EP1602875A2 - Reflektor-System zur Verwendung mit Leuchten - Google Patents

Abstract

Reflektorsystem bei dem der für die Reflexionseigenschaften und Lebensdauer vorteilhafte metallische Reflektor (1) mit einem elektrischen isolator (2) und elektrisch isolierenden Befestigungselementen derart verbunden wird, dass der Schutz des Benutzers in allen möglichen Anwendungställen sichergestellt ist. Das vorgestellte Reflektorsystem zur Nachrüstung oder Erstausrüstung von Leuchten zeichnet sich durch seine schutzklassenunabhängige Verwendbarkeit trotz Verwendung eines metallische Reflektors aus.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf das Gelbiet der Beleuchtungstechnik, genauer der Reflektortechnik. Das beschriebend Reflektorsystem ist zur Nachrüstung von Leuchten - insbesondere von mit Leuchtstoffröhren betriebenen Leuchten - sowie zur Erstausrüstung solcher geeignet. Es zeichnet sich durch seine universelle Verwendbarkeit in Leuchten aller Schutzklassen aus. Die aus der universellen Verwendbarkeit resultierende Reduktion der Typenvielfalt führt zu großen Stückzahlen und ermöglicht eine kostengünstige Fertigung.

Im Rahmen der Energieeinsparung bei Beleuchtungsanlagen können in oder an Leuchten nachträglich angebrachte Zusatz- bzw. Nachrüstreflektoren dazu dienen:

• das nach oben abgestrahlte Licht nach unten zu lenken und dort für ein Mehr an Lichtstärke sorgen. Bei entsprechender prechender Bündelung können unter Umständen andere Leuchtmittel außer Betrieb genommen werden.
• das nach oben abgestrahlte Licht nach unten zu lenken um den durch eine Leistungsreduzierung des Leuchtmittels (z.B. von 58W auf 35W) verursachten Rückgang des Lichtstroms in bestimmten Bereichen zu kompensieren.

Der zweite Fall tritt insbesondere bei mit Leuchtstoffröhren betriebenen Leuchten mit einem induktiven Vorschaltgerät für Röhren mit 38mm oder 26mm Durchmesser auf, die mit einem elektronischen Adaptervorschaltgerät für kürzere und leistungsschwächere Röhren umgerüstet werden. Bei diesen Geräten wird z.B. eine 50%-ige Energieersparmis mit einem Rückgang des Lichtstroms in einer Größenordnung zwischen 15 und 40% erkauft. Dieser Lichtstromrückgang muss in vielen Fällen durch nachrüstbare Reflektoren kompensiert werden.

Die Herstellung solcher Zusatz- oder Nachrüstreflektoren ist bekannt und Stand der Technik.
Solche Reflektoren werden von mehreren Herstellern in diversen Reflektorgeometrien angeboten.
Sie bestehen üblicherweise aus einem entsprechend profilierten Reflektorstreifen, der zur Aufnahme von Klammern oder Clipsen mit entsprechenden Bohrungen oder eingestanzten Öffnungen oder Durchbrechungen versehen ist. Mit diesen Klammern / Clipsen aus Kunststoff oder Metall wird der Reflektor üblicherweise auf ein Leuchtstoffröhre geklemmt.

Als Reflektormaterial werden üblicherweise speziell eloxierte Aluminiummaterialien verwendet, die zum einen preiswert und mit sehr guten Reflexionsgraden erhältlich und zum anderen antistatisch und damit weniger verschmutzungsanfällig als Kunsstoffreflektoren sind. Da sie im Gegensatz zu Kunststoffreflektoren nicht zum Vergilben neigen und bei einer Reinigung weniger schnell verkratzen besitzen Aluminiumreflektoren eine höhere Lebenserwartung als Kunststoffreflektoren.

Auf solche nachträglich anzubringenden Reflektoren sind selbstverständlich die geltenden Normen und Sicherheitsbestimmungen anzuwenden, insbesondere Aspekte des zusätzlich an eine Lampenfassung angebrachten Gewichtes, der Befestigung am Leuchtmittel und Gesichtspunkte der Isolation.

