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Beleuchtungskörper mit Reflektor Bekannt sind Beleuchtungskörper mit
Reflektor für angenähert punktförmige Lichtquellen, insbesondere zur Beleuchtung
von Autobahnen, bei denen die Vertikalstreuung durch einen halbkugeligen Sammelreflektor
oberhalb des Lichtpunktes auf go' und die Horizontalstreuung durch einen an seinen
unteren Rand sich anschließenden schildartigen z w«eiten Verteilungsreflektor auf
i8o' begrenzt ist. Die Lichtver4eilung durch den unteren Reflektor soll so geschehen,
daß alle aus dem Kugelmittelpunkt kommenden Strahlen horizontal oder schräg nach,
unten reflektiert werden.
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Eine blendungsf reie Beleuchtung der Straßenfläche durch derartige,
unter Augenhöhe aufgestellte Leuchten mit weitestmöglicher Flachstrahlung wäre aber
nur möglich, wenn wirklich punktföri-nige Lichtquellen zur Verfügung ständen. Schon
bei Verwendung beispielsweise eines geradlinigen Glühfadens und in weit höherem
Maße noch durch zwei-oder dreidimensionale Leuchtsvsteme wird je nach der
von der relativen dröße des Verteilungsreflektors. abhängigen Streuung eine erhebliche
Lichtmenge über die angestrebte horizontale Begrenzung der Lichtstrahlen hinaus
reflektiert. Verstärkt wird diese ungewollte Wirkung durch den Umstand, daß der
halbkugelige Sammelreflektor einen Teil der von einer nichtpunktförmigen Lie
' htquelle aufgenommenen Strahlen an dieser vorbei zum Verteilungsreflektor
hin lenkt. Diesen Mängeln wird beim Beleuchtungskörper nach der Erfindung, der vor
allem am Rand der zu beleuchtenden Flächen und Räume zur Aufstellung gelangen soll,
durch Verwendung eines Sammelreflektors besonderer Bauart begegnet. Der Konstruktion
ist zugrunde gelegt die kleinstmögliche, einer räumlichen Lichtquelle umbeschriebene
Drehfläche. Der Reflektor ist selbst ein kuppelförmiger Drehkörper, dessen Drehachse
mit der jener gedachten, die Lichtquelle umhüllenden. Drehfläche zusammenfällt und
dessen Erzeugende ein haibkreisähnlicher, die Lichtquelle oberhalb ihres tiefsten
Punktes umspannender Linienzug ist, der sich aus Ellipsenstücken zusammensetzt;
die einzelnen Ellipsen haben als Brennpunktpaar jeweils die beiden - äußeren Scheitelpunkte
der der Lichtquelle umbeschriebenen Drehfläche. Bei Verwendung von praktisch als
ein- oder zweidimensional anzusprechenden Lichtquellen vereinfacht sich zwangsläufig
die Erzeugende zu einer Ellipse, deren Brennpunktabstand der Länge der vertikalen
oder horizonta,len stabförmigen Lichtquelle bzw. dem größten Durchmesser des in
einer Fläche angeordneten Leuchtsystems entspricht.
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In den Abbildungen (Bild i bis 4# sind als Beispiel Längsschnitte
von Sammelreflektoren dargestellt für Lichtquellen in Form eines vertikalen Stabes
(Bild i), eines horizontalen Ringes (Bild 2) entsprechend der häufigen Glühfadenanordnung
in Lampen mittlerer
Stärke, eines Kreiszylinders (Bild
3), der als gedachte Drehfläche etwa ein Leuchtsystern von Glühlampen in
Zickzackanordnung umschließt, und eines anderen Rotationskörpei.'s' (Bild 4), ähnlich
einem Gasglühstrumpf. Drehachsen sind strichpunktiert gezeichnet,# und mit Pfeilen
versehen. Die jeweiligen-' Brennpunkte der Ellipsen oder Ellipsen7 abschnitte sind
durch kleine Kreise gekennzeichnet, die für- die in den Abbildungen (Bild
3 und 4) dargestellten Fälle durchnurneriert sind mit I, II, Ill us#V.;,
die ebenfalls durch kleine Kreise abgegrenzten Teilellipsen sind den zugehörigen
Brennpunktpaaren entsprechend bezeichnet (I/III, II/III usw.). Der in den Bildern
i- bis 3 dargestellte Strahlengang im' Inneren des Sammelreflektors weist
bei den in der Ebene seines unteren Randes liegenden Leuchtsysternen - (Bild
2) einfache, bei den sich darübgr hinaus in den Reflektor erhebenden Lichtquellen
(Bild i und 3) teilweise mehrfache Reflexion auf.
