DE1287031B

DE1287031B - Spiegelreflektoren fuer oberflaechenleuchtende Lichtquellen, insbesondere Leuchtstofflampen

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Publication number: DE1287031B
Application number: DESCH35378A
Authority: DE
Original assignee: DR HEINRICH
Current assignee: DR HEINRICH
Priority date: 1964-06-25
Filing date: 1964-06-25
Publication date: 1969-01-16
Also published as: BE665926A; NL6508020A; CH460950A; GB1105153A; US3363093A; JPS4844754B1; AT254333B; SE329583B

Description

Bei bekannten Spiegelleuchten für Leuchtstofflam- die besondere Ausbildung eines biparabolischen pen besitzt die Spiegelreflektorrinne den Querschnitt '· ; Spiegelreflektors und dessen Zuordnung zur obereiner Parabel. Deren Brennweite ist etwa gleich dem flächenstrahlenden Lichtquelle durch Überlagerungen Radius des Leuchtstofflarnpenzylinders. Der Abstand und Überschneidungen der Führung des Lichtstroms zwischen Reflektor und Leuchtstofflampe ist im 5 besonders in der Leuchtenachse und geringeren Sei-Scheitel ebenfalls etwa gleich dem Radius, so daß der tenwinkeln verschiedene Abschnitte der Oberfläche Brennpunkt der Parabel auf oder innerhalb des der Lampe in der gleichen Strählrichtung gleichzeitig Leuchtstofflampenzylinders auf dessen Vertikalachse wirksam werden, liegt. Hierdurch wird insbesondere jeweils ein Teil der

Infolge der räumlich ausgedehnten Oberfläche der 10 dem Reflektor zugewandten und dem Raumausschnitt diffus strahlenden Lichtquelle ist eine eindeutige abgewandten Oberfläche des Lampenzylinders zusätz-Brennpunktzuordnung, wie bei gerichteter Strahlung lieh seitengleich durch mehrfache Reflexion mit seiteiner punktförmigen Lichtquelle, nicht möglich. liehen Oberflächenabschnitten der Oberfläche des

Derartige Spiegehreflektorleuchten erzeugen ein Lampenzylinders in der gleichen Strahlrichtung sich schmales Lichtband mit einem Maximum nahe der i₅ überlagernd und überschneidend gleichzeitig reflek-Reflektorachse. Bei einem Seitenwinkel von etwa 15° tiert. Die Lichtintensität dieser Reflektorabschnitte nimmt die Lichtstark^ bereits um etwa ein Fünftel ab wird dadurch erhöht, diese Abschnitte erscheinen und beträgt bei etwa M⁰'nur noch etwa das Doppelte heller als die nackte Lampe, und die Ausleuchtung der nackten Lampe. Bei etwa 45° Seitenwinkel wird des durch den Reflektor bestimmten Raumausschnitder Reflektor unwirksam, so daß für die weiteren öff- 20 tes wird wesentlich gesteigert. Eine seitliche Abstrahnungswinkel nur noch die nackte Lampe strahlt. lung außerhalb des durch den Reflektor bestimmten

Diese Tatsache mag der Grund dafür sein, daß die und bevorzugt auszuleuchtenden Raumausschnittes Hersteller von Spiegelreflektorleuchten auch dazu wird ganz wesentlich herabgemindert, übergegangen sind, zwei oder sogar drei Leuchtstoff- Für eine gleichzeitige mittelbare und unmittelbare

lampen unmittelbar hintereinander anzuordnen, wo- 25 Reflexion durch Spiegelreflektoren sind seither nur bei man die Brennweite der gemeinsamen Reflektor- Anordnungen mit zwei getrennten Reflektoren beparabel und dementsprechend deren öffnungsweite kanntgeworden, wobei zusätzlich andere Teile der um etwa ein Drittel vergrößert hat. Vorweg wird da- Lampenoberfläche von einem" zweiten, getrennten bei in Kauf genommen, daß in Richtung der Achse Reflektor über den ersten Reflektor in einen Raumnur die vordere Lampe unmittelbar wirksam bleibt. ₃₀ ausschnitt reflektiert werden sollen. Eine Zuordnung von zwei oder gar drei unmittelbar Erreicht wird diese Wirkung bei einem aus zwei

