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"Notleuchte"
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Die Erfindung richtet sich auf eine Notleuchte. Derartige Leuchten
mit eigener oder fremder Stromversorgung werden für die Notbeleuchtung verwendet,
d.h. für die Beleuchtung, die die allgemeine künstliche Beleuchtung bei deren Ausfall,
z.B.
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bedingt durch ein Absinken der Netzspannung, ersetzt bzw. für eine
kontinuierliche Beleuchtung solcher Räume, wie etwa Fluchtwege aus öffentlichungen
Gebäuden, wo eine Vollbeleuchtung nicht oder nur zuweilen erforderlich ist.
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Zum Zweck der Notbeleuchtung ist es bisher üblich, in normale handelsübliche
Leuchten Stromversorgungseinheiten einzubauen, die bei Ausfall der Hauptbeleuchtung
die Lichtquelle mit Energie versorgen. Im Aufbau unterscheiden sich die bekannten
Notleuchten
von anderen Leuchten lediglich durch eine verhältnismäßig
geringe Lichtstärke.
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Tatsächlich sind aber an eine konstruktiv optimale Notleuchte bzw.
an aus mehreren derartigen Leuchten zusammengesetzte Beleuchtungssysteme ganz spezifische
Anforderungen zu stellen, die in dieser Form bei normalen Leuchten nicht auftreten
und dementsprechend dort auch keine Berücksichtigung finden. Es handelt sich hierbei
zunächst darum gasse Mindestbeleuchtungsstärkes deren unterer Grenzwert durch einen
experimentell zu ermittelnden Grenzwert für die physiologisch bedingte Wahrnehmungsfähigkeit
des Auges festgelegt ist, sicherzustellen. Anderseits muß dafür gesorgt werden,
daß durch die Leuchte keine Blendung auftritt. Die Beleuchtungsstärke muß also hunter
einem ebenfalls physiologisch zu ermittelnden oberen Grenzwert gehalten werden.
Aus den vorstehenden beiden Forderungen nach einer Mindestbeleuchtung einerseits
und der Vermeidung besonders hoher Beleuchtungsstärken an bestimmten Stellen anderseits
ergibt sich weiterhin die spezifische Bedingung, daß die Beleuchtung auf der gesamten
zu beleuchtenden Fläche möglichst gleichmäßig sein soll. Auf diese Weise ist auch
eine rationelle, auch bei Dauerbetrieb wesentliche, insgesamt möglichst geringe
Lichtstromstärke zu erreichen, da dann überflüssige und sogar unerwünschte höhere
Beleuchtungsstärken als erforderlich an bestimmten Raumbereichen vermieden
werden.
Darüberhinaus soll auch die Farbwiedergabe bei Notbeleuchtung weitgehend unverändert
bleiben.
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Hiervon ausgehend ist es die Aufgabe der Erfindung, eine Notleuchte
zu schaffen, die im Gegensitz zu den bekannten Leuchten den speziellen, an eine
Notleuchte zu stellenden Anforderungen gerecht wird.
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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß bei einer Notleuchte erreicht, die
Einrichtungen zur Erzeugung einer gleichmäßigen Lichtverteilung und einen Reflektor
und/oder eine Bleneinrichtung aufweist, durch die der Ausstrahlungswinkel &
auf einen Winkel kleiner/gleich dem gemäß folgender Formeln definierten Winkel max.
begrenzt ist.
| ~ 1 ( = 0) |
| COS max - |
| 1 Blend |
I (d = O ) Lichtstärke am Fußpunkt der Leuchte IBlend = Blendlichtstärke.
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Diese Bedingung ergibt sich erfindungsgemäß aus der Forderung nach
Blendbegrenzung bei gleichzeitiger gleichmäßiger Lichtverteilung. Man geht dabei
z.B. davon aus, daß die horizontale Beleuchtungsstärke EH an jedem Punkt der beleuchteten
Fläche
konstant sein soll. Unter horizontaler Beleuchtungsstärke ist dabei die senkrecht
zur beleuchteten Fläche gemessene Komponente der Beleuchtungsstärke zu verstehen.