Gewicht: Das zulässige Gesamtgewicht aus Leuchtmittel, gegebenenfalls Adaptervorschaltgeräten und Ankleidungen an das Leuchtmittel, z.B. eine Leuchtstoffröhre, ist begrenzt, im Falle einer G13-Fassung für 26mmLeuchtstoffröhren z.B. auf 0,500 kg. Dieses Kriterium wird von typischen am Markt erhältlichen Kombinationen problemlos erfüllt.

Befestigung des Reflektors am Leuchtmittel, z.B. einer Leuchtstoffröhre: An einem Leuchtmittel befestigte Nachrüst- oder Zusatzreflektoren gelten im Sinne der bestehenden Normen als "leichte Ankleidungen", die mit Federklemmen oder ähnlichen Befestigungen befestigt werden dürfen. Insofern sind die am Markt erhältlichen Reflektoren unproblematisch einsetzbar.

Gesichtspunkte der elektrischen Isolation:

Für die elektrische Sicherheit von Leuchten werden Schutzmaßnahmen gefordert, die verhindern, dass berührbare Metallteile im Fehlerfall Spannung führen können. Die Einteilung in Schutzklassen gibt Auskunft über die jeweiligen Maßnahmen.

Im Bezug auf Leuchten zum Betrieb an Spannungen über 42 V unterscheldet man zwei Schutzklassan:

Schutzklass I: Alle berührbaren Metallteile sind elektrisch leitend miteinander verbunden und werden mit dem Netz-Schutzleiter verbunden.

Schutzklasse II: Die Leuchte hat durch entsprechende isolationen keine berührbaren Metallteile, die im Fehlerfall Spannung führen können. Ein Schutzleiter ist nicht vorhanden.

Bestehende Leuchten lassen sich in Bezug auf Nachrüstreflektoren nach 3 Fällen unterscheiden:

Fall 1: Schutzklasse I oder II, frei zugängliche Röhre, basisisolierte Leitungen verlaufen in einem vollkommen geschlossenen Gehäuse, welches zum Lampenwechsel nicht geöffnet werden muss. Es besteht keine Möglichkeit, dass ein Nachrüstreflektor mit einer basisisolierten Leitung in Berührung kommt.

Fall 2 : Schutzklasse 1, basisisolierte Leitungen verlaufen nicht in einem vollkommen geschlossenen Gehäuse, welches zum Lampenwechsel nicht geöffnet werden muss. Es besteht die Möglichkeit, dass ein Nachrüstreflektor mit einer basisisolierten Leitung in Berührung kommt.

In solchen Leuchten sind keine nicht mit dem Schutzleiter verbundenen berührbaren Metallteile zulässig. Eine explizit genannte Ausnahme stellen z.B. die schmalen Metallringe an den Enden von Leuchtstoffröhren dar.

Fall 3: Schutzklasse II, basisisolierte Leitungen verlaufen nicht in einem vollkommen geschlossenen Gehäuse, welches zum Lampenwechsel nicht geöffnet werden muss. Es besteht die Möglichkeit, dass ein Nachrüst- oder Zusatzreflektor mit einer basisisolierten Leitung in Berührung kommt. Hierbei handelt es sich um eine nicht mit dem Schutzleiter verbundene geschlossene Leuchte, deren Gehäuse als elektrischer Isolator wirkt. Basisisolierte Leitungen sind nicht von außen, lediglich beim Lampenwechsel zugänglich.
In solchen Leuchten sind keine Metallteile zulässig, die in Berührung mit spannungsführenden basisisolierten Leitungen kommen könnten. Eine explizit in der Leuchtennorm genannte Ausnahme stellen lediglich die schmalen Metallringe an den Enden der Leuchtstoffröhre dar.

Bislang am Markt erhältliche Zusatz- oder Nachrüstreflektoren aus eloxiertem Aluminium gelten im Sinne der bestehenden Normen nicht als isoliert.

Sie dürften daher lediglich in Leuchten nach Fall 1 verwendet werden.