hintereinander angeordneten Lampen zu dem Brenn- Teilparabelquerschnitten gebildeten- Reflektorkörper, punkt einer gemeinsamen größeren Parabel erscheint... der die Leuchtstofflampe oben und an den Seiten umnach den Reflexiohsg&se'tzen- noch weniger möglich." hüllt, erfindungsgemäß dadurch; daß die Achsen der Der Strahlwinkel ist zwar verbreitert, doch dürfte der ₃₅ beiden Teilparabeln seitlich zur Hauptachse der Wirkungsgrad kaum in einem günstigen Verhältnis Leuchtstofflampe parallel oder schwach winklig gezum doppelten bzw. mehrfachen Aufwand an Energie neigt durch die Oberfläche der Leuchtstofflampe ver- und Material stehen, wie aus den Lichtverteilungskur- laufen und die beiden Brennpunkte der beiden Teilven hervorgeht. Die vordere Lampe verdeckt nicht parabeln auf oder innerhalb des Leuchtstofflampennur die dahinterliegenden, beide verdecken auch noch ₄₀ Zylinders liegen..^;;.... ;. .

Teile des sonst wirksamen Reflektors in Seitenwinkeln, Die Brennweiten der Teilparabeln und der Abstand

und nur Teilabschnitte ihrer Oberfläche kommen zur..: ^: ihrer Brennachsen von der Hauptachse entspricht Reflexion. zweckmäßig etwa der halben Größe des Radius der

Mit der Erfindung werden die erwähnten Nachteile Leuchtstofflampe. Die beiden Reflektorrinnen können vermieden, und es wird insbesondere eine Verbreite- 45 unmittelbar aneinanderstoßen oder über einevorzugsrung des Lichtbandes in Seitenwinkeln durch eine neue weise konkav gebogene Zwischenwand ineinander Ausbildung des Spiegelreflektors erreicht, wobei ein übergehen.

gegenüber dem bekannten Stand der Technik umge- Die Seitenflügel der Spiegelreflektorrinne können

kehrter Weg beschriften wird. . bis. zum Abstand „von, etwa, dem halben Radius

An Stelle einer Spiegelreflektorrinne mit dem Quer- s<5^: "unterhalb def'Leüctitstofflainpe" fortgeführt werden, schnitt einer Parabel wird eine solche verwendet, In diesem Fall entspricht die Öffnungsweite etwa deren Querschnitt sich aus zwei ganz bestimmten dem Umfang des Lampenzylinders, so daß die ge-Teilparabeln zusammensetzt. . , samte Oberfläche desselben zur Reflexioa ausgenutzt

Für eine Verwendung von Spiegelreflektorrinnen wird.

mit einem Qüer^hakt--aus zwei Teilparabeln sind" 55'-'· Einsolcher-Spiegelreflektor erzeugt Lichtbänder, Vorschläge bekannt, welche davon ausgehen, daß welche in Richtung der Hauptachse eine Lichktstärke möglichst alle von der Lichtquelle ausgehenden Strah- mit etwa dem 3,14fachen der. nackten Lampe besitzen len, welche auf den Reflektor auftreffen, an der Ober- und im Gegensatz zum einfachen Parabelreflektor in fläche der Lichtquelle vorbei unmittelbar in unter- ^eitenwinkelh von-45° noch die· doppelte Lichtstärke schiedlicher Richtung in den Raum reflektiert werden 60 der nackten£ampe·aufweisen.. -■ sollen. Für seitengleiche Öffnungswinkel treten im Gegen- _f

In jeder Strahlrichtung wird also praktisch jeweils satz zu einfachen Spiegelreflektorleuchten keine < das Spiegelbild eines anderen Teiles der Oberfläche toten Reflexionszonen mehr auf, weil der bisher un- < der Leuchtstofflampe reflektiert, wobei die dieser genutzte Teil der Oberfläche der Leuchtstofflampe, · Strahlrichtung abgewandte Seite des Lampenzylinders 65 welche dem Scheitel des Reflektors zugewandt ist, -; jeweils ungenutzt bleibt. durch die seitliche Verschiebung der Teilparabeln S

Nach dem vorliegenden Erfindungsgedanken wird zum Teil unmittelbar in den Raum reflektiert und \ diese seitherige Lehre bewußt verlassen, indem durch zum Teil auf die seitengleichen äußeren Reflektor- _t

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flügel und erst von dort weiter in den freien Raum Leuchtstofflampe 1 vorbei in den Raum reflektiert,

reflektiert wird. Für Reflexionspunkte zwischen S₂ und F tritt. — wie

Das erfindungsgemäße Prinzip läßt sich auch für am Normalstrahl MN gezeigt ist — zunächst eine Rekugelige bzw. birnenförmig ausgebildete Lampen an- flexion am Reflektor bei R₁ und dann in den Raum wenden. In diesen Fällen ist der Reflektorkörper als 5 hinein ein.