Bei einer Leuchtenaufhängung in der Höhe h gilt für die Beleuchtungsstärke EH
Da weiterhin I(& =O) EH h2 ergibt sich
Wenn man nun entsprechend der Erfindung davon ausgeht, daß die Blendbeleuchtungsstärke
nicht überschritten werden soll, also I max = Blend erhält man
| 3 = \/E |
| cos Smax Blend |
| Blend |
Der maximale Ausstrahlungswinkel ist also abhängig einerseits von der vorgegebenen
Mindestbteuchtungsstärke und andererseits von der Blendlichtstärke. Die folgende
Tabelle zeigt den optimalen maximalen Ausstrahlungswinkel in Abhängigkeit von der
Aufhänghöhe, wobei für die jeweilige Aufhänghöhe der zugehörige mittels physiologischer
Experimente ermittelte
Wert für die Blendlichtstärke angegeben
ist und der Berechnung des maximalen Ausstrahlungswinkels eine ebenfalls experimentell
als günstiger Grenzwert ermittelte Mindestbeleuchtungsstärke von 2 Lux zugrundegelegt
ist.
| Aufhängehöhe h (m) 2 2,5 3 3,5 4 4,5. 5,0 |
| Blendlichtstärke 100 400 900 1600 2500 3500 5000 |
| IBlend (cd) |
| Genzwinkel tmax. 66,3 72,7 75,0 76,2 76,9 77,3 77,9 |
Durch nach Maßgabe obiger Bedingungen konstruierte Notleuchten läßt sich eine weitaus
günstigere Ausnutzung der Energie als bei herkömmlichen Leuchten erreichen, wobei
gleichzeitig den besonderen Anforderungen an solche Notleuchten in optimaler Weise
Rechnung getragen wird. Als Lichtquellen können hierbei gewöhnliche Glüh- oder Halogenlampen
Verwindung finden, die auch die Bedingung einer guten Farbwiedergabe erfüllen. Selbstverständlich
liegt es im Rahmen der Erfindung zur Einstellung des maximalen Ausstrahlungswinkels
der Leuchte je nach deren Äufhänghöhe eine ortsveränderliche Befestigung der Lichtquelle
oder auch einen in an sich bekannter Weise formveränderlichen Reflektor vorzusehen.
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Als besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn der maximale Ausstrahlungswinkel
kleiner als etwa 650 ist. Dadurch wird bei einfacher und damit preisgünstig herstellbarer
Konstruktion eine Notleuchte geschaffen, die allen im allgemeinen vorkommenden Einsatzbedingungen
gerecht wird, da Aufhängehöhen kleiner als 2 m einen Ausnahmefall darstellen dürften.
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Vorzugsweise bestehen die Einrichtungen zur Erzeugung einer gleichmäßigen
Lichtverteilung aus einem rotationssymmetrischen Reflektor, dessen Form derart gewählt
ist, daß für die Beleuchtungsstärke auf der zu beleuchtenden Fläche gilt:
Durch einen so geformten Reflektor wird eine weitgehend konstante horizontale Beleuchtungsstärke
auf der zu beleuchtenden Fläche erreicht, wobei auf die Fläche außerhalb der zu
beleuchtenden Fläche, wie es wünschenswert ist, im wesentlichen nur geringes Streulicht
fällt. Gleichzeitig kann durch entsprechende Dimensionierung des Reflektors auch
die Forderung nach Begrenzung des Ausstrahlungswinkels im Sinne einer Vermeidung
von Blendung verwirklicht werden.
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Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, daß die Einrichtungen zur Erzeugung
einer gleichmäßigen Lichterzeugung einen Reflektor und/oder ein refraktierendes
Element, vorzugsweise eine Streuscheibe, umfassen. Bei dieser Ausführungsform brauchen
an die Formgebung des Reflektors nicht zu strenge Anforderungen gestellt zu werden,
da durch die Streuscheibe besonders hohe Intensitäten seitlich der Rotationsachse
ausgeglichen werden.
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Schließlich kann es sich auch als günstig erweisen, daß die Einrichtungen
zur Erzeugung einer gleichmäßigen Lichtverteilung einen Reflektor und/oder eine
Linse oder eine Linsenkombination umfassen. Auch bei Verwendung von Linsen zur Erzeugung
der gleichmäßigen Lichtverteilung erweist sich der Reflektor als vorteilhaft, da
mit seiner Hilfe zumindest eine grobe Verteilung des Lichts erreicht werdençkann
und damit das Linsensystem schwächer dimensioniert werden kann, und darüberhinaus,
weil der Reflektor in jedem Fall das nach oben ausgestrahlte Licht in Richtung der
zu beleuchtenden Fläche lenkt.
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Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben
sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
sowie anhand der Zeichnung.
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Dabei zeigen: Fig. 1 eine Darstellung der geometrischen Verhältnisse
und Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Notleuchte.
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Die in Fig. 2 dargestellte Notleuchte 1 umfaßt eine Lichtquelle 2,
z.B. eine gute Farbwiedergabe gewährleistende Glühlampe, die von einem Reflektor
3 umgeben ist. Dieser Reflektor ist rotationssymmetrisch derart geformt, daß Kreiszonen
auf der 1Eleuchteten Fläche 4 jeweils Zonen auf dem Reflektor zugeordnet sind, die
sich vom Rotationszentrum her aufbauen.
