DE690737C

DE690737C - r Staebchens elongated luminous bodies

Info

Publication number: DE690737C
Application number: DE1938SC114795
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Paul Schluesser; Dipl-Ing Bernhard Schmelzle
Original assignee: Schanzenbach & Co GmbH
Current assignee: Schanzenbach & Co GmbH
Priority date: 1938-01-20
Filing date: 1938-01-20
Publication date: 1940-05-06

Description

Richtungsstrahler für in Form eines Zylinders oder Stäbchens langgezogene Leuchtkörper Die Entladungssäule einer Metallldampf-Iampe ist im allgemeinen für ihre eigen Strahlung nur bedingt zulässig. Diese Eigenschaft der Metallldampflamp:e tritt bei der Natriumdampflampe besonders deutlich in Erscheinung, bei der die Entladungssäule, für das Lieht eigener Wellenlängen undurchlässig ist. Wenn z. B. das Licht einer Na-Lainpe ,auf einen Spiegel aufgestrahlt und von diesem so reflektiert wird, ,daß es auf seinem Wege die Entladungssäule trifft, so wirkt diese Säule als ein undurchlässiger Körper und schattet dieses Licht ab.Directional spotlights for elongated cylinders or rods Luminous body The discharge column of a metal vapor lamp is generally used for their own radiation is only conditionally permissible. This property of the metal vapor lamp: e occurs particularly clearly with the sodium vapor lamp, in which the discharge column, is impermeable to the light of its own wavelengths. If z. B. the light of a Na-Lainpe, radiated onto a mirror and reflected from it in such a way that if it hits the discharge column on its way, this column acts as an impermeable one Body and shades this light.

Diese Eigenart der Natriumdampflampe muß bei der Konstruktion der für diese Lampen bestimmten Spiegelre$ektoren berücksichtigt werden, 3a sonst das von der Entladungssäule abgeschattete Licht verlorengehen würde. Insbesondere muß diese Eigenart in solchen Fällen beachtet werden, wo es sich um eine Geleuchtkonstruktion handelt, bei der die Abmessungen des Reflektors im Vergleich zu dem Leuchtkörper der Lampe klein gehalten werden müssen, .der Refltektoraber eine möglichst breite Weitstrahlung aufweisen soll. Zur Erzielung einer breiten ist bekanntlich erforderlich, das Licht ,einer im Reflektor befindlichen. Lichtquelle von einer möglichst großen Spiegelfläche zu erfassen und m einem engen Ausstrahlungsbereich unter flachen Winkeln aus dem Reflektor frei austreten zu lassen. Bei den genannten Na-Lampen kommt als weitere Bedingung hinzu, daß die Lichtquelle ei- sölchen Platz in dem Reflektor einneh. muß, daß der Leuchtkörper nicht im der aus dem Reflektor austretenden refl. - :"@ tierten Strahlen sich befinden darf. Diese letzte Bedingung, die nur durch das Einziehen der Lichtquelle in das Innere des Reflektors erfüllt werden kann, stößt in der Praxis, insbesondere bei den Geleuchten für die Außenbeleuchtung, auf erhebliche Schwierigkeiten. Bei diesen Geleuchten ist es meistens erforderlich, den Winkel, unter dem die Strahlen unmittelbar von der Lichtquelle ausgesandt werden, möglichst groß zu wählen, was zur Verlegung der -Lichtquelle nach der öffnung des Reflektors hin führt. Diejenigen Strahlen, die in die flachen Winkelbereiche von dem Spiegel reflektiert werden, werden durch diese Verlegung des Leuchtkörpers teilweise nicht mehr frei, sondern nur durch die Lichtquelle hindurch aus dem Reflektor austreten können. Bei den Glühlampenreflektoren hat dies hauptsächlich bei den Geleuchten für Außenbeleuchtung notwendige tiefe Stellung. der Lichtquelle keine besondere störende Wirkung, da die Abmessungen des Glühfadens im Verhältnis zu der Reflektorgröße klein sind. Bei den Geleuchten für die Natriumdampflampen kann dagegen das Vorhandensein der Entladungssäule in dem Reflektor nicht unberücksichtigt bleiben, da diese, wie eben erwähnt, infolge ihrer Undurchlässigkeit für die eigene Strahlung und ihre großen Abmessungen einen beträchtlichen Teil des Spiegels abschatten und dadurch die weitstrahlende Wirkung des Reflektors unmöglich machen würde. Bei der Konstruktion der Geleuchte für die Dampflampen muß daher ein anderer Weg gesucht werden.This peculiarity of the sodium vapor lamp must be taken into account in the construction of the mirror reflectors intended for these lamps, 3a otherwise the light shaded by the discharge column would be lost. In particular, this peculiarity must be taken into account in those cases where it is a light construction in which the dimensions of the reflector must be kept small compared to the luminous element of the lamp, but the reflector should have the widest possible radiation. To achieve a broad is known to be required, the light, one located in the reflector. Capture the light source from the largest possible mirror surface and allow it to emerge freely from the reflector in a narrow emission area at flat angles. With the mentioned Na-lamps comes another one Condition that the light source so take up some space in the reflector. must that the filament is not in the the refl. emerging from the reflector -: "@ directed rays. This last condition, which can only be met by pulling the light source into the interior of the reflector, encounters considerable difficulties in practice, in particular in the case of luminaires for outdoor lighting. With these lights it is usually necessary to choose the angle at which the rays are emitted directly from the light source as large as possible, which leads to the relocation of the light source towards the opening of the reflector. Those rays which are reflected by the mirror in the flat angular areas are in part no longer free as a result of this relocation of the luminous element, but can only emerge from the reflector through the light source. In the case of incandescent lamp reflectors, this has the necessary low position, mainly in the case of luminaires for outdoor lighting. the light source has no particular disturbing effect, since the dimensions of the filament are small in relation to the reflector size. In the case of the lights for sodium vapor lamps, however, the presence of the discharge column in the reflector cannot be disregarded, since, as just mentioned, due to their impermeability to their own radiation and their large dimensions, they shade a considerable part of the mirror and thus the far-reaching effect of the reflector would make impossible. When designing the lighting for the vapor lamps, a different approach must therefore be sought.

Die vorliegende Erfindung behandelt einen Spiegelreflektor für einen Zweiwegestrahler, welcher die Besonderheit der Dampflampen berücksichtigt und unter Beibehaltung der Weitstrahlung und Erfüllung der Bedingungen für die Außengeleuchte es sämtlichen Strahlen ermöglicht, das Geleucht ungehindert zu verlassen.The present invention deals with a specular reflector for one Two-way spotlight, which takes into account the peculiarity of the vapor lamps and under Maintaining the long-range radiation and fulfilling the conditions for the outdoor lighting it enables all rays to leave the light unhindered.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Richtungsstrahler für in Form eines Zylinders oder Stäbchens langgezogene Leuchtkörper, insbesondere für röhrenförmige Gasentladungslampen, zur Beleuchtung langer schmaler Flächen, bestehend aus zwei sich iiZ Richtung des Leuchtkörpers erstreckenden und zu der durch die Leuchtkörperachse gelegten Vertikalebene symmetrischen Reflektorflä@chen, deren Erzeugende je aus zwei aneinander anschließenden parabelförmigen oder annähernd parabelförmigen, nicht koaxialen Kurvenstücken zusammengesetzt ist, und besteht darin, da.ß die Achse des die unterer ..Reflektorfläche erzeugenden Kurvenstückes _-'t der Waagerechten einen kleinen Winkel 1det, derart, daß die von dieser Fläche eflektierten Strahlen unbehindert an der gegenüberliegenden Spiegelkante vorbei frei austreten und daß die Achse des zweiten die obere Relektorflä.cheerzeugenden Kurvenstückes unter einem solchen Winkel gegen die Waagerechte geneigt und derart gekrümmt ist, daß sich :die von dieser Fläche reflektierten Strahlen unter Erzeugung eines reellen Bildes oberhalb der Lichtquelle kreuzen und dann auf die gegenüberliegende untere Reflektorfläche auftreffen.The invention relates to a directional emitter for light bodies elongated in the form of a cylinder or rod, in particular for tubular gas discharge lamps, for illuminating long narrow surfaces, consisting of two reflector surfaces which extend in the direction of the light body and are symmetrical to the vertical plane laid by the light body axis, the generatrix of which is composed of two adjoining parabolic or approximately parabolic, non-coaxial curve pieces, and consists in the fact that the axis of the curve piece generating the lower .. reflector surface _- 't of the horizontal a small angle 1det, in such a way that those of this face reflected rays unimpeded by the opposite mirror edge and that the axis of the second curved piece generating the upper Relektorflä.che is inclined at such an angle to the horizontal and curved in such a way that: the rays reflected from this surface cross over the light source to generate a real image and then hit the opposite lower reflector surface.

