DE602004005872T2

DE602004005872T2 - Beleuchtung und methode zur beleuchtung

Info

Publication number: DE602004005872T2
Application number: DE602004005872T
Authority: DE
Inventors: Hendrik Wijbenga; Jean P. Entrop
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2003-08-12
Filing date: 2004-08-03
Publication date: 2008-01-17
Anticipated expiration: 2024-08-04
Also published as: DE602004005872D1; WO2005015078A1; US7252412B2; EP1656521B1; CN1836131A; ATE359480T1; US20060239007A1; EP1656521A1; JP2007502517A

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchte, die sich zur Beleuchtung unter einer Überdachung eignet. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Beleuchtung eines Bereichs unter einer Überdachung einer Tankstelle mittels einer Leuchte.
Eine Leuchte dieser Art ist aus US 5,564,820 bekannt. Die Leuchte weist zwei gegenüberliegende Gruppen von Leisten in ihrem Lichtaustrittsfenster auf. Bei Anbringung in der abgehängten Decke oder an der Decke der Überdachung einer Tankstelle verhindern die Leisten, dass herannahender Verkehr, der auf diese zufährt, durch Licht geblendet wird, das ohne vorherige Reflexion innerhalb von kleinen Winkeln von bis zu ungefähr 30° direkt zur Decke ausgestrahlt wird. Der Reflektor reflektiert Licht jedoch in beide Richtungen quer zur Richtung des Verkehrs, auch innerhalb der Winkel zum Beleuchten von vertikalen Oberflächen der Tanksäulen. Der Reflektor kann ein Strahlenbündel im Bereich von ungefähr 20° bis 90° zur Decke formen, wobei ein Maximum bei ungefähr 55° ist. Das Lichtaustrittsfenster ist mit einer ebenen Scheibe bedeckt. Die gezeigte Leuchte hat ein Gehäuse und ist für eine einseitig gesockelte Lampe bestimmt.
US 6,254,255 B1 offenbart eine ähnliche Leuchte mit einem speziell geformten Reflektor, die sich zur Tankstellenbeleuchtung eignet. Diese Leuchte weist auch eine Gruppe von Leisten im Lichtaustrittsfenster auf. Der Unterschied in der Lichtstärke der Lichtbündel in der Richtung des Verkehrs (durchgezogene Linie) und quer dazu (unterbrochene Linie) ist in 4 davon gezeigt. Es ist zu sehen, dass das fledermausflügelförmige (Bat-Wing) Querbündel auf beiden Seiten bis auf schmalere Winkel die Decke erreicht, Linie 90°-90°, als das Strahlenbündel in Richtung des Verkehrs, welches einen großen Abschirmwinkel hat. Infolge dieses großen Abschirmwinkels wird herannahender Verkehr nicht durch ausgestrahltes Licht geblendet, ist aber nicht imstande, aus einer großen Entfernung festzustellen, dass die Tankstelle geöffnet hat. In der Leuchte ist eine zweiseitig gesuckelte Lampe gezeigt. Ein flaches Schutzschild verschließt das Lichtaustrittsfenster.
Aus US 6,227,684 B1 ist noch eine weitere Leuchte bekannt, die ebenfalls Leisten im Lichtaustrittsfenster und eine ebene Scheibe aufweist. Die Leuchte ist jedoch dafür ausgelegt, ein Lichtbündel zu erzeugen, das in einer Richtung asymmetrisch ist. Bei Anbringung in der Nähe der Kante der Decke einer Tankstelle wird erreicht, dass Tanksäulen, die von dieser Kante weiter entfernt sind, beleuchtet werden, jedoch im Wesentlichen kein Licht in Richtung der entlang der Tankstelle verlaufenden Straße ausgestrahlt wird.
Es ist ein Nachteil der bekannten Leuchten, dass die Leisten, die einen großen Abschirmwinkel aus der Horizontalen nach unten erzeugen, um ein Blenden zu vermeiden, es unmöglich machen, aus einer großen Entfernung festzustellen, dass eine Lampe in den Leuchten in Betrieb ist.
Eine erste Aufgabe der Erfindung ist es, eine zur Beleuchtung unter einer Überdachung geeignete Leuchte zu schaffen, die im Betrieb ein Blenden von herannahenden Fahrzeugführern vermeidet, jedoch trotzdem über eine verhältnismäßig große Entfernung signalisiert, dass sie in Betrieb ist.