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Beim Verlassen des oberen Refiektors schneiden oder berühren in jedem
Fall alle von ihm aufgenommenen Strahlen wiederum die Lichtquelle. Der mit seinem
Oberteil den Sammelreflektor umfassende untere Reflektor ist ein unten gescht#ssener,
vertikal halbierter Drehkörper mit dem Mittellot auf der Lichtaustrittsebeiie des
Oberteils als Drehachse und einer Erzeugenden mit der Eigenschaft, daß in jedem
ihrer Punkte (Bild 5) der kleinstmögliche EinfaUswinkel a aus der
Umhüllenden der Lichtquelle mindestens gleich dem Winkel P ist, den die Normale
in diesem Punkt mit der Horizontalen bildet.
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Innerhalb der allen Ausführungsformen des Beleuchtungskörpers gemeinsamen
Begrenzung der Lichtstrahlen, die bei voller Lichtausbeute auf nur ein Raumviertel
beschränkt ist, ist die horizontale Lichtverteilung stets fast im ganzen Wirkungsbereich
von i8o' gleichartig, die vertikale jedoch sehr verschieden, je nach der
gewählten Sonderform des Verteilungsreflektors. Zwei Grundformen ergeben sich
je nach der Zweckbestimmung der oberen Zone dieses Reflektois zur Ausstrahlung
des Fernlichtes und der untersten für das Nahlicht oder, bei sich überschneidenden
reflektierten Strahlen, in umgekehrter Folge. Ersteres bedingt eine Zwiebelform
(Bild6); die Erzeugende ist ,oben zur Drehachse hin konkav und unten nach S-förrniger
Wendung konvex. Die zweite Verteilungsweise ergibt eine oben ausgebuchtete, nach
unten sich in zunehmendem Maße verjüngende Form (Bild7). Anstatt einer stetig gekrümmten
Linie kann die Erzeugende auch ein beispielsweise aus Tangenten an eine der Grundbedingung
ent-Z> t> sprechende Kurve zusainnietigesetzes Polygon sein.
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Die größtmögliche Flachstrahlung wird ,durch eine Ausführungsform
(Bild 8) erreicht, ,',deren Erzeugende aus Parabelstücken zusam-Inengesetzt
ist; die einzelnen Parabeln haben :#jeweils den den kleinsten Einfallswinkel bedingenden
Punkt der Lrc>htquelle als Brennpunkt und* besitzen eine zur Drehachse des Verteilungsreflektors
parallele Ieitlinie. Die Wirkung wird am günstigsten, wenn das benutzte Leuchtsystem
in der Lichtaustrittsebene des Oberreflektors angeordnet ist, sie gestattet vor
allem eine sehr niedrige Aufstellüngsmöglichkeit der Leuchte. Ferner wird. die Flachstrahlung
und damit auch die Erzielung einer wirkungsvollen vertikalen Beleuchtung durch tief
gestellte Leuchten, wie es beispielsweise zur blendungsfreien *Beleuchtung von Kraftwagenstraßen
wünschenswert ist, um so größer, je kleiner die bei Verwendung nichtpunktförmiger
Lichtquellen unvermeidbare Streuung unter die Horizontale hinab wird, das heißt,
je größer der Verteilungsreflektor bemessen wird. Unabhängig von der Ausdehnung
des Leucht-Systems ist die Größe des Saminelreflektors. Dadurch ergibt sich die
Möglichkeit, dem Sammelrefiektor einen erheblich kleineren Umfang zu geben fLIs
dem Verteilungsreflektor, so daß in bekannter Weiseein Kühlschlitzüntsteht.