In Leuchten nach Fall 2 (Schutzklasse I) wären sie nur mit einer entsprechenden Schutzerdung verwendbar, die jedoch insofern problematisch wäre, als sie u.U. die Zulassung der Leuchte aufheben würde und dass sie nur von Fachpersonal durchgeführt werden dürfte und damit ein Einsatz durch jedermann, wie beim Lampenwechsel, nicht mehr zulässig wäre.

In Leuchten nach Fall 3 (Schutzklasse II) sind diese Reflektoren generell unzulässig.

Mit diesen Einschränkungen müssen die am Markt erhältlichen metallischen Nachrüst- oder Zusatzreflektoren als nicht für alle Leuchtenklassen zulässig im Sinne der bestehenden Regelungen und Normen betrachtet werden. Da eine unzulässige Verwendung bei einem Vertrieb an Endverbraucher nicht ausgeschlossen werden kann und konstruktive Sicherheit einen höheren Stellenwert als beschreibende Sicherheit hat, sind derartige Reflektoren generell ungeeignet für den allgemeinen Vertrieb.

Weiterhin weisen übliche Reflektoren eine feste Anzahl von Durchdringungen auf, in die Befestigungselemente gesteckt werden. Dies hat den Nachteil, dass die Befestigungselemente im Einzelfall im Wege sein können und dass die Zahl der Befestigungselemente durch die Anzahl der Durchdringungen begrenzt ist.

Aufgabe der vorgestellten Erfindung ist es, ein Reflektorsystem vorzustellen, dass sich von den bisher am Markt erhältlichen dadurch unterscheidet, dass es zwar ein Metall, insbesondere eloxiertes Aluminium, als Reflexionsschicht verwendet, gleichzeitig jedoch durch seine Konstruktion den bestehenden Regelungen und Normen in allen Schutzklassen entsprecht und somit universell einsetzbar ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Reflektorsystem nach Anspruch 1, bei dem der für die Reflexionseigenschaften und Lebensdauer vorteilhafte metallische Reflektor mit einem elektrischen Isolator und elektrisch isolierenden Befestigungselementen derart verbunden wird, dass der Schutz des Benutzers in allen möglichen Anwendungsfällen sichergestellt ist.
Das beschriebene Reflektorsystem zeichnet sich durch drei voneinander unabhängige konstruktive Merkmale aus, die je nach Anwendungsfall, d.h. Art der Leuchte, gemeinsam oder einzeln auftreten können.
A: die elektrische Isolierung eines metallischen Reflektors, z.B. aus eloxiertem Aluminium, gegen die Berührung mit basisisollerten Leitungen
B: die Konstruktion der Befestigung des Reflektors an Montageelementen zur Montage des Reflektors am Leuchtmittel oder anderen Teilen der Leuchte, zB. etwaigen Adaptervorschaltgeräten oder dem Leuchtengehäuse, bei der die für die Schutzklassenunabhängigkeit notwendiger Isolationseigenschaften eingehalten werden. C: die Möglichkeit, dass in einer vorteilhaften Ausführung die Befestigungselemente am Reflektor frei verschiebbar sein können und ihre Anzahl beliebig hoch sein kann.

Mit dieser Konstruktion wird es möglich, leichte, preiswerte und hocheffiziente zur universellen Nachrüstung geeignete zu bauen.

Hauptanwendungszweck der beschriebenen Erfindung ist die Nachrüstung von mit geraden Leuchtstoffröhren bestückten Leuchten zur Energieeinsparung oder Effizienzsteigerung. Es versteht sich von selbst, dass die Erfindung prinzipiell unabhängig vom verwendeten Leuchtmittel ist.
Ein zur Nachrüstung geeignetes Reflektorsystem ist prinzipiell natürlich auch zur Erstausrüstung von Leuchten geeignet. Vorteile ergeben sich insbesondere dadurch, dass auch für kleine Serien von Leuchten, z.B. Sonderleuchten, preiswerte leistungsfähige Reflektoren verfügbar sind.
Im Rahmen der Erstausrüstung können die Reflektoren entweder, wie im Bereich der Nachrüstung üblich, an der Röhre befestigt werden oder sie können am Gehäuse selber befestigt werden. Das beschriebene Befestigungssystem bietet hierzu eine einfache und kostengünstige Lösung.

