DE2707037C2

DE2707037C2 - Abschirmung für die direkte Aufhängung an einer langgestreckten Lichtquelle

Info

Publication number: DE2707037C2
Application number: DE2707037A
Authority: DE
Inventors: Jann Greve Strand Petersen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-02-20
Filing date: 1977-02-18
Publication date: 1986-08-21
Also published as: DE7704992U1; DK138283B; GB1518775A; DK70376A; DE2707037A1; US4122511A; CH615491A5; DK138283C

Description

a) der in der Mittelebene (44) gemessene Abstand zwischen der die oberen Längsränder (22) der Seitenschirmflächen (20) verbindenden Ebene (23) und der Lichtquellenachse (C₂) mindestens 0,52 ^beträgt,

b) der in der Mittelebene (44) gemessene Abstand einer die unteren Längsränder (26) der Seitenschirmflächen (20) verbindenden Ebene von der Lichtquellenachse (C₂) 2,2 tf bis 3,5 ^beträgt;

c) die Seitenschirmflächen (20) derartig gleichmäßig gekrümmt sind, daß, ausgehend von den oberen Längsrändern (22), ihre senkrechten Abstände von der Mittelebene (44) zunehmen, bis sie in einem zwischen 0,2 d und 0,5 d liegenden Abstand von der ihre unteren Längsränder (26) verbindenden Ebene je eine zur Mittelebene (44) parallele Ebene berühren, deren Abstand von der Mittelebene 1,3 c/bis3,0 c/beträgt, und

d) vom Berührungspunkt an nach unten zur Mittelebene hin konvergieren.

2. Abschirmung nach dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste Abstanä zwischen den oberen Längsrändern (22) der Seitenschirmflächen (20) maximal 1,2 d, vorzugsweise 1,1 c/beträgt.

3. Abschirmung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Seitenschirmfläche (20) entsprechend zwei aneinanderstoßenden Kreisbögen (22—25,25—26) gekrümmt ist.

4. Abschirmung nach Anpruch 3, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

a) der obere Kreisbogen (22—25) hat seinen Mittelpunkt (C\) in einem Abstand d/2 · 1/ 3 von der Lichtquellenachse (C₂) unterhalb derselben auf der Mittelebene (44);

b) der Radius des oberen Kreisbogens entspricht dem Abstand vom Mittelpunkt (C]) zum oberen Längsrand (22);

c) der Berührungspunkt (25) der beiden Kreisbögen liegt auf einer durch den Mittelpunkt (C]) des oberen Kreisbogens (22—25) gehenden Geraden (R), die in einem Winkel (v) von 20° bis 25°, zur Waagerechten nach oben verläuft;

d) der Mittelpunkt des unteren Kreisbogens (25-26) liegt im Schnittpunkt der Verlängerung der Geraden (R) nach unten und der horizontalen Tangente (B) im untersten Punkt des zum Kreis vervollständigten oberen Kreisbogens (22-25);

e) der Radius des unteren Kreisbogens (25—26)

entspricht dem Abstand von seinem Mittelpunkt zum Berührungspunkt (25) der beiden Kreisbögen.

5. Abschirmung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenschirmflächen (20) entsprechend einer Ellipse oder Super-Ellipse gekrümmt sind, deren Gleichung in einem x-y- Koordinatensystem (λ/1,8 - dj" + (y/3 ■ d)" = 1 lautet, wobei η = 2,3 oder 4 ist

6. Abschirmung nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Querplatte (24) einen in der Mittelebene (44) gemessenen Abstand zwischen ihrer Oberkante (28) und der Lichtquellenachse (C₂) größer als 0,5 c/und kleiner als 0,6 ei hat.

Die Erfindung betrifft eine Abschirmung für die direkte Aufhängung an einer langgestreckten Lichtquelle, insbesondere an einer Leuchtstoffröhre der im Oberbegriff des Anspruchs 1 definierten Art.

