DE20220087U1 - Curved light reflector comprises assembly of radial vanes which are divided into sections along their length giving different vane counts in different radial regions - Google Patents
Curved light reflector comprises assembly of radial vanes which are divided into sections along their length giving different vane counts in different radial regionsInfo
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Abstract
Description
Anmelderin: LTS Licht & Leuchten GmbHApplicant: LTS Licht & Leuchten GmbH
Waldesch 24 D-88069 TettnangWaldesch 24 D-88069 Tettnang
"Leuchtenreflektor""Light reflector"
Die Erfindung betrifft einen Leuchtenreflektor nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Leuchte mit einem solchen Reflektor.The invention relates to a lamp reflector according to the preamble of claim 1 and to a lamp with such a reflector.
Leuchtenreflektoren für insbesondere Raumleuchten sind in einer Vielzahl von Ausführungsformen bereits bekannt geworden. Regelmäßig weisen derartige Reflektoren eine gewölbte Reflektorform auf und sind insbesondere als Hohlspiegel ausgebildet.Luminaire reflectors, particularly for room luminaires, are already known in a large number of designs. Such reflectors usually have a curved reflector shape and are particularly designed as concave mirrors.
Eine Ausführungsform umfasst auf der Reflektorinnenseite eine Längsrippung mit nebeneinander liegenden Rippen aus länglichen Erhebungen und Vertiefungen. Die Rippen verlaufen in einer Hauptabstrahlrichtung betrachtet über sich ändernde Reflektorquerschnitte in Richtung Reflektorzentrum und bilden entlang eines Querschnitts senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung eine alternierend konkave und konvexe Form aus.One embodiment comprises longitudinal ribbing on the inside of the reflector with adjacent ribs made of elongated elevations and depressions. The ribs run across changing reflector cross-sections in the direction of the reflector center when viewed in a main radiation direction and form an alternating concave and convex shape along a cross-section perpendicular to the main radiation direction.
Der Vorteil von auf diese Weise ausgebildeten Reflektoren,The advantage of reflectors designed in this way,
insbesondere Hohlspiegelreflektoren liegt zunächst darin, dass sie im Vergleich zu Reflektoren mit anderer Oberflächentopografie auf der Reflektorinnenseite, insbesondere einer ebenen Oberfläche, bei vergleichsweise größeren Abstrahlwinkeln eine verbesserte Ausleuchtung im Hinblick auf die Homogenität des beleuchteten Bereichs zeigen. Darüber hinaus erfolgt bei solchen Reflektoren eine verbesserte Mischung der Farben für ein Leuchtmittel, das normalerweise verschiedene Farben in unterschiedlichen Leuchtmittelregionen besitzt, was somit auch eine homogene Ausleuchtung eines Bereichs begünstigt. Bei der üblichen Herstellung von Reflektoren ist jedoch der Einbau von Rippenstrukturen hinsichtlich ihrer Geometrie und damit optischen Wirkung begrenzt.The advantage of concave mirror reflectors in particular is that, compared to reflectors with a different surface topography on the inside of the reflector, in particular a flat surface, they show improved illumination with regard to the homogeneity of the illuminated area at comparatively larger beam angles. In addition, such reflectors provide an improved mixture of colors for a light source that normally has different colors in different light source regions, which also promotes homogeneous illumination of an area. However, in the usual manufacture of reflectors, the installation of rib structures is limited in terms of their geometry and thus optical effect.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Leuchten eine im Vergleich zum aufgezeigten Stand der Technik homogenere Ausleuchtung ohne erhöhten Herstellungsaufwand zu erreichen.The invention is based on the object of achieving a more homogeneous illumination in luminaires compared to the prior art without increased manufacturing costs.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst.This object is solved by the features of claims 1 and 9.
In den Unteransprüchen sind vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung angegeben.Advantageous and expedient developments of the invention are specified in the subclaims.