Eine zweite Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Beleuchtung eines Bereichs unter einer Überdachung einer Tankstelle mittels einer Leuchte zu schaffen, durch welches ein Blenden von herannahenden Fahrzeugführern vermieden wird, jedoch trotzdem über eine verhältnismäßig große Entfernung signalisiert wird, dass sie in Betrieb ist.
Die erste Aufgabe wird mit der im Anspruch 1 beanspruchten Leuchte gelöst.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Leuchte im montierten Zustand, in dem sich das Lichtaustrittsfenster in einer horizontalen Ebene befindet und nach unten zeigt, erläutert und beschrieben.
Die Leisten sind erforderlich, um ein Blenden zu vermeiden. Gleichzeitig verhindern die Leisten bei den bekannten Leuchten das Ausstrahlen von Licht unter einem kleinen Winkel zur Horizontalen, das aus einer Entfernung erkennen lassen würde, dass die Leuchte in Betrieb ist. Das Brechungselement der Leuchte der vorliegenden Erfindung, das entlang einer ersten Wand vorhanden ist, empfängt weder Licht direkt von der Lampe, da es durch die benachbarten Leisten abgeschirmt ist, noch – aus dem gleichen Grund – vom Reflektor reflektiertes Licht. Da jedoch vorzugsweise lichtstreuende Leisten gewählt werden, senden die der anderen ersten Wand benachbarten Leisten, und insbesondere diejenige Leiste, die der Symmetrieebene am nächsten ist, diffus reflektiertes Licht in Richtung des Brechungselements. Dieses Licht wird nach oben gebrochen. Wenn die Leisten gerichtet (spiegelnd) reflektierend gewählt wären, würden sie im Allgemeinen Licht in steilere Richtungen reflektieren, und das reflektierte Licht würde das Brechungselement nicht oder im Wesentlichen nicht erreichen.
Die diffuse Reflexion durch die Leisten ist von größter Wichtigkeit für die Homogenität der Bestrahlung des Brechungselements und folglich für die Homogenität des dadurch ausgestrahlten Lichts und für die Verteilung der Lichtmenge, um ein Blenden zu vermeiden.
Die Leisten können aus Metall sein, das z.B. weiß beschichtet, z.B. lackiert, oder matt ist, um lichtstreuend zu sein.
Das Brechungselement kann an der Außenseite der Haube vorhanden sein, jedoch ist es vorteilhaft, wenn das Element im Inneren der Haube ist. Es wird dann vermieden, dass das Element schmutzig wird, und die Haube kann eine glatte Außenfläche haben, was ihre Reinigung erleichtert.
Das Brechungselement kann ein gesondertes Teil sein, aber vorzugsweise ist das Element in die mindestens eine erste Wand integriert. Dieses Merkmal spart Montagekosten und vor allem verhindert es einen Lichtverlust, der andernfalls an den zusätzlichen Grenzen auftreten würde, die ein gesondertes Teil zur Folge hätte.
Es ist vorteilhaft, wenn das Brechungselement aus einer Anzahl von brechenden Unterelementen gebildet ist, die jeweils eine Grundfläche und eine Spitze haben. Diese Ausführungsform hat verschiedene Vorteile: Sie braucht weniger Material und ist schlanker; die Haube ist leichter; und sie ermöglicht, den Spitzen der Unterelemente verschiedene Winkel zu geben, um sie an ihre unterschiedlichen Positionen in Bezug auf die entsprechenden Leisten anzupassen. Beispielsweise kann das dem Lichtaustrittsfenster nächstgelegene Unterelement einen Spitzenwinkel haben, der z.B. 1° kleiner als der benachbarte ist.
Es ist vorteilhaft, wenn die Leuchte das Merkmal des Anspruchs 5 hat. In diesem Fall haben die Grundflächen an sich eine geringere Wirkung, da nur wenig Licht sie erreichen wird. Die Ebenen, in denen sich die Grundflächen befinden, können die Leiste an einer gemeinsamen Linie, z.B. auf der Hälfte ihrer Höhe, schneiden.
Vorteilhaft besteht die Haube aus durchsichtigem Material, zum Beispiel aus Glas oder einem Polymer wie Polycarbonat oder Polymethacrylat. Vorteilhafter hat die Leuchte das Merkmal des Anspruchs 6. Dieses Merkmal ermöglicht, die Haube in einer verhältnismäßig einfachen, zweiteiligen Gussform herzustellen, da die Form bei ihrem Öffnen die Haube freigeben wird.