Bei derartigen Abschirmungen für langgestreckte Lichtquellen liegen verwickelte, theoretisch und formelmäßig noch nicht erfaßte Strahlungsverhältnisse vor und jedenfalls sehr viel kompliziertere Verhältnisse als bei punktförmigen Lichquellen (Glühlampen). Hierzu ist nur beispielsweise darauf hinzuweisen, daß bei dieser Art Lichtquellen die Strahlung nicht nur radial, sondern auch in Längsrichtung der Lichtquelle verläuft und daß die Verhältnisse noch dadurch komplizierter werden, daß zur Vermeidung der Blendwirkung eine solche Abschirmung mit Querplatten versehen wird.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, daß der überwiegend verwendete parabolische Querschnitt der Reflektoren, beispielsweise nach der DE-GMS 69 27 541, eine häufig nicht ausreichende effektive Lichtausbeute und auch ein unregelmäßig erleuchtetes Feld mit siner stark erleuchteten Kernzone und schwach ausgeleuchteten Randzonen ergibt.

Obwohl die parabolische Querschnittsform vorherrscht, sind auch schon andere Querschnittsformen vorgeschlagen worden, z. B. durch die GB-PS 8 19 549 eine Form, bei der zwei getrennte Schirmplaiten oben einen gegenseitigen Abstand von mehr als dem doppelten Lichtquellendurchmesser aufweisen und nach innen verlaufende, nach unten gebogene Hallestreifen haben, mit denen der Schirm sich auf der Lichtquelle abstützen kann. Jede Schirmflächc hat ferner oben einen nach außen verlaufenden, annähernd ebenen Teil, der nach unten in eine schwache Krümmung übergeht. Der Schirm hat eine so verhältnismäßig geringe Höhe, daß eine Ebene durch die Unterkante nur einen Abstand von der Unterkante der Lichtquelle in der Größenordnung deren Durchmessers hat. Ein derartiger Schirm schützt zwar sowohl in der Seitenrichtung als auch infolge seiner Querplatten in der Längsrichtung, ergibt aber nur eine verhältnismäßig geringe Ausnutzung des von der Lichtquelle abgegebenen Lichts. Außerdem ist die Lichtverteilung schlecht.

Eine Abschirmung mit im Querschnitt elliptischem Reflektor dagegen zeigt und beschreibt die GB-PS 5 56 531, die aber nicht die direkte Aufhängung an einer röhrenförmigen Lichtquelle gestattet. Vor allem aber wurde nicht erkannt, daß es nicht allein auf den elliptischen oder annähernd elliptischen Querschnitt ankommt, sondern darauf, daß dieser sich über eine gewis-

se Mindesthöhe erstreckt Bei der bekannten Form reichen die Seitenflächen nicht einmal bis zu den Parallelen zur Mittelebene in den kleinen Halbachsen, wodurch zwar eine verhältnismäßig breite erleuchtete Fläche entsteht, die aber sehr unregelmäßig mit schwach erleuchteten Randzonen wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteh! darin, ausgehend von einer Abschirmung mit elliptischem oder annähernd elliptischem Querschnitt, eine Abschirmung zu schaffen, die in Verbindung mit einem effektiven Schutz gegen Blendung eine Ausnützung von mindestens 75% des von der Lichtquelle ausgestrahlten Lichts so ermöglicht, daß eine möglichst regelmäßige Lichtverteilung mit noch gut ausgeleuchteten Randzonen erreicht wird.

Diese Aufgabe löst die Erfindung mit den im Anspruch 1 angegebenen Mitteln.

Es hat sich gezeigt, daß hierdurch u. a. erreicht wird, daß nur ein begrenzter Teil oder sogar nur ein Bruchteil der oberen Hälfte der Lichtquelle Lichtstrahlen aussendet, die nicht von den Seitenschirmflächen erfaßt und durch Reflexion zur Beleuchtung des Lichtfeldes unter der Abschirmung ausgenützt werden können. Gleichzeitig wird durch die verhältnismäßig große Höhe der Abschirmung in Verbindung mit der Form der Seitenflächen erreicht, daß das beleuchtete Feld gegenüber einem mit parabolischen Abschirmungen erzeugten zwar etwas verengt wird, aber dafür über seine ganze Breite so kräftig und gleichmäßig wirkt, daß nur eine sehr schmale Randzone mit dem Licht einer Nachbarleuchte überlappt zu werden braucht, um eine gleichmäßige Beleuchtung der ganzen Ausdehnung eines Raumes oder Raumteiles zu sichern. Dadurch läßt sich der Abstand zwischen Nachbarlichtquellen vergrößern, so daß in dem auszuleuchtenden Raum energiesparend weniger Lichtquellen untergebracht werden müssen.

Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unieransprüchen angegeben.

Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen veranschaulicht, in denen darstellen

F i g. 1 die Seitenansicht einer langgestreckten Lichtquelle mit einer erfindungsgemäßen Abschirmung mit teilweise abgebrochener vorderer Schirmplatte in verkleinertem Maßstab;

F i g. 2 einen Querschnitt durch die Abschirmung nach F i g. 1 in natürlichem Maßstab;

F i g. 3 einen Längsschnitt durch eine Querplatte einer Abschirmung nach F i g. 2 im Maßstab der F i g. 2;

F i g. 4 eine Lichtverteilungskurve einer mit einer Abschirmung nach Fig. 1 bis 3 versehenen Lichtquelle, in deren Querrichtung;

Fig.5 eine entsprechende Lichtverteilungskurve in Längsrichtung einer langgestreckten Lichtquelle durch die Endabschlüsse der Abschirmung.

In Fig. 1 ist mit 10 eine Armatur für eine langgestreckte Lichtquelle 12 bezeichnet, auf der mittels Klemmorganen 14 eine allgemein mit 16 bezeichnete, erfindungsgemäß ausgebildete Abschirmung aufgebracht ist, die dieselbe Länge wie der Licht abstrahlende Teil der Lichtquelle einnimmt.

Nach Fig. 2 und 3 besteht die Abschirmung 16 aus zwei gekrümmten Schirmplatten 18, die mit ihren konkaven, einander zugewandten Seitenschirmflächen 20 aus einem verhältnismäßig harten Kunststoff, ζ. Β. Polystyrol, hergestellt sein können. Zur Verbesserung der Reflexion können die Innenseiten metallisiert sein.

Jede Seitenschirmfläche 20 endet oben in Längsrändern 22. Wenn der Durchmesser einer langgestreckten Lichtquelle, nachfolgend »Leuchtstoffröhre« genannt, mit d bezeichnet wird, beträgt der kleinste gegenseitige Abstand der Längsränder 22 maximal 1,2 d, vorzugsweise 1,1 d. Die Verbindungsebene 23 zwischen den Längsrändern 22 weist, gemessen in der Mittelebene 44, einen Abstand von der Leuchtstoffröhrenachse C₂ auf, der mindestens 0,52 t/beträgt

Zwischen den Schirmplatten 18 sind in vorzugsweise gleichmäßigen Abständen diese verbindende Querplatten 24 angeordnet Der Abstand zwiscnen zwei Querplatten 24 entspricht größenordnungsmäßig dem gegenseitigen Abstand der unteren Längsränder 26 der Seitenschirmflächen 20. Die Querplatten können auf beiden Seiten ein Sägezahnprofil mit Schrägflächen 40 und kurzen Querflächen 42 aufweisen, wie es an sich durch die DE-GMS 69 50 025 bekannt ist

Die Höhe der Abschirmung 16 ist etwas geringer als ihre Breite zwischen den unteren Längsrändern 26 und entspricht zweckmäßig dem drei- bis vierfachen Wert des Leuchtstoffröhrendurchmessers d.

Die obere Kante 28 der Querplatte 24 weist einen in der Mittelebene 44 gemessenen Abstand von der Leuchtstoffröhrenmittelachse Ci größer als 0,5 d und kleiner als 0,6 c/auf. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die obere Kante 28 denselben Abstand von der Mittelachse Ci wie die Verbindungsebene 23 auf.

Von der Oberkante 28 jeder Querplatte 24 gehen divergierende Stützarme 34 aus, die in konvergierende, federnd nachgiebige Klemmarme 36 übergehen. Die Stützarme 34 weisen einen solchen gegenseitigen Abstand auf, und sind so angeordnet, daß die Abschirmung im richtigen, die genannten Abstände von der Leuchtstoffröhrenachse garantierenden Verhältnis zur Achse Ci liegt. An den Klemmarmen 36 sind die Anbringung erleichternde Abbiegungen 38 ausgebildet.