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Obwohl in den ineisten Fällen von vornherein feststeht, welchen Zwecken
eine Leuchte dienen soll und in welchem Maße mehr Breit- oder-Tiefstrahlung erforderlich
ist, wird es immer von großem Vorteil sein, gewissen Grenzen die Art der vertikalen
chtverteilung willkürlich ändern zu können, da schon etwa notwendig werdende Veränderung
der Lichtpunkthöhe und mehr noch, bei gleichzeitiger Verwendung mehrerer Leuchten,
eine Anpassung der Leuchtfelder an verschieden große Leuchtenabstände die beabsichtigte
Wirkung ohne eine derartige Ausgleichsmöglichkeit aufheben müßte. Hinzu kommen Fälle,
in denen Strahler mit beliebig veränderlicher Vertikalstreuung bei gleichbleibender
Lichtpunkthöhe neuartige Wirkungen ermöglichen, wie beispielsweise für Schaufensterbeleuchtung,
indem mit einer Leuchte je nach der wechselnden Dekoration verschieden hohe
Zonen des Schaufensterraumes besonders stark ausgeleuchtet werden können, oder für
Wand- und Tischbeleuchtung, indem die anzustrahlende Fläche sich nach der jeweiligen
Inanspruchnahme bemessen läßt ohne Verschiebung der für die Blendungsfreiheit wesentlichen
Grenzebene zwischen Licht und Schatten.
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Für diese Zwecke ist beim Beleuchtungskörper Unter- und Oberteil in
Richtung der
Längsachse von- oder zueinander -verschiebbar. Die
unmittelbare Wirkung des Auseinanderrückens beider Reflektoren und damit eines Hinaufschiebens
der Lichtquelle mit dem Sammetreflektor in bezug auf den Verteilungsreflektor ist
eine Umlenkung der von diesem reflektierten Strahlen zu stärkerer Abwärtsrichtung
(Bild g bis ii) im Maße der vergrößerten Einfallswinkel.
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Im Bild 12 ist ein Beispiel dargestellt, in dem an einem Vierkantstab
a der Sanirnelreflektor b mittels Kragarms c fe#;t und der Verteilungsreflektor
d durch eine Hülse e mit Klemmschraube gleitend verbunden ist. Die
auf ein Rohrgtück f aufgesehraubte Fassung einer Glühbirne läßt sich ebenfalls
mittels eines im Scheitel des oberen Reflektors ausgebildeten Stutzens mit Klemmschraube
g in Richtung der Längsachse in bekannter Weise verschieben und beliebig
einstellen, um die Verwendung von Lampen h verschiedener Baulänge zu ermöglichen.
Eine andere Zusammenbaumöglichkeit (Bild 13) ist durch Einbau der annahmegemäß
aus Metall hergestellten Reflektoren in ein zylindrisches Schutzgehäuse
k mit halbzylindrischem Glasfenster 1 gegeben, indem hier der untere
Reflektor mittels durch Langlöcher in. geführte Flügelschrauben verstellbar im Gehäuse
befesti-t ist. Die Darstellung zeigt gleichzeitig die besondere Ausbildung der Leuchte
als Flachstrahler und den Strahlengang, aus dein die durch Verwendung einer Glühlampe
-mit Leuchtdrahtanordnung in Kreisforrn gegebene Streuung ersichtlich ist.
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Der Freizügigkeit in der Gesamtlichtverteilung sind durch die Tatsache
Grenzen gesetzt, daß ein Teil der Lichtstrahlen vom Verteilungsreflektor nicht erfaßt
wird und somit bei allen Ausführungsformen für sich die gleiche Wirkung auslöst.
Ist das Ziel beispielsweise eine möglichst gleichmäffige Horizontalbeleuchtung aus
einer im Verhältnis zum Leuchtfeld geringen Lichtpunkthöhe, so muß naturgemäß, auch
wenn vom unteren Reflektor alle Strahlen zum Rande des Feldes hin reflektiert -,verden,
in der unmittelbaren Umgebung der Leuchte ein Lichtfleck auftreten. Im Bedarfsfall
werden daher zugunsten der angestrebten Gesetzmäßigkeit der Lichtverteilung, wenn
auch auf Kosten der Lichtausbeute, die unerwünschten Strahlen auf bekannte Weise
unterhalb des Verteilungsreflektors oder durch oben in möglichster Nähe der Lichtquelle
angebrachte Blenden in Form halbierter Kugelhauben abgeschattet, die bei Verwendung
elektrischer Glühbirnen auch durrh unmittelbar auf die Vorderseite des unteren Teiles
der Lampen aufgebrachte geeignete bekannte Farbenstriche i (Bild 12) ersetzt werden
können. In manchen Fällen, wie beispielsweise bei der blendungsfreien Beleuchtung
von Verkehrsstraßen, kann es andererseits erwünscht sein, die Leuchtenstandorte,
und zwar insbesondere in den Kurven, auch von rückwärts gesehen, besonders kenntlich
zu machen. Es wird daher eine Abwandlung des Beleuchtungskörpers beansprucht, bei
der zur allseitigen Aufhellung der unmittelbaren Umgebung des Leuchtenstandortes
und Sichtbarmachung des. Lampenpfostens die unterste Spitze des Verteilungsreflektors
fortfällt.
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Die Begrenzung der Horizontalstreuung auf i8o' durch den unteren Reflektor
ergibt eine Verwendung der Leuchten gemäß der Erfindung zur Au-sleuchtung vor geradlinig
begrenz - ten Flächen oder Räumen über denselben von einem oder mehreren
ihrer Ränder her. Bei sehr großen Flächen, wie beispielsweise Gleisfeldern, kann
neben dieser Randbeleuchtung eine zusätzliche oder bei kleineren runden Flächen,
wie Verkehrsinseln, eine ausschließliche Mittelbeleuchtung zweckmäßiger sein. Sollen
auch hierfür die in der für die Blendungsfreiheit wichtigen scharfen oberen Begrenzung
bei Verwendung räumlicher Lichtquellen, der flachen Ausstrahlung und der willkürlich
veränderlichen und dadurch anpassungsfähigen- vertikalen Lichtverteilung liegenden
großen Vorteile der Leuchte nach der Erfindung ausgenutzt werden, besteht die Möglichkeit,
zwei oder drei Einzelleuchten zu einer Gruppenleuchte so zusammenzufassen, daß die
vertikalen Begrenzungsflächen ihrer Lichtstrahlen zusammenfallen bzw. sich unter
6o' überschneiden. Schließlich läßt sich auch noch der Verteilungsreflektor ohne
den Sammelreflektür zum Einbau in bekannte Beleuchtungsvorrichtungen mit gleichmäßiger
horizontaler Streuung von 36o' und begrenzter vertikaler Streuung, wie beispielsweise
in Gaslaternen, verwenden zwecks Begrenzung der Horizontalstreuung auf i8o' und
Verbesserung der vertikalen Lichtverteilung und Ermöglichung ihrer willkürlichen
Abwandlung. Für die Eigenschaften der Erzeugenden dieses Verteilungsreflektors ist
bei Erfordernis von Blendungsfreiheit in jedem Punkt der unter dem kleinsten Einfallswinkel
unmittelbar von der Lichtquelle her oder vom Leuchtenoberteil zurückgestrahlt einfallende
Strahl maßgebend.