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Die Krümmung des Reflektors 3 ist so gewählt, daß auf der beleuchteten
Fläche 4 eine gleichmäßige Beleuchtungsverteilung erzielt wird. Die Lichtstärke
der Lichtquelle 2 ist hierbei so bemessen, daß diese gleichmäßige Beleuchtungsstärke
etwa der erforderlichen Mindestbleuchtungsstärke, also z.B. 2 Lux, entspricht. Außerhalb
der zu beleuchtenden Fläche fällt dank dieser Anordnung die Lichtintensität stark
ab, d.h. dorthin gelangt lediglich Streustrahlung.
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Zur Unterstützung der Erzielung einer gleichmäßigen Lichtverteilung
können zusätzliche Einrichtungen 5 vorgesehen sein, die in Fig. 2 nur schematisch
angedautet sind.
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Solche Einrichtungen können z.B. entsprechend geformte Streuscheiben
sein, oder auch Streuscheiben in Kombination mit einem oder mehreren zusätzlichen
Reflektoren. Darüberhinaus liegt im Rahmen der erfindungsgemäßen Möglichkeiten zur
Erzielung der gleichmäßigen Lichtverteilung auch die Verwendung von Linsen oder
Linsenkombinationen.
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Ebenfalls nur schematisch und nicht maßstabgetreu ist in Fig. 2 ein
Blendenring 6 eingezeichnet, der zur Vermeidung von Blendung das an den Einrichtungen
5 zur Erzeugung einer gleichmäßigen Lichtverteilung, also z.B. einer Streuscheibe,
gestreute Lichtbündel so begrenzt, daß der maximale Ausstrahlungswinkel li max einen
bestimmten Wert, etwa 650, nicht überschreitet.
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Anderssts kann zur Begrenzung des Ausstrahlungswinkels * eine entsprechende
Dimensionierung des Rellektors 3 bzw. eine Verschiebung der Position der Lichtquelle
2 längs der Rotationsachse des Reflektors 3 bereits ausreichend sein. Dies ist bei
der in Fig. 2 dargestellten Anordnung ohne Verwendung einer zusätzlichen Einrichtung
6 zur gleichmäßigen Verteilung des Lichtes tereits der Fall, wie aus den beispielsweise
eingezeichneten Strahlengängen 7 ersichtlich ist, deren Ausstrahlungswinkel F jeweils
kleiner als der maximale Ausstrahlungswinkel & max ist, im Beispiel etwa 650.
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In Fig. 1 sind die geometrischen Verhältnisse dargestellt, die bei
Berechnung des erforderlichen Lichtstroms bei einer in Höhe h über der zu beleuchtenden
Fläche 4 aufgehängten IJotleuchte 1 zugrundegelegt werden. Betrachtet wird jeweils
die Beleuchtungsstärke an einem Aufpunkt A, der im Abstand r vom Fußpunkt F unterhalb
der Lichtquelle 2 der Hotleuchte 1 liegt.
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Die Lichtquelle 2 ist in der Zeichnung lediglich schematisch dargestellt
und repräsentiert die gesamte Notleuchte 1.
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Berechnet man unter Zugrundelegung der genannten Bezeichnungen den
für die Beleuchtung der Fläche 4 erforderlichen Lichtstrom einmal unter Voraussetzung
herkömrilicher Bedingungen, nämlich daß die Beleuchtungsstärke vom Fußpunkt radial
nach außen abnimmt und an der am schwächsten beleuchteten Stelle die Mindestbeleuchtungsstärke,
z.B. 2 ~ux, erreicht wird (was entsprechend höhere Beleuchtungsstarken in der Nähe
des Fußpunktes F zur Folge hat) und nimmt anderseits den Fall, wo durch (in Fig.
1 nicht dargestellte) Einrichtungen zur Erzeugung einer gleichmäßigen Lichtverteilung
die horizontale Beleuchtungsstärke auf der gesamten beleuchteten Fläche konstant
ist, so ergibt sich, daß im letzteren Fall der erforderliche Lichtstrom siebenmal
geringer ist als im ersten Fall.
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Hieraus wird eindrucksvoll deutlich, daß bei Dauerbetrieb der Notleuchte
erhebliche Energiekosten aufgrund des geringeren Lichtstroms gespart werden können
und darüberhinaus bei durch Accumulatoren versorgten Notleuchten die Stromversorgungseinrichtungen
entsprechend schwacher dimensioniert werden können.
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Gleichzeitig wird bei einer derartigen Leuchte die Blendung vermieden
und eine naturgetreue Farbwiedergabe erreicht.
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Die im Vorausgegangenen für Linzelleuchten dargelegten Überlegungen
lassen sich selbstverständlich mit dem gleichen Vorteil auch auf mehrere nebeneinander
angeordnete Leuchten, also ganze Notbeleuchtungsanlagen, übertragen.
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