kann aber auch vorgesehen werden, dass der Querschnitt der Reflektorfläche senkrecht
zur Längsachse
des Reflektorprofils durch mehrere zusammengesetzte Kurvensegmente
gebildet ist. Im Querschnitt ist die Reflektorfläche dann vorteilhaft als Fresnelstruktur
ausgebildet. Dadurch ist die Reflektorfläche relativ eben.
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In
noch einer weiteren Ausgestaltung kann vorgesehen werden, dass die
Leuchte mindestens ein weiteres Reflektorprofil umfasst, wobei die
Reflektorprofile streifenförmig
sind und jeweils zwei Reflektorprofile so angeordnet sind, dass
die Reflektorflächen
der beiden Reflektorprofile einander zumindest teilweise gegenüberliegen
und die beiden Reflektorprofile jeweils ein Reflektorpaar ausbilden.
Die auf der Rückseite
des ersten Reflektorprofils angeordneten Lichtquellen strahlen dann
die gegenüberliegende
Reflektorfläche
des zweiten Reflektorprofils an und umgekehrt. Durch die Anordnung
der Reflektorflächen
auf den Reflektorprofilen und die Ausbildung der Durchbrüche in den
Reflektorprofilen als Reflektoren ist es möglich, sowohl die Lichtstärkeverteilung
der gesamte Leuchte als auch die Lichtstrombündelung der einzelnen Lichtquellen
mit nur einem Bauteil, dem Reflektorprofil, zu realisieren. Dadurch wird
die Anzahl der optischen Bauteile erheblich reduziert.
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Vorteilhafterweise
kann dabei jedes der Reflektorprofile in seiner Längserstreckung
im Wesentlichen gerades sein. Die Reflektorprofile weisen also eine
sehr einfache Form auf, wodurch eine einfache Herstellung, beispielsweise
durch Extrudieren, ermöglicht
wird.
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Um
eine bessere Lichtlenkung des von den Lichtquellen emittierten Lichts
zu ermöglichen,
kann vorgesehen werden, dass zwischen den Reflektorflächen der
beiden Reflektorprofile ein Reflektorkeil angeordnet ist.
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Noch
eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die beiden Reflektorprofile
in einem Winkel zueinander aufgestellt sind. Auch hierdurch ist
es möglich,
die bei Straßenbeleuchtungen
notwendige Asymmetrie der Lichtstärkeverteilung zu erzielen.
Typischerweise beträgt
der Winkel zwischen den beiden Reflektorprofilen etwa 5° bis 10°.
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In
noch einer weiteren Variante kann vorgesehen werden, dass die Leuchte
mindestens zwei Reflektorpaare mit jeweils zwei einander gegenüberliegenden
Reflektorprofilen umfasst und die Reflektorpaare in Längserstreckung
der Leuchte hintereinander angeordnet sind. Vorzugsweise sind die
beiden Reflektorprofile jedes Reflektorpaars in einem Winkel zueinander
aufgestellt. Die Leuchte hat daher eine tannenbaumartige Struktur.
Dadurch wird die seitliche Ausladung des Leuchtensystems reduziert.
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Ferner
bezieht sich die Erfindung auch auf ein Reflektorprofil für eine oben
beschriebene Leuchte, wobei das Reflektorprofil nur in einer Ebene
gekrümmt
ist, eine Vielzahl von Durchbrüchen
für Lichtquellen,
eine Reflektorfläche
und an einer Rückseite zumindest
eine Auflagefläche
für ein
Lichtquellenmodul aufweist. Das Reflektorprofil zeichnet sich dadurch
aus, dass es eine sehr einfache Form hat und daher einfach und kostengünstig hergestellt
werden kann.
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In
einer Variante des Reflektorprofils können die Durchbrüche als
Reflektoren ausgebildet sein und die Mantelflächen der Durchbrüche sowie
die Reflektorfläche
mit einer lichtlenkenden Schicht versehen sein. Durch diese Anordnung
ist es möglich, sowohl
die Lichtstärkeverteilung
einer Leuchte als auch die Lichtstrombündelung der einzelnen Lichtquellen
der Leuchte mit nur einem Bauteil, dem oben beschriebenen Reflektorprofil,
zu realisieren. Dadurch wird die Anzahl der optischen Bauteile erheblich
reduziert.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben.