Die Erfindung geht von einem Leuchtenreflektor mit einem gewölbten Reflektorelement aus, das eine Längsrippung mit nebeneinander liegenden Rippen aus länglichen Erhebungen und Vertiefungen umfasst, die in einer Hauptabstrahlrichtung des Reflektorelements betrachtet über sich ändernde Reflektorquerschnitte verlaufen und entlang eines Querschnitts senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung eine alternierend konkave und konvexe Form aufweisen. Der Kern der Erfindung liegt nun darin, dass die Längsrippung wenigstensThe invention is based on a lamp reflector with a curved reflector element, which comprises longitudinal ribbing with adjacent ribs made of elongated elevations and depressions, which, viewed in a main radiation direction of the reflector element, run over changing reflector cross-sections and have an alternating concave and convex shape along a cross-section perpendicular to the main radiation direction. The core of the invention is that the longitudinal ribbing has at least
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abschnittsweise in Richtung der Rippen ein- oder mehrfach unterteilt ist, wobei auf einen ersten Langsrippungsbereich ein zweiter Langsrippungsbereich mit einer zum ersten Langsrippungsbereich anderen Rippenzahl folgt. Durch diese Vorgehensweise lassen sich die Vorteile einer "gerippten Oberflächenstruktur" weitgehend unabhängig von der Geometrie des Reflektors in allen seinen Reflektorabschnitten nutzen, ohne dass sich deren Herstellung erschwert. Wie bereits oben erläutert, haben erfindungsgemäß gerippte Reflektoren den Vorteil, dass eine verbesserte Homogenität der Ausleuchtung und Farbe eines beleuchten Bereichs im Vergleich zu herkömmlichen Reflektoren erzielbar ist. Dies liegt daran, dass die Rippen aus einer Erhebung und Vertiefung für sich betrachtet bereits als ein eigenständiges Reflektormittel aufgefasst werden können, wodurch insbesondere bei einem Hohlspiegelreflektor eine Fokussierung des Lichts im Bereich des Leuchtmittels, das normalerweise im Zentrum des Hohlspiegels in dessen "optischer Achse" angeordnet ist, durch das Auftreten einer Vielzahl von "kleineren Brennpunkten" außerhalb einer zentralen Achse in diesem Maße regelmäßig nicht stattfindet. Hierdurch wird eine Mischung des Lichts eines Leuchtmittels von verschiedenen Orten des Leuchtmittels, die häufig unterschiedliche Farben aufweisen, erreicht, und insgesamt die Intensität des Leuchtmittels gleichmäßiger auf einen größeren Beleuchtungsbereich verteilt. Zudem hat die Vermeidung einer Fokussierung des Lichts im Bereich des Leuchtmittels den Vorteil, dass das Leuchtmittel bei vergleichsweise geringeren Temperaturen betrieben wird. Dadurch lassen sich dessen Lebensdauer und Farbtreuheit, die von der Leuchtmitteltemperatur abhängen, verbessern.is divided in sections in the direction of the ribs once or several times, with a first longitudinal ribbed area being followed by a second longitudinal ribbed area with a different number of ribs than the first longitudinal ribbed area. This procedure allows the advantages of a "ribbed surface structure" to be used in all of its reflector sections largely independently of the geometry of the reflector, without making their manufacture more difficult. As already explained above, ribbed reflectors according to the invention have the advantage that an improved homogeneity of the illumination and color of an illuminated area can be achieved compared to conventional reflectors. This is because the ribs made up of a raised area and a recess can be considered to be an independent reflector means, which means that, in particular in the case of a concave mirror reflector, focusing of the light in the area of the light source, which is normally arranged in the center of the concave mirror in its "optical axis", does not regularly occur to this extent due to the occurrence of a large number of "smaller focal points" outside a central axis. This results in a mixture of the light from a lamp from different locations on the lamp, which often have different colors, and overall the intensity of the lamp is distributed more evenly over a larger lighting area. In addition, avoiding focusing of the light in the area of the lamp has the advantage that the lamp is operated at comparatively lower temperatures. This improves its service life and color fidelity, which depend on the lamp temperature.