Umdrehungsparaboloid der Teilparabelquerschnitte Bei den Tangentialstrahlen, die gestrichelt einausgebildet, gezeichnet sind, ergeben sich folgende Verhältnisse:

In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel ein Beim bekannten Parabolreflektor 2 (links) wird der erfindungsgemäßer Spiegelreflektor für eine Leucht- Tangentialstrahl F bei 8 etwa parallel zur Hauptstofflampe im Vergleich mit einem einfachen Parabel- 10 achse H in den Raum reflektiert. Dagegen wird der reflektor dargestellt. Es zeigt dem Normalstrahl MF₁ zugehörige Tangentialstrahl

F i g. 1 den Querschnitt beider Reflektorkörper im überhaupt nicht mehr reflektiert. Ähnlich verhält sich

Schema mit Schnitt durch die Leuchtstofflampe, ein Querstrahl am untersten Punkt U der Leuchtstoff-

F i g. 2 die schematisch angedeutete Seitenreflexion lampe,

eines bekannten Parabelreflektors, 15 Bei der Biparabolausführung (rechts) wird der

. Fig. 3 im Vergleich dazu die Seitenreflexions eines Tangentialstrahl durch F zunächst nach R₂ am Re-

erfindungsgemäßen Reflektors, flektor und dann in den Raum reflektiert. Der dem

Fig. 4 den Vergleichsquerschnitt der Fig. 1 NormalstrahlMF₂ zugehörige;Tangentialstrahl wird

mit eingezeichnetem Strahlungs- und Reflexions- bei R₃ am Reflektor und von dort in den Raum re-

verlauf. 20 flektiert. Ebenso der Querstrahl am untersten Punkt U

In Fig. 1 und 4 ist die Leuchtstofflampe mit 1, der der Leuchtstofflampe, der bei i?₄ in den Raum rebekannte gestrichelt eingezeichnete Parabelreflektor- flektiert wird.

körper mit 2 und mit 3 eine erfindungsgemäße Re- Der Vergleich zeigt, daß mit dem erfindungsflektorrinne aus zwei Teilparabelquerschnitten 3_t gemäßen Biparabolreflektor im Gegensatz zum be- und 3₂ bezeichnet. Weiter bezeichnet S den Scheitel ₃₅ kannten Parabolreflektor durch die Überschneidungen der bekannten Parabel, S₁ und S₂ die Scheitel der und Überlagerungen von unmittelbarer Reflexion und Teilparabeln, F den Brennpunkt der bekannten indirekter Reflexion in gleichen Strahlrichtungen verParabel, F₁ und F₂ die Brennpunkte der Teil- schiedene Punkte der Leuchtstofflampenoberfläche parabeln, H die Brennachse der bekannten Parabel gleichzeitig raumwirksam werden, so daß der Re- und zugleich Hauptachse der Leuchtstofflampe 1, H₁ ₃₀ flektor eine höhere Lichtintensität als die nackte und H₂ die Brennachsen der Teilparabeln und r den Lampe besitzt.
Radius des Lampenzylinders. Das praktische Ergebnis wird in den F i g. 2 und 3

Es ist zu erkennen, daß der erfindungsgemäße Re- vergleichsweise gegenübergestellt. Die schraffierten flektorkörper mit der Verbindungskante der beiden Linien zeigen die von der Leuchte ausgehenden Licht-Teilparabeln auf dem Leuchtstofflampenzylinder in 35 bänder.

dessen Scheitellinie aufliegt. Die Scheitelpunkte S₁ Beim bekannten Reflektor nach F i g. 2 treten bei und S₂ der beiden Teilparabeln S₁ und 3₂ haben eine den Lichtbändern nach links in etwa 30° Seiten-Entfernung von der Zylinderfläche der Leuchtstoff- winkel bereits an den Außenrändern des Reflektors lampe 1 kleiner als r. Die beiden Brennpunkte F₁ tote Reflexionszonen auf. Bei etwa 45° Seitenwinkel und F₂ liegen innerhalb des Leuchtstofflampen- 40 ist der Reflektor vollkommen unwirksam und hat nur Zylinders 1. noch tote Reflexionszonen.