Die Seitenschirmflächen 20 sind derart gleichmäßig gekrümmt, daß, ausgehend von den oberen Längsrändern 22, ihre senkrechten Abstände von der Mittelachse 44 zunehmen, bis sie in einem zwischen 0,2 und 0,5 d liegenden Abstand von der ihre unteren Längsränder 26 verbindenden Ebene je eine zur Mittelebene 44 parallele Ebene berühren, deren Abstand von der Mittelebene 1,3 bis 3,0 d beträgt.
Damit können die Seitenschirmflächen 20 entsprechend einer Ellipse oder Superellipse gekrümmt sein, deren Gleichung in einem x-y-Koordinatensystem (xl 1,8Ad)" + (ylld)" = 1 ist, wobei π = 2,3 oder 4 ist.

Die empirisch abgeleitete Krümmung der in F i g. 2 dargestellten Seitenschirmfläche ist aus zwei aneinanderstoßenden Kreisbögen 22-25 und 25-26 gebildet. Bei dieser Ausführungsform, die sich in der Praxis bewährt hat, hat der obere Kreisbogen 22—25 seinen Mittelpunkt G in einem Abstand d/2 ■ j/ 3 von der Lichtquellenachse Ci unterhalb derselben auf der Mittelebene 44. Der Radius des oberen Kreisbogens entspricht dem Abstand vom Mittelpunkt Ci zum oberen Längsrand 22 und der Berührungspunkt 25 der beiden Kreisbögen liegt auf einer durch den Mittelpunkt C\ des oberen Kreisbogens 22—25 gehenden Geraden R, die in einem Winkel ν von 20° bis 25° zur Waagerechten nach oben verläuft.

Der Mittelpunkt des unteren Kreisbogens 25—26 liegt im Schnittpunkt der Verlängerung der Geraden R nach unten und der horizontalen Tangente B im untersten Punkt des zum Kreise vervollständigten oberen Kreisbogens 22—25. Der Radius des unteren Kreisbogens 25—26 entspricht dem Abstand von seinem Mittelpunkt zum Berührungspunkt 25 der beiden Kreisbögen.

Diese Ausbildung sichert eine sehr große und gleichmäßig verteilte Lichtausbeute. Die Lichtverteilung in der Querrichtung geht aus der Lichtverteilungskurve nach F i g. 4 hervor, die von einer Prüfung des dänischen technischen Beleuchtungslaboratoriums (The Danish Illuminating Engineering Laboratory) stammt. Man erkennt, daß die Abschirmung eine äußerst einheitliche und sehr kräftige Beleuchtung der ganzen Fläche bewirkt, wobei der Wirkungsgrad mehr als zweimal so groß wie bei einer unabgeschirmten Leuchtstoffröhre ist. Dabei ist bemerkenswert, daß dies auch für die zwischen 20° und 30° im Verhältnis zur senkrechten ausgesandten Lichtmenge zutrifft.

Fig.5 zeigt eine entsprechende Lichtverteilungskurve, die aber nur das außerhalb senkrechter Ebenen durch die Enden der effektiven Länge der Leuchtstoffröhre ausgesandte Licht erfaßt und auch eine intensive Strahlung über einen verhältnismäßig großen Winkel von bis zu 30° zeigt.

Die Messungen wurden an einer Leuchtstoffröhre von 40 Watt mit einem Durchmesser von 37 mm vorgenommen. Die Teilung auf den Kurven nach F i g. 4 und 5 beträgt 50 cd/1000 Im.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Claims

Patentansprüche:

1. Abschirmung für die direkte Aufhängung an einer langgestreckten Lichtquelle (12), insbesondere an einer Leuchtstoffröhre, mit auf jeder Seite der Mittelebene (44) verlaufenden, einander zugekehrten, konkav gekrümmten, innenseitig lichtreflektierenden Seitenschirmflächen (20) und mit einer Anzahl von über die Länge der Seitenschirmflächen gleichmäßig verteilten, mit diesen verbundenen Querplatten (24) mit im wesentlichen zueinander parallelen lichtreflektierenden Seitenflächen (40,42), dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Abchirmung für eine langestreckte lichtquelle (12) mit dem Durchmesser d