Bei sich im Querschnitt verjüngenden Reflektoren ist jedoch die Herstellung einer Rippung im Hinblick auf deren Geometrie beschränkt, wodurch die Vorteile einer Rippenstruktur nur teilweise genutzt werden können. Bei insbesondereHowever, in the case of reflectors with a tapered cross-section, the production of ribbing is limited in terms of its geometry, which means that the advantages of a rib structure can only be partially exploited.
Hohlspiegelreflektoren ist z.B. die minimale Breite am Umfang einer Abstrahlöffnung des Reflektors begrenzt, da die Rippen in Richtung Zentrum des Reflektors immer schmaler werden und eine herstellungstechnische Minimalbreite bei einer gängigen Herstellungsart nicht unterschritten werden sollte. Dies betrifft insbesondere eine bevorzugte Herstellung des Reflektors aus einer Aluminium-Ronde (Aluminium-Flachmaterial aus einer oder mehreren Schichten; bei mehreren Schichten weisen diese regelmäßig eine unterschiedliche Materialbeschaffenheit auf) mit einem Umformverfahren, das sich "Drücken" nennt. Wird dabei eine bestimmte Rippenbreite unterschritten, lassen sich Drückfutter zur Durchführung des Drückverfahrens mit Standardwerkzeugen nicht mehr herstellen, was die Herstellungskoten von entsprechenden Reflektoren deutlich in die Höhe treiben würde.For concave mirror reflectors, for example, the minimum width is limited at the circumference of a reflector's radiation opening, as the ribs become increasingly narrower towards the center of the reflector and a manufacturing minimum width should not be undercut in a common manufacturing method. This particularly applies to the preferred manufacture of the reflector from an aluminum blank (aluminum flat material made of one or more layers; with multiple layers, these usually have a different material composition) using a forming process called "spinning." If a certain rib width is undercut, spinning chucks for carrying out the spinning process can no longer be produced with standard tools, which would significantly increase the manufacturing costs of corresponding reflectors.
Vergrößert man die Breite der Rippen, stellt sich der gewünschte optische Effekt nur noch teilweise ein. Außerdem muss mit der Verbreiterung der Rippen zur Erzeugung einer vergleichbaren optischen Wirkung auch deren Welligkeit vergrößert werden, was im Hinblick auf die Herstellung eines Reflektors durch Drücken wiederum an Grenzen stößt.If the width of the ribs is increased, the desired optical effect is only partially achieved. In addition, as the ribs are widened, their waviness must also be increased to produce a comparable optical effect, which in turn has its limits when it comes to producing a reflector by pressing.
Durch die Unterteilung von Längsrippenbereichen in Richtung der Rippen lassen sich unabhängig von einer "Startrippung" immer wieder Längsrippungsbereiche verwirklichen, die in Bezug auf ihre Geometrie sowohl in optischer als auch herstellungstechnischer Hinsicht optimiert sind.By dividing longitudinal rib areas in the direction of the ribs, longitudinal rib areas can be repeatedly created, regardless of a "starting rib", which are optimized in terms of their geometry both optically and in terms of manufacturing technology.
Um eine gleichmäßige Ausleuchtung zu erzielen, umfasst ein Längsrippungsbereich vorzugsweise mehrere Rippen. Dabei ist es günstig, wenn mehrere Rippen eines Längsrippungsbereichs gleich sind. Vorteilhafterweise sind alle Rippen gleich. Es ist aber auch denkbar und vorteilhaft, wenn jede zweite Rippe oder jede dritte Rippe eines Längsrippungsbereichs gleich ist.In order to achieve uniform illumination, a longitudinal ribbed area preferably comprises several ribs. It is advantageous if several ribs in a longitudinal ribbed area are the same. Advantageously, all ribs are the same. However, it is also conceivable and advantageous if every second rib or every third rib in a longitudinal ribbed area is the same.