Zur Veranschaulichung der neuartigen Wirkungs- Beim biparabolischen Reflektor nach F i g. 3 bilden

weise der erfindungsgemäßen Reflektorausbildung ist Leuchtstofflampe und Reflektor bei gleichen Seiten-

in F i g. 4 der Strahlenverlauf verschiedener Grenz- winkeln noch für die gesamte Öffnungsbreite des Re-

strahlen eingezeichnet und zwar links für einen be- 45 flektors geschlossene Lichtbänder. Erst bei noch

kannten Parabolreflektor und rechts für die rechte größeren Seitenwinkeln zeigen sich steigend von den

Rinne des erfindungsgemäßen Biparabolreflektors. Außenrändern ähnliche tote Reflexionszonen, wäh-

Weil es sich hier um diffuses Licht handelt, sind rend gleichzeitig gegenüberliegende Reflektorränder

zur Veranschaulichung Grenzstrahlen — Normal- allmählich die Leuchtstofflampe verdecken,

strahlen und Tangentialstrahlen — eingezeichnet. 50 Aus dem Vorstehenden ergibt sich die wesentlich

Unter Normalstrahlen sind solche Strahlen zu ver- gesteigerte Lichtwirkung in den zum Lichtaustritt

stehen, die von einem Punkt der Lampenoberfläche vorgesehenen Raumausschnitt,

senkrecht austreten, so als ob sie von deren Mittel- Die erfindungsgemäßen Reflektoren können zweck-

achse ausgehen. Tangentialstrahlen sind solche, die mäßigerweise an Stelle der seitherigen Ausführung

von Leuchtpunkten der Oberfläche tangential aus- 55 mit Glasspiegeln aus Kunststoffen hergestellt sein,

gehen. welche mit einer metallisierten Reflexionsschicht ver-

Zunächst sollen die Normalstrahlen behandelt sehen sind.

werden. Beim bekannten Parabolreflektor 2 (links) Die Ausführung in Kunststoffen vereinfacht und

wird der Strahl MFS in sich selbst reflektiert und verbilligt nicht nur die Herstellung, sondern gestattet

bleibt raumunwirksam. Die Strahlen MS₁ und MF₁ 60 insbesondere durch die wesentliche Gewichtsverringe-

werden bei 4 bzw. 5 auf die Oberfläche der Lampe rung, derartige Spiegelreflektoren als Aufsatzgeräte

bei 6 bzw. 7 reflektiert und bleiben wiederum raum- auszubilden, mit welchen nachträglich vorhandene

unwirksam. Diese fehlende Raumreflexion besteht Anlagen bestückt werden können. Die Reflektoren

für alle Normalstrahlen etwa im oberen Drittel des können zu diesem Zweck Einschnitte bzw. Aus-

der Lampe zugewandten Bereichs des Reflektors 2. 65 sparungen, z. B. bei Längsreflektoren in Breite und

Bei der Biparabolausführung nach der Erfindung Tiefe der Fassungen und eventuell der Starter der

dagegen (rechts) werden die zu vergleichenden Strah- Lampe, besitzen, wobei durch den Paßsitz der Re-

len MS₂ und MF₂ am Teilparabolreflektor 3₂ an der flektoren durch einfache Auflage auf den Leuchtstoff-

lampen gehalten und gegen Verdrehen gesichert werden können.

Claims

Patentansprüche:

1. Spiegelreflektor für oberflächenleuchtende Lichtquellen, insbesondere Leuchtstofflampen mit einem Reflektorkörper, dessen Querschnitt sich aus zwei Teilparabeln zusammensetzt, welche die Leuchtstofflampe oben und an den Seiten einhüllen, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (H₁, H₂) der beiden Teilparabeln (3_V 3₂) seitlich zur Hauptachse (H) der LeuchtstofE- m lampe (1) parallel oder schwach winklig geneigt durch die Oberfläche der Leuchtstofflampe (1) verlaufen und die beiden Brennpunkte (F₁, F₂) der beiden Teilparabeln (S₁, 3₂) auf oder innerhalb der Leuchtstofflampe (1) liegen,

2. Spiegelreflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilparabeln (3₁₅ 3₂) unmittelbar oder über ein konkav gebogenes Zwischenstück ineinander übergehen.

3. Spiegelreflektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dieser bei kugeliger oder birnenförmiger Ausbildung des Leuchtkörpers als Umdrehungsparaboloid der Teilparabelquerschnitte ausgebildet ist.

4. Spiegelreflektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennweite (F₁ S₁; F₂S₂) der Teilparabeln (3₁₅ 3₂) und der Abstand ihrer Achsen (H₁, H₂) von der Hauptachse (H) des Leuchtkörpers (X) etwa der halben Größe des Radius r des Leuchtkörperquerschnitts entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen