EP2019253B1 - Leuchte zur Ausleuchtung einer Gebäudefläche - Google Patents
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- EP2019253B1 EP2019253B1 EP08013156.8A EP08013156A EP2019253B1 EP 2019253 B1 EP2019253 B1 EP 2019253B1 EP 08013156 A EP08013156 A EP 08013156A EP 2019253 B1 EP2019253 B1 EP 2019253B1
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- F21W2131/304—Lighting for domestic or personal use for pictures
Definitions
- the invention relates to a luminaire for illuminating building, building part or outer surfaces according to the preamble of claim 1.
- a lamp according to the preamble of claim 1 is from the German patent application DE 10 2004 042 915 A1 the applicant.
- the prior art luminaire has a reflector which has numerous facet-shaped segments on its inside.
- the segments each have a surface curved toward the interior and may be spherical, cylindrical or aspherical basic shape.
- the object of the invention is to further develop a lamp according to the preamble of claim 1 such that it allows an improved adjustment of the illumination intensity distribution.
- the luminaire according to the invention serves for illuminating building, building part or exterior surfaces.
- the luminaire according to the invention is used for illumination, in particular for particularly uniform illumination, of floor and / or wall or / and ceiling surfaces of a building.
- illumination in particular for particularly uniform illumination, of floor and / or wall or / and ceiling surfaces of a building.
- green areas or parking areas can be illuminated.
- the luminaire according to the invention likewise serves for illuminating objects, for example pictures or statues.
- the reflector comprises a substantially cup-shaped arched reflector, in particular a parabolic reflector, ie a reflector which has a substantially parabolic cross-section.
- the reflector is in terms of its basic shape its longitudinal central axis formed substantially rotationally symmetrical.
- a light source can be arranged in the interior of the reflector.
- This may be, for example, a HIT lamp, e.g. a HIT-TC-CE, or another metal halide lamp, alternatively one or more LEDs.
- several HIT lamps can be arranged in the interior of the reflector.
- only one lamp is introduced through an opening in the reflector, in particular through a mounted in the apex region of the reflector opening into the interior of the reflector.
- halogen low-voltage incandescent lamps for example QT9, QT12 or QT16 lamps.
- substantially point-shaped light sources are used, i. Such bulbs that emit the light from a very small volume out.
- a plurality of facet-like segments is arranged on the inside of the reflector.
- the inside of the reflector may be completely occupied by facet-shaped segments or only partially, i. along certain subregions, be occupied with segments.
- a circumferential angular range of e.g. 90 °, ie a four-circle segment is occupied by facet-shaped segments, and the remaining three-quadrant region of the reflector is substantially smooth.
- Each segment has in each case a curved surface towards the interior. At least some of the segments have a reflective surface of cylindrical basic shape. This means that the segments are provided by a body which, as a sectional body, originates from a cylindrical body, in particular a circular cylinder. Each cylindrical segment can be assigned a cylinder axis. The cylinder axis is the central longitudinal axis of the cylindrical body or is parallel to this. Preferably, each cylindrical base body is a circular cylindrical basic body.
- the reflecting surface of the cylindrical segment is that surface portion of the cylindrical segment which contributes to the reflection of light rays emitted from the light source.
- the reflective surface is curved about the central longitudinal axis of the cylindrical base body.
- each axis is referred to in the sense of the present patent application, which runs parallel to the central longitudinal axis of the cylindrical segment.
- a plurality of cylindrical segments are arranged. These can be arranged directly next to each other, and in this way, e.g. staircase-like or in the manner of a sawtooth structure, merge into each other. It is also possible that two cylindrical segments are spaced from each other, wherein between the spaced-apart cylindrical segments, a flat or smooth surface or a segment with a different, non-cylindrical curvature is arranged.
- the cylinder axes are aligned at an acute angle, ie an angle smaller than 90 °, to the longitudinal central axis of the reflector.
- the cylindrical segments are thus arranged such that their cylinder axis intersects the longitudinal central axis of the reflector at an acute angle.
- the orientation of the cylinder axes relative to the longitudinal center axes of the reflector varies at the different segments with a different distance from the apex region of the reflector.
- Each segment is assigned a connection area.
- the area of attachment of a segment is that area of the segment with which the segment is connected to the reflector. This can be, for example, the head region of the respective cylindrical segment, that is to say that region of the cylindrical segment which is closest to the vertex region of the reflector, or alternatively a lateral region of the respective cylindrical segment.
- the connection region of a segment is preferably in each case that region of a segment which is closest to the reflector.
- a tangent can be applied to the outside of the reflector.
- the outside of the reflector is the side facing away from the interior of the reflector to understand. It is assumed that the outside of the reflector is not structured and the reflector has only a very small wall thickness. In the case of a structured outside of the reflector, the tangent is thought to a curve, e.g. attached to a parabola, which specifies the basic shape of the reflector.
- This deviation angle is preferably an acute angle and varies with different distances of the segments to the apex region of the reflector.
- the cylindrical segments are arranged and oriented in such a way that, when a cross section through the reflector is considered, the longitudinal sides, that is to say the lateral surfaces of the cylinder, which contribute to the optical light guidance, are oriented in such a way that they have a polygonal tension deviating from the basic shape of the reflector.
- a reflector be mimicked elliptical basic shape. This allows, for example, a small design of the reflector with respect to an elliptical cross-section shaped reflector and accordingly the construction of a lamp with only a small installation depth.
- an almost arbitrary illuminance distribution can be generated.
- an illuminance distribution within a given light field is designed to be completely uniform.
- the side wall is particularly evenly lit. This is achieved by reflecting light components towards an upper sidewall area.
- facets with a cylindrical reflecting surface allows for a particularly uniform distribution of illuminance and the generation of "soft light", as beams are expanded by impinging on the cylindrically curved surface.
- cylindrical segments with different angles of deviation also makes it possible to influence the illumination intensity distribution in the desired manner.
- top and bottom refer to a cover-side arrangement of the reflector and are subject to a consideration of the reflector in cross section.
- light components may be arbitrarily distributed through different angles of deviation in the segments at any angle with respect to the longitudinal central axis of the reflector to get distracted.
- the illumination intensity distribution can be varied in the desired manner.
- the light source is punctiform. It is a light source that is substantially punctiform, i. only emits light out of a very small volume.
- metal halide lamps e.g. a HIT-TC-CE lamp
- QT lamps used as halogen low-voltage incandescent lamps or at least one LED lamp.
- a plurality of bulbs or a group of bulbs in the interior of the reflector, preferably near the focal point of the reflector or in the focal point of the reflector are arranged. On the one hand, this makes it possible to achieve a particularly well-defined illuminance distribution and, on the other hand, a high luminous flux.
- the lamp is characterized in that the light source is a metal halide lamp, in particular a HIT-TC-CE lamp, or a halogen low-voltage incandescent lamp, for example a QT 12-aX or at least one LED.
- the light source is a metal halide lamp, in particular a HIT-TC-CE lamp, or a halogen low-voltage incandescent lamp, for example a QT 12-aX or at least one LED.
- the lamp is characterized in that the light source is disposed near the focal point or in the focal point of the reflector.
- the reflector has a substantially parabolic cross-section.
- the reflector is therefore designed as a parabolic reflector.
- the Shell shape of the reflector is formed by a about the longitudinal center axis of the reflector substantially rotationally symmetrical formed body.
- the reflector therefore advantageously has a substantially circular light exit opening.
- the reflector is fixed to the luminaire, the free edge of the reflector being formed, for example, by a part of the housing of the luminaire or / and a fixing means, e.g. a screw, can be overlapped.
- the free edge region of the reflector in the case of a design of the luminaire as a ceiling luminaire or downlight, for example, flush with the ceiling surface.
- the radii of curvature of the segments vary along a row.
- an annular arrangement of segments around the longitudinal central axis of the reflector is referred to.
- the rows, or at least some of the rows may be closed.
- the rows may extend only over a circumferential angular range of the inner surface of the reflector.
- substantially oval-shaped illuminance distributions can be generated which are particularly suitable, for example, for illuminating parking areas or for use of the luminaire as a sculpture radiator, ie for illuminating sculptures or comparable objects.
- the lamp can be arranged directly on a ceiling wall of a building and designed as a downlight.
- the luminaire may be indirectly attached via a bus bar to a ceiling wall of a building space and e.g. be designed as a radiator.
- the light can illuminate the area of a side wall of a building space and at the same time the area of a bottom wall of a room.
- the radii of curvature of the segments along a row vary, for example, such that e.g.
- a quarter-circle segment of the inner surface of the reflector is occupied by cylindrical facets having a first radius and the remaining segments in the remaining three-quarter circle, corresponding to about a 270 ° circumferential region of the reflector, are occupied by segments of other radii of curvature.
- the luminaire is characterized in that the luminaire uniformly illuminates regions of the sidewall ( Fig. 7 ).
- the side wall to be illuminated can be illuminated particularly uniformly and also very far upwards. Overall, a non-rotationally symmetrical illumination intensity distribution is generated in such a luminaire.
- a comparable luminaire can also be designed to illuminate two opposite side wall regions of a building space, for example an elongated corridor, at the same time illuminating areas of the bottom wall.
- the entire inner surface of the reflector is divided into four segments, so that there is a two-fold plane symmetry of the reflector, namely a symmetry to two through the Planes passing through the longitudinal center axis of the reflector, which are perpendicular to each other and which intersect in the longitudinal central axis of the reflector.
- the radii of curvature of the segments along a row are constant.
- in particular particularly uniform illuminance distributions can be generated, in particular substantially rotationally symmetrical illuminance distributions, which have an almost constant illuminance distribution along the illuminated surface.
- the radii of curvature of the segments may vary or remain constant.
- the column refers to an array of segments arranged along a same circumferential angular range, adjacent between the apex region and the free edge region of the reflector. Whether the radii of curvature of the segments vary along a column or are kept constant depends on which illuminance distribution is desired. For example, by changing the radius of curvature of the segments along a column, a relatively narrow, i. narrowly radiating beam of light or alternatively a strongly widened beam of light can be achieved.
- the cylindrical segments extend along a portion of the inner surface of the reflector or along several portions of the inner surface of the reflector.
- a quarter-circle segment of, for example, about 90 ° of the inner surface of the reflector can be occupied by cylindrical segments, while the remaining three-quarter circle region (270 °) of the reflector is substantially smooth.
- the inner surface of the reflector may be filled with cylindrical and spherical or aspherical segments in combination.
- a first circumferential angular range of the reflector with cylindrical facets and another circumferential angular range of the reflector may be occupied by spherical or aspherical segments.
- cylindrical segments may also extend along the entire inner surface of the reflector.
- the deviation angle varies such that segments, which are arranged close to the free edge region of the reflector, have larger angles of deviation than segments arranged near the crest.
- the cylindrical segments at least partially radial undercuts or undercuts.
- very high sidewall areas can also be illuminated.
- the reflector with the cylindrical segments is an aluminum reflector, which is produced by a pressing method.
- an undercut arrangement can be achieved for the first time.
- the cylindrical segments can advantageously be arranged along annular, circumferentially extending rows and along radial columns extending from the crown region to the edge region.
- segments of each two spaced-apart rows can have a sales angle offset ( Fig. 5 ) exhibit.
- Fig. 1 is a luminaire 10a of the prior art for installation in the ceiling D of a building room provided.
- the luminaire comprises an unillustrated luminous means, which is arranged in the focal point F or near the focal point of a reflector 21.
- the reflector 21 is in particular in its apex region S with an in Fig. 1 not shown, in Fig. 1a on the other hand provided clear opening 11 through which the bulb can be inserted through.
- the lamp 10 of the prior art a housing, not shown, and not shown base or brackets for the light source, electrical leads and all other necessary parts and elements, such as control gear on.
- the lamp 10a of the prior art is used to illuminate a floor surface B of the building space, such as in the area between the left boundary LB and the right boundary RB, as well as the illumination of a side wall SE, namely between a lower boundary UB and an upper Limitation OB.
- the luminaire 10a of the prior art has a cross-sectionally substantially parabolic and around its Longitudinal axis M substantially rotationally symmetric reflector 21 on.
- the inside of the reflector is essentially smooth, ie no segments or elevations are arranged on the inside.
- a range of the circumferential angle ⁇ is provided with a Randausklinkung 12.
- the edge notching 12 serves to throw the light emitted by the light source arranged in the focal point F onto a separate reflector blade 13.
- the reflector blade 13 is therefore arranged outside the envelope of the reflector 21.
- the area of the reflector 21 which is in Fig. 1 between the upper edge OA and the lower edge UA, so what is in Fig. 1 does not become clear in Fig. 1a but clearly shown, cut out.
- the light can, starting from the light source, get directly to the reflector blade 13, without it being prevented by the reflector 21 therefrom.
- dashed darg Congress line L indicates the course of the free edge R of the reflector 21 in the notch 12 before the notching was made.
- the reflector blade 13 serves to illuminate the side wall SE as far as possible, ie as far as possible close to the ceiling wall D. In particular, a uniform illumination of the side wall SE is desired.
- a luminaire 10 according to the invention is initially based on the Fig. 2 be explained:
- Fig. 2 shows a first embodiment of a lamp 10 according to the invention in a representation according to Fig. 1 ,
- the light fixture 10 is suitable for attachment to the ceiling wall D and for illuminating a building side wall SE and a bottom surface B.
- the bottom surface B and the lower part of the side wall SE are the Fig. 1 in Fig. 2 been omitted.
- FIG. 1 A comparison of Fig. 1 and 2 further shows that the two reflectors have a substantially same basic shape.
- Both reflectors 21 are substantially cup-shaped and have a parabolic cross-section. It is apparent that on the inner side 30 of the reflector 21 of the luminaire 10 according to the invention, a step-like or sawtooth-like structure is arranged. This sawtooth-like structure is provided by cylindrical segments and will be described below first on the basis of Fig. 2, 3rd . 4 . 4a . 14 and 15 be explained in detail.