Der Strahlengang in dem Reflektor ist im Prinzip auf der Abb. i dargestellt. Diese Abb. i zeigt - einen Schnitt des Reflektors in einer senkrecht zur Lampenachse gelegten Ebene. Die Schnittkurve setzt sich zusammen aus beispielsweise zwei parabolischen oderannähernd parabolischen KurvenstückenA-B und B-D@, deren Brennweiten jedoch verschieden sind. Das Licht, das auf die unteren Kurvenstücke A-B, in deren Brennlinie sich die Lichtquelle befindet, aufgestrahlt wird, wird von dieser Fläche reflektiert und unter sehr flachen Ausstrahlungswinkeln aus dem Geleucht herausgelassen. Die Spiegelbreite und die Stellung der Lichtquelle in dem Reflektor sind so gewählt, daß sämtliche von der Lichtquelle in den Winkel a ausgesandten Strahlern nach der erfolgten Reflexion frei aus dem Reflektor austreten können, ohne daß sie den Leuchtkörper berühren. Es ist jedoch unmöglich, mit Hilfe nur eines Kurvenstückes und nur durch eine einmalige Reflexion sämtliche von dem Reflektor beispielsweise in den Winkeln größer als a erfaßte Strahlen ungehindert aus dem Reflektor herauszulassen, -da auf ihrem Wege der undurchlässige Leuchtkörper sich befindet. Um auch diesen Strahlen den freien Austritt in die gewünschten Ausstrahlungsbereiche zu ermöglichen, wird ein zweites KurvenstückB-D, an das erste Kurvenstück A-B unter einem bestimmten Winkel angefügt, welches diejenigen Strahlen erfaßt, die in den Winkelbereich größer als a ausgestrahlt werden.The beam path in the reflector is shown in principle in Fig. I. This Fig. I shows - a section of the reflector in a perpendicular to the lamp axis laid level. The intersection curve is made up of, for example, two parabolic ones or approximately parabolic curve pieces A-B and B-D @, but their focal lengths are different. The light that hits the lower curve pieces A-B, in their focal line if the light source is located, it is reflected from this surface and let out of the light at very flat angles of radiation. the The width of the mirror and the position of the light source in the reflector are selected so that that all emitted from the light source in the angle a emitters after Reflection that has taken place can exit freely from the reflector without affecting the luminous element touch. However, it is impossible with the help of just one curve piece and only through a single reflection all from the reflector, for example in the angles larger than a detected rays to leave the reflector unhindered, -da the opaque luminous body is on their way. To these rays too to enable free exit into the desired exposure areas a second curve piece B-D, to the first curve piece A-B under a certain one Angle added, which captures those rays that are larger in the angular range to be broadcast as a.