In dem Fall, in dem eine Tankstelle für den Verkehr aus entgegengesetzten Richtungen erreichbar ist, ist es vorteilhaft, wenn die Leuchte das Merkmal des Anspruchs 7 hat.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform hat die Leuchte das Merkmal des Anspruchs 8. Das Gehäuse schützt die Leuchte gegen Beschädigung und gegen das Eindringen von Staub und/oder Dampf, z.B. Benzindampf.
Der Reflektor kann aus gerichtet reflektierendem, halbspiegelnd reflektierender oder mattem Material, z.B. Metall wie etwa Aluminium, sein. Die Haltemittel können dafür ausgelegt sein, eine einseitig gesockelte Lampe, wie eine Lampe mit einem Schraubsockel oder einem Bajonettsockel, zu halten und zu speisen. Alternativ können sich die Haltemittel eignen, eine zweiseitig gesockelte Lampe zu halten, die z.B. R7-Sockel aufweist.
Der Reflektor kann so geformt sein, dass er ein Lichtbündel abgibt, das nur in der Symmetrieebene symmetrisch ist oder das auch in einer Ebene quer zu dieser symmetrisch ist.
Im ersteren Fall ist die Leuchte besonders zur Verwendung in der Nähe der Kante einer Überdachung geeignet, im letzteren Fall kann die Leuchte zwischen zwei Tanksäulenreihen angebracht werden.
Geeigneterweise wird in der Leuchte eine Hochdruck-Entladungslampe verwendet, z.B. eine Natriumhochdrucklampe, insbesondere jedoch eine Metallhalogen-Hochdrucklampe, z.B. eine Lampe, die eine Leistung von 150 bis 250 W verbraucht. Solche Lampen können beispielsweise ein Keramik-Entladungsgefäß innerhalb eines Glas-, im Allgemeinen eines Quarzglas-Außenkolbens, aufweisen.
Die zweite Aufgabe der Erfindung wird dadurch gelöst, dass die erfindungsgemäße, eine elektrische Lampe enthaltende Leuchte betrieben wird, wenn sie an der Decke einer Tankstelle so angebracht ist, dass die Gruppen von Leisten quer zur Verkehrsrichtung verlaufen.
Diese und weitere Aspekte der Leuchte gemäß der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert und verständlich. Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch eine Mittelebene einer ersten Ausführungsform ist;
2 ein Detail von 1;
3 Lichtstärkeverteilungsdiagramme der Leuchte von 1 und 2; und 4 einen Querschnitt durch die Symmetrieebene einer zweiten Ausführungsform.
In 1 hat die Leuchte einen konkaven Reflektor 10 mit einer Symmetrieebene 11, wobei der Reflektor 10 einen Hohlraum 12 begrenzt. Die Mittelebene des Querschnitts teilt die Leuchte in zwei im Wesentlichen gleiche Teilstücke. Der Reflektor 10 ist aus semihochglänzendem Aluminium, kann aber alternativ aus hochglänzendem Metall oder aus mattem Metall sein oder kann alternativ beschichtet sein. Ein Lichtaustrittsfenster 15, das den Reflektor 10 tangiert, erstreckt sich quer zur Symmetrieebene 11 und hat erste Kanten 16 längs der Symmetrieebene 11. Es sind Haltemittel 20 vorhanden, um eine elektrische Lampe L im Hohlraum 12 des Reflektors 10 in der Weise aufzunehmen, dass eine längliche Lichtquelle Ls der Lampe L quer zur Symmetrieebene 11 liegt. In der Figur ist in schematischer Darstellung eine zweiseitig gesockelte Halogen-Metalldampflampe L mit einer Keramik-Entladungsröhre gezeigt. Eine Gruppe 25 von Leisten, in der Figur aus weiß beschichtetem Aluminium, ist neben jeder der ersten Kanten 16 angebracht. Die Gruppen 25 erstrecken sich im Wesentlichen vom Lichtaustrittsfenster 15 in den Hohlraum 12, wobei die Leisten lichtstreuend sind. Die Leisten erzeugen einen Abschirmwinkel β, innerhalb dessen kein Licht ausgestrahlt wird. Eine lichtdurchlässige Haube 30 bedeckt das Lichtaustrittsfenster 15. Die Haube 30 hat erste Wände 31, die sich im Wesentlichen von den ersten Kanten 16 weg außerhalb des Hohlraums 12 erstrecken. Ein Lichtbrechungselement 35 ist entlang mindestens einer der ersten Wände 31 vorhanden. Das Element 35 hat eine Grundfläche 36, siehe 2, die zum Lichtaustrittsfenster 15 zeigt, und eine vom Lichtaustrittsfenster 15 entfernt liegende Spitze 37. Das Element 35 ist imstande zu bewirken, dass Licht innerhalb eines Winkels von bis zu 5° zur Ebene des Lichtaustrittsfensters ausgestrahlt wird.