Im Folgenden werden die Merkmale der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt, die in den Zeichnungen skizziert sind:

Zu A: Die Isolierung des Reflektors gegen die Berührung mit basisisolierten Leitungen wird dadurch gewährleistet, dass die dem Leuchtmittel, insbesondere einer Leuchtstoffröhre, abgewandte Seite des Reflektors mit einer im Sinne der geltenden Bestimmungen zulässigen Isolierung von mindestens 2500 V bekleidet wird, wobei die Isolierung derart ausgeführt wird, dass sie die Reflektorkanten umkleidet und zur Vermeidung von Kriechströmen mindestens 3,6 mm auf die dem Leuchtmittel zugewandten Seite herumgeführt ist.

Eine erfindungsgemäße Art der Isolierung ist in Abb. 1 dargestellt. Hierbei wird ein Kunststoffprofil mit einem Querschnitt nach Abb. 1 hergestellt, in das ein Aluminiumreflektor derart eingeschoben wird, dass an den Enden jeweils ein Überstand des Kunststoffprofils von mindestens 3,6 mm verbleibt.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführung (Abb. 2) besteht in der Kaschierung oder Laminierung des Reflektormaterials mit einer entsprechenden Isolierfolie, wobei die notwendige Vermeidung von Kriechströmen dadurch erreicht wird, dass

a) die Folie um die Reflektorkanten derart herumgeführt wird, dass sie die dem Leuchtmittel zugewandten Seite entlang der Kanten um mindestens 3,6 mm überdeckt. Diese Überdeckung kann alternativ durch ein auf erstere Folie aufgebrachtes weiteres Folienstück (z.B. isolierband) erfolgen (Abb. 2.1).

b) die (ausreichend steife) Folie einen Überstand über das Reflektorblech von mindestens 3,6 mm aufweist (Abb. 2.2).

c) die Randstreifen des Reflektorblech-Follen-Verbundes durch ein aufgeschobenes, elektrisch isolierendes Profil, dass die dem Leuchtmittel zugewandten Seite um mindestens 3,6 mm überdeckt, elektrisch isoliert werden (Abb. 2.3).

d) der Reflektorblech-Follen-Verbund an den Rändern derart umgebördelt wird, dass sich auf dem Leuchtmittel zugewandten Seite ein mindestens 3,6 mm breiter von Isolierfolle bedeckter Randstreifen befindet, der ggf. durch Anrechnung der seitlichen Kanten (Materialstärke) verringert werden kann (Abb. 2.4).

e) die rückseitige Folie breiter als das Reflektorblech ist und vor der umbördelung nach d) auf die Reflexionsseite umgeschlagen wird, so dass nach dem Umbördeln die Folienenden zwischen dem umgebördelten Reflektorblech eingeklemmt werden. Hierdurch ist eine Ablösung der Isolierfolie vom Reflektorblech ausgeschlossen. (Abb. 2.5).

f) eine Kombination der Maßnahmen a-e gewählt wird.

zu B: Konstruktion der Befestigung des in A) beschriebenen Reflektors an Montageelementen

Um den Reflektor zu nutzen muss dieser in der entsprechenden Leuchte montiert werden.
Dies geschieht in der Regel mit entsprechenden Montageelementen, mit denen der Reflektor an der Leuchte, an den Fassungen, an ggf. vorhandenen Adapterstücken oder am Leuchtmittel selber befestigt wird. Welcher dieser Stellen für die Befestigung der aus Reflektor und Montageelementen gewählt wird, ist für die beschriebene Erfindung jedoch ohne Bedeutung.
Hier kommt es lediglich auf die Ausgestaltung der Verbindung der Montageelemente an dem in A beschriebenen Reflektor-Isolierstoffverbund an. Wesentlich für die Ausgestaltung dieser Verbindung im Zusammenhang mit dem isolierten Reflektor ist, dass die Schutzklassenunabhängigkeit der Gesamtkonstruktion nicht beeinträchtigt wird.
Dies wird in der hier beschriebenen Erfindung durch folgende zwei Merkmale (M1, M2) der Montageelemente erreicht:

M1: Die Montageelemente bestehen aus einem elektrisch isolierenden Material und

M 2.1:Sie durchdringen den unter A beschriebenen Reflektor-Isolierstoffverbund nicht. Die Ausführung nach Abb. 3 zeigt ein Montageelement, dass die Reflektorkanten umgreift. alternativ

M2.2: Sie überdecken eine zur Montage geschaffene Durchdringung auf der dem Leuchtmittel abgewandten Seite derart, dass sowohl eine Berührung basisisolierter Leitungen mit dem metallischen Reflektor als auch etwaige Kriechströme auszuschließen sind. Im Sinne der bestehenden Normen beträgt die Mindestüberdeckung 3,6 mm; dieses Maß kann jedoch bei geringfügigen Durchdringungen ggf. auch geringer gewählt werden, was jedoch im Einzelfall durch eine zertifizierende Stelle geprüft werden muss. (Beispiel s. Abb. 4) alternativ

M 2.3: Die Isolationsschicht des Reflektors umkleidet die zur Montage vorgesehenen Durchdringungen und ist auf die dem Leuchtmittel zugewandten Seite herumgeführt, wie in Abb. 5 dargestellt.

Zu C: frei am Reflektor verschiebbare und in variabler Anzahl (sinnvollerweise mindestens 2) verwendbare Befestigungselemente

Befestigungselemente nach Abb. 3, die den Reflektor nicht durchdringen, sondern ihn klemmend umgreifen, können an beliebigen Stellen des Reflektors und in beliebig großer Anzahl angebracht werden. Als besonders günstig hat es sich erwiesen, den durch eine Umbördelung entstehenden Vorsprung für ein Einrasten des Befestigungselementes zu nutzen.

Diese Art der Befestigung erweist sich auch als vorteilhaft für Reflektoren, bei denen eine Isolierung nach A nicht notwendig ist, da der Reflektor ohne Durchdringungen, die u.U. einen weiteren Produktionsschritt benötigen, produziert werden kann. Weiterhin bieten die freie Verschiebbarkeit und die Möglichkeit der Anbringung zusätzlicher Befestigungselemente Vortelle. Im Falle eines nicht isolierten Reflektors ist ggf. auch ein metallisches Befestigungselement möglich.

Eine weitere erfindungsgemäße Ausführung eines Befestigungselementes stellt ein den Reflektor von oben umgreifendes Element dar, dass an einem Ende durch ein Loch der Leuchte gesteckt werden kann, dabei zusammengedrückt wird und durch Wiederaufspreizen das Befestigungselement im Gehäuse festhält. Diese Variante ist insbesondere beim Einsatz des Reflektors zur Erstausrüstung vorteilhaft.

Bezugszeichenliste:

Abb.1:

Kunststoffprofil zur Isolierung des Reflektorblechs

Abb. 2.1 bis 2.4 ;

Varianten der Isolierung des Reflektorblechs mit einer Kunststoff-Folie / Isolierfolie

Abb. 3:

Montageelement einteilig

Abb. 4:

Montageelement 2-teilig

Abb. 5:

Ummantelung der Durchdringung

(1):

Reflektorblech

(2):

Isolierungen
(2.1): Kunststoffprofil
(2.2): Kunststofffolie
(2.3): Kunststofffolie
(2.4): Kunststofffolie
(2.5): Kunststofffolie
(2.6): Isolator

(3):

Isolierendes Randprofil

Claims (10)

1. Reflektorsystem, bestehend aus einem Reflektor sowie Verbindungs- oder Montageelementen zur Verbindung des Reflektors mit einer Leuchte oder mit dem Leuchmittel - insbesondere einer Leuchtstoffröhre - oder mit der/den Fassung(en) des Leuchtmittels oder mit gegebenenfalls vorhandenen an den Enden eines geraden röhrenförmigen Leuchmittels - insbesondere einer Leuchtstoffröhre - aufgesetzten Adapterstücken, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