Für den Vertikalschnitt ergeben sich somit folgende neue Gesichtspunkte: Das Kurvenstück B-D bekommt eine solche Krümmung, daß ein reelles und verkehrtes Bild der Lichtquelle im Innein des Reflektors von ihm entworfen wird.The following new aspects arise for the vertical section: The curve piece B-D gets such a curvature that a real and a wrong one Image of the light source inside the reflector is designed by him.

Die Lage dieses Bildes wird, der Eigenart der Dämpflampe Rechnung tragend, irr Gegensatz zu den bekannten Glühlampenrefllektoren außerhalb der Lichtquelle verlegt, beispielsweise so, daß der untere Rand des Bildes den oberen Rand der Lichtduelle tangiert.The position of this picture will take into account the peculiarity of the dimmer lamp load-bearing, wrong contrast to the well-known incandescent lamp reflectors outside the light source relocated, for example so that the lower edge of the picture denotes the touched the upper edge of the light duels.

Der Krümmungsradius des Kurvenstückes B-D und seine Lage in .dem Reflektor sind so gewählt, daß das von ihm entworfene Bildin der Brennlinie des Kurvenstückes entsteht. (Das Kurvenstück A'-B' ist der dem Kurvenstück A-B gegenüberliegende symmetrisch aufgebaute Spiegelabschnitt.) Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die beiden in die Ausstrahlungswinkel a und ß ausgesandten Lichtströme bei ihrem Austritt aus dem Reflektor, soweit es bei einer ausgedehnten Lichtquelle überhaupt möglich ist, und abgesehen von den Fehlern der optischen Einrichtung, annähernd parallel gerichtet werden. Die beiden Kurvenstücke A-B und B-Di erfassen somit den gesamten in den oberen Raumteil ausgestrahlten Lichtstrom, der unter den flachen Aussttahlungswinkeln auch ungehindert den Reflektor verlassen kann.The radius of curvature of the curve piece B-D and its position in .dem reflector are chosen so that the image he designed is in the focal line of the curve piece arises. (The curve piece A'-B 'is the opposite of the curve piece A-B symmetrically built-up mirror section.) This arrangement ensures that the two Luminous fluxes emitted into the emission angles α and β upon their exit the reflector, insofar as it is at all possible with an extended light source, and apart from the errors of the optical device, almost parallel directed will. The two curve pieces A-B and B-Di thus cover the entire in the The luminous flux emitted in the upper part of the room is at the flat angles of radiation can also leave the reflector unhindered.

Ein kleiner Teil des Kurvenstückes B-D, in der Nähe des Reflektorseheitels kann, sobald es sich -um Reflektoren mit nicht zu großer Breitstrahlung und zur Vermeidung der Verluste durch zweimalige Reflexion handelt, ,auch so ,ausgeführt werden, daß die von diesem Teil reflektierten Strahlen bereits nach einmaliger Reflexion den Reflektor verlassen, wie es beispielsweise .auf der Abb. i durch den strichpunktierten Strahlengang gezeigt ist.A small part of the curve piece B-D, near the reflector unit can, as soon as they are reflectors with not too large a wide beam and for Avoidance of losses through double reflection acts, even so, executed that the rays reflected from this part already after a single reflection leave the reflector, for example, in Fig. i by the dash-dotted line Beam path is shown.

Die Konstruktion des Reflektors in dem horizontalen, längs der Lampenachse gelegten Schnitt weicht ebenfalls von den üblichen Konstruktionen der Glühlampenreflektoren ab, da hier die zweite charakteristische Eigenart der Natriumdampflampe, und zwar ihre eigentümliche Lichtverteilungskurve, zu berücksichtigen ist. Die Dampflampe besteht irn Gegensatz zu den üblichen Glühlampen aus einem längs der Lampenachse ausgezogenen zylindrischen Leuchtkörper, deren Länge um das Vielfache die Breite des Leuchtkörpiers übertrifft. Die Lichtverteilungskurve eines solchen Leuchtkörpers -in -der durch die Lampenachse gelegten Ebene ist annähernd ein Kreis; die maximale Lichtstärke wird senkrecht zur Lampenachse ausgestrahlt.The construction of the reflector in the horizontal, along the lamp axis The cut also deviates from the usual constructions of the incandescent lamp reflectors from, there is the second characteristic feature of the sodium vapor lamp, namely their peculiar light distribution curve, has to be taken into account. The steam lamp In contrast to the usual incandescent lamps, it consists of one along the lamp axis elongated cylindrical filament, the length of which is a multiple of the width of the luminous body exceeds. The light distribution curve of such a luminous body -in-the plane laid by the lamp axis is approximately a circle; the maximal Luminous intensity is emitted perpendicular to the lamp axis.

Bei den kolbenfärmigen Glühlampen kann die Punktför migkeit der Lichtquelle bezüglich des Spiegels vorausgesetzt werden, wodurch der Glühlampenreflektor auch im horizontalen Schnitt zur seitlichen Begrenzung der Wehstrahlung parabolisch ausgebildet .werdenkann.With the bulb-shaped incandescent lamps, the point shape of the light source with respect to the mirror are assumed, whereby the incandescent reflector also Parabolic in the horizontal section for the lateral limitation of the wind radiation .can be.

Im Gegensatz zu der Glühlampie ist der Leuchtkörper der Dampflampe im Verhältnis zu seinem Abstand von dem Spiegel so groß, daß er als punktförmig nicht angenommen werden darf. Die eben erwähnte Konstntk= tion des Glühlampenspiegels ist daher für die Dampflampen nicht geeignet. Auch ist es bei- dem ausgedehnten Leuchtkörper dieser Lampen nicht @möglich, den gesamten von,dem Spiegel .erfaßben Lichtstrom in der horizon--.talen Ebene parallel in nur zwei Richtungen zu lenken. Man ist angewiesen auf die Lenkung nur- desjenigen Lichtstromes, der in die Winkel um die maximale Lichtstärke herum ausgesandt wird.In contrast to the incandescent lamp, the luminous element is the vapor lamp so large in relation to its distance from the mirror that it is considered point-shaped may not be accepted. The just mentioned construction of the light bulb mirror is therefore not suitable for steam lamps. It is also both extended Luminous bodies of these lamps not @ possible to capture the whole of the mirror Direct luminous flux in the horizontal plane parallel in only two directions. One is dependent on the guidance of only that luminous flux that enters the angle is emitted around the maximum light intensity.

Das Neue der vorliegenden Erfindung besteht im weiteren darin, daß dieser Spiegel im horizontalen Schnitt im Gegensatz zu den bekannten Glühlampenreflektoren, die .aus nur einer Parabel bestehen, aus mehreren Parabelabschnitten oder annähernd parabolisch gekrümmten Kurven gebildet ist. Die Achsen dieser Parabeln sind. in die Richtung der Ausstrahlung -gelegt, und die Leuchtkörperabschnitte befinden sich in den Brennpunkten dieser einzelnen Parabelkrümmungen. Die ParabelabschnitteM-N,N-P (Abb.i) können entweder alle gleich groß oder aber auch in der Größe verschieden gebaut werden. Die Beispiele -für die Ausführungsform in dem horizontalen Schnitt sind in den Abb. z und g angeführt. Um denn Gehäuse, das den Spiegel aufzunehmen bestimmt ist, eine möglichst kleine Form zu geben, ist es manchmal vorteilhaft, die Refllektorflächen so auszubilden, da.ß ,den sie erzeugenden Parabeln eine stetige Kurve als Umhüllende zugeordnet werden kann. Ein Beispiel für eine solche Konstruktion ist in der Abb. q. verdeutlicht. Hier sind die Parabeln 0-M, 'M'-P, P'-Q so abgeordnet, daß beispielsweise alle ihre Enden in. einen Kreis sich einschreiben lassen. Es können jedoch auch andere - von der Koalstruktion des Gehäuses abhängige Kurven gewählt werden.The novelty of the present invention is further that this mirror in horizontal section in contrast to the well-known incandescent lamp reflectors, which consist of only one parabola, of several parabola sections or approximately parabolic curved curves is formed. The axes of these parabolas are. in the direction of emission -laid, and the filament sections are located at the focal points of these individual parabolic curvatures. The parabolic sections M-N, N-P (Fig.i) can either all be the same size or different in size be built. The examples - for the embodiment in the horizontal section are shown in Figs. z and g. In order to house the mirror is intended to give as small a shape as possible, it is sometimes advantageous to to train the reflector surfaces in such a way that the parabolas that generate them are continuous Curve can be assigned as an envelope. An example of such a construction is in fig. q. made clear. Here the parabolas 0-M, 'M'-P, P'-Q are arranged in such a way that that, for example, all of their ends can be inscribed in a circle. It however, other curves can also be used, depending on the construction of the housing to get voted.

Die in der Abt. i gezeigte Ausführung des Spiegels in dem vertikalen Schnitt stellt die grundsätzliche Form des Reflektors dar. Aus praktischen Gründen ist es jedoch vorteilhaft, dem Reflektor eine.,oder ;mehrere Stufen zu geben, um die Bauhöhe des Reflektors dadurch zu verringern. Der Reflektor mit den KurvenstückenA-B und C-D bekommt dann die in der Abb. 5 als Beispiel gezeigte Form. Auch in diesem vertikalen Schnitt können die einzelnen Stufen so verteilt werden, daß die Enden der Parabeln in eine beliebige Kurve sich einschreiben lassen. Die Wahl der Kurve hängt auch hier von den konstruktiven Eigenschaften des Gehäuses ab. In der Abb. 6 ist ein Beispiel für eine solche Konstruktion des Reflektors angeführt, wobei die einzelnen Parabeln in einen Kreis eingeschrieben .sind. i Die vorliegende Konstruktion kann sinngemäß für verschiedene Gasentlä.dungslampen verwendet werden.The embodiment of the mirror in the vertical shown in Section i Section shows the basic shape of the reflector. For practical reasons However, it is advantageous to give the reflector one., or; more levels in order to thereby reducing the overall height of the reflector. The reflector with the curved pieces A-B and C-D then gets the form shown in Fig. 5 as an example. Also in this vertical section, the individual steps can be distributed so that the ends of the parabolas can be inscribed in any curve. The choice of the curve also depends on the structural properties of the housing. In fig. 6 shows an example of such a construction of the reflector, wherein the individual parabolas are inscribed in a circle. i The present construction can be used analogously for various gas discharge lamps.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Directional spotlight for in the form of a cylinder or rods of elongated luminous bodies, especially for tubular gas discharges lamps, for illuminating long narrow surfaces, consisting of two facing each other of the filament extending and to that placed through the filament axis Vertical plane symmetrical reflector surfaces, the generators of which consist of two against each other subsequent parabolic or approximately parabolic, non-coaxial Curved pieces is composed, characterized in that the axis of the lower reflector surface generating curve piece with the horizontal a small Forms an angle such that the rays reflected from this surface are unobstructed exit freely at the opposite mirror edge and that the axis of the second curved piece generating the upper reflector surface under one of these Angle is inclined to the horizontal and curved in such a way that the from this Rays reflected from the surface creating a real image above the Cross the light source and then hit the opposite lower reflector surface.

2. Directional emitter according to claim i, characterized in that in the horizontal Cut along the lamp axis the reflective. Surfaces from individual parabolic sections or approximately pararbolic curved. Curve pieces exist, their focal point lie along the lamp axis and their axes are perpendicular or approximately perpendicular to the lamp axis, the parameters of the individual sections either all can be of the same size or of different sizes.

3. Directional emitter according to claim i and 2, characterized in that the generating parabetic pieces are so graded are that they can be inscribed in a continuously curved curve. q .. directional spotlights according to claim i to 3, characterized in that to achieve a fan-like Light distribution the generating curve pieces of the reflective surfaces instead consist of parabolas from other curves.