- Fig. 4 shows in a very schematic plan view an interior view of the reflector 21 of the luminaire according to the invention Fig. 2 ,
- a peripheral angle ⁇ a multiplicity of indicated, cylindrical, facet-like segments 14n, 14m, 141, 14n 1 , 14n 2 , 14n 3 are arranged on the inner surface 30 of the reflector 21.
- the rest of the area designated by ⁇ of the reflector is shown in the embodiment of the Fig. 4 facet-free, ie substantially smooth.
- This facet-free region is designated TE and represents a partial region of, for example, approximately 250 °, whereas the circumferential angle region ⁇ is approximately 110 °.
- Fig. 4a shows one opposite Fig. 4 modified embodiment of a reflector 21 according to the invention, in which the inner surface 30 of the reflector is continuously occupied by cylindrical segments.
- Fig. 4b shows one opposite Fig. 4a modified embodiment of a reflector 21 according to the invention.
- Fig. 2 shows that starting from an apex region S of the reflector 21 towards a free edge region R of the reflector numerous cylindrical facets 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i, 14j, 14k, 141, 14m, 14n arranged are.
- Fig. 3a shows in an enlarged partial sectional view corresponding to the circle III in Fig. 2 the facets 14k, 14l, 14m, 14n. These are cylindrical facets of a column which are arranged adjacent to one another, between the vertex and the edge R of the reflector 21.
- Fig. 4a shows that in the circumferential direction U many facets are arranged immediately adjacent to each other. So shows Fig. 4a in the outermost row, for example, three segments 14n 1 , 14n 2 and 14n 3 are labeled. In the sixth outermost row shows Fig. 4a for example labeled segments 14i 1 , 14i 2 , 14i 3 and 14i 4 . These four segments are schematic in Fig. 14 shown in an enlarged view.
- Fig. 14 shows only schematically a light source 18, from which a parallel light beam emanates and meets by way of example to the surface OF of the cylindrical segment 14i 1 . Shown is a light beam with four parallel light beams.
- each cylindrical segment 14i 1 , 14i 2 , 14i 3 , 14i 4 curved towards the interior 19 of the reflector 21 is formed by a cylindrical base body which is based on its radius r and its length I and its cylinder center axis m is defined. Dashed is in Fig. 14 to the segment 14i 4, the radius r and the cylinder center axis m drawn. Of importance is that each of the cylindrical segments 14i 1 . 14i 2 , 14i 3 , 14i 4 can be defined via its radius r, its cylinder center axis m and its cylinder length I.
- the parameters m, r and l can vary for the individual segments.
- the orientation of the cylinder center axis m varies as a function of the distance of the individual segment from the apex region S of the reflector 21 to the orientation of the tangent that can be applied to the reflector in the connection point or connection region 15 of the segment. This will be explained later.
- the parallel light beam which strikes the segment 14i 1 is widened.
- the four light beams exemplified have, with respect to the parallel incident light beams, different reflection angles ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ 3 , ⁇ 4 .
- the number of segments along a column and the number of segments along a row are arbitrary. Also, the number of columns and the number of rows is arbitrary;
- Fig. 15 shows in an enlarged, schematic representation of the reflector 21 of the lamp 10 according to the invention Fig. 2 ,
- the cylindrical segments 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i, 14j, 14k, 14l, 14m, 14n arranged along a column are all shown.
- the reflector 21 has a vertex region S and a peripheral region R, wherein the cross-sectional shape can be constructed using a parabola with the focal point F.
- the reflector 21 is rotationally symmetrical with respect to its basic shape about the central longitudinal axis M.
- the cylindrical segments must not be distributed rotationally symmetric.
- connection region 15 is that region of a cylindrical segment with which the respective segment abuts the basic shape of the reflector.
- the segment 14n has a connection region 15n, which is approximately in the vicinity of an intersection P n of the indicated cylinder axis m 4 with the parabolic basic shape of the reflector 21 is located.
- a tangent T 4 can be applied to the outside 38 of the reflector 21.
- the tangent T 4 is independent of any structure of the outer surface 38 of the reflector 21 in terms of their orientation, and corresponds to a tangent in the mathematical sense, which is applied to the mathematical curve that generates the basic shape of the cup-shaped curved reflector 21.
- the outer contour 38 of the reflector 21 corresponds to almost the mathematically ideal parabolic curve that generates the basic shape of the reflector, or at least comes very close.
- the angle between the cylinder axis m 4 and the associated tangent T 4 is in Fig. 15 denoted by ⁇ 4 .
- ⁇ 4 denotes the so-called deviation means.
- the segment 14 i closer to the segment 14 n is likewise fixed to the reflector 21 in its connection region 15 i .
- the associated cylinder axis m 3 intersects the associated tangent T 3 at a deviation angle ⁇ 3 .
- the particular feature according to the invention consists in the fact that the deviation angles ⁇ 1 , ⁇ 2 , ⁇ 3 , ⁇ 4 vary.
- the mirror surface 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g, 16h, 16i, 16j, 16k, 16l, 16m, 16n, ie the reflecting surfaces OF, of the individual segments 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f , 14g, 14h, 14i, 14j, 14k, 141, 14m, 14n are differently inclined with respect to the longitudinal center axis M of the reflector 21.
- the inclination of the mirror surfaces 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g, 16h, 16i, 16j, 16k, 16l, 16m, 16n can be selected according to the invention completely independently of the basic shape of the reflector 21.
- an illumination of sidewall regions SE of a building space close to the ceiling D can be achieved by means of a corresponding steepness, preferably of the edges R of the reflector 21 near segments.
- the adjustment or steepness of the cylindrical facets 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i, 14j, 14k, 14l, 14m, 14n is effected such that the cylinder axes m, m 1 , m 2 , m 3 , m 4 different deviation angles ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, ⁇ 4 to the associated tangents T 1 , T 2 , T 3 , T 4 occupy.
- the variation of the deviation angles does not necessarily have to follow prescribed laws, such as a law according to which the angle of deviation of the segments from the vertex S to the edge region R of the reflector increases.
- the deviation angle can be varied as desired.
- a determination of the variation of the deviation angles by optimizations in a simulation method is carried out until a desired illumination intensity distribution is achieved.
- the teaching according to the invention also comprises luminaires 10 in which the segments near the vertex of the reflector 21 have larger angles of deviation than the segments near the edge R. Also, individual facets may have larger and different, possibly also adjacent segments, smaller deviation angles.
- the representation of the tangents T 1 , T 2 , T 3 , T 4 according to Fig. 15 takes place only schematically.
- the representation according to Fig. 15 does not take into account the actual wall thickness of the reflector.
- a mathematical curve that best suits the arched basic shape of the reflector equivalent. In the embodiment of Fig. 15 and the Fig. 2 this curve is a parabola with focus F.
- FIG. 15 Particularly clearly recognizable employment of the cylindrical facets can additionally or alternatively to one, in the embodiment of the Fig. 2 desired generation of a high illuminance in an upper side wall region, if desired, also an improved homogenization, ie homogenization, the illuminance distribution on a floor surface or other surface to be illuminated can be achieved.
- the cylindrical segments 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i, 14j, 14k, 14l, 14m, 14n can with their mirror surfaces 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g, 16h, 16i, 16j, 16k, 161, 16m, 16n namely be made completely arbitrary, with the help of simulation programs, in particular using so-called ray-tracing methods, individually the employment of the facets - depending on the desired application - can be optimized.
- cylindrical facets has proven to be an imperative requirement in the course of optimizing the illumination distribution.
- the desired illuminance distributions can not be produced with exclusively spherically or aspherically curved segments, and also not with cylindrical segments.
- the teaching according to the invention can be used particularly advantageously if, with a reflector that is parabolic in cross-section, an elliptical reflector with a cross-section in terms of its light distribution to be reproduced.
- This embodiment shows Fig. 2 , The light rays emitted from the light source at the focal point F to the right all meet at a second focal point F2 outside the reflector.
- cylindrical segments 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i, 14j, 14k, 141, 14m, 14n which are arranged on the inner side 30 of the substantially parabolic reflector 21, the radiation behavior of a mimic or replicate substantially elliptical reflector, wherein the reflector parabolic in cross-section 21 allows a much smaller installation depth or installation width, as they would require an elliptical reflector.
- Fig. 4 shows an embodiment of a reflector 21, in which only a along the circumferential angle ⁇ extending portion of the inner surface 30 of the reflector with cylindrical segments 14n 1 , 14n 2 , 14n 3 , 141, 14m, 14n. is occupied, whereas a partial area TE of the inner surface 30 of the reflector, approximately along the circumferential angle ⁇ segment-free and thus formed substantially smooth.
- the embodiment of Fig. 4 is intended to illustrate that depending on the application differently sized and different numbers of subregions of the inner surface 30 of the reflector 21 may be occupied with cylindrical segments. It should also be noted at this point that one subregion of the reflector 21 can be occupied by cylindrical segments and another subregion by spherical segments or aspherically curved segments, or alternatively by segments having a planar surface.
- Fig. 4a shows an embodiment of a reflector 21, in which the segments are arranged along annular rows.
- the segments 14n 1 , 14n 2 and 14n 3 are arranged along an outermost row of segments and the segments 14i 1 , 14i 2 and 14i 3 are arranged along another, sixth outer row of segments.
- the segments 14n, 14m 14l, 14k are arranged along a column of segments.
- radii of curvature of the individual segments vary along a row.
- the radii of curvature in an alternative embodiment along a row may also be constant. In this alternative embodiment, only the orientation of the cylinder axes changes.
- Fig. 4b shows one opposite Fig. 4a modified embodiment of a reflector 21, in which along a circumferential angular range ⁇ 1 adjacent rows are circumferentially offset arranged. The remaining area of the reflector 21 of the Fig. 4b does not show this circumferential offset.
- the circumferential offset of adjacent along an angular range ⁇ 2 in the reflector of Fig. 5 is occupied by rows of cylindrical segments, with two adjacent rows, for example the rows 17a and 17b or the rows 17b and 17c, each circumferentially offset by half a segment width from each other are arranged.
- the embodiments of the Fig. 8 and 11 do not show this circumferential offset.
- Fig. 5 Furthermore, it can also be seen that the rows 17a and 17c or the rows 17b and 17d do not show each other this circumferential offset. Each second row is thus formed circumferentially offset.
- Fig. 4a and 4b further make it clear that the size of the surfaces UF can be chosen completely differently from row to row and also along a row. This is clear from the differently sized, brightly displayed areas in the Fig. 4a and 4b ,
- Fig. 5 indicates that all cylinder axes m 1 , m 2 , m 3 , m 4 of the respective segments 14 b, 14 f, 14 i, 14 n are arranged at an acute angle to the longitudinal center axis M of the reflector 21.
- Fig. 15 can also be seen that the closely located at the apex area S of the reflector segments, for example 14 b and 14 f have the segments a fairly small angle of 21 ° or 5 ° to the longitudinal central axis M, whereas the angle of the cylinder axis m 3 of the segment 14i almost 0 becomes.
- the cylinder axis m 4 has a larger acute angle with respect to the longitudinal center axis M.
- the deviation angle ⁇ 4 is about 43 °
- the deviation angle ⁇ 2 is about 34 °.
- Such angular deviations on the order of 5 ° of the cylinder axes to the associated tangents may be sufficient to produce significant changes in illuminance distribution.
- mirror surfaces 16 of the individual segments 14 each extend parallel to the cylinder axes m. That's how it is Fig. 15 for example, clear mirror surface 16 of the segment 14 n n parallel aligned with the associated cylinder axis m. 4
- Fig. 5 can, in particular when using the reflector 21 in a lamp 10 according to the invention in an arrangement according to Fig. 6 be illuminated at a ceiling-side installation, a bottom surface B and a wall surface SE.
- Fig. 6 shows the course of numerous, exemplary light beams on the assumption that along the double arrow SE no building side wall is arranged, but only one floor surface is to illuminate. In fact, the light is used according to Fig. 6 for illuminating a side wall surface SE, which extends along the double arrow SE over, for example, a ceiling height of 3m.
- Fig. 7 shows the illumination intensity distribution, which results on the side wall SE, approximately between the lower boundary UB and the upper limit OB.
- On the x-axis is the width of the wall in millimeters, on the y-axis the height of the wall is called.
- the longitudinal center axis of the reflector 21 of the lamp 10 according to the invention Fig. 6 is arranged.
- One recognizes in Fig. 7 clearly a broad, evenly trained illuminance distribution.
- the presentation of the Fig. 7 shows the illuminance distribution in a false color representation, wherein the illuminance decreases from the inside to the outside.
- Fig. 7a shows an illuminance distribution of a lamp of the prior art, namely a conventional rotationally symmetrical flood reflector.
- a flood reflector of the prior art has a rotational symmetry about the longitudinal central axis and a parabolic cross-section.
- the inner surface is substantially smooth, ie formed facet-free or segment-free.
- a similar illumination intensity distribution can also result if spherically curved facets are arranged on the inside of a flood reflector.
- Fig. 7a shows an illuminance distribution on the same scale as Fig. 7 Assuming that such a luminaire of the prior art in a mounting situation in accordance with Fig. 7 is installed on the ceiling side. It is clear that with the lamp according to the invention using a reflector according to Fig. 5 , as out Fig. 7 results, a much more uniform, further upward and broader illuminance distribution results.
- An illuminance distribution according to Fig. 7 can not be achieved with exclusively spherical or aspherical or otherwise oriented cylindrical facets.
- To achieve a luminous intensity distribution according to Fig. 7 requires cylindrical facets, which are employed according to the teaching of claim 1.
- Fig. 5 shows an embodiment of a lamp 10 according to the invention, which can be used for example as a downlight or as a spotlight. In both applications, the lamp 10 is used to illuminate a bottom surface B and a side wall SE.
- Fig. 8 shows in a representation according to Fig. 5 a further embodiment of a reflector 21 of a lamp according to the invention.
- the reflector is essentially rotationally symmetrical with respect to its basic shape about its central longitudinal axis M.
- the radii of curvature of the cylindrical segments do not vary along a facet row.
- Fig. 9 schematically illustrates the beam path based on some exemplary light rays
- the lamp 10 is mounted on the ceiling D and a floor surface B is to illuminate.