Es zeigen:
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1 perspektivische
Darstellung einer Leuchte von unten,
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2 Strahlenverlauf
des Lichts in der Leuchte aus 1,
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3 perspektivische
Darstellung eines Reflektorprofils der Leuchte aus 1 von
hinten,
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4 Querschnitt
des Reflektorprofils aus 3 senkrecht zu seiner Längserstreckung,
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5 vergrößerte Darstellung
des Details V aus 4,
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6 perspektivische
Darstellung einer anderen Ausführungsform
eines Reflektorprofils der Leuchte aus 1 von hinten,
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7 Vorderansicht
des Reflektorprofils aus 6,
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8 Schnitt
durch das Reflektorprofil aus 7 entlang
der Linie VIII-VIII,
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9 Schnitt
durch das Reflektorprofil aus 7 entlang
der Linie IX-IX,
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10 Schnitt
durch einen Durchbruch in einem Reflektorprofil der Leuchte aus 1,
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11 Schnitt
durch eine andere Ausführungsform
eines Durchbruchs in einem Reflektorprofil der Leuchte aus 1,
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12 noch
eine weitere Ausführungsform eines
Reflektorprofils von vorne,
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13 Querschnitt
durch das Reflektorprofil aus 12 senkrecht
zu seiner Längserstreckung und
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14 perspektivische
Darstellung einer weiteren Ausführungsform
der Leuchte von unten.
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Leuchte 1 von unten.
Die dargestellte Leuchte 1 umfasst zwei sich in Längsrichtung
gerade erstreckende Reflektorprofile 3. Die beiden Reflektorprofile 3 liegen
einander zumindest teilweise gegenüber und sind identisch aufgebaut.
Jedes der Reflektorprofile 3 weist eine zum Inneren der
Leuchte 1 gewandte Vorderseite 30 und eine von
der Vorderseite 30 abgewandten Rückseite 5 auf. Die
Vorderseite 30 der Reflektorprofile 3 ist zumindest
bereichsweise als Reflektorfläche 4 ausgebildet.
Dazu ist die Vorderseite 30 mit lichtlenkenden Oberflächen versehen.
Beispielsweise kann die Oberfläche
der Vorderseite 30 der Reflektorprofile 3 zur
Ausbildung der Reflektorflächen 4 mit
reflektierenden Schichten bedampft sein. Es kann dabei vorgesehen
werden, die Reflektorflächen 4 leicht
aufzurauen. Hierdurch wird die sichtbare Leuchtdichte in der Leuchte 1 reduziert
und dadurch der Sehkomfort gesteigert.
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In
jedem der Reflektorprofile 3 sind eine Vielzahl von Durchbrüchen 6 angeordnet.
Wie in 1 ersichtlich, umfasst jedes der Reflektorprofile 3 zwei Reihen
von Durchbrüchen 6,
die parallel zu einer Grundfläche 7 der
Leuchte 1 verlaufen.
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Die
Rückseiten 5 der
Reflektorprofile 3 weisen Auflageflächen auf, an denen eine Vielzahl
von lichtemittierenden Lichtquellen im Bereich der Durchbrüche 6 angeordnet
sind. Die an der Auflagefläche des
ersten Reflektorprofils 3 angeordneten Lichtquellen strahlen
die Reflektorfläche 4 des
zweiten Reflektorprofils 3 an und die an der Anlagefläche des
zweiten Reflektorprofils 3 angeordneten Lichtquellen strahlen
die Reflektorfläche 4 des
ersten Reflektorprofils 3 an. Eine Mehrzahl der Lichtequellen
kann zu einem Lichtquellenmodul 8 zusammengefasst sein. Als
Lichtquellen können
vorzugsweise Leuchtdioden eingesetzt werden, die zu Leuchtdiodenmodulen 8 zusammengefasst
sind. Die Leuchtdiodenmodule 8 sind gemeinsam verkabelt
und können
als gesamte Einheit an den Rückseiten 5 der
Reflektorprofile 3 angebracht werden. Die Leuchtdioden
sind dabei hinter oder in den Durchbrüchen 6 angeordnet,
so dass sie nicht über
die Reflektorflächen 4 des
jeweiligen Reflektorprofils 3 vorstehen. Die Leuchtdiodenmodule 8 sind
vorzugsweise vergossen und mit elektronischen Schutzeinrichtungen
ausgestattet. Dies ermöglicht eine
thermische Strombegrenzung. Es ist auch möglich, anstelle der Leuchtdiodenmodule 8 einzelne Leuchtdioden
einzusetzen. Allerdings sind die Leuchtdiodenmodule 8 deutlich
robuster, kostengünstiger
und können
maschinell bestückt
werden. Zudem können
die Leuchtdiodenmodule 8 im Instandsetzungsfall einfach
ausgetauscht werden.
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Die
beiden Reflektorprofile 3 der Leuchte 1 sind in
einem Winkel α zueinander
aufgestellt, wobei sich die Reflektorflächen 4 der beiden
Reflektorprofile 3 zumindest teilweise gegenüberliegen.