   Die dem Leuchtmittel - insbesondere einer Leuchtstoffröhre - zugewandte reflektierende Seite des Reflektors besteht aus einem elektrisch leitenden, im Sinne der geltenden Regeln und Normen nicht elektrisch isolierten Metall und die dem Leuchtmittel - insbesondere einer Leuchtstoffröhre- abgewandte Seite ist mit einem elektrisch isolierenden Material bekleidet und diese Bekleidung ist zur Vermeidung von Kriechströmen derart ausgeführt, dass sie die Reflektorkanten ausreichend umkleidet.

   Die Verbindungs- oder Montageelemente zur Befestigung des Reflektors bestehen aus einem elektrisch isolierenden Material.

   Die Verbindungs- oder Montageelemente zur Befestigung des Reflektors durchdringen den oben beschriebenen aus Metall-Isolierstoffverbund bestehenden Reflektor nicht, oder

   sie durchdringen den Metall-Isolierstoffverbund und überdecken die zur Montage geschaffene(n) Durchdringung(en) auf der dem Leuchtmittel - insbesondere einer Leuchtstoffröhre - abgewandten Seite derart, dass sowohl eine Berührung basisisolierter Drähte mit dem metallischen Reflektor als auch etwaige Kriechströme auszuschließen sind, oder sie durchdringen den Metall-Isolierstoffverbund und die elektrisch isolierende Schicht des Reflektors wird durch die zur Montage geschaffene(n) Durchdringung(en) auf die dem Leuchtmittel - insbesondere einer Leuchtstoffröhre - zugewandten Seite herumgeführt, derart, dass etwaige Kriechströme auszuschließen sind.
2. Reflektorsystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der metallische Reflektor aus eloxiertem oder mit Oxyden beschichtetem oder lackiertem Aluminiumblech besteht.
3. Reflektorsystem nach den Ansprüchen 1-2, gekennzeichnet dadurch, dass die verwendeten Isolierungen eine Durchschlagspannung von mindestens 2500 V aufweisen und mindestens 3,6 mm auf die dem Leuchtmittel - insbesondere einer Leuchtstoffröhre - zugewandten Seite herumgeführt sind.
4. Reflektorsystem nach den Ansprüchen 1-3, gekennzeichnet dadurch dass die Isolation des Reflektors aus einem oder aus mehreren Elementen besteht, insbesondere wenn es sich dabei um zusätzlich angebrachte Streifen einer isolierenden Folie oder um elektrisch isolierende Endkappen handelt.
5. Reflektorsystem nach den Ansprüchen 1-4 gekennzeichnet dadurch, dass es sich bei der Isolation des Reflektors um eine isolierende Folie handelt, die unter das umbördelte Reflektorblech derart herumgeführt ist, dass sie durch dieses eingeklemmt wird.
6. Reflektorsystem nach den Ansprüchen 1-5 gekennzeichnet dadurch, das die Verbindungs- oder Montageelemente den Reflektor umgreifen und auf diesem frei verschiebbar sind und an beliebigen Stellen des Reflektors und in beliebig großer Anzahl angebracht werden können.
7. Befestigungselemente nach Anspruch 6 gekennzeichnet dadurch, dass sie die an den Rändem des Reflektors durch eine Umbördelung entstehenden Vorsprung für ein Einrasten des Befestigungselementes nutzen.
8. Befestigungselemente nach Anspruch 8 - 7, gekennzeichnet dadurch, dass sie durch ein Loch der Leuchte gesteckt werden können, dabei zusammengedrückt werden und durch Wiederaufspreizen das Befestigungselement im Gehäuse festhalten.
9. Verbindungs- oder Montageelement zur Verwendung in einem Reflektorsystem gemäß einem der Ansprüche 1-8.
10. Reflektor zur Verwendung in einem Reflektorsystem gemäß einem der Ansprüche 1-8.

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