- Fig. 9 shows the arrangement in an arrangement shown rotated by 180 °.
- Fig. 10 shows accordingly the illumination intensity distribution of the lamp 10 according to Fig. 9 on the bottom surface B. It can be seen that a substantially rotationally symmetrical illuminance distribution is achieved, which is almost constant along a large area, circular area.
- Fig. 11 shows a further embodiment of a reflector design according to the invention for a luminaire according to the invention, in which the radii of curvature of the cylindrical facets vary along a row of facets.
- the cylindrical segments are employed according to the teaching of the invention, so that the cylinder axes different Have deviation angles to the associated tangents.
- a lamp according to the invention using a reflector according to Fig. 11 can a substantially oval trained illuminance distribution according to Fig. 13 be achieved.
- a sculpture can be illuminated, so that an insert of the reflector 21 according to Fig. 11 as a sculpture radiator is made possible.
- Fig. 11 can be dispensed with the use of separate sculpture lenses.
- the reflector according to the invention is preferably made of an aluminum blank, ie a substantially circular disc of aluminum, by pressing.
- Fig. 22 shows in a very schematic representation of the aluminum blank 23, which rests on a vertex area SW of a tool mold 22. The tool mold 22 and the aluminum blank 23 rotate together about the longitudinal center axis M. The required drive is not shown.
- a pusher tool comprises a pusher head or pusher 24, eg a rotatable wheel, and two lever arms 25 and 26 which are pivotally mounted about pivot axes 39 and 40, respectively, at a fixed attachment point 41.
- the pusher head 24 moves outwardly from the center ZE of the aluminum ridge 23 in the radial direction of the arrow 28, and constantly rests on the upper surface OS of the aluminum ridge 23 and applies thereto a large pressing force in the direction of the arrow 27, ie in the axial direction.
- the manner in which a pressing force is exerted by the pusher 24 on the upper side OS of the aluminum ridge 23 is arbitrary and not shown.
- the pusher head 24 constantly presses the respective edge of the aluminum ridge 23 against the outside 29 of the tool mold 22 during the pressing process. It can follow the contour of the outer surface 29 both in the axial direction of the arrow 27 and in the radial direction of the arrow 28. This is possible by means of the pivotable lever arms 25 and 26. It should be noted that the spinning tool with the pressing head 24 and lever arms 25, 26 may also have a completely different basic shape, which only has to be ensured that the pusher head 24 can exert 27 pressing forces in the axial direction and can dodge in the radial direction 28.
- Fig. 22 Based on a situation according to Fig. 22 presses the pusher head 24 with rotating tool mold 22 and together with the mold 22 rotating aluminum blank 23, the blank along the outer edges of the mold 22, so that the cup-shaped curved basic shape of the reflector 21, for example according to Fig. 15 results.
- the previously described cylindrical segments are incorporated as a geometrically inverted structure IF in the outer contour 29 of, for example, made of a hard steel mold 22, for example, incorporated by laser engraving.
- the outer contour 29 has in cross section, for example, a sawtooth-like structure.
- Fig. 15b results, the structure on the outside 29 of the mold 22 has impressed after completion of the pressing operation in the inside 30 of the reflector 21.
- a tool mold 22 which consists of several parts that can be displaced relative to one another.
- the tool mold consists of a middle part 31, a left edge part 32 and a right edge part 33.
- the middle part 39 is tapered upwardly and displaceable in the axial direction of the arrow 27 and in the opposite direction. It can be moved in this way wedge-shaped between the two edge portions 32 and 33 and moved out of these.
- the two edge portions 32 and 33 are at least along a small displacement path radially in the direction of arrows 28a and 28b displaced as soon as the Mitteilteil 31 a corresponding movement space for the edge portions 32 and 33 releases.
- the edge portions 32 and 33 form with the central part 31 a continuous outer contour 29 which is intended to press on the inner surface 30 of the reflector 21.
- the retracted state according to Fig. 15b is the central part 31 relative to the outer parts 32 and 33 with respect to Fig. 15b been shifted down. Due to the conical shape of the middle part 31, the wall parts 32 and 33 can be displaced radially inward, which is indicated by the radial arrows 28a and 28b.
- the edge portions 32 and 33 are biased radially inwardly, for example by spring elements, not shown.
- Figs. 15c and 15d show a further embodiment of a tool 22 according to the invention, as in a representation along the section line XVc-XVc in Fig. 15a , It is clear that this tool mold 22 consists of five parts, wherein in addition to the above-described edge portions 32 and 33 and the middle portion 31 now further edge portions 34 and 35 are arranged.
- this embodiment of a tool mold 22 first the middle part 31 moves transversely to the paper plane of the observer, starting from a position according to FIG Fig. 15c away from the observer, so that subsequently the edge portions 34 and 35 can perform a radial inward movement along the arrows 28c and 28d.
- edge portions 32 and 33 can perform a radial displacement inwardly along the arrows 28a and 28b.
- the resulting movement space 36 then allows an axial movement of the entire tool mold 22 with the edge parts 32, 33, 34 and 35 and the central part 31, so that the tool mold 22 is completely detachable from the interior of the reflector 21 out.
- Fig. 16 shows another tool mold 22 with three tool parts x, y and z, each having a 120 ° circumferential region. Again, a representation is made in plan view, similar to the representation of Fig. 15c , wherein the reflector 21 in Fig. 16 not shown. Fig. 16 shows that only a circumferential angular range z is occupied by concave-cylindrical or inverted facets IF for producing cylindrical, undercut facets on the corresponding inner side 30 of the reflector 21.
- the remaining tool mold parts x and y are formed substantially smooth continuous, ie free of elevations or depressions.
- a radial movement of the moldings must be allowed. This can be done by comparing the FIGS. 16 and 18 For example, take place in that the tool part z performs a radial movement relative to the fixed tool parts x and y along the radial arrow 28e. While Fig. 16 For example, shows the state of the tool mold 22, which takes the tool shape during the pressing process shows Fig. 18 the radially retracted state of the tool part z after performing a pressing operation for the purpose of demolding the mold from the finished shaped reflector 21st
- Fig. 17 Extend the three tool parts x, y and z radially outward, so that there is a, indicated by the double arrows spacing.
- the tool parts x, y and z of the mold 22 are after Fig. 17 in the extended state, wherein the clarified by the double arrows column are closed by an unillustrated closure member or a plurality of closure members, so that these columns do not press on the inside 30 of the reflector 21.
- demolding can, starting from a state according to Fig. 17 a retraction movement of the three parts x, y and z be accomplished, so that a state according to Fig. 16 is reached, in which the tool mold 22 can be removed from the reflector 21 out.
- a mold 22 of the Fig. 19 It is indicated that the displaceable parts 32, 33 of the tool mold 22 can also perform a pivotal movement about a pivot axis 37 located in the region of the foot of the tool mold 22.
- a pivot axis 37 located in the region of the foot of the tool mold 22.
- the mold 22 according to Fig. 20 is the pivot axis 37 in the head region of the two edge portions 32 and 33rd
- FIGS. 19 and 20 indicate that a corresponding outer contour 29 of the mold 22 for achieving undercut facets 14 on the inner side 30 of the reflector 21 can also be provided only along a partial area of the outer contour 29 of the tool mold 22, only those parts or segments of the multipart mold 22 of a radial displacement require, which are provided for generating undercut facets 14.
- the embodiments of the show 15a to 15d in that projections VO or inverted facets IF can also be arranged along the entire outer surface 29 of the tool mold 22, which can produce undercut facets on the inner side 30 of the reflector 21.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Leuchte zur Ausleuchtung von Gebäude-, Gebäudeteil- oder Außenflächen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
- Eine Leuchte gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 geht aus der deutschen Patentanmeldung
DE 10 2004 042 915 A1 der Anmelderin hervor. - Die vorbekannte Leuchte weist einen Reflektor auf, der auf seiner Innenseite zahlreiche facettenförmige Segmente aufweist. Die Segmente weisen jeweils eine zum Innenraum hin gekrümmte Oberfläche auf und können sphärischer, zylindrischer oder asphärischer Grundform sein.
- Aus der
DE 199 10 192 A1 ist ein Reflektor zum Reflektieren von Lichtstrahlen bekannt, der ebenfalls über zahlreiche facettenförmige Segmente auf seiner Innenseite verfügt. - Ausgehend von der eingangs beschriebenen Leuchte besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Leuchte gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 derartig weiter zu entwickeln, dass sie eine verbesserte Anpassung der Beleuchtungsstärkeverteilung ermöglicht.
- Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruches 1, insbesondere mit denen des Kennzeichenteils, und ist demgemäß dadurch gekennzeichnet, dass
- a) dass die Segmente eine reflektierende Oberfläche zylindrischer Grundform aufweisen, wobei jedem zylindrischen Segment eine Zylinderachse zuordenbar ist,
- b) dass mehrere zylindrische Segmente zwischen einem Scheitelbereich und einem freien Randbereich des Reflektors angeordnet sind,
- c) dass die Zylinderachsen unter einem spitzen Winkel zur Längsmittelachse des Reflektors ausgerichtet sind, wobei die Ausrichtung der Zylinderachsen mit unterschiedlichem Abstand des Segmentes von dem Scheitelbereich variiert,
- d) dass jeweils in einem Anbindungsbereich eines zylindrischen Segmentes an den Reflektor eine Tangente an die Aussenseite des Reflektors anlegbar ist, wobei zwischen der Tangente und der Zylinderachse des zugehörigen Segmentes ein Abweichungswinkel liegt,
- e) und dass der Abweichungswinkel mit unterschiedlichem Abstand des Segmentes vom Scheitelbereich variiert.
- Die erfindungsgemäße Leuchte dient zur Ausleuchtung von Gebäude-, Gebäudeteil- oder Außenflächen. Insbesondere dient die erfindungsgemäße Leuchte zur Ausleuchtung, insbesondere zur besonders gleichmäßigen Ausleuchtung, von Boden- oder/und Wandoder/und Deckenflächen eines Gebäudes. Im Falle einer Ausbildung der erfindungsgemäßen Leuchte als Außenleuchte können beispielsweise auch Wegflächen, Grünflächen oder Parkflächen ausgeleuchtet werden. Die erfindungsgemäße Leuchte dient gleichermaßen zur Ausleuchtung von Objekten, beispielsweise von Bildern oder Statuen.
- Sie umfasst einen im Wesentlichen schalenförmig gewölbten Reflektor, insbesondere einen Parabolreflektor, also einen Reflektor, der einen im Wesentlichen parabelförmigen Querschnitt aufweist. Weiter vorteilhaft ist der Reflektor hinsichtlich seiner Grundform um seine Längsmittelachse im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet.
- In dem Innenraum des Reflektors ist eine Lichtquelle anordenbar. Dabei kann es sich beispielsweise um einen HIT-Lampe, z.B. um eine HIT-TC-CE-, oder um eine andere Halogen-Metalldampf-Lampe handeln, alternativ auch um eine oder mehrere LEDs. Auch können mehrere HIT-Lampen in dem Innenraum des Reflektors angeordnet werden. Vorteilhafterweise wird lediglich eine Lampe durch eine Öffnung im Reflektor, insbesondere durch eine im Scheitelbereich des Reflektors angebrachte Öffnung, in den Innenraum des Reflektors eingebracht. Neben der Verwendung von HIT-Lampen können auch Halogen-Niedervolt-Glühlampen, beispielsweise QT9-, QT12- oder QT16-Leuchtmittel eingesetzt werden. Vorzugsweise werden insbesondere im Wesentlichen punktförmige Lichtquellen eingesetzt, d.h. solche Leuchtmittel, die das Licht aus einem besonders kleinen Volumen heraus emittieren.
- Auf der Innenseite des Reflektors ist eine Vielzahl von facettenartigen Segmenten angeordnet. Die Innenseite des Reflektors kann vollständig mit facettenförmigen Segmenten besetzt sein oder nur teilweise, d.h. entlang bestimmter Teilbereiche, mit Segmenten besetzt sein. Beispielsweise ist vorstellbar, dass nur ein Umfangswinkelbereich von z.B. 90°, also ein Vierteilkreissegment, mit facettenförmigen Segmenten besetzt ist, und der übrige Dreivierteilkreisbereich des Reflektors im Wesentlichen glatt ausgebildet ist.
- Jedes Segment weist jeweils eine zum Innenraum hin gewölbte Oberfläche auf. Zumindest einige der Segmente weisen eine reflektierende Oberfläche zylindrische Grundform auf. Dies bedeutet, dass die Segmente von einem Körper bereitgestellt sind, der als Schnittkörper einem zylindrischen Körper, insbesondere einem Kreiszylinder, entstammt. Jedem zylindrischen Segment ist eine Zylinderachse zuordenbar. Die Zylinderachse ist die Mittellängsachse des zylindrischen Grundkörpers oder ist parallel zu dieser. Vorzugsweise ist jeder zylindrischer Grundkörper ein kreiszylindrischer Grundkörper.
- Die reflektierende Oberfläche des zylindrischen Segmentes ist derjenige Oberflächenabschnitt des zylindrischen Segmentes, der zur Reflektion von Lichtstrahlen, die von der Lichtquelle emittiert werden, beiträgt. Die reflektierende Oberfläche ist um die Mittellängsachse des zylindrischen Grundkörpers gekrümmt.
- Als Zylinderachse eines zylindrischen Segments wird im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung jede Achse bezeichnet, die zu der Mittellängsachse des zylindrischen Segmentes parallel verläuft.
- Zwischen dem Scheitelbereich des Reflektors und einem freien Randbereich des Reflektors sind mehrere zylindrische Segmente angeordnet. Diese können unmittelbar nebeneinander angeordnet sein, und auf diese Weise, z.B. treppenstufenartig oder nach Art einer Sägezahnstruktur, ineinander übergehen. Es ist auch möglich, dass zwei zylindrische Segmente beabstandet voneinander angeordnet sind, wobei zwischen den beabstandet angeordneten zylindrischen Segmenten eine ebene oder glatte Fläche oder ein Segment mit einer anderen, nicht zylindrischen Wölbung, angeordnet ist.
- Bei der erfindungsgemäßen Leuchte sind die Zylinderachsen unter einem spitzen Winkel, also einem Winkel kleiner als 90°, zur Längsmittelachse des Reflektors ausgerichtet. Die zylindrischen Segmente sind also derart angeordnet, dass ihre Zylinderachse die Längsmittelachse des Reflektors unter einem spitzen Winkel schneidet. Die Ausrichtung der Zylinderachsen relativ zu den Längsmittelachsen des Reflektors variiert bei den unterschiedlichen Segmenten mit einem unterschiedlichen Abstand von dem Scheitelbereich des Reflektors.
- Jedem Segment ist ein Anbindungsbereich zugeordnet. Als Anbindungsbereich eines Segmentes wird der derjenige Bereich des Segmentes bezeichnet, mit dem das Segment an dem Reflektor angebunden ist. Dies kann beispielsweise der Kopfbereich des jeweiligen zylindrischen Segmentes sein, also derjenige Bereich des zylindrischen Segmentes, der dem Scheitelbereich des Reflektors am nächsten ist, oder alternativ ein seitlicher Bereich des jeweiligen zylindrischen Segmentes. Der Anbindungsbereich eines Segmentes ist vorzugsweise jeweils derjenige Bereich eines Segmentes, der dem Reflektor am nächsten ist. In jedem Anbindungsbereich eines Segmentes an den Reflektor kann eine Tangente an die Außenseite des Reflektors angelegt werden. Als Außenseite des Reflektors ist die dem Innenraum abgewandte Seite des Reflektors zu verstehen. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Außenseite des Reflektors nicht strukturiert ist und der Reflektor eine nur sehr geringe Wandstärke aufweist. Im Falle einer strukturierten Außenseite des Reflektors wird die Tangente gedanklich an eine Kurve, z.B. an eine Parabel, angelegt, die die Grundform des Reflektors vorgibt.
- Zwischen der Tangente und der Zylinderachse des zugehörigen Segmentes liegt ein Abweichungswinkel. Dieser Abweichungswinkel ist vorzugsweise ein spitzer Winkel und variiert mit unterschiedlichem Abstand der Segmente zum Scheitelbereich des Reflektors.
- Anders ausgedrückt sind die zylindrischen Segmente derart angeordnet und orientiert, dass bei Betrachtung eines Querschnitts durch den Reflektor die Längsseiten, also die Mantelflächen, des Zylinders, die zur optischen Lichtlenkung beitragen, derart orientiert sind, dass sie eine von der Grundform des Reflektors abweichende Polygonzug-Struktur bilden.
- Auf diese Weise kann beispielsweise durch Verwendung eines im Wesentlichen parabolförmig gekrümmten Reflektors und durch eine entsprechende Anstellung der zylindrischen Facetten ein Reflektor elliptischer Grundform nachgeahmt werden. Dies ermöglicht beispielsweise eine geringe Bauform des Reflektors gegenüber einem im Querschnitt elliptisch geformten Reflektor und entsprechend die Konstruktion einer Leuchte mit einer nur geringen Einbautiefe.
- Andererseits kann durch Anstellung der zylindrischen Facetten gemäß der erfinderischen Lehre eine nahezu beliebige Beleuchtungsstärkeverteilung generiert werden. Beispielsweise kann erreicht werden, dass eine Beleuchtungsstärkeverteilung innerhalb eines vorgegebenen Lichtfeldes völlig gleichmäßig ausgestaltet ist. Alternativ kann im Falle einer Verwendung der Leuchte zur Ausleuchtung von Boden- und Seitenwandbereichen, z.B. eines Gebäuderaumes, erreicht werden, dass die Seitenwand besonders gleichmäßig ausgeleuchtet wird. Dies wird erreicht, in dem Lichtanteile zu einem oberen Seitenwandbereich hin reflektiert werden.
- Die Verwendung von Facetten mit einer zylindrischen, reflektierenden Oberfläche ermöglicht eine besonders gleichmäßige Beleuchtungsstärkeverteilung und die Erzeugung "weichen Lichts", da Strahlenbündel durch Auftreffen auf die zylindrisch gekrümmte Oberfläche aufgeweitet werden. Die Verwendung zylindrischer Segmente mit unterschiedlichen Abweichungswinkeln ermöglicht zugleich, die Beleuchtungsstärkeverteilung in der gewünschten Weise zu beeinflussen.
- Die Anordnung der Facetten derart, dass der Abweichungswinkel mit unterschiedlichem Abstand der Segmente zum Scheitelbereich des Reflektors variiert, ermöglicht eine Lenkung bestimmter Lichtanteile gezielt nach oben oder unten. Die Begriffe "oben" und "unten" beziehen sich dabei auf eine deckenseitige Anordnung des Reflektors und unterliegen einer Betrachtung des Reflektors im Querschnitt. Alternativ ausgedrückt können in beliebiger Weise Lichtanteile durch unterschiedliche Abweichungswinkel in den Segmenten unter beliebigen Winkeln bezüglich der Längsmittelachse des Reflektors abgelenkt werden. Damit kann die Beleuchtungsstärkeverteilung in der gewünschten Weise variiert werden.
- Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Lichtquelle punktförmig ausgebildet. Es handelt sich hierbei um eine Lichtquelle, die im Wesentlichen punktförmig ausgebildet sind, d.h. nur aus einem sehr kleinen Volumen heraus Licht emittiert. Vorteilhafterweise werden als Lichtquellen Halogen-MetalldampfLampen, z.B. eine HIT-TC-CE-Lampe, QT-Lampen als Halogen-Niedervolt-Glühlampen, oder wenigstens eine LED-Lampe verwendet. Selbstverständlich können auch mehrere Leuchtmittel oder eine Gruppe von Leuchtmitteln im Innenraum des Reflektors, vorzugsweise nahe des Brennpunktes des Reflektors oder im Brennpunkt des Reflektors, angeordnet werden. Dies ermöglicht einerseits eine besonders gut vorher bestimmbare Beleuchtungsstärkeverteilung, sowie andererseits einen hohen Lichtstrom.
- Vorteilhaft ist die Leuchte dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle eine Halogen-Metalldampf-Lampe, insbesondere eine HIT-TC-CE-Lampe, oder eine Halogen-Niedervolt-Glühlampe, z.B. eine QT 12-aX oder wenigstens eine LED ist.
- Weiter vorteilhaft ist die Leuchte dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle nahe des Brennpunktes oder im Brennpunkt des Reflektors angeordnet ist.
- Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Reflektor einen im Wesentlichen parabelförmigen Querschnitt auf. Der Reflektor ist demnach als Parabolreflektor ausgebildet.
- Vorteilhafterweise ist er im Wesentlichen rotationssymmetrisch hinsichtlich seiner Grundform um seine Längsmittelachse (M) ausgebildet. Das bedeutet, dass ohne Berücksichtigung der gegebenenfalls unsymmetrisch angeordneten Segmente die Schalenform des Reflektors von einem um die Längsmittelachse des Reflektors im Wesentlichen rotationssysmmetrisch ausgebildeten Körper gebildet ist.
- Der Reflektor weist demzufolge vorteilhafterweise eine im Wesentlichen kreisrunde Lichtaustrittsöffnung auf. Der Reflektor ist an der Leuchte befestigt, wobei der freie Rand des Reflektors beispielsweise von einem Teil des Gehäuses der Leuchte oder/und einem Befestigungsmittel, z.B. einer Schraube, übergriffen werden kann. Der freie Randbereich des Reflektors kann, im Falle einer Ausbildung der Leuchte als Deckeneinbauleuchte oder Downlight, beispielsweise bündig mit der Deckenfläche abschließen.
- Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung variieren die Krümmungsradien der Segmente entlang einer Reihe. Als Reihe wird eine kreisringartige Anordnung von Segmenten um die Längsmittelachse des Reflektors herum bezeichnet. Für den Fall, dass die Segmente entlang der gesamten Innenfläche des Reflektors angeordnet sind, können die Reihen, oder zumindest einige der Reihen, geschlossen sein. Für den Fall, dass die Segmente nur entlang eines Umfangswinkelbereiches der Innenfläche des Reflektors angeordnet sind, können die Reihen sich auch nur über einen Umfangswinkelbereich der Innenfläche des Reflektors erstrecken.
- Durch Variation der Krümmungsradien der Segmente entlang einer Reihe können bei Verwendung rotationssymmetrischer Reflektoren und im Wesentlichen punktförmiger Lichtquellen Beleuchtungsstärkeverteilungen erzeugt werden, die von einer Rotationssymmetrie abweichen. Beispielsweise können im Wesentlichen oval ausgebildete Beleuchtungsstärkeverteilungen generiert werden, die beispielsweise zur Beleuchtung von Parkflächen oder für einen Einsatz der Leuchte als Skulpturenstrahler, d.h. zur Ausleuchtung von Skulpturen oder vergleichbaren Objekten, besonders geeignet sind.
- Auch kann die Leuchte unmittelbar an einer Deckenwand eines Gebäudes angeordnet und als Downlight ausgebildet sein. Alternativ kann die Leuchte mittelbar über eine Stromschiene an einer Deckenwand eines Gebäuderaumes befestigt und z.B. als Strahler ausgebildet sein. In den beiden zuletzt aufgeführten Anwendungsfällen kann die Leuchte den Bereich einer Seitenwand eines Gebäuderaums und zugleich den Bereich einer Bodenwand eines Raumes ausleuchten. Für den Fall, dass lediglich eine Seitenwand eines Raumes und ein Abschnitt einer Bodenfläche ausgeleuchtet werden soll, variieren die Krümmungsradien der Segmente entlang einer Reihe beispielsweise derart, dass z.B. ein Viertelkreissegment der Innenfläche des Reflektors mit zylindrischen Facetten besetzt ist, die einen ersten Radius aufweisen und die übrigen Segmente in dem verbleibenden Dreiviertel-Kreis, entsprechend etwa einem 270°-Umfangsbereich des Reflektors, mit Segmenten anderer Krümmungsradien besetzt sind.
- Vorteilhaft ist die Leuchte dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte Bereiche der Seitenwand gleichmäßig ausleuchtet (
Fig. 7 ). - Durch eine besondere Anstellung der zylindrischen Facetten in dem zuvor erwähnten Vierteilkreis-Umfangsbereich kann die auszuleuchtende Seitenwand besonders gleichmäßig und auch sehr weit nach oben hin ausgeleuchtet werden. Insgesamt wird bei einer solchen Leuchte eine nicht-rotationssymmetrische Beleuchtungsstärkeverteilung generiert.
- Eine vergleichbare Leuchte kann auch zur Ausleuchtung von zwei gegenüberliegenden Seitenwandbereichen eines Gebäuderaumes, z.B. eines langgestreckten Flurs, ausgebildet sein, wobei zugleich Bereiche der Bodenwand mit ausgeleuchtet werden. Bei einer solchen Ausführungsform ist die gesamte Innenfläche des Reflektors in vier Segmente unterteilt, so dass eine zweifache Ebenensymmetrie des Reflektors besteht und zwar eine Symmetrie zu zwei durch die Längsmittelachse des Reflektors hindurch gehende Ebenen, die zueinander senkrecht stehen und die sich in der Längsmittelachse des Reflektors kreuzen.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Krümmungsradien der Segmente entlang einer Reihe konstant. Mit einer solchen Ausgestaltung der Erfindung können insbesondere besonders gleichmäßige Beleuchtungsstärkeverteilungen erzeugt werden, insbesondere im Wesentlichen rotationssymmetrische Beleuchtungsstärkeverteilungen, die entlang der ausgeleuchteten Fläche eine nahezu konstante Beleuchtungsstärkeverteilung aufweisen.
- Entlang einer Spalte können die Krümmungsradien der Segmente variieren oder konstant bleiben. Als Spalte wird eine Anordnung von Segmenten bezeichnet, die entlang eines gleichen Umfangswinkelbereiches, benachbart zwischen dem Scheitelbereich und dem freien Randbereich des Reflektors angeordnet sind. Ob die Krümmungsradien der Segmente entlang einesr Spalte variieren oder konstant gehalten sind, hängt davon ab, welche Beleuchtungsstärkeverteilung gewünscht ist. Beispielsweise kann durch eine Änderung des Krümmungsradius der Segmente entlang einer Spalte ein relativ schmaler, d.h. eng abstrahlender Lichtkegel oder alternativ ein stark aufgeweiteter Lichtkegel erzielt werden.
- Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erstrecken sich die zylindrischen Segmente entlang eines Teilbereiches der Innenfläche des Reflektors oder entlang mehrerer Teilbereiche der Innenfläche des Reflektors. So kann beispielsweise lediglich ein Viertelkreissegment von beispielsweise etwa 90° der Innenfläche des Reflektors mit zylindrischen Segmenten besetzt sein, während der übrige Dreivierteilkreisbereich (270°) des Reflektors im Wesentlichen glatt ausgebildet ist. Damit kann beispielsweise mit geringem Aufwand ein Reflektor gefertigt werden, dessen Beleuchtungsstärkeverteilung von der eines facettenfreien Reflektors in der gewünschten Weise abweicht. Alternativ kann die Innenfläche des Reflektors auch mit zylindrischen und mit sphärischen oder asphärischen Segmenten in Kombination besetzt sein. So kann ein erster Umfangswinkelbereich des Reflektors mit zylindrischen Facetten und ein anderer Umfangswinkelbereich des Reflektors mit sphärischen oder asphärischen Segmenten besetzt sein.
- Schließlich können sich die zylindrischen Segmente auch entlang der gesamten Innenfläche des Reflektors erstrecken.
- Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung variiert der Abweichungswinkel derart, dass Segmente, die nahe an dem freien Randbereich des Reflektors angeordnet sind, größere Abweichungswinkel aufweisen, als scheitelnah angeordnete Segmente. Mit einer solchen Anordnung können besonders viele Lichtanteile verhältnismäßig weit nach außen, d.h. bei einer deckenseitigen Anordnung weit nach oben, reflektiert werden, so dass auch obere Wandbereiche einer Seitenwand ausgeleuchtet werden.
- Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die zylindrischen Segmente zumindest teilweise radiale Hinterschnitte oder Hinterschneidungen auf. Dies bedeutet, dass zumindest zwei entlang einer Spalte, also in Axialrichtung, benachbart angeordnete Segmente derart ausgestaltet sind, dass sich bei Betrachtung in Axialrichtung eine Überlappung ergibt. Dies ermöglicht eine besonders vorteilhafte Anstellung der zylindrischen Facetten derart, dass einige Lichtanteile, die von der Lichtquelle emittiert werden, sehr nahe an dem freien Randbereich des Reflektors vorbei passierend emittiert werden. Beispielsweise im Falle eines Einsatzes der Leuchte als Downlight, das Seitenwandbereiche eines Raumbereiches mit ausleuchten soll, können so auch sehr hoch gelegene Seitenwandbereiche ausgeleuchtet werden.
- Insbesondere vorteilhaft ist der Reflektor mit den zylindrischen Segmenten ein Aluminium-Reflektor, der durch ein Drückverfahren hergestellt ist. Durch Einsatz geeigneter, erfindungsgemäßer, neuer Werkzeuge kann erstmalig eine hinterschnittene Anordnung erzielt werden.
- Die zylindrischen Segmente können vorteilhaft entlang ringförmiger, in Umfangsrichtung verlaufender Reihen und entlang radialer, sich vom Scheitelbereich zum Randbereich hin erstreckender Spalten angeordnet sein. Dabei können Segmente jeweils zweier voneinander beabstandeter Reihen einen Umsatzwinkelversatz (
Fig. 5 ) aufweisen. - Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nicht zitierten Unteransprüchen sowie anhand der nun folgenden Beschreibung zahlreicher, in den Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele. Darin zeigen:
- Fig. 1
- in einer schematischen teilgeschnittenen Ansicht einen Querschnitt durch eine Leuchte des Standes der Technik,
- Fig. 1a
- in einer Draufsicht etwa entlang Ansichtspfeil la in
Fig. 1 , den Reflektor der Leuchte des Standes der Technik in Alleindarstellung, - Fig. 2
- in einer schematischen Darstellung ähnlich
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte, - Fig. 3
- in einer vergrößerten schematischen Darstellung einen Querschnittsausschnitt gemäß Ausschnittsteilkreis III in
Fig. 2 , - Fig. 4
- ein Ausführungsbeispiel eines Reflektors einer erfindungsgemäßen Leuchte gemäß Ansichtspfeil IV in
Fig. 2 in einer sehr schematischen Darstellung, - Fig.4a
- ein zweites Ausführungsbeispiel eines Reflektors einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer Darstellung ähnlich
Fig. 4 , - Fig. 4b
- ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Reflektors einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer Darstellung gemäß
Fig. 4 , - Fig. 5
- ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Reflektors einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer perspektivischen Darstellung,
- Fig. 6
- in einer sehr schematischen Darstellung analog zu
Fig. 1 eine Leuchte mit einem Reflektor derFig. 5 in einem deckenseitig montierten Zustand, - Fig. 7
- in einer Falschfarbendarstellung die Beleuchtungsstärkeverteilung, die die Leuchte der
Fig. 6 auf einer durch den Doppelpfeil inFig. 6 angedeuteten Seitenwand erzeugt, - Fig.7a
- in einer Darstellung gemäß
Fig. 7 eine Beleuchtungsstärkeverteilung, die eine Leuchte des Standes der Technik mit einem rotationssymmetrischen, facettenfreien Reflektor auf der durch den Doppelpfeil inFig. 6 angedeuteten Wand erzeugen würde, - Fig.8
- ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Reflektors einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer Darstellung analog
Fig. 5 , - Fig. 9
- in einer schematischen Ansicht beispielhaft den Verlauf von Lichtstrahlen in einer Darstellung ähnlich der
Fig. 6 für eine Leuchte mit einem Reflektor gemäßFig. 8 , - Fig. 10
- die Beleuchtungsstärkeverteilung auf einer Bodenfläche, die mit einer Leuchte gemäß
Fig. 9 erzielbar ist, - Fig. 11
- ein weiteres Ausführugsbeispiel eines Reflektors einer erfindungsgemäßen Leuchte in einer Darstellung gemäß
Fig. 8 , - Fig. 12
- die Lichtverteilungskurven für eine Leuchte mit einem Reflektor gemäß
Fig. 11 in einer polaren Darstellung entlang zweier, zueinander senkrechter Betrachtungsebenen, - Fig. 13
- die Beleuchtungsstärkeverteilung auf einer Bodenfläche für eine Leuchte gemäß der
Fig. 12 in einer Darstellung gemäßFig. 10 , - Fig. 14
- in einer vergrößerten, schematischen Darstellung einen Ausschnitt aus einer Facettenreihe gemäß Ausschnittskreis XIV in
Fig. 4a , - Fig. 15
- eine Darstellung der erfindungsgemäßen Leuchte gemäß
Fig. 2 in einer vereinfachten Darstellung, - Fig. 15a
- eine Werkzeugform, deren Außenkontur sich infolge eines Drückvorgangs in die Innenseite des Reflektors einprägt,
- Fig. 15b
- das Ausführungsbeispiel der
Fig. 15a mit einem zurückgezogenen mittleren Werkzeugteil, - Fig. 15c
- ein weiteres Ausführungsbeispiel einer fünfteiligen Werkzeugform in einer teilgeschnittenen, schematischen Draufsicht, etwa gemäß Schnittlinie XVc-XVc in
Fig. 15a , - Fig. 15d
- das Ausführungsbeispiel der
Fig. 15c mit zurückgezogenen mittleren Werkzeugteilen, - Fig. 16
- in einer schematischen Darstellung vergleichbar zu
Fig. 15c ein weiteres Ausführungsbeispiel einer dreiteiligen Werkzeugform, - Fig. 17
- ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Werkzeugform vergleichbar der Werkzeugform nach
Fig. 16 , wobei die drei Werkzeugteile voneinander radial beabstandet sind, - Fig. 18
- ein weiteres Ausführungsbeispiel analog zur
Fig. 16 , bei der eines der drei Werkzeugteile radial nach innen eingefahren ist, - Fig. 19
- ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Werkzeugform, bei der zwei Werkzeugteile relativ zueinander um eine untere, in einem Fußbereich der Werkzeugform angeordnete Schwenkachse schwenkbar sind,
- Fig.20
- in einer Darstellung analog zu
Fig. 19 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugform, bei der die beiden Werkzeugteile um eine Schwenkachse schwenkbar sind, die in einem Bereich des Scheitelpunktes der Form angeordnet ist, - Fig. 21
- ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Werkzeugform, bei der wenigstens zwei Werkzeugteile in Radialrichtung relativ zueinander verlagerbar sind, und
- Fig. 22
- eine Werkzeugform und eine im Bereich des Scheitels angeordnete Aluminiumronde sowie eine Drückvorrichtung.
- Die in ihrer Gesamtheit in den Figuren mit 10 bezeichnete erfindungsgemäße Leuchte soll nachfolgend erläutert werden. Zunächst sei darauf hingewiesen, dass vergleichbare Teile oder Elemente der Übersichtlichkeit halber mit gleichen Bezugszeichen, teilweise unter Hinzufügung kleiner Buchstaben und/oder von Zahlen als Indizes bezeichnet worden sind. Dies gilt auch für die Beschreibung der Leuchte des Standes der Technik.
- Zunächst soll anhand der
Figuren 1 und1a eine Leuchte des Standes der Technik der Anmelderin erläutert werden. - Ausweislich
Fig. 1 ist eine Leuchte 10a des Standes der Technik zum Einbau in die Decke D eines Gebäuderaumes vorgesehen. Die Leuchte umfasst ein nicht dargestelltes Leuchtmittel, welches im Brennpunkt F oder nahe des Brennpunktes eines Reflektors 21 angeordnet wird. Hierzu ist der Reflektor 21 insbesondere in seinem Scheitelbereich S mit einer inFig. 1 nicht dargestellten, inFig. 1a hingegen deutlichen Öffnung 11 versehen, durch welche das Leuchtmittel hindurch gesteckt werden kann. Auch weist die Leuchte 10 des Standes der Technik ein nicht dargestelltes Gehäuse sowie nicht dargestellte Sockel oder Halterungen für das Leuchtmittel, elektrische Zuleitungen und alle weiteren erforderlichen Teile und Elemente, z.B. Betriebsgeräte, auf. - Die Leuchte 10a des Standes der Technik dient zur Ausleuchtung einer Bodenfläche B des Gebäuderaumes, etwa in dem Bereich zwischen der linken Begrenzung LB und der rechten Begrenzung RB, sowie zugleich der Ausleuchtung einer Seitenwand SE, und zwar etwa zwischen einer unteren Begrenzung UB und einer oberen Begrenzung OB. Die Leuchte 10a des Standes der Technik weist einen im Querschnitt im Wesentlichen parabelförmigen und um seine Längsmittelachse M im Wesentlichen rotationssymmetrischen Reflektor 21 auf. Die Innenseite des Reflektors ist im Wesentlichen glatt ausgebildet, d.h. auf der Innenseite sind keinerlei Segmente oder Erhebungen angeordnet.
- Wie sich am besten aus
Fig. 1a ergibt, ist ein Bereich des Umfangswinkels β mit einer Randausklinkung 12 versehen. Die Randausklinkung 12 dient dazu, das von der im Brennpunkt F angeordneten Lichtquelle emittierte Licht auf eine gesonderte Reflektorschaufel 13 zu werfen. Die Reflektorschaufel 13 ist also außerhalb der Hüllkurve des Reflektors 21 angeordnet. Der Bereich des Reflektors 21, der inFig. 1 zwischen dem oberen Rand OA und dem unteren Rand UA liegt, ist also, was inFig. 1 nicht deutlich wird, inFig. 1a aber deutlich dargestellt ist, ausgeschnitten. Das Licht kann, ausgehend von der Lichtquelle, unmittelbar zu der Reflektorschaufel 13 gelangen, ohne dass es durch den Reflektor 21 daran gehindert wird. Die inFig. 1 gestrichelt dargstellte Linie L deutet den Verlauf des freien Randes R des Reflektors 21 im Bereich der Ausklinkung 12 an, bevor die Ausklinkung vorgenommen wurde. - Die Reflektorschaufel 13 dient dazu, die Seitenwand SE möglichst weit nach oben, also möglichst bis nahe an die Deckenwand D heran, auszuleuchten. Gewünscht ist insbesondere eine gleichmäßige Ausleuchtung der Seitenwand SE.
- Während das bezüglich
Fig. 1 in der linken Hälfte des Reflektors 21, links der Mittellängsachse M des Reflektors dargestellte Strahlenbündel von der Lichtquelle ausgehend an der linken Reflektorhälfte reflektiert wird und im Wesentlichen parallel nach unten auf die Bodenfläche B fällt, kann das innerhalb des Umfangswinkels β auf die Schaufel 13 treffende Licht die Seitenwand SE ausleuchten. Es ergibt sich also insgesamt eine asymmetrische Lichtverteilung. - Die Herstellung eines solchen Reflektors gemäß den
Fig. 1 und1a ist sehr aufwendig, da zunächst ein im Wesentlichen rotationssymmetrischer Reflektor hergestellt, dieser anschließend ausgestanzt oder ausgeschnitten und schließlich mit einer gesonderten Reflektorschaufel 13 bestückt werden muss. Auch muss die gesonderte Reflektorschaufel 13 gesondert hergestellt werden und bei der Montage sehr genau relativ zu dem Reflektor 21 positioniert werden. - Die Herstellung einer erfindungsgemäßen, nachfolgend zu beschreibenden Leuchte ist demgegenüber deutlich vereinfacht und bietet insbesondere in lichttechnischer Hinsicht zahlreiche Vorteile. Eine erfindungsgemäße Leuchte 10 soll zunächst anhand der
Fig. 2 erläutert werden: -
Fig. 2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte 10 in einer Darstellung gemäßFig. 1 . - Bei Betrachtung der
Fig. 1 wird zunächst deutlich, dass auch die erfindungsgemäße Leuchte 10 zur Anbringung an der Deckenwand D und zur Ausleuchtung einer Gebäudeseitenwand SE und einer Bodenfläche B geeignet ist. Der Übersichtlichkeit halber sind die Bodenfläche B und der untere Teil der Seitenwand SE derFig. 1 inFig. 2 weggelassen worden. - Ein Vergleich der
Fig. 1 und2 ergibt des weiteren, dass die beiden Reflektoren eine im Wesentlichen gleiche Grundform aufweisen. Beide Reflektoren 21 sind im Wesentlichen schalenförmig ausgebildet und haben ein parabelförmigen Querschnitt. Es springt ins Auge, dass auf der Innenseite 30 des Reflektors 21 der erfindungsgemäßen Leuchte 10 eine treppenstufenartige oder sägezahnartige Struktur angeordnet ist. Diese sägezahnartige Struktur wird von zylindrischen Segmenten bereitgestellt und soll nachfolgend zunächst anhand derFig. 2, 3 ,4 ,4a ,14 und15 eingehend erläutert werden. -
Fig. 4 zeigt in einer sehr schematischen Draufsicht eine Innenansicht des Reflektors 21 der erfindungsgemäßen Leuchte gemäßFig. 2 . Hier wird deutlich, dass entlang eines Umfangswinkels β eine Vielzahl von angedeuteten, zylindrischen, facettenartigen Segmenten 14n, 14m, 141, 14n1, 14n2, 14n3 auf der Innenfläche 30 des Reflektors 21 angeordnet ist. Der übrige, mit γ bezeichnete Bereich des Reflektors ist ausweislich des Ausführungsbeispiels derFig. 4 facettenfrei, d.h. im Wesentlichen glatt ausgebildet. Dieser facettenfreie Bereich ist mit TE bezeichnet und stellt einen Teilbereich von beispielsweise etwa 250° dar, wohingegen der Umfangswinkelbereich β etwa 110° beträgt. Selbstverständlich kann die Größe der Winkelbereiche β und γ je nach gewünschter Anwendungsart variieren. Auch die Zahl der unterschiedlich ausgebildete Bereiche ist je nach Anwendungszweck beliebig zu treffen.Fig. 4a zeigt ein gegenüberFig. 4 geändertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Reflektors 21, bei dem die Innenfläche 30 des Reflektors durchgehend mit zylindrischen Segmenten besetzt ist.Fig. 4b zeigt ein gegenüberFig. 4a geändertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Reflektors 21. -
Fig. 2 zeigt, dass ausgehend von einem Scheitelbereich S des Reflektors 21 hin zu einem freien Randbereich R des Reflektors zahlreiche zylindrische Facetten 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i, 14j, 14k, 141, 14m, 14n angeordnet sind.Fig. 3a zeigt in einer vergrößerten teilgeschnittenen Ansicht entsprechend dem Teilkreis III inFig. 2 die Facetten 14k, 14l, 14m, 14n. Es handelt sich damit um zylindrische Facetten einer Spalte, die einander benachbart, zwischen dem Scheitelpunkt und dem Rand R des Reflektors 21, angeordnet sind. -
Fig. 4a zeigt, dass in Umfangsrichtung U zahlreiche Facetten einander unmittelbar benachbart angeordnet sind. So zeigtFig. 4a in der äußersten Reihe beispielhaft beschriftet drei Segmente 14n1, 14n2 und 14n3. In der sechst äußersten Reihe zeigtFig. 4a beispielsweise beschriftete Segmente 14i1, 14i2, 14i3 und 14i4. Diese vier Segmente sind schematisch inFig. 14 in einer vergrößerten Darstellung gezeigt. -
Fig. 14 zeigt lediglich schematisch eine Lichtquelle 18, von der ein paralleles Lichtstrahlenbündel ausgeht und beispielhaft auf die Fläche OF des zylindrischen Segmentes 14i1 trifft. Dargestellt ist ein Lichtstrahlenbündel mit vier parallelen Lichtstrahlen. - Wie sich beispielhaft anhand dieses zylindrischen Segmentes 14i1 ergibt, ist die zum Innenraum 19 des Reflektors 21 hingekrümmte Oberfläche OF jedes zylindrischen Segments 14i1, 14i2, 14i3, 14i4 von einem zylindrischen Grundkörper gebildet, der anhand seines Radius r, seiner Länge I und seiner Zylindermittelachse m definiert ist. Gestrichelt ist in
Fig. 14 zu dem Segment 14i4 der Radius r und die Zylindermittelachse m eingezeichnet. Von Bedeutung ist, dass jedes der zylindrischen Segmente 14i1. 14i2, 14i3, 14i4 über seinen Radius r, seine Zylindermittelachse m und seine Zylinderlänge I definiert werden kann. - Die Parameter m, r und l können bei den einzelnen Segmenten variieren. Insbesondere variiert die Ausrichtung der Zylindermittelachse m in Abhängigkeit des Abstandes des einzelnen Segmentes vom Scheitelbereich S des Reflektors 21 zu der Ausrichtung der im Anbindungspunkt oder Anbindungsbereich 15 des Segmentes an den Reflektor anlegbaren Tangente. Dies wird später erläutert.