Das Element 35 ist dazu imstande, obwohl es vollständig innerhalb des Abschirmwinkels β ist: Die Leiste 26 auf der anderen Seite der Symmetrieebene 11 wirft dif fus reflektiertes Licht auf das Brechungselement 35, und in einem geringeren Maße tut dies auch die andere Leiste, da diese nur durch ihr unteres Ende beitragen kann.
In 1 befindet sich das Brechungselement 35 im Inneren der Haube 30. Es ist in die mindestens eine erste Wand 31 integriert. Das Element 35 ist aus einer Anzahl von brechenden Unterelementen 38 gebildet, die jeweils eine dem Lichtaustrittsfenster 15 zugewandte Grundfläche 39 und eine vom Lichtaustrittsfenster 15 entfernt liegende Spitze 40 haben, vgl. auch 2. Bei der gezeigten Ausführungsform weist das Brechungselement 35 fünf Unterelemente 38 auf. Der Spitzenwinkel nimmt von 15° für den Winkel des von der Leiste 26 entfernt liegenden Unterelements 38 auf 11° für den Winkel des der Leiste 26 am nächsten gelegenen Unterelements ab, weil das entfernt liegende Unterelement 38 Licht über einen größeren Winkel als das nächstgelegene Unterelement 38 abzulenken hat.
Das Brechungselement 35 befindet sich auf der einen Seite der Symmetrieebene 11 und die Grundflächen 39 befinden sich in Ebenen P, die eine Leiste 26 der Gruppe 25 von Leisten schneiden, welche dem Brechungselement 35 am nächsten liegt und sich auf der anderen Seite der Symmetrieebene 11 befindet.
Die mindestens eine erste Wand 31 schließt an ihrer vom Brechungselement 35 abgewandten Oberfläche 32 einen Winkel α mit dem Lichtaustrittsfenster 15 in einem Bereich von 66° bis 74° ein. In der Figur beträgt dieser Winkel 70°.
Ein gleichartiges Brechungselement 35 ist entlang der anderen der ersten Wände 31 vorhanden.
Der Reflektor 10 ist in einem Gehäuse 45 untergebracht. Die Haube 30 verschließt das Gehäuse 45 dicht. Die Haube 30 ist aus Polycarbonat, kann jedoch alternativ aus Glas sein, da die Brechungsindizes dieser Materialien ungefähr gleich sind. Die Leuchte eignet sich zur Verwendung für eine Beleuchtung unter der Überdachung einer Tankstelle.
In 3 ist die Lichtstärkeverteilung in der Symmetrieebene 11 mittels einer gestrichelten Linie B und die Verteilung in der Ebene der Zeichnung von 1 mittels einer durchgezogenen Linie A gezeigt. Es ist offensichtlich, dass nun eine geringe Lichtmenge unter großen Winkeln ausgestrahlt wird. I₈₇ bis I₉₀ beträgt ungefähr 15 cd/1000 lm. Die Strahlenbündel B sind jeweils imstande, Tankstellen mit zwei Tanksäulenreihen sowie den Bodenbelag zwischen den Reihen zu beleuchten, wobei die die Strahlenbündel erzeugende Leuchte in oder an der Decke zwischen den Reihen angebracht ist. Das Strahlenbündel A beleuchtet den Bodenbelag, soweit das Strahlenbündel innerhalb eines Winkels von ungefähr 50° zur Vertikalen bleibt, und signalisiert mittels seiner kleinen Keulen unter größeren Winkeln in die Ferne, dass die Leuchte in Betrieb ist und die Tankstelle geöffnet hat.
4 zeigt eine Leuchte, die ein asymmetrisches Strahlenbündel erzeugt. Die Bezugszeichen entsprechen jenen von 1 und 2. Das Lichtbündel ist nach rechts gerichtet. Die Leuchte eignet sich zum Beleuchten einer am weitesten außen gelegenen Tanksäulenreihe aus einer Anzahl von Reihen, wobei die linke Seite der Leuchte in 4 der öffentlichen Straße zugewandt ist. Die Ebene der Zeichnung fällt bei dieser Figur mit der Symmetrieebene 11 zusammen.