Die Vorteile der Erfindung lassen sich insbesondere bei Reflektorelementen nutzen, die senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung runde, insbesondere rotationssymmetrische Querschnitte aufweisen, beispielsweise als rotationssymmetrischer Hohlspiegel ausgestaltet sind.The advantages of the invention can be used in particular in the case of reflector elements which have round, in particular rotationally symmetrical cross-sections perpendicular to a main radiation direction, for example are designed as a rotationally symmetrical concave mirror.
Hier lässt sich eine zu extreme Verjüngung der Rippung bei einer vorgegebenen Startbreite am Umfang einer Abstrahlöffnung in Richtung Zentrum des Reflektorelements in eleganter Weise dadurch vermeiden, dass eine Unterteilung der Rippung über einen vollständigen Umfang nach einer gewissen Länge der Rippen, bei welcher die Breite der Rippen in einem noch tolerierbaren Bereich liegt, vorgenommen wird. Nach der Unterteilung verkleinert sich die Fläche eines Hohlspiegels in Richtung Zentrum naturgemäß, was bei unveränderter Rippenzahl zu einer deutlichen Verjüngung der Rippenbreite führen würde. Dem wird aber dadurch begegnet, dass die Rippenzahl nach der Unterteilung verkleinert wird, so dass mit einer größeren Breite begonnen werden kann, als die Rippen vor der Unterteilung geendet haben. Je nach Ausführungsform kann diese Rippung dann bis z.B. zu einer Öffnung für ein Leuchtmittel im Zentrum des Reflektorelements weitergeführt werden oder falls nötig, nochmals ein oder mehrfach unterteilt werden, so dass die Rippen hinsichtlich ihrer Geometrie immer in einem gewünschten Bereich liegen.Here, an excessive tapering of the ribbing for a given starting width on the circumference of a radiation opening in the direction of the center of the reflector element can be elegantly avoided by dividing the ribbing over a complete circumference after a certain length of the ribs, where the width of the ribs is still in a tolerable range. After the division, the area of a concave mirror naturally decreases towards the center, which would lead to a significant tapering of the rib width if the number of ribs remained unchanged. This is counteracted, however, by reducing the number of ribs after the division, so that a larger width can be started than the ribs ended with before the division. Depending on the design, this ribbing can then be continued up to, for example, an opening for a light source in the center of the reflector element or, if necessary, divided again one or more times so that the ribs are always in a desired range in terms of their geometry.
Im Weiteren ist es bevorzugt, wenn die Rippenstruktur entlang eines Querschnitts senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung des Reflektorelements kontinuierlich konkav und konvex verläuft. D.h. ein konkaver Bereich geht ohne Zwischenbereich oder Absatz in einen konvexen Bereich über. Hierdurch kommen die optischen Vorteile der Rippung besonders gut zum Ausdruck.Furthermore, it is preferred if the rib structure runs continuously concave and convex along a cross section perpendicular to the main radiation direction of the reflector element. This means that a concave area transitions into a convex area without an intermediate area or step. This brings out the optical advantages of the ribbing particularly well.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung beträgt die Breite der Rippen 1,5 bis 10 mm, d.h. quer zur Rippung derIn a particularly preferred embodiment, the width of the ribs is 1.5 to 10 mm, i.e. transverse to the ribbing of the
Abstand von Mitte einer Vertiefung bis zur Mitte der darauffolgenden Vertiefung bzw. von der Mitte einer Erhebung bis zur nächsten Erhebung oder vom Beginn einer Vertiefung bis zum Ende der darauffolgenden Erhebung.Distance from the center of a depression to the center of the following depression or from the center of a peak to the next peak or from the beginning of a depression to the end of the next peak.