Vorzugsweise beträgt
der Winkel α zwischen
den beiden Reflektorprofilen etwa 5° bis 10°. Im Inneren der Leuchte 1 ist
zwischen den beiden Reflektorprofilen 3 ein Reflektorkeil 9 angeordnet.
Durch den Reflektorkeil 9 wird eine bessere Ausrichtung
des von den Lichtquellen emittierten Lichts ermöglicht.
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Anstelle
von zwei Reflektorprofilen könnte die
Leuchte auch ein im Querschnitt u-förmiges
Reflektorprofil umfassen, das wie oben beschrieben zur Aufnahme
von LED-Modulen
geeignet ist. Dieses Reflektorprofil könnte auch so ausgebildet sein,
dass nur einer der Schenkel Durchbrüche aufweist und nur der zweite,
gegenüberliegende
Schenkel mit einer Reflektorfläche
versehen ist. Bei dieser Ausführung könnte auch
vorgesehen werden, dass das Reflektorprofil in Längsrichtung zwischen den Schenkeln geteilt
ist und also durch zwei streifenförmige Profile ausgebildet ist.
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2 zeigt
den Strahlenverlauf des von den Lichtquellen 10 emittierten
Lichts in einem Querschnitt der Leuchte 1. Zur besseren Übersichtlichkeit sind
nur die Strahlenverläufe 11 des
von der rechten Lichtquelle 10 emittierten Lichts dargestellt.
Die Reflektorprofile 3 sind in dieser schematischen Darstellung
lediglich als Linien dargestellt. Die Reflektorprofile 3 fallen
also mit ihren Reflektorflächen 4 zusammen.
Die Kurven bzw. Konturen der lichtlenkenden Reflektorflächen 4 sind
relativ zur Lage der Durchbrüche 6 in
der Art berechnet, dass das Licht der jeweils gegenüberliegenden
Lichtquellen 10 in der vertikalen Betrachtungsebene in
die gewünschte
Richtung abgelenkt wird. Wie bereits beschrieben, sind die Lichtquellen 10 in
oder hinter den Durchbrüchen 6 der
Reflektorprofile 3 angeordnet. Das von der Lichtquelle 10 emittierte
Licht strahlt dann nicht direkt nach unten auf die zu beleuchtende
Fläche,
sondern wird in die Horizontale gelenkt, trifft auf die Reflektorfläche 4 des gegenüberliegenden
Reflektorprofils 3 und wird von der Reflektorfläche 4 so
abgelenkt, dass es aus der Leuchte 1 austritt und die gewünschte Fläche beleuchtet.
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3 zeigt
ein Reflektorprofil 3 für
die Leuchte 1. Wie in 1 zu sehen,
kann die Leuchte 1 zwei oder mehrere dieser Reflektorprofile 3 umfassen.
Das Reflektorprofil 3 erstreckt sich in Längsrichtung
L und ist nur in einer Raumrichtung gekrümmt, im vorliegenden Fall quer
zur Längsrichtung
L des Reflektorprofils 3. Das Reflektorprofil 3 ist
daher im Wesentlichen streifenförmig.
Die Vorderseite 30 des Reflektorprofils 3 ist
vorzugsweise mit einem lichtlenkenden Material beschichtet und bildet
eine Reflektorfläche 4 aus.
Auf der Rückseite 5 weist
das Reflektorprofil 3 zwei Auflageflächen 12, 13 zum
Anbringen von Lichtquellen auf. In 3 sind die
Auflageflächen 12, 13 als
zwei schmale streifenförmige
Flächen
ausgebildet, in welchen jeweils eine Reihe von Durchbrüchen 6 ausgebildet
ist. Sind die Lichtquellen 10 als Leuchtdioden ausgebildet,
so kann an jeder der Auflageflächen 12, 13 ein
streifenförmiges Leuchtdiodenmodul
angebracht werden. In der Leuchte 1 werden mindestens zwei
der Reflektorprofile 3 so eingebaut, dass sich ihre Reflektorflächen 4 gegenüber liegen.
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4 zeigt
einen Schnitt des Reflektorprofils 3 aus 3 quer
zu seiner Längserstreckung
L. An seiner Vorderseite 30 weist das Reflektorprofil 3 die Reflektorfläche 4 auf.
Die Reflektorfläche 4 ist
mit einer reflektierenden Schicht versehen und ihre Kontur ist so
ausgebildet, dass sie das von einer gegenüberliegenden Lichtquelle emittierte,
einfallende Licht in die vertikale Ebene umleitet. Dabei ist der
Querschnitt der Reflektorfläche 4 senkrecht
zur Längserstreckung
L durch eine durchgehende Kurve gebildet. Vorzugsweise hat die Reflektorfläche 4 einen
bogenförmigen
Querschnitt. Auf der Rückseite 5 des Reflektorprofils 3 befinden
sich die beiden Auflageflächen 12, 13 zum
Anbringen der Lichtquellen, vorzugsweise der Leuchtdiodenmodule.
Diese Auflageflächen 12, 13 sind eben
ausgebildet und ermöglichen
ein einfaches Anbringen der Lichtquellen. Ist das Reflektorprofil 3 in
eine Leuchte 1 eingebaut, so verlaufen die Auflageflächen 12, 13 im
Wesentlichen senkrecht zu der Grundfläche 7 der Leuchte 1.
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5 zeigt
eine vergrößerte Darstellung
des Details V aus 4. Im Bereich der Auflageflächen 12, 13 sind
die Durchbrüche 6 im
Reflektorprofil 3 angeordnet. Die Durchbrüche 6 erstrecken
sich ausgehend von den Auflageflächen 12, 13 zu
der Reflektorfläche 4.
Vorzugsweise sind die Durchbrüche 6 als kegelförmige Bohrungen
ausgebildet. Die Lichtquellen bzw. Leuchtdiodenmodule werden vorzugsweise so
an den Auflageflächen 12, 13 angebracht,
dass die Lichtquellen hinter den Durchbrüchen 6 angeordnet
sind bzw. in die Durchbrüche 6 hineinragen,
aber nicht vor die Reflektorfläche 4 vorstehen.
Um ein Bündeln
und Richten des von den Lichtquellen bzw. Leuchtdioden emittierten
Lichts zu ermöglichen,
sind die Mantelflächen
der Durchbrüche 6 ebenfalls
mit reflektierenden Schichten versehen und somit als Reflektoren
ausgebildet.
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Es
kann auch vorgesehen werden, anstelle von zwei räumlich versetzten streifenförmigen Auflageflächen 12, 13 eine
durchgehende Auflagefläche für ein großflächiges LED-Modul vorzusehen.
Es können
aber auch mehrere, in der gleichen Ebene liegende kleinere Auflageflächen vorgesehen
werden.
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In 6 ist
eine weitere Ausführungsform
eines Reflektorprofils 3' für die Leuchte 1 gezeigt.
Auch in diesem Fall werden mindestens zwei der Reflektorprofile 3' so in die Leuchte 1 eingesetzt,
dass sich ihre Reflektorflächen 4' zumindest teilweise
gegenüberliegen.
Im Folgenden werden nur die Unterschiede zum bereits beschriebenen
Reflektorprofil 3 aufgezeigt. Das Reflektorprofil 3' unterscheidet
sich von dem bereits beschriebenen Reflektorprofil 3 dadurch, dass
die Reflektorfläche 4' im Querschnitt
aus einzelnen Kurvensegmenten 14, 15, 16 zusammengesetzt ist.
Die Reflektorfläche 4' setzt sich
also aus mehreren Flächensegmenten
zusammen. Auch die Kurvensegmente 14, 15, 16 sind
vorzugsweise bogenförmig.
Die Kurvensegmente 14, 15, 16 sind vorteilhaft
als Fresnelstruktur ausgebildet. Hierdurch lässt sich das Reflektorprofil 3' relativ eben
konstruieren. Die Reflektorfläche 4' ist mit einer
reflektierenden Schicht versehen und ihre Kontur ist so ausgebildet, dass
sie das von einer gegenüberliegenden
Lichtquelle emittierte, einfallende Licht in die vertikale Ebene
umleitet.
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An
der von der Reflektorfläche 4' abgewandten
Rückseite 5' des Reflektorprofils 3' ist jedem der Kurven-
bzw. Flächensegmente 14, 15, 16 eine
Auflagefläche 17, 18, 19 zugeordnet.
Im Bereich der Auflageflächen 17, 18, 19 sind
die Durchbrüche 6 angeordnet.
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Auch
in diesem Fall sind die Auflageflächen 17, 18, 19 wieder
als streifenförmige
Bereiche ausgebildet. Die Auflageflächen 17, 18, 19 können aber auch
als eine durchgehende Fläche
ausgebildet sein. Das Reflektorprofil 3' weist also drei Reihen von Durchbrüchen 6 auf.
Die Auflageflächen 17, 18, 19 befinden
sich in einer gemeinsamen Ebene. Sind die Reflektorprofile 3' in die Leuchte 1 eingebaut,
so verläuft
diese Ebene vorzugsweise senkrecht zur Grundfläche 7 der Leuchte 1.
Dadurch lässt
sich an einem Reflektorprofil 3' jeweils ein flächiges Leuchtdiodenmodul befestigen.
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7 zeigt
eine Ansicht des Reflektorprofils 3' aus 6 von vorne.
Auch hier ist wieder die Reflektorfläche 4' mit den drei Kurven- bzw. Flächensegmenten 14, 15, 16 zu
erkennen.
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In
jedem der Kurven- bzw. Flächensegmente 14, 15, 16 ist
eine Reihe von Durchbrüchen 6 angeordnet.
Die Durchbrüche 6 sind
verkippt angelegt. Dies ist aus den Schnittdarstellungen in 8 und 9 deutlich
zu erkennen. 8 zeigt einen Schnitt durch
das Reflektorprofil 3' entlang
der Linie VIII-VIII aus 7. Es ist also eine Schnittdarstellung
parallel zur Längsrichtung
L des Reflektorprofils 3'.
Die Mittelachsen 20 der Durchbrüche 6 in der mittleren
Reihe sind in Längsrichtung
L des Reflektorprofils 3' geneigt.
Auch die Mittelachsen der Durchbrüche in den anderen beiden Reihen
können
in Längsrichtung
L des Reflektorprofils 3' geneigt
sein. Diese Neigung ist nicht unbedingt notwendig, allerdings bei
dem Einsatz der Leuchten zur Straßenbeleuchtung vorteilhaft,
da bei Straßenbeleuchtung
die Leuchten in aller Regel am Fahrbahnrand bzw. am Wegesrand installiert
werden müssen.
Daher müssen
die Leuchten in der horizontalen Betrachtungsebene eine asymmetrische
Lichtstärkeverteilung
aufweisen. Diese asymmetrische Lichtstärkeverteilung wird zum Einen durch
die Neigung der Durchbrüche 6 in
Längsrichtung
L des Reflektorprofils 3' erzielt.
Ferner trägt auch
die Aufstellung der beiden Reflektorprofile 3; 3' in der Leuchte 1 in
einem Winkel α zueinander
zur notwendigen Asymmetrie der Lichtstärkeverteilung bei.
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9 zeigt
eine Schnittdarstellung des Reflektorprofils 3' des entlang
der Linie IX-IX aus 7. In dieser Richtung quer zur
Längsachse
L des Reflektorprofils 3' ist
die Mittelachse 20 der mittleren Reihe von Durchbrüchen 6,
also der Reihe von Durchbrüchen 6 in
dem Kurvensegment 15, nicht geneigt. Die Durchbrüche 6 in
der oberen Reihe, d. h. in dem Kurvensegment 14, sind nach
unten geneigt, so dass ihre Mittelachse 20 nach unten weist.
Die Durchbrüche 6 in
der unteren Reihe, also in dem Kurvensegment 16, sind nach
oben geneigt, so dass ihre Mittelachse 20 nach oben weist.
Die Strahlenbündel der Lichtquellen
bzw. Leuchtdioden in einer Spalte überkreuzen sich also. Die Durchbrüche 6 sind
dabei so ausgebildet, dass die Lichtquellen bzw. Leuchtdioden der
oberen Reihe, also in dem Kurvensegment 14, das untere
Kurvensegment 16 der Reflektorfläche eines gegenüberliegenden
Reflektorprofils beleuchten und die Lichtquellen bzw. Leuchtdioden
der unteren Reihe, also in dem Kurvensegment 16, das obere
Kurvensegment 14 der Reflektorfläche eines gegenüberliegenden
Reflektorprofils beleuchten.
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Auch
in dem in den 3 bis 5 beschriebenen
ersten Ausführungsbeispiel
eines Reflektorprofils 3 können die Durchbrüche 6 wie
oben beschrieben angeordnet sein und eine Neigung quer und/oder
längs zur
Längsrichtung
L des Reflektorprofils 3 aufweisen.
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10 zeigt
eine Detailansicht eines Durchbruchs 6 in einem Reflektorprofil 3; 3'. Die Ausbildung des
Reflektorprofils ist in diesem Fall nicht relevant, d. h. die Reflektorfläche 4; 4' des Reflektorprofils 3; 3' kann als durchgehende
Kurve oder durch aneinandergesetzte Kurvensegmente ausgebildet sein.
Der Durchbruch 6 erstreckt sich von einer Rückseite 5; 5' zu der Reflektorfläche 4; 4' eines Reflektorprofils 3; 3'. An der Rückseite
des Reflektorprofils 3; 3' ist eine Lichtquelle 10,
vorzugsweise eine Leuchtdiode, so angeordnet, dass sich die Lichtquelle 10 hinter
oder in dem Durchbruch 6 befindet und das von der Lichtquelle 10 emittierte
Licht durch den Durchbruch 6 abgestrahlt wird. Die Leuchtdiode 10 befindet
sich auf einer Trägerplatine 21.
Die Trägerplatine 21 ist
an der Rückseite 5; 5' des Reflektorprofils 3; 3' befestigt. Der
Durchbruch 6 ist als gerader Kreiskegel ausgebildet, wobei
seine Mittelachse 20 parallel zur Mittelachse 22 der
Lichtquelle 10 verläuft.
Da die Lichtquelle 10 als Leuchtdiode ausgebildet ist,
entspricht ihre Mittelachse 22 der Flächennormalen auf die Trägerplatine 21 der
Leuchtdiode. Da die Trägerplatine 21 eben
an der Auflagefläche
des Reflektorprofils anliegt, ist die Mittelachse 20 des
Durchbruchs 6 auch parallel zu der Flächennormalen auf die Auflagefläche des
Reflektorprofils.
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Die
Oberfläche
des kegelförmigen
Durchbruchs 6 ist mit einer hochreflektierenden Schicht
bedampft. Vorzugsweise ist diese Schicht glatt bzw. hochglänzend. Daher
wirkt jeder Durchbruch 6 als bündelnder Reflektor für die in
oder hinter ihm angeordnete Lichtquelle bzw. Leuchtdiode 10.
Der Durchbruch 6 und die jeweilige Lichtquelle 10 bilden
also einen sehr kleinen Scheinwerfer aus. Dadurch wird das Licht
der Lichtquelle 10 auf die jeweilige gegenüberliegende
Reflektorfläche 4; 4' gebündelt. Der Strahlenverlauf 23 ist
in 10 zu sehen. Wie in 10 dargestellt,
wird mit einem kegelförmigen Durchbruch 6,
dessen Mittelachse 20 parallel zur Flächennormale 22 der
Leuchtdiodenträgerplatine 21 verläuft, ein
bündelnder,
symmetrischer Strahlenverlauf 23 erzielt.
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Eine
andere Ausbildung eines Durchbruchs 6' ist in 11 dargestellt.
Im Folgenden werden wieder nur die Unterschiede aufgeführt. Auch
hier ist der Durchbruch 6' wieder
kegelförmig
ausgebildet, diesmal allerdings als schiefer Kreiskegel. Daher ist
die Mittelachse 20' des
kegelförmigen
Durchbruchs 6' in Bezug
auf die Mittelachse 22 der Lichtquelle 10 bzw. im
Bezug auf die Flächennormale
der Trägerplatine 21 einer
Leuchtdiode geneigt. Die Mittelachse 20' des kegelförmiges Durchbruchs 6' kann dabei
in Längsrichtung
L des Reflektorprofils 3 und/oder quer zur Längsrichtung
L des Reflektorprofils 3 geneigt sein. Die Mittelachse 20' schließt also
mit der Auflagefläche
des Reflektorprofils einen Winkel kleiner 90° ein. Hierdurch wird ein asymmetrischer
Strahlenverlauf erzeugt, wie in 11 durch
die Lichtstrahlen 24 dargestellt. Dabei muss die Lichtquelle
bzw. Leuchtdiode nicht gekippt werden, es ist auch keine vorgesetzte
Optik notwendig.
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Vorzugsweise
werden die Durchbrüche 6, 6' durch Bohrungen,
beispielsweise Kegelbohrungen hergestellt. Neben einer kegelförmigen Gestalt
sind aber auch andere Profile für
die Durchbrüche
denkbar. Beispielsweise können
die Durchbrüche
eine zumindest bereichsweise parabelförmige Mantelfläche aufweisen.
Die Durchbrüche
können
dann durch Profilbohrungen hergestellt werden. Anstelle einer Profilbohrung
können
die Durchbrüche
auch durch eine Profilfräsung
hergestellt werden. Hierdurch lassen sich komplexere Lichtstärkeverteilungen
der einzelnen Lichtquellen bzw. Leuchtdioden erzeugen.
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Noch
eine weitere Ausführungsform
eines Reflektorprofils 3'' ist in 12 gezeigt.
Das Reflektorprofil 3'' entspricht
im Wesentlichen den bereits beschriebenen Reflektorprofilen. Auch
dieses Reflektorprofil 3'' erstreckt sich
wieder in eine Längsrichtung
L. Wie bereits beschrieben, ist auch hier die Vorderseite 30'' des Reflektorprofils 3'' zumindest teilweise als Reflektorfläche 4'' ausgebildet. Auch dieses Reflektorprofil 3'' weist Durchbrüche auf, in bzw. hinter welchen
Lichtquellen angeordnet werden können.
Wie aus 12 ersichtlich, weist das Reflektorprofil 3'' zwei Reihen mit jeweils fünf Durchbrüchen 6''; 6.1''; 6.2''; 6.3''; 6.4'' auf. Dabei sind die Durchbrüche 6''; 6.1''; 6.2''; 6.3''; 6.4'' unterschiedlich ausgebildet. Die
Durchbrüche 6'' haben die Form von geraden Kreiskegeln.
Die in der 12 links dargestellten Durchbrüche 6.1''; 6.2''; 6.3''; 6.4'' sind
als schiefe Kreiskegel ausgebildet. Die Mittelachsen dieser vier
Durchbrüche 6.1''; 6.2''; 6.3''; 6.4'' sind
sowohl in Längsrichtung
L des Reflektorprofils 3'' als auch quer
zur Längsrichtung
L des Reflektorprofils 3'' geneigt. Die
Neigung der Mittelachsen kann dabei bei jedem der Durchbrüche 6.1''; 6.2''; 6.3''; 6.4'' unterschiedlich
ausgebildet sein.
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In 13 ist
ein Querschnitt durch das Reflektorprofil 3'' quer
zu seiner Längsrichtung
L entlang der Linie XIII-XIII dargestellt. Die Vorderseite 30'' des Reflektorprofils 3'' ist zumindest teilweise als Reflektorfläche 4'' ausgebildet. An der Rückseite 5'' des Reflektorsystems 3'' ist eine Auflagefläche 25 zum
Anbringen von Leuchtdiodenmodulen vorgesehen. Ausgehend von der
Auflagefläche 25 erstrecken sich
die Durchbrüche 6'' durch das Reflektorprofil 3'' zur Vorderseite 30''.
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In
den bisher beschriebenen Ausführungsformen
der Reflektorprofile 3, 3' verlaufen die Auflageflächen für die Lichtquellenmodule
bzw. Leuchtdiodenmodule so, dass sie im eingebauten Zustand der Reflektorprofile
in der Leuchte im Wesentlichen senkrecht zur Grundfläche 7 der
Leuchte angeordnet sind. In 13 ist
zu sehen, dass die Auflagefläche 25 schräg zur Grundfläche 7 verläuft und
somit im eingebauten Zustand in der Leuchte 1 mit der Grundfläche 7 einen
Winkel < 90° einschließt. Somit
können
also auch die Lichtquellenmodule bzw. Leuchtdiodenmodule bereits
schräg
an dem Lichtquellenmodul 3'' angebracht
werden. Die Mittelachsen 20'' der Durchbrüche 6'' schließen mit der Auflagefläche 25 einen rechten
Winkel ein.
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In 14 ist
eine Leuchte 1' gezeigt,
in der die Reflektorprofile 3'' eingebaut
sind. Die Leuchte 1' umfasst
vier dieser Reflektorprofile 3''.
Jeweils zwei der Reflektorprofile 3'' sind
gegenüber
zueinander angeordnet, so dass sich ihre Reflektorflächen 4'' zumindest teilweise gegenüberliegen.
Die Reflektorflächen 4'' sind, wie auch bei den bereits
beschriebenen Ausführungsformen,
in der Art berechnet, dass das Licht der Lichtquellen bzw. Leuchtdioden
in der vertikalen Betrachtungsebene in die gewünschte Richtung abgelenkt wird.
Jeweils zwei einander gegenüberliegenden
Reflektorprofile 3'' bilden also
ein Reflektorpaar aus. Die beiden Reflektorpaare sind in Längserstreckung
L' der Leuchte 1' hintereinander angeordnet.
Auch hier sind die Reflektorprofile 3'' jedes
Reflektorpaars in einem Winkel α' zueinander aufgestellt.
Der Winkel α' beträgt vorzugsweise
5° bis 10°. Bei der
Anordnung von mehreren Reflektorpaaren hintereinander wird somit
die seitliche Ausladung der Leuchte 1' reduziert. Wie bereits in Bezug
auf 12 beschrieben, weist jedes Reflektorprofil 3 zwei
Reihen mit Durchbrüchen 6''; 6.1''; 6.2''; 6.3''; 6.4'' auf. Die Durchbrüche 6''; 6.1''; 6.2''; 6.3''; 6.4'' jedes Reflektorprofils 3'' können unterschiedlich ausgebildet
werden. Im vorliegenden Fall sind die sechs Durchbrüche 6'' im rechten Teil der Reflektorprofile 3'' als gerade Kreiskegel ausgebildet.
D. h. die Mittelach sen 20'' der Durchbrüche 6'' stehen senkrecht auf der Auflagefläche 25.
Die zwei linken Durchbrüche 6.1''; 6.3'' der
unteren Reihe und die zwei linken Durchbrüche 6.2''; 6.4'' der oberen Reihe sind hingegen
als schiefe Kreiskegel ausgebildet. D. h., die Mittelachsen dieser
Durchbrüche
schließen
mit der Auflagefläche 25 des
Reflektorprofils 3'' einen Winkel kleiner
90° in oder
quer zur Längsrichtung
L des Reflektorprofils 3'' ein. Damit
wird eine asymmetrische Lichtstärkeverteilung
der Leuchte 1' erreicht,
wie dies insbesondere bei Straßenbeleuchtungen
erwünscht ist.