Claims

Leuchte, die sich zur Beleuchtung unter einer Überdachung eignet, umfassend: – einen konkaven Reflektor (10), der eine Symmetrieebene (11) aufweist und einen Hohlraum (12) begrenzt, – ein Lichtaustrittsfenster (15), das den Reflektor (10) tangiert, quer zur Symmetrieebene (11) liegt und erste Kanten (16) längs der Symmetrieebene (11) hat, – Haltemittel (20), um eine elektrische Lampe L im Hohlraum (12) des Reflektors (10) in der Weise aufzunehmen, dass eine längliche Lichtquelle Ls der Lampe L quer zur Symmetrieebene (11) liegt, – eine Gruppe (25) den ersten Kanten (16) benachbarter Leisten, die sich im Wesentlichen vom Lichtaustrittsfenster (15) in den Hohlraum (12) erstrecken, – eine lichtdurchlässige Haube (30), die das Lichtaustrittsfenster (15) bedeckt, wobei die Haube (30) erste Wände (31) hat, die sich im Wesentlichen von den ersten Kanten (16) weg erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten (25) lichtstreuend sind und ein Lichtbrechungselement (35) entlang mindestens einer der ersten Wände (31) vorhanden ist, wobei das Element (35), das eine dem Lichtaustrittsfenster (15) zugewandte Grundfläche (36) und eine vom Lichtaustrittsfenster (15) entfernt liegende Spitze (37) hat, imstande ist zu bewirken, dass Licht innerhalb eines Winkels von bis zu 5° zum Lichtaustrittsfenster (15) ausgestrahlt wird.
Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Brechungselement (35) im Inneren der Haube (30) befindet.
Leuchte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Brechungselement (35) in die mindestens eine erste Wand (31) integriert ist.
Leuchte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Brechungselement (35) aus einer Anzahl von brechenden Unterelementen (38) gebildet ist, die jeweils eine dem Lichtaustrittsfenster (15) zugewandte Grundfläche (39) und eine vom Lichtaustrittsfenster (15) entfernt liegende Spitze (40) haben.
Leuchte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Brechungselement (35) auf der einen Seite der Symmetrieebene (11) befindet und die Grundflächen (39) sich jeweils in einer Ebene P befinden, die eine Leiste (26) der Gruppe (25) von Leisten schneidet, welche dem Brechungselement (35) am nächsten liegt und sich auf der anderen Seite der Symmetrieebene (11) befindet.
Leuchte nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste Wand (31) an ihrer Oberfläche (32), die von dem Brechungselement (35) abgewandt ist, einen Winkel α mit dem Lichtaustrittsfenster (15) einschließt, der in einem Bereich von 66° bis 74° liegt.
Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entlang der anderen der ersten Wände (31) ein gleichartiges Brechungselement (35) vorhanden ist.
Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor (10) in einem Gehäuse (45) untergebracht ist, wobei die Haube (30) das Gehäuse (45) dicht verschließt.
Verfahren zur Beleuchtung eines Bereichs unter einer Überdachung einer Tankstelle durch Betreiben einer elektrischen Lampe in einer Leuchte, die an einer Decke der Überdachung angebracht ist und Folgendes umfasst: – einen konkaven Reflektor (10), der eine Symmetrieebene (11) aufweist und einen Hohlraum (12) begrenzt, – ein Lichtaustrittsfenster (15), das den Reflektor (10) tangiert, quer zur Symmetrieebene (11) liegt und erste Kanten (16) längs der Symmetrieebene (11) hat, – Haltemittel (20), um eine elektrische Lampe L im Hohlraum (12) des Reflektors (10) in der Weise aufzunehmen, dass eine längliche Lichtquelle Ls der Lampe L quer zur Symmetrieebene (11) liegt, – eine Gruppe (25) den ersten Kanten (16) benachbarter Leisten, die sich im Wesentlichen vom Lichtaustrittsfenster (15) in den Hohlraum (12) erstrecken, – eine lichtdurchlässige Haube (30), die das Lichtaustrittsfenster (15) bedeckt, wobei die Haube (30) erste Wände (31) hat, die sich im Wesentlichen von den ersten Kanten (16) weg erstrecken, dadurch gekennzeichnet, dass die Leisten (25) lichtstreuend sind und ein Lichtbrechungselement (35) entlang mindestens einer der ersten Wände (31) vorhanden ist, wobei das Element (35), das eine dem Lichtaustrittsfenster (15) zugewandte Grundfläche (36) und eine vom Lichtaustrittsfenster (15) entfernt liegende Spitze (37) hat, imstande ist zu bewirken, dass Licht innerhalb eines Winkels von bis zu 5° zum Lichtaustrittsfenster (15) ausgestrahlt wird, wobei die Gruppen von Leisten quer zur Richtung des Verkehrs verlaufen.