Im Weiteren ist es besonders günstig, wenn die Welligkeit der Rippung 0,1 bis 1 mm, insbesondere 0,1 bis 0,6 mm beträgt. Strukturen mit solchen Abmessungen lassen sich mit vertretbarem Aufwand mit Hilfe des oben erwähnten Drück-WaIz-Verfahrens realisieren.Furthermore, it is particularly advantageous if the waviness of the ribbing is 0.1 to 1 mm, in particular 0.1 to 0.6 mm. Structures with such dimensions can be realized with reasonable effort using the spinning and rolling process mentioned above.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und unter Angabe weiterer Vorteile und Einzelheiten näher erläutert. Es zeigenAn embodiment of the invention is shown in the drawings and explained in more detail with further advantages and details. They show
Figur 1 eine Draufsicht auf einenFigure 1 is a plan view of a
Hohlspiegelreflektor in schematischer Darstellung,Concave mirror reflector in schematic representation,
Figur 2 den Hohlspiegelreflektor aus Figur 1 in einer schematischen räumlichen Darstellung,Figure 2 shows the concave mirror reflector from Figure 1 in a schematic spatial representation,
Figur 3a einen Schnitt durch denFigure 3a shows a section through the
Hohlspiegelreflektor nach Figur 1 entlang der Schnittlinie A-A,Concave mirror reflector according to Figure 1 along the section line A-A,
Figurfigure
3b - 3d vergrößerte Ausschnitte der mit Kreisen markierten Bereiche B (Figur 3b), C (Figur 3c) und D (Figur 3d).3b - 3d enlarged sections of the areas marked with circles B (Figure 3b), C (Figure 3c) and D (Figure 3d).
In den Figuren ist ein rotationssymmetrischer Hohlspiegelreflektor 1 abgebildet. Der Hohlspiegelreflektor kann beispielsweise in Form einer innen spiegelnden Halbkugelhaube oder einer Paraboloidkappe bzw. einer leicht davon abweichenden Raumform ausgebildet sein. Im Bereich des Zentrums 2 ist eine Öffnung 3 für das Einbringen eines Leuchtmittels in den Hohlspiegelreflektor 1 vorgesehen. Auf der Innenseite 4 besitzt der Hohlspiegelreflektor 1 eine Längsrippung 5.The figures show a rotationally symmetrical concave mirror reflector 1. The concave mirror reflector can be designed, for example, in the form of an internally reflecting hemispherical cap or a paraboloid cap or a slightly different spatial shape. In the area of the center 2, an opening 3 is provided for introducing a light source into the concave mirror reflector 1. On the inside 4, the concave mirror reflector 1 has a longitudinal ribbing 5.
Die Längsrippung 5 ist quer zu kleiner werdenden Querschnitten des Hohlspiegelreflektors 1 ausgerichtet, d.h. im vorliegenden Ausführungsbeispiel laufen die Längsrippen 5a auf das Zentrum 2 des Hohlspiegelreflektors 1 zu.The longitudinal ribs 5 are aligned transversely to decreasing cross sections of the concave mirror reflector 1, i.e. in the present embodiment, the longitudinal ribs 5a run towards the center 2 of the concave mirror reflector 1.
In Richtung Hauptabstrahlrichtung 6 betrachtet weist die Längsrippung 5 jedoch eine mehrfache Unterteilung entlang von Umfangslinien 8, 9 auf.However, viewed in the direction of the main radiation direction 6, the longitudinal ribbing 5 has multiple subdivisions along circumferential lines 8, 9.
Durch die Umfangslinien 8, 9, die hier beispielhaft jeweils in einer Ebene liegen, die sich senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung 6 erstreckt, werden drei Längsrippenbereiche 10, 11, 12 definiert.Three longitudinal rib regions 10, 11, 12 are defined by the circumferential lines 8, 9, which here, for example, each lie in a plane extending perpendicular to the main radiation direction 6.