- Aufgrund der Krümmung der Oberfläche OF mit dem Krümmungsradius r wird das parallele Lichtstrahlenbündel, welches auf das Segment 14i1 trifft, aufgeweitet. Die vier beispielhaft dargestellten Lichtstrahlen weisen, bezogen auf die parallelen einfallenden Lichtstrahlen, unterschiedliche Reflektionswinkel δ1, δ 2, δ3, δ4 auf.
- Ein vergleichbares Abstrahlverhalten zeigen selbstverständlich auch alle anderen zylindrischen Segmente 14i2, 14i3, 14i4.
- Die Zahl der Segmente entlang einer Spalte und die Zahl der Segmente entlang einer Reihe ist beliebig wählbar. Auch ist die Zahl der Spalten und die Zahl der Reihen beliebig wählbar;
- Während die Krümmung der zylindrischen reflektierenden Oberfläche OF für eine weitgehende Homogenisierung und Vergleichmäßigung der Lichtstärkeverteilung sorgen kann, wird erst aufgrund einer nachfolgend noch zu erklärenden besonderen Ausrichtung der zylindrischen Segmente gemäß der erfindungsgemäßen Lehre die Erzielung einer gewünschten Beleuchtungsstärkeverteilung möglich. Hierzu wird zunächst auf die
Fig. 2 und15 verwiesen. -
Fig. 15 zeigt in einer vergrößerten, schematischen Darstellung den Reflektor 21 der erfindungsgemäßen Leuchte 10 gemäßFig. 2 . Hier sind die zylindrischen Segmente 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i, 14j, 14k, 14l, 14m, 14n, die entlang einer Spalte angeordnet sind, sämtlich dargestellt. Der Reflektor 21 weist einen Scheitelbereich S und einen Randbereich R auf, wobei sich die Querschnittsform anhand einer Parabel mit dem Brennpunkt F konstruieren lässt. Der Reflektor 21 ist hinsichtlich seiner Grundform um die Mittellängsachse M rotationssymmetrisch. Ausweislich derFig. 4 und insbesondereFig. 4b müssen die zylindrischen Segmente allerdings nicht rotationssymmetrisch verteilt angeordnet sein. - Die zylindrischen Segmente 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i, 14j, 14k, 14l, 14m, 14n sind an den Reflektor 21 jeweils über einen Anbindungsbereich 15 angebunden. Als Anbindungsbereich 15 wird derjenige Bereich eines zylindrischen Segments bezeichnet, mit dem das jeweilige Segment an die Grundform des Reflektors anstößt. Beispielsweise weist das Segment 14n einen Anbindungsbereich 15n auf, der sich etwa in der Nähe eines Schnittpunktes Pn der angedeuteten Zylinderachse m4 mit der parabelförmigen Grundform des Reflektors 21 befindet.
- Im Bereich dieses Schnittpunktes Pn lässt sich an die Außenseite 38 des Reflektors 21 eine Tangente T4 anlegen. Die Tangente T4 ist hinsichtlich ihrer Orientierung unabhängig von einer etwaigen Struktur der Außenseite 38 des Reflektors 21, und entspricht einer Tangente im mathematischen Sinne, die an die mathematische Kurve, die die Grundform des schalenförmig gewölbten Reflektors 21 erzeugt, angelegt wird.
- Bei einem sehr dünnwandig ausgebildeten Reflektor 21 entspricht die Außenkontur 38 des Reflektors 21 nahezu der mathematisch idealen parabelförmigen Kurve, die die Grundform des Reflektors erzeugt, oder kommt dieser zumindest sehr nahe. Der Winkel zwischen der Zylinderachse m4 und der zugehörigen Tangente T4 ist in
Fig. 15 mit α4 bezeichnet. α4 bezeichnet den sogenannten Abweichungsmittel. - Das gegenüber dem Segment 14n scheitelnähere Segment 14i ist in seinem Anbindungsbereich 15i gleichermaßen an den Reflektor 21 festgelegt. Die zugehörige Zylinderachse m3 schneidet die zugehörige Tangente T3 unter einem Abweichungswinkel α3. Das Gleiche gilt für sämtliche andere dargestellten Zylinderfacetten, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich die Segmente 14b und 14f in
Fig. 15 mit ihren Zylinderachsen m1, m2, und Abweichungswinkeln α1, α2 entsprechend beschriftet sind. - Die erfindungsgemäße Besonderheit besteht nun darin, dass die Abweichungswinkel α1, α2, α3, α4 variieren. Die Spiegelfläche 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g, 16h, 16i, 16j, 16k, 16l, 16m, 16n, also die reflektierenden Oberflächen OF, der einzelnen Segmente 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i, 14j, 14k, 141, 14m, 14n sind bezogen auf die Längsmittelachse M des Reflektors 21 unterschiedlich geneigt. Die Neigung der Spiegelflächen 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g, 16h, 16i, 16j, 16k, 16l, 16m, 16n kann erfindungsgemäß völlig unabhängig von der Grundform des Reflektors 21 gewählt werden.
- Insbesondere kann durch eine entsprechende Steilstellung, vorzugsweise der dem Rand R des Reflektors 21 nahen Segmente, eine Ausleuchtung von Seitenwandbereichen SE eines Gebäuderaumes bis nahe an die Decke D heran erzielt werden.
- Die Anstellung oder Steilstellung der zylindrischen Facetten 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i, 14j, 14k, 14l, 14m, 14n erfolgt derart, dass die Zylinderachsen m, m1, m2, m3 ,m4 unterschiedliche Abweichungswinkel α1, α2, α3, α4 zu den zugehörigen Tangenten T1, T2, T3, T4 einnehmen. Die Variation der Abweichungswinkel muss dabei nicht zwingend vorgegebenen Gesetzen folgen, wie beispielsweise einem Gesetz, wonach der Abweichungswinkel der Segmente vom Scheitel S zum Randbereich R des Reflektors zunimmt. Der Abweichungswinkel kann hingegen beliebig variiert werden. Insbesondere erfolgt eine Bestimmung der Variation der Abweichungswinkel durch Optimierungen in einem Simulationsverfahren, bis eine gewünschte Beleuchtungsstärkeverteilung erreicht ist.
- Die erfindungsgemäße Lehre umfasst auch Leuchten 10, bei denen die dem Scheitel des Reflektors 21 nahen Segmente größere Abweichungswinkel aufweisen, als die dem Rand R nahen Segmente. Auch können einzelne Facetten größere und andere, gegebenenfalls auch benachbarte Segmente, kleinere Abweichungswinkel aufweisen.
- Die Darstellung der Tangenten T1, T2, T3, T4 gemäß
Fig. 15 erfolgt lediglich schematisch. Die Darstellung gemäßFig. 15 berücksichtigt die tatsächliche Wandstärke des Reflektors nicht. Bei der Bestimmung der Ausrichtung der Tangenten ist von einer mathematischen Kurve auszugehen, die der gewölbten Grundform des Reflektors am besten entspricht. In dem Ausführungsbeispiel derFig. 15 und derFig. 2 ist diese Kurve eine Parabel mit dem Brennpunkt F. - Durch die in
Fig. 15 besonders deutlich erkennbare Anstellung der zylindrischen Facetten kann zusätzlich oder alternativ zu einer, bei dem Ausführungsbeispiel derFig. 2 gewünschten Erzeugung einer hohen Beleuchtungsstärke in einem oberen Seitenwandbereich, falls gewünscht, auch noch eine verbesserte Vergleichmäßigung, d.h. Homogenisierung, der Beleuchtungsstärkenverteilung auf einer Bodenfläche oder einer anderen auszuleuchtenden Fläche erzielt werden. Die zylindrischen Segmente 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i, 14j, 14k, 14l, 14m, 14n können mit ihren Spiegelflächen 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g, 16h, 16i, 16j, 16k, 161, 16m, 16n nämlich völlig beliebig angestellt werden, wobei mit Hilfe von Simulationsprogrammen, insbesondere unter Verwendung sogenannter Ray-Tracing-Methoden, individuell die Anstellung der Facetten - je nach gewünschtem Anwendungszweck - optimiert werden kann. - Die Verwendung zylindrischer Facetten hat sich im Zuge der Optimierung der Beleuchtungsstärkeverteilung als zwingendes Erfordernis herausgestellt. Die gewünschten Beleuchtungsstärkeverteilungen können nicht mit ausschließlich sphärisch oder asphärisch gewölbten Segmenten, und auch nicht mit zylindrischen Segmenten erzeugt werden. Neben der erforderlichen Verwendung zylindrischer Segmente bedarf es zusätzlich einer erfindungsgemäßen Anstellung der zylindrischen Facetten, derart, dass die dem Innenraum des Reflektors 21 zugewandten Spiegelflächen 16a, 16b, 16c, 16d, 16e, 16f, 16g, 16h, 16i, 16j, 16k, 161, 16m, 16n der Facetten in ihrer Ausrichtung völlig frei orientiert sind und zwar unabhängig von der Grundform des Reflektors.
- Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Lehre einsetzbar, wenn mit einem im Querschnitt parabelförmigen Reflektor ein im Querschnitt elliptischer Reflektor hinsichtlich seiner Lichtverteilung nachgebildet werden soll. Dieses Ausführungsbeispiel zeigt
Fig. 2 . Die ausgehend von der Lichtquelle im Brennpunkt F nach rechts ausgesandten Lichtstrahlen treffen sich sämtlich in einem zweiten Brennpunkt F2 außerhalb des Reflektors. Damit können die zylindrischen Segmente 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i, 14j, 14k, 141, 14m, 14n, die an der Innenseite 30 des im Wesentlichen parabelförmigen Reflektors 21 angeordnet sind, das Abstrahlverhalten eines im Wesentlichen elliptischen Reflektors nachahmen oder nachbilden, wobei der im Querschnitt parabelförmige Reflektor 21 eine sehr viel geringere Einbautiefe bzw. Einbaubreite zulässt, als sie ein elliptischer Reflektor erfordern würde. - Als zylindrische Segmente im Sinne der vorliegenden Patentanmeldung werden vornehmlich Segmente verstanden, die auf einem kreiszylindrischen Körper basieren. Bei bestimmten Anwendungsfällen besteht aber auch die Möglichkeit, als zylindrische Grundkörper für die zylindrischen Facetten solche Körper zu wählen, die von einer kreiszylindrischen Grundform abweisen und beispielsweise einen elliptischen Zylinderquerschnitt aufweisen.