Die Grundfläche 7' der Leuchte 1' ist als Ebene ausgebildet.
Es ist aber auch denkbar, an der Grundfläche 7' einen Reflektorkeil anzuordnen,
wie dies in Bezug auf die erste Ausführungsform der Leuchte 1 beschrieben
ist. An beiden Enden ist die Leuchte 1' mit Reflektorblechen 26 abgeschlossen.
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An
den Auflageflächen 25 der
Reflektorprofile 3'' ist je ein
Lichtquellenmodul bzw. ein Leuchtdiodenmodul 8' angebracht.
Da die Auflageflächen 25 der
Reflektorprofile 3'' als Ebenen
ausgebildet sind, ist ein sehr einfaches Anbringen der Lichtquellen- bzw.
Leuchtdiodenmodule möglich.
Wie in 14 deutlich zu erkennen ist,
können
an jedem der Reflektorprofile 3'' zehn
Lichtquellen bzw. Leuchtdioden angebracht werden. Vorzugsweise werden
dabei Leuchtdioden mit einer Leistung von jeweils 1 Watt eingesetzt.
Insgesamt hat die Leuchte 1' daher
eine Anschlussleistung von 40 Watt. Die Leuchte 1' kommt damit
auf einen Brutto-Lichtstrom von etwa 3.500 bis 4.000 Lumen.
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Da
die Reflektorprofile jeweils sowohl eine Reflektorfläche als
auch als Reflektoren ausgebildete Durchbrüche für die Lichtquellen aufweisen,
ist es möglich,
sowohl die Lichtstärkeverteilung
der gesamten Leuchte als auch die Lichtstrombündelung der einzelnen Lichtquellen
bzw. Leuchtdioden mit nur einem Bauteil zu realisieren. Dies reduziert
die Anzahl der benötigten
optischen Bauteile ganz erheblich. Durch die auf der Rückseite
der Reflektorprofile vorgesehenen Auflageflächen ist ein sehr einfaches
Anbringen der Lichtquellenmodule bzw. LED-Module möglich. Die
benötigte
Bauteilanzahl wird reduziert und die Strukturkomplexität erheblich
verringert. Damit werden auch der Fertigungsaufwand und die damit
verbundenen Fertigungskosten verringert. Da die Lichtquellen bzw.
Leuchtdioden hinter bzw. in den Durchbrüchen angeordnet sind, wird
das emittierte Licht nicht direkt auf die zu beleuchtende Fläche abgestrahlt,
sondern von den Reflektorflächen
der Reflektorprofile auf diese Fläche umgelenkt. Dadurch wird
die sichtbare Leuchtdichte in der Leuchte reduziert, was durch eine
leichte Aufrauung der Reflektorflächen noch verstärkt werden
kann. Hierdurch wird der Sehkomfort gesteigert. Da keine vorgesetzten Optiken
benötigt
sind, kann ein hoher Wirkungsgrad des optischen Wirksystems erzielt
werden.
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Da
die eingesetzten Reflektorprofile in einer wesentlichen Richtung
linearen Charakter aufweisen, d. h. in ihrer Längserstreckung im Wesentlichen gerade
sind, können
sie sehr einfach hergestellt werden. Beispielsweise können die
Reflektorprofile durch Extrusion einer lichtlenkenden Kurve erzeugt werden.
Es ist aber auch eine Herstellung durch Druck- oder Spritzgießen möglich. Als
Material für
die Reflektorprofile wird vorzugsweise Aluminium oder ein Kunststoff
eingesetzt. Die Aluminium- oder Kunststoffprofile werden mit reflektierenden
Schichten bedampft, um die Reflektorfläche zu erzeugen. Vor dem Bedampfen
werden die Durchbrüche
in den Aluminium- oder Kunststoffprofilen hergestellt, so dass auch die
Mantelflächen
der Durchbrüche
mit der reflektierenden Schicht versehen werden. Auf der Rückseite der
Reflektorprofile sind lineare oder planare Anschlussflächen vorgesehen,
an denen die Lichtquellen bzw. Leuchtdioden angebracht werden können. Durch
diese Anschlussflächen
ist die Verwendung von vorgefertigten linearen oder planaren Leuchtdiodenmodulen
möglich.
Auch hierdurch können
der Fertigungsaufwand und die damit verbundenen Fertigungskosten
reduziert werden.