Die Größen der Rippungen im Vergleich zueinander sind in den Figuren 3b bis d verdeutlicht. Figur 3b ist eine Vergrößerung des Ausschnitts B des Längsrippenbereichs 10, Figur 3c eine Vergrößerung des Ausschnitts C des Längsrippenbereichs 12 und Figur 3d eine Vergrößerung des Ausschnitts D des Längsrippenbereichs 11. Die konkave bzw. konvexe Form einer Längsrippe 5a quer zu ihrer Längserstreckung ist insbesondere an der Umfangslinie 7, deren Welligkeit eine Vertiefung 13 gefolgt von einer Erhebung 14 verdeutlichen soll,The sizes of the ribs in comparison to one another are illustrated in Figures 3b to d. Figure 3b is an enlargement of section B of the longitudinal rib region 10, Figure 3c is an enlargement of section C of the longitudinal rib region 12 and Figure 3d is an enlargement of section D of the longitudinal rib region 11. The concave or convex shape of a longitudinal rib 5a transverse to its longitudinal extension is particularly evident on the circumferential line 7, the waviness of which is intended to be illustrated by a depression 13 followed by an elevation 14.
ersichtlich.visible.
Mit weiter zum Zentrum 2 liegenden Längsrippenbereich nimmt die Rippenzahl ab, wodurch sich die Rippen in einem Längsrippenbereich 10, 11, 12 nur bis zu einem vorgegebenen Grad verjüngen. Im vergrößerten Ausschnitt gemäß Figur 3d ist ein kleiner Ausschnitt der Umfangslinie 8, die die Trennlinie zwischen dem Längsrippenbereich 10 und 11 darstellt, abgebildet. Man sieht, dass sich bis zur Umfangslinie 8 die Rippung des Längsrippenbereichs 10 deutlich verjüngt, aber ab der Umfangslinie 8 durch eine verkleinerte Rippenzahl wieder mit einer insbesondere leicht herstellbaren Rippenbreite bi begonnen werden kann.As the longitudinal rib region is further towards the centre 2, the number of ribs decreases, whereby the ribs in a longitudinal rib region 10, 11, 12 only taper to a predetermined degree. In the enlarged section according to Figure 3d, a small section of the circumferential line 8, which represents the dividing line between the longitudinal rib region 10 and 11, is shown. It can be seen that the ribbing of the longitudinal rib region 10 tapers significantly up to the circumferential line 8, but from the circumferential line 8 onwards, a reduced number of ribs means that a particularly easy-to-produce rib width bi can be started again.
Die Rippenbreite b (siehe Figur 3a) liegt vorzugsweise in einem Bereich von 1,5 bis 8 mm.The rib width b (see Figure 3a) is preferably in a range of 1.5 to 8 mm.
Bei den Längsrippenbereichen ist es nicht unbedingt erforderlich, dass auf einen Längsrippenbereich unmittelbar der nächste folgt. Hier könnte auch ein bis zu einem gewissen Grad ausgedehnter Zwischenbereich, der gegebenenfalls gar nicht gerippt ist, ausgebildet sein.In the case of the longitudinal ribbed areas, it is not absolutely necessary that one longitudinal ribbed area follows the next immediately. Here, an intermediate area that is extended to a certain extent and may not be ribbed at all could also be formed.
Die Rippen müssen auch nicht zwangsläufig streng in einer Ebene liegen, in der auch die Hauptabstrahlrichtung 6 liegt. Vielmehr können die Rippen 5a in Längsrichtung gebogen und/oder sich mit einem Winkel zu einer Ebene, in der die Hauptabstrahlrichtung liegt, in Richtung Zentrum erstrecken.The ribs do not necessarily have to lie strictly in a plane in which the main radiation direction 6 lies. Rather, the ribs 5a can be bent in the longitudinal direction and/or extend towards the center at an angle to a plane in which the main radiation direction lies.
Ebenfalls kann die Berandung der Rippen eine mehrfach gebogene Linie darstellen.The edge of the ribs can also be a line that is bent several times.
Ein in den Figuren abgebildeter Reflektor wird vorzugsweise in einer Raumleuchte benutzt. Es sind jedoch auch andere Anwendungsfälle in Außenbereichen oder Fahrzeugen denkbar.A reflector shown in the figures is preferably used in a room light. However, other applications in outdoor areas or vehicles are also conceivable.
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2002
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| CN109556031B (en) * | 2018-12-31 | 2021-06-22 | 广州市诺思赛光电科技有限公司 | LED lamp with floodlight and spotlight functions |
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