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Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Reflektors 21, bei dem nur ein sich entlang des Umfangswinkels β erstreckender Bereich der Innenfläche 30 des Reflektors mit zylindrischen Segmenten 14n1, 14n2, 14n3, 141, 14m, 14n. besetzt ist, wohingegen ein Teilbereich TE der Innenfläche 30 des Reflektors, etwa entlang des Umfangswinkels γ segmentfrei und damit im Wesentlichen glatt ausgebildet ist. Das Ausführungsbeispiel derFig. 4 soll verdeutlichen, dass je nach Anwendungszweck unterschiedlich große und unterschiedlich viele Teilbereiche der Innenfläche 30 des Reflektors 21 mit zylindrischen Segmenten besetzt sein können. Auch sei an dieser Stelle angemerkt, dass ein Teilbereich des Reflektors 21 mit zylindrischen Segmenten und ein anderer Teilbereich mit sphärischen Segmenten oder asphärisch gewölbten Segmenten oder alternativ mit Segmenten mit einer ebenen Oberfläche besetzt sein kann. - Demgegenüber zeigen die
Fig. 4a und 4b zwei Ausführungsbeispiele eines Reflektors 21 einer erfindungsgemäßen Leuchte, dessen Innenfläche 30 vollständig mit zylindrischen Segmenten besetzt sind. -
Fig. 4a zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Reflektors 21, bei dem die Segmente entlang von kreisringartigen Reihen angeordnet sind. So sind beispielsweise die Segmente 14n1, 14n2 und 14n3 entlang einer äußersten Reihe von Segmenten und die Segmente 14i1, 14i2 und 14i3 entlang einer anderen, sechst äußeren Reihe von Segmenten angeordnet. Die Segmente 14n, 14m 14l, 14k sind entlang einer Spalte von Segmenten angeordnet. - Bei dem Ausführungsbeispiel der
Fig. 4a variieren die Krümmungsradien der einzelnen Segmente entlang einer Reihe. Die Krümmungsradien können bei einem alternativen Ausführungsbeispiel entlang einer Reihe allerdings auch konstant sein. Bei diesem alternativen Ausführungsbeispiel ändert sich lediglich die Ausrichtung der Zylinderachsen. -
Fig. 4b zeigt ein gegenüberFig. 4a geändertes Ausführungsbeispiel eines Reflektors 21, bei dem entlang eines Umfangswinkelbereiches γ1 benachbarte Reihen umfangsversetzt angeordnet sind. Der übrige Bereich des Reflektors 21 derFig. 4b zeigt diesen Umfangsversatz nicht. - Besonders deutlich wird der Umfangsversatz benachbarter entlang eines Winkelbereiches γ2 bei dem Reflektor der
Fig. 5 . Dort ist der mit γ2 bezeichnete Umfangswinkelbereich mit Reihen von zylindrischen Segmenten besetzt, wobei jeweils zwei benachbarte Reihen, z.B. die Reihen 17a und 17b oder die Reihen 17b und 17c, jeweils um eine halbe Segmentbreite umfangsversetzt zueinander angeordnet sind. Die Ausführungsbeispiele derFig. 8 und11 zeigen diesen Umfangsversatz hingegen nicht. -
Fig. 5 lässt des weiteren auch erkennen, dass die Reihen 17a und 17c bzw. die Reihen 17b und 17d zueinander diesen Umfangsversatz jeweils nicht zeigen. Jede zweite Reihe ist also umfangsversatzfrei ausgebildet. - In Zusammenschau der
Fig. 3 ,4a und5 wird deutlich, dass von den zylindrischen Segmenten 14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i, 14j, 14k, 141, 14m, 14n jeweils nur die zylindrisch gewölbte Oberfläche OF zur Lichtreflektion beiträgt. Die bezogen aufFig. 3 zur Lichtaustrittsöffnung des Reflektors 21 hin gewandten und dort mit UF bezeichneten Flächen besitzen keine lichttechnische Funktion. Die mit UF bezeichneten Flächen sind in denFig. 4a und5 hell dargestellt, wohingegen die zylindrischen, reflektierenden Oberflächen OF in denFig. 4a und5 dunkel dargestellt sind. - Die Ausführungsbeispiele der
Fig. 4a und 4b machen des weiteren deutlich, dass die Größe der Flächen UF von Reihe zu Reihe und auch entlang einer Reihe völlig unterschiedlich gewählt sein kann. Dies ergibt sich deutlich aus den unterschiedlich großen, hell dargestellten Bereichen in denFig. 4a und 4b . -
Fig. 5 lässt erkennen, dass sämtliche Zylinderachsen m1, m2, m3, m4 der entsprechenden Segmente 14b, 14f, 14i, 14n unter einem spitzen Winkel zu der Längsmittelachse M des Reflektors 21 angeordnet sind.Fig. 15 lässt auch erkennen, dass die nahe am Scheitelbereich S des Reflektors angeordneten Segmente, z.B. die Segmente 14b und 14f einen recht kleinen Winkel von 21° bzw. 5° zur Längsmittelachse M aufweisen, wohingegen der Winkel der Zylinderachse m3 des Segmentes 14i nahezu 0 wird. Die Zylinderachse m4 weist demgegenüber bezüglich der Längsmittelachse M einen größeren spitzen Winkel auf. - Die Variation der Abweichungswinkel lässt sich aus
Fig. 15 deutlich erkenne. So beträgt der Abweichungswinkel α4 etwa 43°, wohingegen der Abweichungswinkel α2 etwa 34° beträgt. Derartige Winkelabweichungen in der Größenordnung von 5° der Zylinderachsen zu den zugehörigen Tangenten können ausreichen, um erhebliche Änderungen in der Beleuchtungsstärkeverteilung zu erzeugen. - Angemerkt sei an dieser Stelle darüber hinaus, dass die Spiegelflächen 16 der einzelnen Segmente 14 jeweils parallel zu den Zylinderachsen m verlaufen. So ist die aus
Fig. 15 z.B. deutliche Spiegelfläche 16n des Segmentes 14n parallel ausgerichtet zu der zugehörigen Zylinderachse m4. - Schließlich sei an dieser Stelle angemerkt, dass vorteilhaft die gesamte Innenfläche 30 des Reflektors 21 mit zylindrischen Segmenten besetzt ist.
- Mit dem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Reflektors 21 gemäß
Fig. 5 kann, insbesondere bei Verwendung des Reflektors 21 in einer erfindungsgemäßen Leuchte 10 in einer Anordnung gemäßFig. 6 bei einem deckenseitigem Einbau, eine Bodenfläche B und eine Wandfläche SE ausgeleuchtet werden.Fig. 6 zeigt den Verlauf zahlreicher, exemplarischer Lichtstrahlen unter der Annahme, dass entlang des Doppelpfeiles SE keine Gebäudeseitenwand angeordnet ist, sondern lediglich eine Bodenfläche auszuleuchten ist. Tatsächlich dient die Leuchte gemäßFig. 6 zum Ausleuchten auch einer Seitenwandfläche SE, die sich entlang des Doppelpfeiles SE über z.B. eine Raumhöhe von 3m erstreckt. -
Fig. 7 zeigt die Beleuchtungsstärkeverteilung, die sich auf der Seitenwand SE, etwa zwischen der unteren Begrenzung UB und der obere Begrenzung OB ergibt. Auf der x-Achse ist die Breite der Wand in Millimetern, auf der y-Achse die Höhe der Wand bezeichnet. Der jeweilige 0-Punkt stellt den Mittelpunkt der Wand dar, wobei bei x = 0 und y = 1500 mm die Längsmittelachse des Reflektors 21 der erfindungsgemäßen Leuchte 10 gemäßFig. 6 angeordnet ist. Man erkennt inFig. 7 deutlich eine breite, gleichmäßig ausgebildete Beleuchtungsstärkeverteilung. Die Darstellung derFig. 7 zeigt die Beleuchtungsstärkeverteilung in einer Falschfarbendarstellung, wobei die Beleuchtungsstärke von innen nach außen abnimmt. Der Unterschied zum Stand der Technik ergibt sich ganz besonders deutlich aus einem Vergleich derFig. 7 und derFig. 7a. Fig. 7a zeigt eine Beleuchtungsstärkeverteilung einer Leuchte des Standes der Technik, und zwar eines herkömmlichen rotationssymmetrischen Flutreflektors. Ein solcher Flutreflektor des Standes der Technik weist eine Rotationssymmetrie um die Längsmittelachse und einen parabelförmigen Querschnitt auf. Die Innenfläche ist im Wesentlichen glatt, d.h. facetten- oder segmentfrei ausgebildet. Eine ähnliche Beleuchtungsstärkeverteilung kann sich auch ergeben, wenn auf der Innenseite eines Flutreflektors sphärisch gewölbte Facetten angeordnet sind. -
Fig. 7a zeigt eine Beleuchtungsstärkeverteilung im gleichen Maßstab wieFig. 7 , unter der Annahme, dass eine solche Leuchte des Standes der Technik in einer Einbausituation gemäßFig. 7 deckenseitig installiert ist. Es ist deutlich, dass mit der erfindungsgemäßen Leuchte unter Verwendung eines Reflektors gemäßFig. 5 , wie sich ausFig. 7 ergibt, eine deutlich gleichmäßigere, weiter nach oben hin gerichtete und breitere Beleuchtungsstärkeverteilung ergibt. - Eine Beleuchtungsstärkeverteilung gemäß
Fig. 7 lässt sich nicht mit ausschließlich sphärisch oder asphärisch oder anders orientierten zylindrischen Facetten erzielen. Zur Erzielung einer Beleuchtungsstärkeverteilung gemäßFig. 7 bedarf es zylindrischer Facetten, die gemäß der Lehre des Anspruches 1 angestellt sind. -
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Leuchte 10, die beispielsweise als Downlight oder auch als Strahlerleuchte eingesetzt werden kann. In beiden Einsatzfällen dient die Leuchte 10 zur Ausleuchtung einer Bodenfläche B und einer Seitenwand SE. -
Fig. 8 zeigt in einer Darstellung gemäßFig. 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Reflektors 21 einer erfindungsgemäßen Leuchte. Der Reflektor ist hinsichtlich seiner Grundform im Wesentlichen rotationssymmetrisch um seine Mittellängsachse M ausgebildet. Hier variieren die Krümmungsradien der zylindrischen Segmente entlang einer Facettenreihe nicht. Allein durch Anstellung der Segmente, d.h. durch die zuvor anhand des Ausführungsbeispiels derFig. 15 beschriebene Ausrichtung der Zylinderachsen m relativ zu den Tangenten T mit unterschiedlichen Abweichungswinkeln α, wird eine Beleuchtungsstärkeverteilung gemäßFig. 10 erzielt, die von hoher Gleichmäßigkeit geprägt ist. -
Fig. 9 veranschaulicht schematisch den Strahlengang anhand einiger exemplarischer Lichtstrahlen, wobei die Leuchte 10 an der Decke D montiert ist und eine Bodenfläche B ausleuchten soll.Fig. 9 zeigt die Anordnung in einer um 180° gedreht dargestellten Anordnung.Fig. 10 zeigt demnach die Beleuchtungsstärkeverteilung der Leuchte 10 gemäßFig. 9 auf der Bodenfläche B. Ersichtlich ist, dass eine im Wesentlichen rotationssymmetrische Beleuchtungsstärkeverteilung erzielt wird, die entlang eines großflächigen, kreisförmigen Bereiches nahezu konstant ist. -
Fig. 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Reflektorausgestaltung für eine erfindungsgemäße Leuchte, bei der die Krümmungsradien der zylindrischen Facetten entlang einer Facettenreihe variieren. Gleichermaßen sind die zylindrischen Segmente gemäß der erfindungsgemäßen Lehre angestellt, so dass die Zylinderachsen unterschiedliche Abweichungswinkel zu den zugehörigen Tangenten aufweisen. Mit einer erfindungsgemäßen Leuchte unter Verwendung eines Reflektors gemäßFig. 11 kann eine im Wesentlichen oval ausgebildete Beleuchtungsstärkeverteilung gemäßFig. 13 erzielt werden. Mit einer solchen Leuchte kann beispielsweise eine Skulptur ausgeleuchtet werden, so dass ein Einsatz des Reflektors 21 gemäßFig. 11 als Skulpturenstrahler ermöglicht wird. Mit einem Reflektor 21 gemäßFig. 11 kann auf den Einsatz gesonderter Skulpturenlinsen verzichtet werden. Die polare Lichtverteilungskurve gemäßFig. 12 zeigt entlang der Achsen X=0 und Y=0 die Beleuchtungsstärkenverteilung derFig. 13 in einer polaren, d.h. winkelabhängigen Darstellung. - Nachfolgend soll nun anhand der
Fig. 15a - 22 das Herstellungsverfahren eines erfindungsgemäßen Reflektors 21 für eine erfindungsgemäße Leuchte 10 erläutert werden. - Vorzugsweise wird der erfindungsgemäße Reflektor aus einer Aluminiumronde, d.h. einer im Wesentlichen kreisrunden Scheibe aus Aluminium, durch Drücken hergestellt.
Fig. 22 zeigt in einer sehr schematischen Darstellung die Aluminiumronde 23, die auf einem Scheitelbereich SW einer Werkzeugform 22 aufliegt. Die Werkzeugform 22 und die Aluminiumronde 23 rotieren gemeinsam um die Längsmittelachse M. Der dafür erforderliche Antrieb ist nicht dargestellt. - Ein Drückwerkzeug umfasst einen Drückkopf oder Drücker 24, z.B. ein drehbares Rad, und zwei Hebelarme 25 und 26, die um Schwenkachsen 39 bzw. 40 schwenkbar, an einer ortsfesten Befestigungsstelle 41 angebracht sind. Der Drückkopf 24 bewegt sich vom Zentrum ZE der Aluminiumronde 23 in Radialrichtung des Pfeiles 28 nach außen, und liegt auf der Oberseite OS der Aluminiumronde 23 ständig auf und übt auf diese eine große Presskraft in Richtung des Pfeiles 27, also in Axialrichtung auf. Die Art und Weise, wie eine Anpresskraft von dem Drücker 24 auf die Oberseite OS der Aluminiumronde 23 ausgeübt wird, ist beliebig und nicht dargestellt.
- Der Drückkopf 24 drückt den jeweiligen Rand der Aluminiumronde 23 während des Drückverfahrens ständig gegen die Außenseite 29 der Werkzeugform 22. Er kann der Kontur der Außenfläche 29 sowohl in Axialrichtung des Pfeiles 27 als auch in Radialrichtung des Pfeiles 28 folgen. Dies ist mittels der schwenkbaren Hebelarme 25 und 26 möglich. Angemerkt sei, dass das Drückwerkzeug mit Drückkopf 24 und Hebelarme 25, 26 auch eine völlig andere Grundform aufweisen kann, wobei lediglich gewährleistet sein muss, dass der Drückkopf 24 in Axialrichtung 27 Drückkräfte ausüben kann und in Radialrichtung 28 ausweichen kann.
- Ausgehend von einer Situation gemäß
Fig. 22 drückt der Drückkopf 24 bei rotierender Werkzeugform 22 und zusammen mit der Form 22 rotierender Aluminiumronde 23 die Ronde entlang der Außenkanten der Form 22, so dass sich die schalenförmig gewölbte Grundform des Reflektors 21 z.B. gemäßFig. 15 ergibt. Angemerkt ist, dass die zuvor beschriebenen zylindrischen Segmente als geometrisch invertierte Struktur IF in die Außenkontur 29 des z.B. aus einem harten Stahl bestehenden Formwerkzeuges 22 eingearbeitet, beispielsweise per Lasergravur eingearbeitet sind. Die Außenkontur 29 besitzt im Querschnitt z.B. eine sägezahnartige Struktur. Wie sich beispielsweise ausFig. 15b ergibt, hat sich die Struktur auf der Außenseite 29 der Form 22 nach Abschluss des Drückvorgangs in der Innenseite 30 des Reflektors 21 eingeprägt. - Während die Herstellung eines Aluminium-Reflektors für Leuchten mit gewölbten Segmenten bereits aus der eingangs zitierten deutschen Patentanmeldung
DE 10 2004 042 915 A1 der Anmelderin bekannt ist, bereitet die Herstellung eines Aluminiumreflektors mit hinterschnittenen Facetten in einem Drückvorgang Probleme. - Erfindungsgemäß wird eine Werkzeugform 22 vorgeschlagen, die aus mehreren, relativ zueinander verlagerbaren Teilen besteht. Bei dem Ausführungsbeispiel der
Fig. 15a und 15b besteht die Werkzeugform aus einem Mittelteil 31, einem linken Randteil 32 und einem rechten Randteil 33. Das Mittelteil 39 ist nach oben konisch zulaufend ausgebildet und in Axialrichtung des Pfeiles 27 sowie in die Gegenrichtung verlagerbar. Es kann auf diese Weise keilförmig zwischen die beiden Randteile 32 und 33 eingefahren bzw. aus diesen herausgefahren werden. Die beiden Randteile 32 und 33 sind zumindest entlang eines geringen Verlagerungsweges radial in Richtung der Pfeile 28a und 28b verlagerbar, sobald das Mitteilteil 31 einen entsprechenden Bewegungsraum für die Randteile 32 und 33 freigibt. - Im eingefahrenen Zustand gemäß
Fig. 15a bilden die Randteile 32 und 33 mit dem Mittelteil 31 eine durchgehende Außenkontur 29, die sich auf der Innenfläche 30 des Reflektors 21 abdrücken soll. Im herausgefahrenen Zustand gemäßFig. 15b ist das Mittelteil 31 relativ zu den Außenteilen 32 und 33 bezüglichFig. 15b nach unten verlagert worden. Aufgrund der konischen Ausformung des Mittelteils 31 können die Wandteile 32 und 33 radial nach innen verlagert werden, was durch die Radialpfeile 28a und 28b angedeutet ist. Die Randteile 32 und 33 sind beispielsweise durch nicht dargestellte Federelemente radial nach innen vorgespannt. - Infolge einer Radialbewegung der Randteile 28a und 28b können die an den Randteilen angeordneten, sägezahnartigen Strukturen mit ihren Vorsprüngen VO aus den in den Reflektor 21 eingeprägten Hinterschneidungen HL, HN, HM (siehe auch
Fig. 3 ) zwischen den zylindrischen Facetten 14l, 14n, 14m herausfahren, so dass sich ein Bewegungsspalt 36 für die Randteile 32, 33 ergibt. Dieser Bewegungsspalt 36 ermöglicht nach abgeschlossener Radialverlagerung der Randteile 32 und 33, dass diese in Axialrichtung des Pfeiles 27 aus dem Innenraum des Reflektors 21 herausgefahren werden können und den Reflektor 21 freigeben. Damit ist eine Entformbarkeit der Werkzeugform 22 aus dem Reflektor 21 heraus trotz der radialen Hinterschneidungen HL, HM, HN an der Reflektorinnenseite 30 gegeben. - Die
Fig. 15c und 15d zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkzeuges 22, etwa in einer Darstellung entlang der Schnittlinie XVc-XVc inFig. 15a . Es wird deutlich, dass diese Werkzeugform 22 aus fünf Teilen besteht, wobei zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Randteilen 32 und 33 und dem Mittelteil 31 nunmehr noch weitere Randteile 34 und 35 angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform einer Werkzeugform 22 fährt zunächst das Mittelteil 31 quer zur Papierebene des Betrachters, ausgehend von einer Position gemäßFig. 15c , vom Betrachter weg, so dass anschließend die Randteile 34 und 35 eine Radialbewegung nach innen entlang der Pfeile 28c und 28d durchführen können. Anschließend können die zuvor bereits beschriebenen Randteile 32 und 33 eine Radialverlagerung nach innen entlang der Pfeile 28a und 28b durchführen. Der entstehende Bewegungsraum 36 ermöglicht anschließend eine Axialbewegung der gesamten Werkzeugform 22 mit den Randteilen 32, 33, 34 und 35 und dem Mittelteil 31, so dass die Werkzeugform 22 vollständig aus dem Innenraum des Reflektors 21 heraus lösbar ist. - Das Ausführungsbeispiel der
Fig. 16 zeigt eine weitere Werkzeugform 22 mit drei Werkzeugteilen x, y und z, die jeweils einen 120° Umfangsbereich aufweisen. Auch hier ist eine Darstellung in Draufsicht getroffen, ähnlich wie die Darstellung derFig. 15c , wobei der Reflektor 21 inFig. 16 nicht gezeigt ist.Fig. 16 zeigt, dass lediglich ein Umfangswinkelbereich z mit konkav-zylindrischen oder invertierten Facetten IF zur Erzeugung zylindrischer, hinterschnittener Facetten auf der entsprechenden Innenseite 30 des Reflektors 21 besetzt ist. Die übrigen Werkzeugformteile x und y sind im Wesentlichen glatt durchgehend ausgebildet, d.h. von Erhebungen oder Vertiefungen frei. - Um mittels des Werkzeugteils z hinterschnittene Facetten 14 an der Innenseite 30 des Reflektors 21 erzeugen zu können, muss eine Radialbewegung der Formteile zugelassen werden. Dies kann unter Vergleich der
Fig. 16 und 18 beispielsweise dadurch erfolgen, dass das Werkzeugteil z eine Radialbewegung relativ zu den feststehenden Werkzeugteilen x und y entlang dem Radialpfeil 28e durchführt. WährendFig. 16 z.B. den Zustand der Werkzeugform 22 darstellt, den die Werkzeugform während des Drückvorgangs einnimmt, zeigtFig. 18 den radial eingefahrenen Zustand des Werkzeugteils z nach Durchführung eines Drückvorgangs zum Zwecke der Entformung der Form aus dem fertig geformten Reflektor 21. - Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel gemäß
Fig. 17 fahren die drei Werkzeugteile x, y und z radial nach außen aus, so dass sich eine, durch die Doppelpfeile angedeutete Beabstandung ergibt. Während des Drückvorgangs befinden sich die Werkzeugteile x, y und z der Form 22 nachFig. 17 in ausgefahrenem Zustand, wobei die durch die Doppelpfeile verdeutlichten Spalte durch ein nicht dargestelltes Verschlussteil oder mehrere Verschlussteile verschlossen sind, damit sich diese Spalten auf der Innenseite 30 des Reflektors 21 nicht abdrücken. Zum Zwecke der Entformung kann ausgehend von einem Zustand gemäßFig. 17 eine Einfahrbewegung der drei Teile x, y und z bewerkstelligt werden, so dass ein Zustand gemäßFig. 16 erreicht wird, in dem die Werkzeugform 22 aus dem Reflektor 21 heraus entformt werden kann. - Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel einer Form 22 der
Fig. 19 ist angedeutet, dass die verlagerbaren Teile 32, 33 der Werkzeugform 22, auch eine Schwenkbewegung um eine im Bereich des Fusses der Werkzeugform 22 befindliche Schwenkachse 37 durchführen können. Bei einer alternativen Ausgestaltung der Werkzeugform 22 gemäßFig. 20 befindet sich die Schwenkachse 37 im Kopfbereich der beiden Randteile 32 und 33. - Die
Figuren 19 und 20 deuten an, dass eine entsprechende Außenkontur 29 der Form 22 zur Erzielung hinterschnittener Facetten 14 an der Innenseite 30 des Reflektors 21 auch nur entlang eines Teilbereiches der Außenkontur 29 der Werkzeugform 22 vorgesehen sein kann, wobei nur diejenigen Teile oder Segmente der mehrteiligen Werkzeugform 22 einer Radialverlagerung bedürfen, die zur Generierung hinterschnittener Facetten 14 vorgesehen sind. - Hingegen zeigen die Ausführungsbeispiele der
Fig. 15a bis 15d , dass auch entlang der gesamten Außenfläche 29 der Werkzeugform 22 Vorsprünge VO bzw. invertierte Facetten IF angeordnet sein können, die auf der Innenseite 30 des Reflektors 21 hinterschnittene Facetten erzeugen können.
Claims (16)
- Leuchte (10) zur Ausleuchtung von Gebäude-, oder Gebäudeteil- oder Außenflächen (SE, B), umfassend einen im wesentlichen schalenförmig gewölbten Reflektor (21), in dessen Innenraum (19) eine Lichtquelle (18) anordenbar ist, und auf dessen Innenseite (30) eine Vielzahl von facettenartigen Segmenten (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i, 14j, 14k, 141, 14m, 14n) angeordnet ist, die jeweils eine zum Innenraum hin gewölbte Oberfläche (OF) aufweisen, dadurch gekennzeichnet,a) dass die Segmente eine reflektierende Oberfläche (OF) zylindrischer Grundform aufweisen, wobei jedem zylindrischen Segment (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i, 14j, 14k, 141, 14m, 14n) eine Zylinderachse (m, m1, m2, m3, m4) zuordenbar ist,b) dass mehrere zylindrische Segmente (14a, 14b, 14c, 14d, 14e, 14f, 14g, 14h, 14i, 14j, 14k, 141, 14m, 14n) zwischen einem Scheitelbereich (S) und einem freien Randbereich (R) des Reflektors (21) angeordnet sind,c) dass die Zylinderachsen (m, m1, m2, m3, m4) unter einem spitzen Winkel zur Längsmittelachse (M) des Reflektors (21) ausgerichtet sind, wobei die Ausrichtung der Zylinderachsen mit unterschiedlichem Abstand des Segmentes von dem Scheitelbereich varüert,d) dass jeweils in einem Anbindungsbereich (15b, 15f, 15i, 15n) eines zylindrischen Segmentes (14b, 14f, 14i, 14n) an den Reflektor (21) eine Tangente (T1, T2, T3, T4) an die Aussenseite (38) des Reflektors (21) anlegbar ist, wobei zwischen der Tangente und der Zylinderachse des zugehörigem. Segmentes ein Abweichungswinkel (α1, α2, α3, α4) liegt,e) und dass der Abweichungswinkel mit unterschiedlichem Abstand des Segmentes (14b, 14f, 14i, 14n) vom Scheitelbereich (S) variiert.
- Leuchte, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmungsradien (r) der Segmente (14n1, 14n2, 14n3) entlang einer Reihe (17a, 17b, 17c, 17d) variieren.
- Leuchte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte eine im wesentlichen oval ausgebildete Beleuchtungsstärkeverteilung (Fig. 13) erzeugt.
- Leuchte, nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte unmittelbar an einer Deckenwand (D) eines Gebäuderaumes angeordnet und als Downlight ausgebildet ist (Fig. 2, Fig. 6, Fig. 9).
- Leuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte als Mastleuchte, insbesondere zur Ausleuchtung von Parkflächen, ausgebildet ist.
- Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmungsradien (r) der Segmente (14n1, 14n2, 14n3) entlang einer Reihe (17a, 17b, 17c, 17d) konstant sind.
- Leuchte nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchte eine gleichmäßige Beleuchtungsstärkeverteitung, insbesondere innerhalb eines kreisförmigen Lichtfeldes (Fig. 10), erzeugt.
- Leuchte, nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmungsradien (r) der Segmente (14k, 141, 14m, 14n) entlang einer Spalte variieren.
- Leuchte, nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Krümmungsradien (r) der Segmente (14k, 14l, 14m, 14n) entlang einer Spalte konstant sind.
- Leuchte, nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zylindrischen Segmente nur entlang eines oder mehrerer Teilbereiche (β) der Innenfläche (30) des Reflektors (21) erstrecken.
- Leuchte nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilbereich ein Umfangsteilbereich (β) ist (Fig. 4).
- Leuchte nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die übrigen Bereiche (yin Fig. 4) der Innenfläche (30) des Reflektors (21) im wesentlichen glatt ausgebildet sind.
- Leuchte nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die übrigen Bereiche der Innenfläche des Reflektors mit Segmenten besetzt sind, deren Oberfläche zum Innenraum hin sphärisch oder asphärisch gekrümmt, oder von Segmenten mit einer ebenen Oberfläche gebildet ist.
- Leuchte, nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zylindrischen Segmente entlang der gesamten Innenfläche (30) des Reflektors (21) erstrecken (Fig. 4a, Fig. 4b).
- Leuchte, nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abweichungswinkel (α1, α2, α3, α4) derart variiert, dass Segmente (14n), die nah an dem freien Randbereich (R) des Reflektors (21) angeordnet sind, größere Abweichungswinkel (α4) aufweisen, als nah am Scheitel (S) des Reflektors (21) angeordnete Segmente (14b).
- Leuchte, nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zylinderischen Segmente zumindest teilweise radiale Hinterschnitte (HL, HM, HN) aufweisen.
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